芦伟
与两三年前被采访时遮遮掩掩、欲说还休的暧昧态度不同,2014年大家对于激光光源有了溢于言表的兴奋感,且不说已经发布相关激光光源产品的厂商,即使尚未有产品问世的企业也大多会用言之凿凿的语气告诉记者,一切尽在规划,不日新品即将上市。
屈指算来,自1965年美国Texas公司发表单色激光扫描显示研究报告以来,激光显示已经走过了49年,国外著名显示设备制造企业,如IMAX、Kodak、Barco、SONY、CHRISTIE、三菱、HDI、LG、Microvision、AAXA、松下等都在研发激光显示产品,但真正能够投入市场商用的极少。长期以来,人们多执着于三基色激光光源的探索,进展缓慢,但随着2010年卡西欧激光+LED混合光源投影机、2011年明基激光+荧光光源投影机的问世,业内的研发思路变得开阔起来。经过几年的修炼和技术不断突破,激光光源终于成长起来,可以理直气壮地亮相了,相关产品不断发布。如索尼的世界首台3LCD激光光源投影机,巴可、科视、DP的3DLP高亮激光工程投影,捷扬光电和上海乾锟光电的激光光源背投机芯等等。
三种发光方式
如今市面上产品采用的激光光源方式主要为RGB三基色、混合光源、激光+荧光三种,可谓是三种全汇。当然这三种方案各有特点,业内基于各自角度和理解,对此三种类型各有侧重,对发展空间和潜力,也各持看法。
Lumens捷扬光电技术长郑文钦认为:三基色光效率最好、色域大、颜色宽广且纯正,但成本太高,尤其绿色激光,相对技术成熟度较弱,其目前可量产的瓦特数只有约0.6W(蓝色激光已可以达到 3.5W),因此仅适用于对画面有高质量要求且又付得起高昂费用的高端应用,如数字电影院等;混和光源一般是以蓝色激光+红色LED+绿色荧光粉,这个光源架构可以改善荧光粉转换时红色纯度不够的问题,因此它的色彩比蓝光+荧光粉色域宽,但光学架构复杂,成本较高,且因红色LED亮度无法大幅提高而限制了整体亮度的提升,整体性价比不高。随着蓝光激光+荧光投影技术的成熟,会被逐渐边缘化,最终将会被淘汰;蓝色+荧光方式是以蓝色激光激发荧光粉以产生绿色及红色光,加上激光的蓝色光以构成完整红绿蓝光谱。光学系统简单成本较低,虽然初期激光组件成本高,不过随着激光组件大量制造成本下降,未来可占重要份额。因此今年将陆续推出此类几款机型,实现不同分辨率的全覆盖。
与捷扬光电郑文钦观点相似,上海乾锟光电总经理赵剑斌认为目前现存的几种激光光源中,三基色基于成本、体积的考虑,目前只适用于大型工程投影机;混合光源目前在亮度上还未有大的突破,市场上最高亮度也不过在3,500流明左右;蓝光+荧光的方案目前是最适用于市场的,而且稳定性经过几年的市场考验也得到认可,亮度也可从1,500-20,000流明。乾锟光电随后会陆续推出最新研发的二代,三代蓝光+荧光光机,在色彩、噪音、稳定性、亮度上都会有较大突破,主要定位市场为背投、家用电视和工程投影机。
去年9月25日,索尼发布了世界首台3LCD激光光源投影机,通过研发自身独有的光学部件,凭借蓝光+荧光光源方案可提供高达4,000流明亮度、WUXGA分辨率(1,920×1,200)的显示全高清图像,恒定亮度模式允许用户在整个预期的20,000小时寿命中保持同一的亮度而无衰减。“由于索尼激光投影机采用的是3LCD系统,所以彩色画面的色彩亮度具有更大优势”。索尼中国专业系统集团应用业务市场部经理周伟明表示。他同时看好三基色和蓝光+荧光两种方案,因为亮度可以做得更高,索尼今后还会有更高亮度的激光投影产品上市,已满足多种市场对产品的需求。
上海三鑫科技常务副总戴立勇认为三基色激光技术未来一定为主流,但目前还有很多问题要解决,特别是绿光光源问题,世界范围内都还没有找到合适的绿光光源。在三基色激光还不成熟的时期,混合光源较好地利用了LED和激光的优势,是一种过渡时期的应用技术。上海三鑫对这两种技术都在进行研究。
综合厂商之言、市面已发或待发产品来看,蓝光+荧光似乎是当前最具性价比和发展空间的激光光源方案。
并存之路
人们对于显示光源机器更高表现的追求从来不曾停止过,由此技术才不断发展,传统灯泡的光效率、使用寿命、色彩表现能力不断提升,新型绿色长效固态光源LED、激光先后进入实用。虽然激光显示的商用入市较晚,但其所具有的寿命长、色域广、光效高、节能等综合优势是其他光源所不能比拟的,因此业内对此寄予厚望。那么激光目前仍存在哪些问题,灯泡、LED、激光三种方式未来将如何共存,激光是否会很快主导市场呢?
激光光源成本过高是其面临的最大问题。郑文钦表示,如何降低成本并提升性能以达到大规模应用是未来的发展重点。像Nichia日亚正积极地提升激光二极管的光瓦特数, 以减少二极管使用数量。OSRAM欧司朗则提供激光光源模块,让系统可以像使用UHP灯泡一样容易。
此外,激光光源作为一种新型的技术,目前还需要改进的是在具体应用上如何与现有的投影产品做匹配,这需要较长时间的整合,乾锟光电正在着力此方面的工作。
索尼属于很早涉入激光光源研究的少数厂商之一,有着深厚的技术积淀。索尼周伟明认为激光光源技术到目前为止发展已经比较成熟了,它相对灯泡有很多优点,只是目前市场上投入的产品还太少,需要尽快加强激光投影机的产品线,以多种亮度来满足多种应用。是否会成为主导,还是要看产品的生产成本是否可以下降,产品的市场价格是否可以降到最终消费者的预算内。
灯泡、LED和激光光源现一起出现在市场中,随着技术、成本、市场动态的发展,三者共存之路必将发生变化。当初发展LED光源就是想解决灯泡光源寿命短需要经常更换灯泡的问题。LED色域宽广、寿命超长、发热量和功耗比灯泡光源要低,曾被业界认为是取代灯泡光源的一种理想光源。但随着对LED光源的研究深入,LED亮度低的致命缺点使得它不可能取代灯泡光源。而激光光源具有亮度高、色彩亮丽的特点,同时它也具有寿命超长,功耗极低的优点,因此激光光源被认为是未来显示光源的发展方向。但由于目前技术成本问题,还无法大规模投向市场。因此灯泡、LED与激光光源会在相当一段时期内处于共进发展之路,各自有不同的目标市场。“我相信未来是属于激光光源的,一旦激光光源技术得以成熟,生产成本不断下降,激光光源会逐步取代灯泡光源和LED光源。”戴立勇如此认为。
具体到背投领域,郑文钦有看法,他表示灯泡未来会因寿命短又不环保而被边缘化,LED与激光目前是厂商力推的主流,两种光源各有身身的优势与不足,市场的不同需求促成了未来两种光源长期共存的局面。不过由于初期激光光源成本还是偏高且寿命不及LED,因此暂时还只是在非主流的大尺寸箱体应用中有一定立足空间,目前大约占市场份额的5%左右。在前投领域,是激光光源与灯泡UHP做争霸战. 因一般投影机用在学校或公司, 需要超过2,000流明才够,LED光源无法达到此亮度。然而当前激光的成本高, 也很难在商教主流机中取得青睐,不过在工程机高流明机种上会有独特价值,相比灯泡有如长寿命(20,000小时对比于3,000小时) 、设计简单(相较多灯系统)的优势。如此大概需要3年时间在工程领域站稳后,可再来与主流灯泡UHP投影市场争霸,因此预估约5年后应有大幅进展。
国产机遇
随着人们对激光显示优势了解的深入,市场对激光显示需求逐渐增多,从而推动产业发展。近几年,中国国内各激光显示设备生产企业,根据市场需求研制成功一些激光显示投影机,同时参与激光显示产品研发、生产、配套的企业也逐渐增多。
中国电子视像行业协会大屏幕投影显示分会秘书长赵汉鼎告诉记者:最早我国研发激光显示的企业只有与中国科学院合资的北京中视中科光电技术有限公司等数家,目前国内参与激光显示整机与配套产品研发与生产的已发展到20家左右,所采用的激光光源有全激光光源与混合激光光源两种,混合激光光源又细分为:激光+LED、激光+荧光粉两类。超大屏幕超高亮度的激光显示设备大多采用全激光光源,如中视迪威的激光工程投影机800流明SL-Pro8K、1,200流明SL-Pro12K、2,000流明SL-Pro20K、电影放映机SL-Cinema2K等,还有北京中视中科光电、武汉全真光电的71英寸全高清LCOS激光显示器、山西太原傲视激光投影机以及南阳首控光电与南京煜宸科技的激光拼接显示屏等。由于混合光源成本较低,传统亮度的投影机一般都用混合光源,例如:深圳光峰光电研发用蓝光激光器激发荧光粉的混合激光光源;他们用这种光源委托韩国LG公司生产的“炫幕”100英寸激光电视受到业内人士好评。一些系统集成企业用这种混合光源的光学引擎或整机生产拼接屏取得了很好的效果,深圳雅图、北京丰信达等企业用激光加LED的混合光源研制的整机或拼接单元都取得不错的成绩。
除了企业自身,中国政府对激光显示也给予了极大关注与支持。如在“十二五”科学与技术发展规划中的新一代信息技术项目内将激光显示列为发展显示技术的首位,科技部还将激光显示列入“863”计划。在2013年中国平板电视市场发展高层论坛上,工业和信息化部电子信息司副司长刁京石曾强调,2014年要继续推动彩电技术创新,支持激光电视开发。工信部还将激光显示列入2014年电子发展基金项目,进一步表明了国家工业和信息化主管部门对激光显示的态度。不少地方政府也很关注与支持激光显示产业,有的在政策上支持,有的围绕产业链建设产业园。如在上海市政府的支持帮助下,上海成立了激光显示产业联盟,联盟由三鑫科技牵头,庄松林院士为理事长,汇集了相关中科院、高校及企业等成员单位14家。通过联盟的有效运行,逐步整合激光产业链上下游企业,逐步理顺这条产业链。
赵汉鼎秘书长表示,激光显示是新一代显示技术,现在还处于市场导入期,市场规划还不大,成本还较高,性价比优势还不是十分明显,因此要加速做好产业化工作。产业化首要任务是将产品成本降下来,当前影响成本主要的激光光源,其中又以绿光器件为主,我国绿光激光器研发在全球居于领先地位,成本在国际竞争中处于优势,但是相对其他显示技术来讲,还是较高的,因此要在保证质量与正常供应情况下,提高产品合格率与产量,对国内数家做绿光激光器的企业,择优支持,使其形成规模。同时要解决视频图像调制器(光阀)本土化问题,不但可降低成本,而且可防止国际形势变化,保证供应问题,我国生产视频图像调制器(LCOS)有数家,均已通过自主研发能批量生产合格产品。
当前激光显示优势越来越被人们认可,应用领域获得不断扩展,也推动了产业走向成熟。随着实现产业化、健全配套产业链、规模化生产,高保真的激光光源显示必成大器。