一文讀懂:為什么說ALPD激光技術(shù)更先進、更代表未來?

2022-06-06 12:14:32   來源:家電消費網(wǎng)   評論:0   [收藏]   [評論]
導(dǎo)讀:  縱觀整個顯示行業(yè)的發(fā)展歷史,在歷代工業(yè)革命所產(chǎn)生的顯示技術(shù)和產(chǎn)品之中,由國外企業(yè)率先發(fā)明和主導(dǎo)的占絕大多數(shù)。從最早的傳統(tǒng)CRT電視機時代,到今天廣泛應(yīng)用的液晶顯示時代、甚至當下的OLED以及曾經(jīng)傳統(tǒng)光
  縱觀整個顯示行業(yè)的發(fā)展歷史,在歷代工業(yè)革命所產(chǎn)生的顯示技術(shù)和產(chǎn)品之中,由國外企業(yè)率先發(fā)明和主導(dǎo)的占絕大多數(shù)。從最早的傳統(tǒng)CRT電視機時代,到今天廣泛應(yīng)用的液晶顯示時代、甚至當下的OLED以及曾經(jīng)傳統(tǒng)光源投影顯示產(chǎn)品,顯示行業(yè)的話語權(quán)基本由歐美日韓等發(fā)達國家的企業(yè)所掌握。

  從2007年起,整個顯示行業(yè)因為一項新型激光顯示技術(shù)的崛起而進入一個轉(zhuǎn)折期。那一年,ALPD顯示技術(shù)正式面世,讓顯示行業(yè)進入一個全新激光顯示階段。

  ALPD,即熒光激光技術(shù),其采用熒光混合多色激光的技術(shù)路線,將激光的小光學擴展量、廣色域的特點與熒光的高效率、無散斑的特點有機結(jié)合,從而同時具有了低成本、高亮度、廣色域、無散斑等優(yōu)點,革命性地解決了激光顯示產(chǎn)業(yè)化遇到的困難。

  此后十余年間,ALPD激光顯示技術(shù)幾經(jīng)發(fā)展迭代,市場化應(yīng)用邊界不斷拓寬,從影院放映、激光工程等商用領(lǐng)域逐步下沉到激光電視、激光微投等規(guī)模更為巨大的大消費級應(yīng)用市場。

  當傳統(tǒng)RGB激光技術(shù)遭遇ALPD激光顯示技術(shù)

  激光顯示被認為是繼黑白顯示、彩色顯示、數(shù)字顯示之后的第四代顯示技術(shù),它在繼承了數(shù)字顯示技術(shù)優(yōu)點的基礎(chǔ)上,還具有單色性好、亮度高、方向性強和相干性強等特點。具體到面向C端的激光電視來說,它可以解決視頻圖像全色和顏色超高清問題,能夠?qū)崿F(xiàn)“沖擊人眼視覺極限”的高保真圖像。

  當激光顯示技術(shù)的應(yīng)用開始“飛入尋常百姓家”,傳統(tǒng)RGB三基色激光顯示技術(shù)和ALPD激光顯示技術(shù)之間,誰將引領(lǐng)未來技術(shù)革命的發(fā)展,進而在未來廣闊的應(yīng)用市場中搶占先機與制高點?

  散斑問題

  傳統(tǒng)RGB激光技術(shù),是由三基色光直接由對應(yīng)基色的激光器直接發(fā)出,光譜窄準直性更好。紅綠藍三基色全部為純正激光光源,比激光熒光技術(shù)光譜更窄因而具有更好的準直性;可達色域面積較大、邊界甚至超出人眼可見光范圍。

  “成也蕭何,敗也蕭何”由于三基色光直接由對應(yīng)基色的激光器直接發(fā)出,其光線的強相干性會使得投影出射光在空間上形成了RGB主要缺陷——散斑,即隨機無規(guī)則分布的亮斑和暗斑。散斑現(xiàn)象會嚴重影響圖像的清晰度和分辨率,降低顯示質(zhì)量。作為困擾RGB三基色激光顯示技術(shù)架構(gòu)的一個難以克服的困難。有行業(yè)人士指出,學術(shù)界和工業(yè)界經(jīng)過數(shù)十年研究,至今沒有簡便有效地解決“RGB散斑問題”的方案。

  反觀新一代ALPD激光顯示技術(shù),該技術(shù)采用激光激發(fā)熒光的方式其他顏色,由于熒光材料由摻雜離子在自發(fā)輻射發(fā)光,不同摻雜離子發(fā)出的光在時間上有微小差別,并且發(fā)光朝向整個空間各個方向,因此在時間和空間上都沒有相干性,從技術(shù)源頭上即不易產(chǎn)生散斑,因此ALPD激光技術(shù)架構(gòu)相對RGB三基色激光技術(shù)架構(gòu)在原理上克服了散斑的問題。

  光源效率與成本

  光源成本直接導(dǎo)致產(chǎn)品價格的巨大差異,與光峰科技ALPD激光顯示產(chǎn)品相比,如果說“散斑”問題是“傳統(tǒng)RGB三色激光”技術(shù)方案的第一大劣勢,那么,“貴”就是“傳統(tǒng)RGB三色激光”技術(shù)方案的第二大大劣勢。在同等亮度下,采用傳統(tǒng)RGB三色激光技術(shù)的投影產(chǎn)品成本會高出許多。

  眾所周知,亮度實際上就是人眼能感知的光線的明亮程度,也代表光的能量大小,能量越大亮度越高,反之亦然。

  RGB三基色激光顯示產(chǎn)品需要一定數(shù)量的紅激光、綠激光和藍激光進行配比合光。就激光器效率而言,綠激光器的發(fā)光效率一直較低,遠不如藍激光器。目前效率最高的直接發(fā)光的半導(dǎo)體綠激光的發(fā)光效率僅為藍激光的40%,直接發(fā)光的半導(dǎo)體綠激光單芯片的出光功率不足藍光芯片的25%。

  紅激光器所采用的材料溫度敏感性高,通常需要使用TEC(半導(dǎo)體制冷片)控溫。不僅成本偏高,同時TEC有凝露的問題,為了防范該問題導(dǎo)致紅激光短路、燒毀,需要對紅激光進行防水封裝,進一步推高了采購成本;紅激光的生產(chǎn)規(guī)模遠小于藍激光,導(dǎo)致制造成本高,因此紅激光的成本遠高于藍光。

  如何尋找到更亮同時更經(jīng)濟的人造光源呢,諾貝爾物理學獎獲得者中村修二給出了答案:藍光。當年中村修二憑借這一發(fā)明成功獲得諾貝爾物理學獎。藍光采用氮化鎵為基材的發(fā)光材料,同時配合一個諧振腔就形成了藍色激光半導(dǎo)體發(fā)光器件。

  ALPD激光顯示技術(shù)發(fā)光來源絕大部分為藍激光器。藍光激光器采用的是GaN(氮化鎵)的材料體系,其效率較高。更需要關(guān)注的是藍光激光器與藍光LED采用的是同一材料體系,后者在多年的大量產(chǎn)業(yè)資本投入,國內(nèi)已經(jīng)形成了半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的巨大體量,從而使得藍光的產(chǎn)業(yè)鏈非常完備,成本很低。因此藍光激光器不僅現(xiàn)在具有良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),成本較低,未來的產(chǎn)業(yè)化將按照影響半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的摩爾定律有很大的性能提升和成本下降空間。稀土熒光材料是我國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),熒光輪器件是ALPD激光顯示技的核心器件,其成本可以有效控制。ALPD激光通過藍激光激發(fā)熒光的方式獲得低成本、高效率的綠光和紅光,成功克服了紅綠激光器的效率和成本問題。

  ALPD激光顯示技術(shù)的多種技術(shù)路徑

  從落地難易層度看,傳統(tǒng)RGB激光技術(shù)的技術(shù)難度比較低,更容易實現(xiàn),主要就是堆疊激光器,拼激光器的數(shù)量。所以,對于在激光顯示領(lǐng)域,技術(shù)實力不足的企業(yè)來講,傳統(tǒng)RGB激光技術(shù)是比較好的選擇。

  再看光峰光峰科技的ALPD激光顯示技術(shù),經(jīng)過多次迭代,該激光顯示技術(shù)已演化出“單色激光+熒光”、“雙色激光+熒光”、“三色激光+熒光”三種解決方案,在很好的消除傳統(tǒng)RGB激光技術(shù)的散斑問題的同時,充分滿足不同層次的用戶需求。

  技術(shù)原理對比

  早在2007年,光峰全球率先發(fā)明了ALPD激光顯示技術(shù),采用透射式熒光輪的方式,成為了結(jié)合熒光與激光的第一代技術(shù),稱其為ALPD 1.0技術(shù)。搶占了全球激光顯示技術(shù)的先機。

  隨后的2010年,針對激光電視產(chǎn)品的開發(fā),采用反射式熒光輪和光學擴展量合光的方式,推出了可實現(xiàn)高亮度的ALPD 2.0技術(shù),目前大部分的ALPD激光投影機產(chǎn)品,如激光電視、教育機、拼墻等,均采用的是該技術(shù)方案。

  2011年,針對影院產(chǎn)品的開發(fā),光峰科技開始布局紅藍雙色激光+熒光的ALPD 3.0技術(shù)。該技術(shù)解決了紅光色彩亮度不足以及紅光飽和度不高的問題,經(jīng)過多年的研發(fā),在2017年達到了55000lm的高亮度、DCI-P3的廣色域以及100%的色彩亮度。

  2015年,為實現(xiàn)極致觀影效果,開始布局紅綠藍三色激光+熒光的ALPD 4.0技術(shù)。相比于ALPD 3.0,其不同之處在于一方面增加了綠激光,另一方面不再需要窄帶濾光片進行色域增強,因此既增強了色域,又有效提高了光效,目前其光效比ALPD 3.0代產(chǎn)品要提升30%,色域值可達Rec. 2020的98.5%。目前已取得廣泛應(yīng)用。

  無論是ALPD激光顯示技術(shù)的迭代更新速度,或是市場應(yīng)用廣度,始終保持對同行業(yè)跟隨者和競爭者的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。這些都是傳統(tǒng)的RGB三色激光技術(shù)無法比,可以說,傳統(tǒng)RGB激光技術(shù)是落后的舊一代技術(shù),APLD技術(shù)是蒸蒸日上的新一代技術(shù),使用APLD技術(shù)的投影則是更先進的投影。

  ALPD激光顯示主導(dǎo)行業(yè)格局

  截至2021年底,ALPD激光顯示技術(shù)原創(chuàng)企業(yè)光峰科技(688007.SH)全球累計專利申請及授權(quán)專利共計2419項,在全球范圍內(nèi)獲得授權(quán)專利1434項,境內(nèi)外專利申請774項(其中發(fā)明專利申請641項),PCT國際專利申請211項。這些專利中包括了多項核心技術(shù),涉及激光光源、消散斑、光學照明、圖像顯示、應(yīng)用材料等相關(guān)領(lǐng)域。這些關(guān)鍵性技術(shù)指標是激光投影顯示方案最為核心的技術(shù)支撐。意味著在激光顯示時代中,ALPD開始主導(dǎo)行業(yè)格局。

  專利的引證數(shù)量是專利技術(shù)影響力大小的一種體現(xiàn),一般而言具有明顯創(chuàng)新性的專利被更多地引用。光峰科技的專利中被引證數(shù)超過10次的占公司整體專利申請總量的10%,與高通公司被引證數(shù)超過10次的專利占比10.7%接近,此外光峰科技的專利被引證次數(shù)超過30次的專利有近百件。行業(yè)所熟知的光峰ALPD底層關(guān)鍵架構(gòu)技術(shù)專利,被同行業(yè)巨頭如荷蘭飛利浦,德國歐司朗,日本愛普生、NEC等公司先后引證600余次。

  如果說被多次引證,奠定了ALPD激光顯示技術(shù)在行業(yè)的領(lǐng)先地位,那么,與業(yè)內(nèi)多家同業(yè)公司建立合作,則表明ALPD激光顯示技術(shù)具備較強的行業(yè)普適性。

  技術(shù)市場化應(yīng)用前景廣闊

  過去十五年,ALPD激光顯示技術(shù)不斷創(chuàng)新,讓激光顯示進入到大消費市場變?yōu)楝F(xiàn)實,其專屬企業(yè)光峰科技也憑此成為行業(yè)內(nèi)核心器件供應(yīng)商,為下游眾多品牌提供激光光源、光機、屏幕等核心器件。

  在技術(shù)指標方面,通過ALPD激光顯示技術(shù)研發(fā)出的光源亮度最高做到10萬流明以上,目前國內(nèi)有超過26000個激光影廳放映技術(shù),源于光峰科技的ALPD激光顯示技術(shù)。

  依托自主創(chuàng)新的“硬科技”,打破“卡脖子”技術(shù)。其自主研發(fā)的激光數(shù)字電影放映機C5,該款產(chǎn)品已正式通過好萊塢DCI認證并進入量產(chǎn)階段,實現(xiàn)了中國數(shù)字電影放映關(guān)鍵設(shè)備零的突破,打破了國外企業(yè)一直以來對電影放映機的壟斷。更為國內(nèi)激光顯示行業(yè)注入了強勁動力。

  (激光數(shù)字電影放映機C5)

  家用產(chǎn)品方面,以ALPD激光顯示技術(shù)為核心的“業(yè)界天花板”的產(chǎn)品不斷問世。去年雙十一面向市場的峰米X1激光投影儀,其激光顯示光機核心就是采用的ALPD激光顯示技術(shù),該光機厚度小于2厘米,效率超過20流明/瓦,這也是目前業(yè)界能效比最高的光機類核心器件。一直追求亮度最高,體積最小,在產(chǎn)品形態(tài)上不斷突破,為用戶最大化利用家庭有限的空間。同時追求同功率最亮,同亮度最省的理念,為社會低碳生活作出應(yīng)有的貢獻。

  縱觀未來,無論是在消費人群、技術(shù)突破、還是場景應(yīng)用層面,激光顯示產(chǎn)品都有巨大的發(fā)展空間。激光顯示在家庭應(yīng)用之外,也開始滲透到商用市場的會議室、餐飲、娛樂、俱樂部、教學等環(huán)境中。不斷進步,不斷演化的ALPD一定會在國際顯示舞臺上大放異彩。

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責任編輯:zsz

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