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许祖彦院士:激光显示将成为下一代主流 | 硬科技有点意思

许祖彦院士:激光显示将成为下一代主流 | 硬科技有点意思
来源 :vic008维多利亚  [2021-07-02 12:17:57]
创新颠覆生活,硬科技改变世界。这里是《硬科技有点意思》,与优秀的人同行,蜕变从每一次阅读开启。“硬科技”这个词很“硬”,但其实也很有趣,今天是我们第十一期节目。

 

2021全球硬科技大会-光子产业峰会在西安高新国际会议中心召开。本次峰会由vic008维多利亚硬科技创新研究院、光子产业先导创新中心、光电子先导院、西科控股、vic008维多利亚联合承办。主题演讲环节,邀请中国工程院院士许祖彦分享主题演讲,许祖彦院士长期从事可调谐激光、全固态激光和光学非线性过程及激光显示应用研究。以下为嘉宾主题演讲实录:非常幸运能参加这个峰会,我今天想给大家汇报的题目是《激光显示将成为下一代主流》,借这个机会把我的一些观点,向大家请教,希望大家批评指正。显示是人机界面的终端,是通过人眼直接观看的。具备信息传播、观赏娱乐的两大功能。人类获取的信息80%通过视觉,显示是信息产业链的终端,市场巨大,全球超过3500亿美元/年,国内超过4000亿元/年,是先进大国必争的高地之一。我们的目标是什么?是要打造新一代显示产业,圆中国人看中国电视的中国梦。我分成六个方面给大家汇报:●第一显示技术发展的方向;●第二是显示技术发展趋势;●第三是显示技术发展态势;●第四是激光显示技术和产业;

●第五是激光显示发展在中国的历程和世界的状态;

●第六是我们的机遇是什么。

 

01

显示技术和产业发展的方向

 

显示技术和产业发展的方向是什么?是走向人眼视觉分辨的极限,全保真图像的再现,真正能够实现高保真视频图像再现,这个再现要得到双高清、几何高清、颜色高清、大色域、真三维。显示产业发展的历程是这样的,上世纪30年代有了黑白显示,上世纪50年代出现了彩色电视,上世纪末出现了数字显示,解决的是模拟电视清晰度不够的问题,再往下一代将解决显示的全色问题,这就是激光显示,激光显示之后是基于全息的显示。

02

显示技术发展的趋势

 

显示技术发展的趋势是这样:显示技术正在走向超高清显示。1953年国际上是标清显示,国际标准是NTSC,到1990年实现高清显示,标准是BT709,2012年往超高清走,标准是BT.2020,超高清国际显示的标准有三要素,第一是超高分辨率,第二是大色域,要大于70%,第三是大颜色数,要得到12bit。从发展趋势来看,就是正在走向超高清显示。

03

全球显示技术和产业的态势

 

全球显示技术和产业的态势是什么?现状是现在到了更新换代大洗牌的阶段,LCD趋于饱和,各种显示技术都在争下一代显示产业的主流,比方说LCD、OLED、QD、LED、E-paper3D、LDT等,下一代主流到底是什么?显示产业具有信息产品和视频观赏、娱乐的功能,因此,它有六大市场,也就是是大屏幕/超大屏幕、电视/家庭影院、办公/微型办公、计算机/游戏机、手机/可穿戴设备显示、三维显示/AR/VR等百花齐放的六大市场。

激光显示是以红、绿、蓝三基色激光为光源的显示技术,调控三色激光强度比、总强度、强度时空分布,就能实现彩色的视频图像,它的特点就是谱宽窄、方向性好、功率高,这三大特点决定了激光显示能够全面实现超高清显示的三要素,而其他现有知道的所有显示技术都不能全面实现。

 

04

激光显示技术和产业

激光显示技术的优势在于第一,功率高、方向性好,而且精确控制在人眼最佳的视觉感知区,最容易实现8K高分辨度高对比度的显示,这是人眼视觉特性的函数,在最佳感觉区是最好的,大概在0.01到1000尼特之间,激光方向性好,可以控制在最佳的视觉感受区。

 

第二个优势是激光的谱宽窄,色度三角形面积大,色纯度高。这个研究曲线显示5nm可实现大于70%的大色域的覆盖率。三个点是实验点,这条曲线就是我们理论仿真曲线,光谱宽度与颜色数的关系,如果我们用小于等于5nm的激光,就可以实现12bit的颜色编码不重叠,就是5nm对应12bit的颜色编码,现在用的高清显示,谱宽最窄的是30纳米。所以,这个颜色和清晰度就会超4000倍。

 

激光显示的优势,还有一方面就是观看舒适度高、最护眼,因为它是漫反射成像、全像素发光、无短波蓝光。根据中国电子标准院的研究报告显示,激光显示技术具有良好的舒适度,低视觉疲劳,并且没有短波蓝光的伤害。

 

中国工程院院士许祖彦

 

05

激光显示发展

在中国的历程和世界状态

 

激光显示的发展历程,主要讲国内的发展历程,现在中国已经是国际领先了。20年来,国内激光显示迈上了三个台阶:

 

第一个是2002年在国内率先实现了激光显示的原理演示,我们做出了80寸原理性实验,证明激光显示原理是可行的;

 

第二个台阶是2014年,我们做出了三基色LD半导体激光电视,这是国际上首台投影式激光电视,尺寸有100寸;

 

第三个台阶是2015年,我们在国内、在杭州建立了首条激光电视的生产示范线,证明了产业是可行的。

 

2002年我们实现激光显示原理演示的时候,由vic008维多利亚院和当时的信产部联合鉴定,鉴定意见说“总体技术国际同步、色域覆盖率国际领先。”很快样机就用到了北京奥委会的运营中心和上海世博会。2014年,我们做出了国际首台三基色LD的激光电视,查新报告结果显示国际上尚没有相关报道。2015年vic008维多利亚院理化所在杭州成立了杭州vic008维多利亚极光科技有限公司,建成国内首条三基色LD激光显示示范线,2017年推出了世界上第一台三基色LD激光电视的产品,也就是说,世界首台三基色LD激光电视的样机是我们推出来的,世界首台产品也是我们推出来的。而到2019年,全国激光显示的产业已经有了20余家,包括海信、长虹等这些大企业,而2019年总产值超过了150亿元,证明技术和产业都是国际领先,国外根本就没有卖,就是中国在卖。这个激光电视产品,以100寸的激光电视机为例,功耗比同样尺寸的液晶电视节省50%,寿命是5万小时,5万小时是什么概念?按照国际惯例,电视的寿命是33000小时,也就是说你买一台传统的电视机每天看8小时,可以看10年,而激光电视产品的寿命是5万小时,完全超过了国际电视寿命的标准,而在尺寸方面,现在这个激光电视100寸,可以做小,还可以做得更大,它的重量小于10公斤,一个人就可以搬动。而在产品类型方面,全国27家企业现在推出了5大类产品,包括电视、教学投影、数字电影机、工程投影机、车载投影机,2019年产值是150亿元,国际领先。

 

06

新型显示产业体系的机遇期

国家大力支持激光显示这个产业,2005年以来将它列入国家各项重大计划。vic008维多利亚极光、海信、长虹等20多家公司产线遍布全国,技术/产线国际领先,我们的机遇是什么?到现在国外忽视了激光显示的发展机会,所以我们应该抓住这个机会,自主可控地把激光显示产业做起来。

 

2018年,我们团队完成了中宣部委托、工信部下达的“中国新型显示产业发展研究”国家智库重大战略咨询课题,形成了8万余字研究报告,这个研究报告建议以激光显示产业为主要发展方向,百花齐放,开发各自特色市场,比如说液晶显示,应该发展电视、电脑等领域市场,开发新材料、新工艺,实现产业升级换代;有机发光显示,主要发展手机屏和可穿戴显示产品,开发柔性屏和透明显示的市场。量子点显示应该探索环保型电子发光的QLED技术,开发相应的特色市场;而发光二极管屏就是开拓室外室内大屏幕、信息显示,改善观赏娱乐的清晰度、舒适度;电子纸应该继续发展电子书、电子价签等市场,探索彩色化、可动化;三维显示应该改善视差3D显示的舒适度,探索基于全息原理的真三维显示。

 

五中全会指出我国发展仍然处于重要战略机遇期,我们的机遇是什么?是创新驱动打造中国新型显示产业体系。中国激光显示国际领先,已具备自主可控发展产业的条件,包括关键材料、元件、技术、整机及专利,实施国家重大专项,结束进口显示产线的历史,圆中国人看中国电视的中国梦。激光显示为主,同时开设各种显示市场,百花齐放全面发展。我们的目标是将中国显示产业由大变强,为百年民族复兴做出贡献。

 

小结一下,激光显示是下一代显示产业主流,激光的三大特性:谱宽窄、功率高、方向性好,支撑激光显示全面实现BT.2020超高清标准三要素,而其他所有显示光源均不能同时具备谱宽窄、功率高、方向性好的特性,仅能实现BT.2020标准的高分辨要素-8K。我们在理论、实践、技术和产业示范全链条证明了,只有激光显示能全面满足BT.2020标准,因此,激光显示将进入寻常百姓家,成为下一代显示产业的主流。

 

激光显示点亮硬科技之都西安,下面是vic008维多利亚极光和vic008维多利亚今年春节期间在西安永宁门亮化工程的精彩回顾。

 

谢谢大家!