瑞波光電為激光顯示和照明提供光源
當前,新興顯示技術爭奇斗艷,OLED、Micro LED、QLED、激光顯示....均在爭奪下一代顯示技術的領頭羊。這其中,激光顯示憑借大色域、大屏幕、高分辨率、數字化等特點,被認為是未來顯示技術的有力競爭者。中國工程院院士許祖彥也曾介紹道:“顯示產業的發展歷程是從標清走向高清,目前正在走向超高清,激光顯示技術一定能成為下一代顯示產業的主流技術。”
激光顯示技術雖然早在20世紀60年代就被提出,但直到21世紀初才在我國率先實現了原理可行。其原理是以紅、綠、藍三基色激光為光源,通過調控三色激光強度比、總強度和強度時空分布進行顯示。激光顯示技術解決的是圖像高保真再現問題。激光譜寬窄、方向性好、功率高,能夠精準控制在人眼最佳視覺感知區,易實現8K高分辨高對比度,這些特點是其他所有顯示光源無法同時具備的;激光顯示還有一個優勢就是觀看舒適度高、護眼,因為它是漫反射成像、全像素發光、無短波藍光。根據中國電子技術標準化研究院的報告,激光顯示技術具有良好的舒適度,低視覺疲勞,并且沒有短波藍光的傷害。
近20年來,激光顯示在我國經歷了從原理可行、技術可行到產業可行的三個發展階段。到2019年,我國激光顯示企業已有幾十家,年產值超過150億元。我國激光技術和產業已經邁入國際領先行列,在關鍵材料、元件、技術、整機及專利等方面已具備自主可控發展產業的條件。從技術到產業,應該說我們在這個領域已經達到了國際領先水平,我們已經有能力結束進口顯示產線的歷史,圓中國人看中國電視的“中國夢”。
當前,激光顯示正從藍光+熒光粉的傳統技術,向紅綠藍三基色激光顯示邁進,這在色度學方面是重大突破,解決了顯示技術領域長期以來懸而未決的大色域色彩再現的難題,能夠完美地再現自然色彩。除此之外,智能微投、車載HUD、AR/VR、激光照明等新型應用也逐步采用大功率RGB半導體激光光源。
根據洛圖科技公布2022年國內激光家用投影的相關數據顯示,去年(2022年),中國大陸家用激光投影市場(包含激光電視)銷量為43.6萬臺,同比增長27.2%。
奧維云網《2023年H1中國家用智能投影線上市場總結報告》顯示,中國家用智能投影市場全渠道推總銷量為323.8萬臺,預計2023年全年智能投影規模為737萬臺。其中家用激光投影在上半年依然實現了穩健增長,整體銷量累計20.6萬臺,同比增長29.7%。
2023年上半年,中國智能投影(不含激光電視)市場銷量為279.1萬臺,激光光源產品(不含激光電視)的線上銷量占比達到7.2%.
紅光LD屬于GaAs材料體系,藍光和綠光LD屬于GaN材料體系。紅光LD在激光顯示等領域應用,需要保持穩定的光模式及激光功率輸出,對激光器的的壽命及可靠性要求較高。紅光LD波長越短,光效勢能越高,但紅光激光器采用AlGaInP/GaInP結構,有源區及限制層的帶隙差較小,因而對注入載流子的限制能力較差,容易產生泄露電流。這不僅會使半導體激光器的內量子效率降低,功率轉換效率下降,還會導致器件的特征溫度變低,輸出功率對溫度的敏感度變高。通過提高P限制層摻雜濃度,有助于抑制電子溢出,然而高摻時摻雜劑向有源區擴散,缺陷數量增加,影響激光器可靠性的同時,載流子吸收損耗增大;為滿足屏幕顯示需求,需要提高激光器的輸出功率,容易導致激光器發生腔面災變損傷(COD);同時為提升市場競爭力,要求外延片波長均勻性較好,對產品一致性提出了更高的要求,因此研制大功率紅光LD存在非常大的技術挑戰和困難。
經過多年的潛心研發以及科技部重點技術攻關項目的大力支持,目前瑞波光電已經開發出0.5W,1W,2W的638nm 紅光激光芯片,以及2W 665nm激光芯片,同時可以提供TO56和TO9封裝器件。
除此之外,紅光激光器在照明領域(舞臺/景觀/汽車)、醫美領域(光動力治療PDT、生發植發等)均展現出很好的應用商機。其中,激光照明對638nm的要求是耐高溫特性好,一般采取風冷方式,所以要求高溫工作條件下的功率穩定度高,衰減少,這與投影應用要求有所不同。醫美/生發的波長一般為650nm和665nm,區別顯示應用的638nm波長。
雷諾的Trezor概念車采用標志性的C形后部照明采用紅色激光照明加光纖的方式,創造了一種有趣的視覺效果。來源:Motortrend
科學家們利用光動力療法(PDT),將藥物與紅色激光配合使用,對黑素瘤皮膚癌細胞形成致命的組合式打擊。來源:美國國立癌癥研究所(National CancerInstitute,NCI)