来源:新浪证券
纵观整个显示行业的发展历史,在历代工业革命所产生的显示技术和产品之中,由国外企业率先发明和主导的占绝大多数。从最早的传统CRT电视机时代,到今天广泛应用的液晶显示时代、甚至当下的OLED以及曾经传统光源投影显示产品,显示行业的话语权基本由欧美日韩等发达国家的企业所掌握。
从年起,整个显示行业因为一项新型激光显示技术的崛起而进入一个转折期。那一年,ALPD显示技术正式面世,让显示行业进入一个全新激光显示阶段。
ALPD,即荧光激光技术,其采用荧光混合多色激光的技术路线,将激光的小光学扩展量、广色域的特点与荧光的高效率、无散斑的特点有机结合,从而同时具有了低成本、高亮度、广色域、无散斑等优点,革命性地解决了激光显示产业化遇到的困难。
此后十余年间,ALPD激光显示技术几经发展迭代,市场化应用边界不断拓宽,从影院放映、激光工程等商用领域逐步下沉到激光电视、激光微投等规模更为巨大的大消费级应用市场。
当传统RGB激光技术遭遇ALPD激光显示技术
激光显示被认为是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的第四代显示技术,它在继承了数字显示技术优点的基础上,还具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点。具体到面向C端的激光电视来说,它可以解决视频图像全色和颜色超高清问题,能够实现“冲击人眼视觉极限”的高保真图像。
当激光显示技术的应用开始“飞入寻常百姓家”,传统RGB三基色激光显示技术和ALPD激光显示技术之间,谁将引领未来技术革命的发展,进而在未来广阔的应用市场中抢占先机与制高点?
散斑问题
传统RGB激光技术,是由三基色光直接由对应基色的激光器直接发出,光谱窄准直性更好。红绿蓝三基色全部为纯正激光光源,比激光荧光技术光谱更窄因而具有更好的准直性;可达色域面积较大、边界甚至超出人眼可见光范围。
“成也萧何,败也萧何”由于三基色光直接由对应基色的激光器直接发出,其光线的强相干性会使得投影出射光在空间上形成了RGB主要缺陷——散斑,即随机无规则分布的亮斑和暗斑。散斑现象会严重影响图像的清晰度和分辨率,降低显示质量。作为困扰RGB三基色激光显示技术架构的一个难以克服的困难。有行业人士指出,学术界和工业界经过数十年研究,至今没有简便有效地解决“RGB散斑问题”的方案。
反观新一代ALPD激光显示技术,该技术采用激光激发荧光的方式其他颜色,由于荧光材料由掺杂离子在自发辐射发光,不同掺杂离子发出的光在时间上有微小差别,并且发光朝向整个空间各个方向,因此在时间和空间上都没有相干性,从技术源头上即不易产生散斑,因此ALPD激光技术架构相对RGB三基色激光技术架构在原理上克服了散斑的问题。
光源效率与成本
光源成本直接导致产品价格的巨大差异,与光峰科技ALPD激光显示产品相比,如果说“散斑”问题是“传统RGB三色激光”技术方案的第一大劣势,那么,“贵”就是“传统RGB三色激光”技术方案的第二大大劣势。在同等亮度下,采用传统RGB三色激光技术的投影产品成本会高出许多。
众所周知,亮度实际上就是人眼能感知的光线的明亮程度,也代表光的能量大小,能量越大亮度越高,反之亦然。
RGB三基色激光显示产品需要一定数量的红激光、绿激光和蓝激光进行配比合光。就激光器效率而言,绿激光器的发光效率一直较低,远不如蓝激光器。目前效率最高的直接发光的半导体绿激光的发光效率仅为蓝激光的40%,直接发光的半导体绿激光单芯片的出光功率不足蓝光芯片的25%。
红激光器所采用的材料温度敏感性高,通常需要使用TEC(半导体制冷片)控温。不仅成本偏高,同时TEC有凝露的问题,为了防范该问题导致红激光短路、烧毁,需要对红激光进行防水封装,进一步推高了采购成本;红激光的生产规模远小于蓝激光,导致制造成本高,因此红激光的成本远高于蓝光。
如何寻找到更亮同时更经济的人造光源呢,诺贝尔物理学奖获得者中村修二给出了答案:蓝光。当年中村修二凭借这一发明成功获得诺贝尔物理学奖。蓝光采用氮化镓为基材的发光材料,同时配合一个谐振腔就形成了蓝色激光半导体发光器件。
ALPD激光显示技术发光来源绝大部分为蓝激光器。蓝光激光器采用的是GaN(氮化镓)的材料体系,其效率较高。更需要 ALPD激光显示技术的多种技术路径
从落地难易层度看,传统RGB激光技术的技术难度比较低,更容易实现,主要就是堆叠激光器,拼激光器的数量。所以,对于在激光显示领域,技术实力不足的企业来讲,传统RGB激光技术是比较好的选择。
再看光峰光峰科技的ALPD激光显示技术,经过多次迭代,该激光显示技术已演化出“单色激光+荧光”、“双色激光+荧光”、“三色激光+荧光”三种解决方案,在很好的消除传统RGB激光技术的散斑问题的同时,充分满足不同层次的用户需求。
技术原理对比
早在年,光峰全球率先发明了ALPD激光显示技术,采用透射式荧光轮的方式,成为了结合荧光与激光的第一代技术,称其为ALPD1.0技术。抢占了全球激光显示技术的先机。
随后的年,针对激光电视产品的开发,采用反射式荧光轮和光学扩展量合光的方式,推出了可实现高亮度的ALPD2.0技术,目前大部分的ALPD激光投影机产品,如激光电视、教育机、拼墙等,均采用的是该技术方案。
年,针对影院产品的开发,光峰科技开始布局红蓝双色激光+荧光的ALPD3.0技术。该技术解决了红光色彩亮度不足以及红光饱和度不高的问题,经过多年的研发,在年达到了lm的高亮度、DCI-P3的广色域以及%的色彩亮度。
年,为实现极致观影效果,开始布局红绿蓝三色激光+荧光的ALPD4.0技术。相比于ALPD3.0,其不同之处在于一方面增加了绿激光,另一方面不再需要窄带滤光片进行色域增强,因此既增强了色域,又有效提高了光效,目前其光效比ALPD3.0代产品要提升30%,色域值可达Rec.的98.5%。目前已取得广泛应用。
无论是ALPD激光显示技术的迭代更新速度,或是市场应用广度,始终保持对同行业跟随者和竞争者的技术领先优势。这些都是传统的RGB三色激光技术无法比,可以说,传统RGB激光技术是落后的旧一代技术,APLD技术是蒸蒸日上的新一代技术,使用APLD技术的投影则是更先进的投影。
ALPD激光显示主导行业格局
截至年底,ALPD激光显示技术原创企业光峰科技(.SH)全球累计专利申请及授权专利共计项,在全球范围内获得授权专利项,境内外专利申请项(其中发明专利申请项),PCT国际专利申请项。这些专利中包括了多项核心技术,涉及激光光源、消散斑、光学照明、图像显示、应用材料等相关领域。这些关键性技术指标是激光投影显示方案最为核心的技术支撑。意味着在激光显示时代中,ALPD开始主导行业格局。
专利的引证数量是专利技术影响力大小的一种体现,一般而言具有明显创新性的专利被更多地引用。光峰科技的专利中被引证数超过10次的占公司整体专利申请总量的10%,与高通公司被引证数超过10次的专利占比10.7%接近,此外光峰科技的专利被引证次数超过30次的专利有近百件。行业所熟知的光峰ALPD底层关键架构技术专利,被同行业巨头如荷兰飞利浦,德国欧司朗,日本爱普生、NEC等公司先后引证余次。
如果说被多次引证,奠定了ALPD激光显示技术在行业的领先地位,那么,与业内多家同业公司建立合作,则表明ALPD激光显示技术具备较强的行业普适性。
技术市场化应用前景广阔
过去十五年,ALPD激光显示技术不断创新,让激光显示进入到大消费市场变为现实,其专属企业光峰科技也凭此成为行业内核心器件供应商,为下游众多品牌提供激光光源、光机、屏幕等核心器件。
在技术指标方面,通过ALPD激光显示技术研发出的光源亮度最高做到10万流明以上,目前国内有超过20个激光影厅放映技术,源于光峰科技的ALPD激光显示技术。
依托自主创新的“硬科技”,打破“卡脖子”技术。其自主研发的激光数字电影放映机C5,该款产品已正式通过好莱坞DCI认证并进入量产阶段,实现了中国数字电影放映关键设备零的突破,打破了国外企业一直以来对电影放映机的垄断。更为国内激光显示行业注入了强劲动力。
(激光数字电影放映机C5)
家用产品方面,以ALPD激光显示技术为核心的“业界天花板”的产品不断问世。去年双十一面向市场的峰米X1激光投影仪,其激光显示光机核心就是采用的ALPD激光显示技术,该光机厚度小于2厘米,效率超过20流明/瓦,这也是目前业界能效比最高的光机类核心器件。一直追求亮度最高,体积最小,在产品形态上不断突破,为用户最大化利用家庭有限的空间。同时追求同功率最亮,同亮度最省的理念,为社会低碳生活作出应有的贡献。
纵观未来,无论是在消费人群、技术突破、还是场景应用层面,激光显示产品都有巨大的发展空间。激光显示在家庭应用之外,也开始渗透到商用市场的会议室、餐饮、娱乐、俱乐部、教学等环境中。不断进步,不断演化的ALPD一定会在国际显示舞台上大放异彩。