许祖彦院士：激光显示将成为下一代主流

2021全球硬科技创新大会——光子产业峰会在西安高新国际会议中心召开。本次峰会由中科硬科技创新研究院、光子产业先导创新中心、光电子先导院、西科控股、中科创星联合承办。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。

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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。

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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。

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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。

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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

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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，由中科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年中科院理化所在杭州成立了杭州中科极光科技有限公司，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。

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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。中科极光、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。

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