激光顯示：中國市場全球最大關(guān)鍵技術(shù)取得突破進(jìn)展

李佳師

11月21日，由中國電子視像行業(yè)協(xié)會承辦的2020世界顯示產(chǎn)業(yè)大會“激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)合作論壇”在合肥舉行。會上，來自中國視像行業(yè)協(xié)會、中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、青島海信激光顯示股份有限公司、勝科納米（蘇州）有限公司、蘇州芯鼎散光電有限公司、中山聯(lián)合光電科技股份有限公司、杭州科汀光學(xué)技術(shù)有限公司的專家、學(xué)者及企業(yè)代表在論壇上發(fā)表了精彩演講。

目前，壘球顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展與第四次工業(yè)革命處在重要的歷史交匯期，我國顯示產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入以超高清、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)融合新發(fā)展階段。

近年來，在海信、長虹、光峰等行業(yè)龍頭企業(yè)的積極推動下，我國激光顯示技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。海信激光顯示公司總經(jīng)理高玉嶺在論壇致辭中表示，目前，我國激光顯示關(guān)鍵材料、器件與應(yīng)用技術(shù)不斷取得突破。

在光源設(shè)計(jì)、光機(jī)模組、整機(jī)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)方面做到了全球領(lǐng)先，在激光器、成像芯片、鏡頭等核心部件的研發(fā)方面正快速縮短與國外的差距，在整機(jī)制造方面，中國企業(yè)已經(jīng)探索出了成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并處于壘球領(lǐng)先地位。

在專利方面，中國在激光顯示領(lǐng)域申請和授權(quán)的專利數(shù)處于快速增長階段。此外，中國激光電視的市場規(guī)模也是全球發(fā)展速度最快的。

奧維云網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，激光電視2015年至2020年的復(fù)合增長率達(dá)到213.8%。在今年前三季度，受疫情影響，彩電整體市場規(guī)模出現(xiàn)較大下滑現(xiàn)象，而激光電視成為唯一保持正增長的電視品類。

激光顯示因?yàn)榫哂懈逦?xì)膩的畫面、更鮮明真實(shí)的色彩、更臨場感的保真音質(zhì)、更智能更個性化的服務(wù)、更具想象力的產(chǎn)品形態(tài)等特點(diǎn)而被視為未來的顯示技術(shù)，也被越來越多的消費(fèi)者所喜愛。

但目前激光顯示的發(fā)展也面臨激光器、芯片等核心器件供應(yīng)鏈供給匱乏，整機(jī)價(jià)格偏高等問題，要破解這樣的困局，一是需要加快核心器件的研發(fā)，進(jìn)一步豐富上游供應(yīng)鏈;二是壘產(chǎn)業(yè)鏈共同努力，積極推動激光電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，從而讓消費(fèi)者對激光電視有一個清晰的、科學(xué)的認(rèn)知;三是加快激光電視產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；涞?，加快激光電視創(chuàng)新速度和降低成本速度。

目前越來越多的電視機(jī)巨頭企業(yè)正在加入激光顯示陣營，也涌現(xiàn)出越來越多的技術(shù)陣營。

但究竟未來什么樣的技術(shù)路線會成為主流，目前還無法定論。中國視像行業(yè)協(xié)會副秘書長董敏在論壇致辭中提到：“不一定看誰的技術(shù)更加先進(jìn)，也不一定看誰的性能更加逆天，要看誰的規(guī)模化和誰的產(chǎn)業(yè)化走得更快，所以產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)和完善是新技術(shù)推廣的首要問題。”

專家觀點(diǎn)

中科院半導(dǎo)體研究所研究員、光電子研究發(fā)展中心主任趙德：

采用新方法加速氮化鎵激光器突破

GaN（氮化鎵）LED經(jīng)過多年的發(fā)展，點(diǎn)亮了世界。GaN激光器與LED看起來很相似，但二者是完全不同的器件，GaN激光器更為高端，且物理原理更復(fù)雜、技術(shù)難度更高，但是應(yīng)用前景廣闊，激光電視就是其中的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

目前GaN基激光器的發(fā)展仍面臨許多挑戰(zhàn)。第一個挑戰(zhàn)來自外延，這是由于外延和襯底之間的失配太大，導(dǎo)致了很多的缺陷無法解決。第二個挑戰(zhàn)是拼接，無論是激光器、光電子囂，還是微電子囂，基本上都離不開拼接，但目前在拼接上仍有很多的缺陷。第三是發(fā)光效率不高，目前氮化罐激光器的發(fā)光效率仍很低。第四是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

通過采用InGaN量子阱局域態(tài)調(diào)控和缺陷抑制的方法，能夠提高發(fā)光效率。通過碳雜質(zhì)的補(bǔ)償機(jī)制，可以獲得高質(zhì)量的p-GaN材料。通過優(yōu)化器件，可以減少吸收損耗和電子泄漏。通過不斷努力，能夠讓激光器技術(shù)不斷突破，并有更好的發(fā)展未來。

中國科技大學(xué)教授許立新：

激光顯示是一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈

人類荻取信息有83%是依靠視覺，顏色是我們感知真實(shí)客觀世界的重要方式之一。全色激光顯示技術(shù)優(yōu)勢明顯，6基色可實(shí)現(xiàn)96%的色域覆蓋。全色激光顯示以紅綠藍(lán)三基色激光作為顯示光源，是繼數(shù)字顯示以后的第四代顯示技術(shù)，具有色域大、亮度高、壽命長、節(jié)能等特點(diǎn)。目前激光光源技術(shù)大部分來自國外，而我國要想實(shí)現(xiàn)激光技術(shù)的領(lǐng)先，需要政產(chǎn)學(xué)研深度融合。激光顯示的特點(diǎn)是大色域，因此在顏色管理方面，需要建立更多理論體系。

激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈龐大，在上游，包括了光學(xué)材料、光學(xué)器件、激光晶體材料、特種光纖、芯片材料、激光玻璃、光學(xué)薄膜等。在中游，包括了激光器、激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)等。在下游，包括了汽車、鋼鐵、石油、造船、通信、石油、航空航天、文化創(chuàng)意等?？梢?，這是一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，僅僅以激光器為例，Laser Focus wodd預(yù)測，2020年全球激光器有望繼續(xù)取得10%的增長，達(dá)到162億美元。

勝科納米（蘇州）有限公司研發(fā)總監(jiān)喬明勝：

激光顯示產(chǎn)業(yè)需要引入第三方測試

目前，激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈上的公司規(guī)模均不大，因此引入第三方分析非常有必要，尤其是激光顯示所用到的光源芯片、激光光源等需要進(jìn)行激光光源的高精度定位和先進(jìn)的分析。

IFC標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于激光顯示的定義是，使用激光光源的顯示器件就是激光顯示，激光顯示用的光源分為4類.RGB三色激光光源、單色（藍(lán)光）+熒光、雙色激光+熒光、三色激光+熒光。激光光源失效的原因包括外延生長污染、機(jī)械損傷、離子污染、端面損傷等。

勝科納米是世界頂尖的第三方分析實(shí)驗(yàn)室，提供一站式失效分析、材料分析、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證服務(wù)。新加坡和蘇州分析中·心配備了全套的高端分析儀器和專家級的分析人員，搭建起開放式的專業(yè)分析平臺，提供7天24小時最專業(yè)最快捷的分析服務(wù)。

蘇州芯鼎微光電有限公司總經(jīng)理時保華：

高分辨率顯示帶動LCOS市場大幅增長

5G的發(fā)展促進(jìn)了社會的變更，帶來了海量的高清視頻流井增加了大屏顯示的應(yīng)用，使得大屏顯示、激光電視、AR頭戴顯示等產(chǎn)品的市場快速增長。

全球LCOS芯片市場銷售預(yù)計(jì)將從2016年的12億美元猛增到2024年的34.5億美元，年復(fù)合增長率高速14.5%。汽車抬頭顯示在2017年的資本投入為7.596億美元，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到11.8億美元，年復(fù)合增長率為20.770。

LCOS及硅基MicroLED將會成為AR頭戴式設(shè)備的主流顯示，預(yù)計(jì)在2027年將超過總出貨份額的2/3.應(yīng)用于AR頭戴式設(shè)備的微顯示芯片出貨量預(yù)計(jì)在2027年將達(dá)到約4300萬顆，其中1700萬顆為LCOS芯片，其市場銷售預(yù)計(jì)將從2016年的12億美元猛增到2024年的34.5億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)14.5%。

對高分辨率顯示需求的不斷增加將帶動LCOS市場的大幅增長，產(chǎn)品細(xì)分應(yīng)用有：投影設(shè)備、抬頭顯示設(shè)備（HUD）和頭戴式顯示設(shè)備（ HMD）。

中山聯(lián)合光電科技股份有限公司投影產(chǎn)品線總監(jiān)鮑昭漢：

激光顯示的痛點(diǎn)及其解決之道

這幾年來，隨著激光電視的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)了一些行業(yè)痛點(diǎn)以及相應(yīng)的解決方案。

一是亮度調(diào)整問題，鏡頭最大光圈值是很重要的一個因素，鏡頭光圈越大，激光電視亮度越高，視覺效果越好。二是鏡頭可變光圈系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)亮度與對比度，使其能夠滿足不同的場景需求。三是完整的光學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈，能夠帶來卓越品質(zhì)。四是雙向焦距控制系統(tǒng)支持極大的余量調(diào)節(jié)，可在不便拆裝投影機(jī)的環(huán)境中簡化維修基礎(chǔ)問題。五是為需要自動對焦功能的激光電視提供自適應(yīng)對焦的鏡頭組合，從而不用擔(dān)心電視不小心被碰歪。六是若要實(shí)現(xiàn)鏡頭的抗熱、耐高溫、不跑焦等特性，需要光學(xué)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝三方的完美搭配，才可以達(dá)到一個鏡頭熱穩(wěn)定的效果。

杭州科汀光學(xué)技術(shù)有限公司副總經(jīng)理金波：

投影顯示產(chǎn)業(yè)離不開光學(xué)薄膜

經(jīng)過30多年的發(fā)展，全球白電生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了從歐美轉(zhuǎn)移到日韓，再從日韓轉(zhuǎn)移到中國的歷程。截至目前，中目已是全球最大的白色家電生產(chǎn)基地，中國有機(jī)會在未來成為全球投影顯示產(chǎn)業(yè)的新基地。

據(jù)預(yù)計(jì)，今年中國投影機(jī)總銷量為220萬臺，與去年相比略有下降，但是激光投影機(jī)有所增長。投影機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢：一是光源從汞燈向LED燈、激光光源進(jìn)行演進(jìn);二是焦距從長焦向短焦、超短焦方向發(fā)展;三是高分辨率與智能化向5G+4K方向發(fā)展。

激光電視的發(fā)展離不開投影顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而投影產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開光學(xué)薄膜的發(fā)展。目前光學(xué)薄膜在投影顯示上的應(yīng)用主要有五點(diǎn)：增透膜、反射鏡、二向色膜、偏振片以及位相膜。

亮度一直是激光投影顯示的一大訴求，比較值得關(guān)注的是藍(lán)寶石基底的熒光玻璃薄膜以及熒光陶瓷基底薄膜，加入藍(lán)光寶石基底的玻璃薄膜后亮度能夠提升60%。