黨的十九屆五中全會提出,堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位,把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐,擺在各項規劃任務的首位。抓住戰略機遇,加強自主創新,構建高質量發展新格局,是新時代高新技術發展的重大任務。新型顯示是信息產業的核心之一,是戰略性高新科技的基礎性并最具活力的產業,應用遍及工業、國防、教育、交通、通信、航空航天、醫療、娛樂等方方面面,每年產值為千億美元級,新型顯示產業的自主創新是構建新發展格局的關鍵。
新型顯示迎來自主創新重大機遇
顯示是將信息顯示給人眼觀看的人機界面技術和產品,是信息鏈的終端。顯示技術的發展方向是走向人眼視覺極限(全保真圖像再現),目標是高保真圖像再現,即雙高清(幾何/顏色)、大色域(度)和真三維。縱觀顯示技術發展歷程,上世紀30年代出現的黑白顯示解決了視頻圖像的有無問題,上世紀50年代的彩色顯示解決了視頻圖像無顏色問題,上世紀末出現的數字顯示解決了視頻圖像的清晰度問題(模擬顯示易受干擾難題),當前的激光顯示是要解決視頻圖像的全色問題和顏色超高清問題,將來基于全息技術的三維顯示有望解決真三維(3D)顯示問題。
顯示在不同時期都有相應的國際標準,早期(1953—1990年)是NTSC電視標準,中期(1990—2012年)是BT.709高清電視標準,現在(2012—)是BT.2020超高清電視標準。當今,顯示正從高清走向超高清,超高清顯示國際標準的三要素是:8K超高分辨、70%大色域覆蓋率和12bit大顏色數。
全球顯示產業已發展到了更新換代大洗牌階段。原因是中國的液晶面板去年產量已世界第一,而液晶平板電視價格走低,所以各種顯示技術如LCD、OLED、QD、LED、E-paper、3D、LDT等都想爭得下一代顯示產業的主流市場。
激光的三大特性支撐激光顯示全面滿足BT.2020標準,符合顯示技術發展方向和趨勢,將成為下一代顯示產業的主流。激光顯示(LDT)是以紅、綠、藍三基色激光為光源的新型顯示技術,通過控制三基色激光強度比、總強度和強度時空分布即可實現彩色視頻圖像顯示。激光具有亮度高、單色性好、方向性好三大特性:亮度高,且可精確控制在人眼最佳視覺感知區,易實現8K高分辨高對比度顯示;單色性好,色純度高(≤5nm),可構成大面積色度三角形,實現大于70%的色域覆蓋率,3倍于傳統顯示;易實現窄譜(~5nm)運轉,可實現12bit顏色編碼不重疊,500倍于傳統顯示;采用反射式成像,符合視覺進化過程;像素面與發光面相同,像素之間無邊緣結構,過渡平緩,觀看舒適度高;體積小、重量輕、低成本、節能環保等優點,并且100英寸家庭影院一人即可搬運(《10Kg),可通過尋常電梯進入家庭,性價比高。
打造自主可控的激光顯示產業
我國激光顯示技術和產業得到了國家的大力支持和引導,先后被列入“國家中長期科技發展規劃(2006—2020年)”“十三五重點研發計劃”“戰略性新興產業發展規劃”等國家重大戰略規劃。
我國激光顯示技術和產業已達到國際領先水平,2003年研制出國內首臺激光全色投影顯示原理樣機(中科院),經原信產部和中科院聯合鑒定,總體國際先進,色域覆蓋率等核心指標國際領先,證實了高畫質的激光顯示是可以實現的;2015年研發出國際首臺100英寸三基色半導體激光投影電視產品樣機(中科院理化所),打通了產業化技術路線;2017年在科技部和杭州市的支持下,建成三基色激光投影顯示生產示范線(杭州中科極光公司),證實了產業化的可行性。目前,國內激光顯示產線遍布全國,中科極光、海信、長虹、光峰等數十家企業已推出激光電視、激光教育投影、激光數字電影放映機、激光工程投影機、激光車載顯示器等五大類激光顯示產品,2019年實現銷售超過150億元,年平均復合增長率超過100%。更重要的是,我國己具備自主可控打造全鏈條激光顯示產業的條件(包括材料、元件、技術、整機以及配套),已形成以RGB激光光源為核心的激光顯示產業知識產權體系。
建議“十四五”我國顯示產業以激光顯示為突破口,開拓各種新型顯示的特色市場,百花齊放、全面發展。
我國己具備自主可控打造全鏈條激光顯示產業的良好基礎,未來5~10年將是引領技術和產業創新發展、爭取產業發展主動權的關鍵時期,應抓住這一大好機遇,盡快啟動國家重大專項,按照專項實施方案,到2025年突破低成本、長壽命、大功率三基色半導體激光器(LD)材料、器件、工藝與裝備技術,實現規模化量產;開展視頻光閥、編解碼、驅動、電源芯片以及上下游配套材料器件研發,支撐激光顯示規模產業集群的建立,獨立自主將我國激光顯示發展成萬億元級規模產業,推動中國顯示產業由大變強。
責任編輯:tzh
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