激光顯示技術概述講解

1、激光顯示技術概述圖 1：激光顯示技術與其它顯示技術色域空間對比激光顯示技術的發(fā)展歷程 激光器發(fā)明不久，人們就開始了激光顯示的研究， 1996 年以前使用氣體激光器 為光源，實現(xiàn)了掃描式激光全色顯示，但因氣體激光壽命短，效率低，體積龐 大而不能實用化，近年來，由于半導體激光器（LD）和LD泵浦的全固態(tài)激光器（DPL的快速發(fā)展，打開了激光顯示技術向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大門。國際上德、日、 美、韓等國均投入大量人力物力進行全固態(tài)激光顯示技術的研究。國際顯示巨 頭已認識到"一次顯示領域的革命"的到來。國際上如日本Sony,三菱電氣、精 工愛普生、韓國三星、美國德州儀器、德國歐士朗、耶拿光學等

2、巨頭正在加緊 該技術的研發(fā)。目前，國際激光顯示技術已發(fā)展到產(chǎn)業(yè)化前期階段，核心關鍵技術的工業(yè)化和 配套產(chǎn)業(yè)的培育以及應用示范成為當前的發(fā)展重點。未來510年是全球以及我國激光顯示技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時期也是關鍵時期：一方面未來十余年間， 目前的主流平板顯示技術將面臨產(chǎn)業(yè)的新一輪升級換代，市場前景廣闊；另一 方面激光顯示關鍵技術已經(jīng)得到初步解決，我國也已經(jīng)擁有和掌握了部分自主 創(chuàng)新的核心技術和知識產(chǎn)權，總體技術國際先進，色域覆蓋率等關鍵技術國際 領先，優(yōu)勢顯著。在國家 863計劃"八.五" 、 "九.五"和"十.五"的持續(xù)支持下， 以及中

3、國科學院知識創(chuàng)新工程和北京市政府的支持下，中國科學院堅持自主創(chuàng) 新，優(yōu)勢單位密切合作，由中國科學院光電研究院組織，各單位共同努力，在 激光全色顯示領域取得了重大進展，2002年 9月在國內(nèi)首次實現(xiàn)全固態(tài)激光全色顯示，目前已研制出60英寸激光家庭影院、 84英寸及 140英寸大屏幕激光顯示樣機，并且在 2006年 5月研制 成功 200 英寸大屏幕激光顯示工程樣機，形成的色域國際最大，可顯示世界上 最豐富的色彩，總體水平與國際同步，具有自主知識產(chǎn)權，多項成果達到國際 領先、先進水平，在晶體材料、全固態(tài)三基色激光、激光顯示等關鍵器件和技 術方面均有自己的專利保護。我國已具備自主發(fā)展、逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

4、、建立激 光顯示民族產(chǎn)業(yè)的條件。激光全色顯示將成為未來高端顯示的主流，在公共信 息大屏幕、數(shù)碼影院、家庭影院、飛行員模擬訓練、天文觀測、大屏幕指揮顯 示系統(tǒng)、水幕成像表演以及個性化頭盔顯示系統(tǒng)等領域具有很大的發(fā)展空間和 廣闊的市場應用前景?，F(xiàn)在我們正按照中科院院長路甬祥院士 "激光顯示是顯示技術的跨越式發(fā)展，應 當逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 " 的指示，努力降低成本，提高可靠性，使激光顯示早日進 入市場。 2008年奧運會我國將以 "綠色奧運、科技奧運、人文奧運 "三大理念向 全世界展現(xiàn)中國改革開放二十年成就和中國人民自強不息、奮發(fā)有為的精神風 貌，也為激光顯示技術

5、的創(chuàng)新發(fā)展提供了歷史機遇。以大屏幕激光投影顯示系 統(tǒng)MOC旨揮系統(tǒng)應用為契機，扭轉我國前三代顯示技術 "無自主知識產(chǎn)權，受制 于人"的被動局面，占領未來顯示的主流市場。國內(nèi)外激光顯示技術發(fā)展現(xiàn)狀國際上激光顯示技術的發(fā)展概況 2002 年全世界顯示市場銷售額約 500 億美元， 預計到 2026 年的年銷售額將達 5000 億美元。正因為如此巨大的市場，當前 日、韓、美等國都投入了大量人力物力在開發(fā)激光顯示技術，意欲爭奪下一代 顯示器件的國際市場。曾在LCD PDP以及數(shù)字電視的開發(fā)競賽中占盡先機的日 本產(chǎn)業(yè)界，將激光顯示技術稱之為 "人類視覺史上的革命 "

6、; 。日本政府高度重視 激光顯示技術，現(xiàn)在正以國家的力量加速開發(fā)，意欲保持其顯示器產(chǎn)業(yè)大國的 地位。具有代表性的研究工作包括日本 So ny公司、日本三菱電氣公司、韓國三 星電子、LG公司以及美國Laser Power公司等。1985年，在筑波世博會的會場 上，Sony公司用CRT排列型布置了高25米、長40米的巨型電視墻，引起強烈 反響。2005年愛知世博會上，日本Sony公司推出了代表當時最新的激光顯示 系統(tǒng)-" 地球的屋子 "。長 50米，高 10米，整個球形屏幕實現(xiàn)了無縫拼接。同 時在拼接技術基礎上，集成出一套單元 6m2總面積500 m2的激光影院。觀眾 在屏幕上

7、可以看到 30米的長須鯨緩緩游動的身姿，這一先進顯示技術應用以世 博會為契機向世界展示了日本 So ny公司的最尖端成果；2006年2月，日本三 菱電氣宣布研制成功激光背投電視，色域覆蓋率為135% NTSC對比度4000:1 ，并計劃建設中試生產(chǎn)線，預計 2008年前后投入生產(chǎn)。 2006年 3月， 日本精工愛普生公司宣布與美國 Novalux 戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)激光顯示技術， 預計將在2012年前后進入家庭顯示市場。在歷史上 Sony公司的彩色電視顯示 系統(tǒng)、西鐵成的精工手表等產(chǎn)品均是借奧運會之契機獲得全世界的廣泛認同， 形成了高科技應用的世紀典范。國內(nèi)激光顯示技術現(xiàn)狀 我國在激光顯示技術

8、的研究方面具有十分堅實的基礎。通過國家 863計劃等科 學計劃的周密部署，已經(jīng)建立了從核心光學材料與器件、半導體與全固態(tài)激光 器至整機集成的完整技術鏈，為我國自主發(fā)展下一代顯示技術奠定了技術基礎 和良好的發(fā)展環(huán)境。在國家 863"十五"計劃期間，中國科學院光電研究院在曹 健林院長組織領導、許祖彥院士的指導下，以大色域、大屏幕激光顯示技術研 究為重點，研制成功 60英寸、 84英寸、 140英寸和 200英寸大屏幕激光顯示樣 機，相關產(chǎn)品在國內(nèi)專業(yè)科技博覽會和顯示技術展覽會上多次獲獎，受到業(yè)界 人士的廣泛高度評價。在 2006年1 月 10日，中科院與信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合科技成 果

9、鑒定的結果為， "總體技術國際先進，色域覆蓋率等技術達到國際領先水平 "，擁有很好的研究基礎。我國專利占世界專利總數(shù)的30%，涉及到激光顯示的主要關鍵環(huán)節(jié)，在激光器件、勻場、消相干和整機技術占有優(yōu)勢；其中，本 工程投標單位擁有國內(nèi)激光顯示專利的 75%以上，在國內(nèi)激光顯示領域居于絕 對領先的地位。激光顯示技術基本原理 激光顯示技術以紅綠藍三基色激光作為顯示光源，與原有的陰極射線管 （CRT、液晶（LCD和等離子體（PDP等顯示技術相比，在顯示系統(tǒng)工藝構 成上取得了光源升級換代的重大發(fā)明，在色度學方面實現(xiàn)了重大突破。由于激光為線譜，色飽和度高，色彩鮮艷；又由于激光譜線豐富，可以選擇實現(xiàn)大色 域顯示，因此可顯示超過 CRT LCD和PDP兩倍以上的色彩，解決顯示技術領域 長期以來懸而未決的大色域色彩再現(xiàn)的難題。所以，激光顯示技術能夠最完美地再現(xiàn)自然色彩，是繼黑白顯示、彩色顯示、 數(shù)