作者：中國工程院院士 許祖彥
激光顯示技術正在飛速發(fā)展，建立激光顯示標準，我們應在市場競爭中爭得我國應有的激光產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權，建立自主的新民族顯示工業(yè)。
顯示器是信息鏈的人機界面終端。伴隨著人類經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人們對于信息再現(xiàn)的高還原性要求也在不斷提高。在視頻圖像領域，上世紀30年代出現(xiàn)了黑白電視(第一代)，50年代出現(xiàn)了彩色電視(第二代)，90年代發(fā)展成數(shù)字電視(第三代)。本世紀初，大色域的激光顯示飛速發(fā)展，開始進入激光顯示時代(第四代)。而在激光顯示之后將是三維立體顯示。
激光顯示是一場視覺革命
黑白電視的出現(xiàn)，使得民眾獲取信息的空間急劇擴大，電波傳送信息的內容由原來單一的文字、聲音擴展成為生動的動態(tài)圖像(包括文字和伴音)，首次滿足了人們便捷、快速獲取動態(tài)圖像信息的需要。
為了能夠更好地傳遞和表達圖像的原有內容，人們將黑白圖像發(fā)展成為了彩色圖像。之后，為了解決動態(tài)圖像信息的高速傳遞和圖像的高分辨率再現(xiàn)問題，高清晰數(shù)字化顯示技術得到了廣泛應用。到此，平面視頻圖像高保真顯示的最后一個問題———大色域問題就提到日程上來了。由于激光顯示采用的是高亮度的紅、綠、藍三基色激光(單色)合成白光光源，激光顯示基于最大色度三角形(最大色域覆蓋率)，因此可顯示顏色最豐富、色彩最鮮艷的圖像；三基色獨立產(chǎn)生，允許白光合成的精確配比調控，因此可顯示最自然(不偏色)的圖像。激光的高度方向性發(fā)射和高穩(wěn)定性運轉，將顯示出最清晰的圖畫，故可以說激光顯示將視頻顯示的高保真推向最高階段，是二維顯示技術的完美終結技術，是一場視覺的革命。
本世紀初，隨著激光技術的長足發(fā)展，激光顯示技術的研發(fā)風潮席卷全球，國家“863”計劃和中科院創(chuàng)新工程不失時機地支持和組織中科院5個院所聯(lián)合攻關，2003年9月在國內率先實現(xiàn)了激光全色投影顯示，2006年1月研制出140英寸激光全色顯示原理樣機并通過了相關部門鑒定，鑒定結論為總體與國際同步，色域覆蓋率國際領先。樣機的顯示效果給眾多顯示專家、各類人群留下了震撼的深刻印象。從觀眾主觀感覺上證實了激光顯示的優(yōu)勢并驗證了激光顯示技術的可行性?？梢哉f，原理樣機的研制成功，標志著我國激光顯示研究階段基本完成。由此中科院與社會資本在產(chǎn)學研基礎上成立了北京中視中科光電技術有限公司(中視中科)，開始了激光顯示產(chǎn)業(yè)化攻關。在有關部門的大力支持下，中視中科同有關顯示單位合作，經(jīng)過兩年的努力，成功開發(fā)出全球首臺符合國際DCI標準的激光數(shù)字電影放映機，在北京成立全球首家激光影廳，受到廣大觀眾的熱烈歡迎。這一激光顯示產(chǎn)業(yè)化的首次嘗試向社會發(fā)出了一個有力信息，即大色域的激光顯示商業(yè)化時代已經(jīng)到來。
大色域激光顯示有優(yōu)勢
大色域的激光顯示技術與目前所有顯示技術相比具有劃時代的優(yōu)勢：激光能實現(xiàn)更大的色域，其色域覆蓋率是傳統(tǒng)顯示器的2倍以上。激光是線譜，具有很高的色飽和度，可顯示自然界最真實、最豐富、最鮮艷的色彩。激光強度高，大屏幕、超大屏幕顯示最為適用。激光方向性好，能實現(xiàn)更高的顯示分辨率。激光器產(chǎn)生的為單波長可見光，電光轉化效率與傳統(tǒng)的顯示光源相比有極大提高，避免了傳統(tǒng)大功率光源放熱過高的缺點。激光光源使用壽命長，從長遠來看使用成本明顯低于現(xiàn)在通用的傳統(tǒng)大功率光源，產(chǎn)品整體性價比明顯高于傳統(tǒng)產(chǎn)品，并且維護簡便。
半導體技術和計算機技術飛速發(fā)展，使得微電子處理器、光電子元器件的體積越來越小，工作能耗越來越低，工作效率越來越高。這些變化使得顯示終端的體積更加緊湊、小巧，顯示終端產(chǎn)品開始向多元化發(fā)展。例如LED顯示色域覆蓋率雖不如激光，但是技術比較成熟，它除了用于投影顯示光源外，還可用于LCD平板顯示背光源，可大大改善其壽命和顯示能力，發(fā)展出大色域顯示的一代中間產(chǎn)品，其市場前景非常好。
同傳統(tǒng)光源相比，激光和LED這類冷光源除了能夠最大限度地覆蓋人類肉眼所能分辨的色域，還有另外一個巨大優(yōu)勢，就是能將傳統(tǒng)投影機的結構大大簡化。因為傳統(tǒng)的高壓汞燈和氙燈在發(fā)出少量可見光的同時，還要產(chǎn)生大量的紅外光和紫外光。紅外光會產(chǎn)生巨大的熱輻射導致投影機壽命縮減，而紫外光會對人體產(chǎn)生危害，普通投影機內部不得不安裝上多塊紅外和紫外反射鏡，以減少對設備和人的損傷。冷光源能將傳統(tǒng)投影機中的冷鏡等器件去掉，從而減小投影機的體積，簡化其結構，更加有利于生產(chǎn)小型緊湊的顯示終端。如以手機投影為代表的微型顯示裝置，這是傳統(tǒng)顯示技術不能實現(xiàn)的，是激光顯示技術對顯示市場的開拓性貢獻，微型顯示裝置裝以“掌上投影儀”功能，能將20英寸以上屏幕的電視機和游戲機裝入衣服口袋，隨身攜帶，隨處使用，將把現(xiàn)在的筆記本電腦縮小到手機大小，出現(xiàn)真正的微型電腦。
超大屏幕投影是發(fā)展方向
在激光電視發(fā)展的基礎上，激光顯示的另一個開拓性發(fā)展方向就是大屏幕、超大屏幕投影顯示系統(tǒng)，如70英寸～200英寸的大屏幕投影顯示，將真正實現(xiàn)家庭影院的概念。而數(shù)百平方米的高清場館內超大屏幕(拼接)顯示將是未來公眾信息傳播的界面(廣告、會議、舞臺等)，如2005年日本愛知世博會嘗試的500平方米激光顯示“地球的屋子”。
普通投影燈泡光源的電光轉化效率低，使得大屏幕顯示的圖像昏暗，畫面色彩暗淡，圖像畫面層次感差。為了保持相對較好的觀賞效果，光源的發(fā)光功率限制了投影屏幕的尺寸大小。因此，高清晰、高畫質的大屏幕、超大屏幕顯示技術一直是一個技術難題。隨著大色域激光顯示技術的日趨完善，大屏幕、超大屏幕投影顯示的技術難題將得到顯著緩解。紅、綠、藍窄線寬激光光源所表現(xiàn)的色彩覆蓋了人類肉眼所能分辨的色域的90%以上。鮮艷色彩所展示的畫面，其層次感更為豐富，對比度更加明顯。
顯示產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的重大支柱產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)量在每年千億美元量級，是我國這樣的人口眾多的大國不得不為的基礎產(chǎn)業(yè)。作為第四代顯示技術的大色域激光顯示勢必將成為未來顯示市場的主流技術，同時還將大大拓展現(xiàn)有的顯示市場(大屏幕/超大屏幕和手機/微型投影顯示)。當前已進入激光顯示時代，激光顯示技術正在飛速發(fā)展，建立激光顯示標準，開發(fā)各類激光顯示產(chǎn)品的競爭日趨激烈，我們必須抓住這顯示技術更新?lián)Q代的良機，爭得我國應有的激光產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權，建立自主的新民族顯示工業(yè)。（曾聰）[!--empirenews.page--]
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