激光显示行业深度报告

激光显示行业深度报告 2016-02-08 来源： 中国信息产业网 激光显示技术是下一代的显示技术，具有色域范围广、寿命长、 环保、节能等优点，将导致显示系统综合性能的革命性提升，国际 跨国企业已经认识到“一次显示领域的革命”的到来，国际上如日本 Sony、三菱电气、精工爱普生、韩国三星、美国德州电器、德国欧 士朗、耶拿光学等巨头正在加紧该技术的研发和布局。 一、激光显示技术原理一、激光显示技术原理 激光显示使用具有较高功率（瓦级）的红、绿、蓝（三基色） 单色激光器为光源，混合成全彩色，利用多种方法实现行和场的扫 描，当扫描速度高于所成像的临界闪烁频率，就可以满足人眼“视觉 残留”的要求，人眼就可清晰观察。临界闪烁频率应不低于 50Hz。 人眼所能看到的色域中，液晶只能再现 27%，等离子为 32%，而激 光的理论值超过 90%。 图 1 三基色纯激光显示成像光路示意图 激光显示有两个主要的研发方向。第一个方向是将激光作为新 型光源进行投影向大屏幕方向发展，一般采用 LCD、LCOS，或者 是 DMD 芯片作为光调制器，配合镜头在屏幕上进行投影显示。投 影式显示器体积、功耗比扫描式大，不同的投影距离需要调焦才能 清晰成像，但投影式激光已经攻克了原理研究阶段，正在开展大规 模生产阶段的攻关。 目前瑞士巴可（Barco）、美国科视（Christie）、日本 NEC（日本电气柱式社）、索尼以及我国的迪威视讯、长虹、海信 专注投影技术的开发。市面上可以见到的影院投影仪、工程机以及 激光电视都是投影式激光的产品。 激光显示的另一个研究方向是用三基色激光束在屏幕上进行高 速扫描直接成像。激光扫描比起投影式显示在系统体积、功耗方面 都有优势，且不同投影距离无需调焦就可以实现清晰显示。于是扫 描显示技术一般被用于开发便携的微型显示器。但是激光扫描显示 技术发展较为缓慢，技术攻关与扫描显示相应的产品还停留在产业 化初期。维视图像（MicroVision）、韩国（Iljin）、讯宝 （Symbol）、Light Blue Optics(LBO)等公司专注于此项技术。 图 2 激光显示的两个主要研发方向 二、以技术成本双重优势赢得未来二、以技术成本双重优势赢得未来 激光显示技术采用三基色作为光源，具有色域范围广、寿命长、 光效率、节能环保等优点。激光显示的颜色表现力是目前传统电视 的 2 倍以上，且光源的寿命可达 10 年，是传统光源的 10-20 倍。 另外，激光显示环保节能，功耗仅为传统电视的 1/3，且生产过程中 不使用对环境有威胁的重金属材料。因此，激光显示具备传统显示 行业无法企及的优点，是人类视觉史上的一次革命，是显示技术发 展的必然趋势，具有十分广阔的市场前景。 图 3 激光显示与传统光源性能比对 寿命长，免维护。激光显示使用激光器作为光源。激光光源的 理论寿命可达 20，000 小时以上，是传统光源使用寿命的 10 到 20 倍。再加之激光是冷光源，工作时温度低，长期来看老化较小、衰 减较弱，可以减轻使用者维护的负担； 激光显示大色域。现有的显示技术已解决了图像显示、图像颜 色以及颜色的清晰度等问题，未来显示的发展趋势是高清晰、大色 域的革命。传统的显示技术如 CRT、LCD、PDP 和 DLP 等光谱分 布为带状光谱，光谱宽，因而色彩重现能力差，仅能覆盖人眼可测 色彩空间的 33%；激光光源发射光谱为线谱，输出光谱宽度不到 1nm，狭窄的光谱宽度使得色纯度接近 100%， 因而色彩分辨率高， 色域覆盖率可达 90，色彩饱和度为传统显示的 100 倍以上。激光 显示可实现保真度最高的全色显示，是二维平面显示发展的终极方 向； 成像稳定。传统投影使用汞灯或氙灯作为光源，在工作中会大 量发热，加速光学成像系统的老化，长久下来彩饱和度和对比度都 会下降。液晶显示技术也有缺点，如在低温下成像质量会急剧下降。 激光显示成像的三基色对应的波长不会随着时间、温度的变化而变 化，因此在各种温度条件下呈现稳定。稳定的激光显示器可以做到 全天候持续运转，非常适合应用在安防监控和军工等领域； 节能环保。激光因为光束方向性强、发散角小、光能利用率极 高， 功耗仅为传统显示技术的 1/3。此外激光器的生产是采用半导 体材料，生产过程中不使用对环境有威胁的重金属。激光显示器使 用中耗能低、生产过程环保，是真正的环境友好型显示设备； 光亮度高。激光焦点处的辐射亮度比普通光源高 1001000 倍。激光显示器可以轻易实现 1 万明流的亮度，而更为高端的影院 用投影机和工程投影机，更是超过了 5 万明流的亮度。在 2014 年， 巴克公司展出了高达 7.2 万明流的激光投影机，是目前全球最亮的 投影机。迪威视讯控股子公司中视迪威也已打造出全球第一套 4K 级 50000 流明激光投影系统； 单荧屏无缝显示。现在广泛使用的大屏是一般式将多个显示屏 幕拼接而成。通过拼接而来的显示屏，存在并发码流软件、硬件昂 贵，屏幕间颜色矫正复杂色差明显、整体发热量大能耗高、拼接处 细节容易遗失、事故率高维修工作量大等问题。反观激光显示，具 有投影方案简单、无拼接缝隙、无色差亮度、色彩自动矫正能耗低、 发热量小易维护等优势，弥补了拼接屏显示的不足。 图 4 迪威视讯激光大屏显示系统应用于华为展厅 在技术上的优势以外，激光显示在成本上也具备独到的优势。 首先激光显示的生产装备投资规模小，激光显示产品生产装备的投 资，可以从几千万美元到几十亿美元分期投入。其次激光显示产品 成本下降潜力大，随着产业规模的扩大和新技术的采用，将对激光 显示系统设计产生革命性的变革，在提升显示器件品质的同时大大 降低成本。 三、大屏显示