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上下游互动是激光显示产业化关键

导读: 激光显示技术产业化需要下游终端市场的带动,核心关键材料在整机的成本中占有很大比例,对激光显示技术能否进入普通消费类市场产生决定性作用。

中国科学院光电研究院研究员 毕勇

 

      激光显示技术产业化需要下游终端市场的带动,核心关键材料在整机的成本中占有很大比例,对激光显示技术能否进入普通消费类市场产生决定性作用。

 
      自19世纪末发明CRT(阴极射线管)以来,经过100多年的发展,显示技术取得极大进步,显示产业也急剧膨胀,达到空前的规模。基于显示技术的个人计算机、移动通信市场也获得了迅速发展,开创了今天的信息社会。在这个多媒体时代为征的信息社会,变革仍在进行,显示技术以及显示产业也会随之进一步扩大,并更加多样化。总的说来,显示技术的总体发展趋势是:平板化、大尺寸化、全高清显示、大色域显示、更轻、更薄。

 

      激光显示低成本三大途径

      激光显示颜色效果好。进入数字显示阶段,在显示分辨率及图像传输方面有了突破性的提高,但在色彩表现方面与以前的模拟显示技术相比并没有提高。在国际标准人眼可见光色域图上,激光光源所能产生的色域覆盖率是当前显示技术所通行的NTSC色域的2倍,是主流液晶显示覆盖色域的3倍,这是其他类型光源所很难实现的。

 


      在大屏幕投影显示方面,激光显示更是在颜色还原方面占有绝对优势。比如,LED输出光谱宽度为20nm-30nm,高压汞灯的输出光谱宽度大于40nm。而激光投影显示的输出光谱宽度不到1nm,这就是说,狭窄的光谱宽度必然能得到更纯的RGB(红绿蓝)三基色,从而覆盖的色域范围将更大。

 


      激光显示稳定性高。激光显示的稳定性高主要是基于以下的几个原因,首先,激光显示成像的三基色对应的波长固定,不随时间、温度的变化而变化,而现在其他的显示技术,或多或少受温度的影响。尤其是液晶显示技术,在低温下,成像质量会急剧下降。而在使用寿命方面,激光显示可以做到5万小时-10万小时甚至更高,领先其他显示技术。其次,激光光束方向性强、发散角小,光能利用率极高,利用激光这种寿命长的冷光源来进行投影显示,也降低了对其他部件寿命的影响。

 


      激光显示的其他优秀特性包括:低增益屏幕上表现更高的亮度;线性光谱,色饱和度极高;偏振特性非常好;光斑面积更小,可以应用更小的数字光阀;未来体积可以更小。

 


      激光显示产业链包括半导体、人工晶体、激光、光学机械、光学冷加工、图像引擎、数字信号处理、整机集成技术等方面。具体说来,可细分为化合物半导体及封装、激光泵浦源、人工晶体以及激光器几个产业链构成了激光产业,也就是激光显示的上游产业。应用于显示领域的激光器和激光光源整合处理技术以及光学引擎技术、光机制造,为激光显示的中游,是把激光产业与显示产业联合起来的关键环节。显示终端的制造企业,比如投影机和电视等为下游产业。

 


      国内在激光显示产业链的各个环节都有相对较好的研发基础甚至生产经验,有利于投资者在产业发展之初融入核心领域并且获得相应的竞争优势。

 


      激光显示和传统的显示技术相比,有着很多的优势,它能表达的色域达200%NTSC,是传统显示技术的至少2倍以上。有着更高的对比度、寿命长、节能环保等优点。甚至可以说,几乎所有传统显示技术能具备的优点,激光显示都可以具备。但是,作为下一代显示技术,激光显示技术的发展瓶颈在于它的价格。比如,我们现在已经研制出来的激光数字电影放映机,各项性能指数都要远远超过常规放映设备,但其价格是常规电影放映设备的3到5倍以上。

 


      当前,每瓦红绿蓝三基色合成的白光激光功率的成本约3000美元~5000美元,大大超过了100美元~200美元/瓦的一般行业市场接受水平。因此,实现激光显示产业化必须将激光光源的成本控制在100美元/瓦~200美元/瓦的水平,激光显示的规模产业才能得到良性运转,激光显示产品的成本已经成为制约产业形成的重要因素。

 


      激光显示技术低成本化的问题,是我们下一步亟待解决的问题。我们可以通过3个途径来实现激光显示技术的低成本化,其一是关键材料的低成本化;其二是光源模组的优化设计实现低成本化;其三是规模效应实现低成本化。

 

      市场带动激光显示发展

 

      激光显示如能解决低成本的问题,将在如下几方面获得成功:

 


      第一是数字电影放映。目前美国影院数字化银幕有4006块,2008年美国的数字银幕数量将超过传统银幕数量,5年以内美国要将全部剩余的3万余块银幕实现影院数字化的转换,直接市场空间就超过40亿美元。欧洲近几年也将有上万块银幕向数字转化。亚洲的韩国、日本等也将进行类似改造。

 


      未来3年-5年将是数字放映设备的需求高峰期,仅从中国本土的数字放映设备需求量考虑,约3000块电影屏幕可以进行激光数字电影的升级改造,带动的直接市场空间有30亿元。因此从电影放映机产品切入,不仅可以拉动市场需求和产业链的完善,而且还将推动激光显示时代的到来,引入新的商品概念,促进显示产品换代技术,并逐步进入一般消费类产品市场。

 

 
      第二是投影仪。全球投影机销量每年以35%左右的速度增长,而中国投影机市场更是以高于40%左右的速度增长,其市场发展潜力是巨大的。有关方面预测,家用投影机市场未来7年将以200%的速度增加,2007年将有11万台进入中国家庭。据Displaysearch2007年6月份预测数据,2009年全球显示器市场将高达1078亿美元,投影市场将占据30%-40%份额,即每年约600万台-800万台;国内将约占10%,有60万台/年-80万台/年的市场,约有70亿元/年的市场空间。

 


      第三是电视。我国已经成为电视机生产大国,但还远远不是一个显示技术的强国,市场潜力巨大但自主产业弱小。虽然我国有很多家大规模的电视机生产企业,但几乎所有的显示技术核心部件的生产技术和装备均从国外引进,生产出的产品每年不得不向国外支付巨额专利使用费。去年我国平板电视生产量超过400万台,其中一半以上用于出口,按照每台平板电视征收20美元专利费计算,中国彩电企业每年仅出口一项就将交纳4000万美元的专利使用费,成为企业自主发展的沉重负担。

 
      类似三菱的DLP激光大屏幕电视是家庭影院的高端产品,能提供前所未有的画面质量,是针对高收入群的巨大市场,估计潜在的用户市场约为200万台/年。仅以我国消费市场为例,我国有3.5亿个家庭,如果高端显示市场占5%的话,尚有1500万台的潜在市场空间,按每台2万元的价格计算,激光显示市场估计在3000亿元量级。如果按激光电视的寿命为10年来计算,平均每年的国内市场估计为300亿元,这是一个巨大的电视消费市场。

 


      第四是微投影。随着无线网络带宽和传输速率的大幅度提升,网络增值服务提供的服务内容的多样化,手机、PDA等无线通信设备的显示终端将与激光投影显示技术集成于一体,直接从网络下载文档或视频文件并通过手机投影来进行商务活动或娱乐,并有望与手机照相一样成为便携式移动通信设备的标准配置,每年市场将达到数千万部。

 


      激光显示技术产业化将大幅带动上游光电材料、半导体材料、人工晶体材料等发展。从技术角度说,显示器件的性能往往受到材料性能的制约,但是,反过来,激光显示技术的不断发展和进步也为材料的发展指明了方向。作为核心关键材料,光电材料、半导体材料、人工晶体材料不仅仅决定了激光显示器件的工作方式,而且在整机的成本中占有很大的比例,对激光显示技术是否能够进入普通消费类市场产生决定性作用。

 

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