激光顯示技術(shù)概述講解

1、激光顯示技術(shù)概述圖 1：激光顯示技術(shù)與其它顯示技術(shù)色域空間對(duì)比激光顯示技術(shù)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(shí)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(shí)用化，近年來(lái)，由于半導(dǎo)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(shù)向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大門。國(guó)際上德、日、 美、韓等國(guó)均投入大量人力物力進(jìn)行全固態(tài)激光顯示技術(shù)的研究。國(guó)際顯示巨 頭已認(rèn)識(shí)到"一次顯示領(lǐng)域的革命"的到來(lái)。國(guó)際上如日本Sony,三菱電氣、精 工愛(ài)普生、韓國(guó)三星、美國(guó)德州儀器、德國(guó)歐士朗、耶拿光學(xué)等

2、巨頭正在加緊 該技術(shù)的研發(fā)。目前，國(guó)際激光顯示技術(shù)已發(fā)展到產(chǎn)業(yè)化前期階段，核心關(guān)鍵技術(shù)的工業(yè)化和 配套產(chǎn)業(yè)的培育以及應(yīng)用示范成為當(dāng)前的發(fā)展重點(diǎn)。未來(lái)510年是全球以及我國(guó)激光顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期也是關(guān)鍵時(shí)期：一方面未來(lái)十余年間， 目前的主流平板顯示技術(shù)將面臨產(chǎn)業(yè)的新一輪升級(jí)換代，市場(chǎng)前景廣闊；另一 方面激光顯示關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)得到初步解決，我國(guó)也已經(jīng)擁有和掌握了部分自主 創(chuàng)新的核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，總體技術(shù)國(guó)際先進(jìn)，色域覆蓋率等關(guān)鍵技術(shù)國(guó)際 領(lǐng)先，優(yōu)勢(shì)顯著。在國(guó)家 863計(jì)劃"八.五" 、 "九.五"和"十.五"的持續(xù)支持下， 以及中

3、國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程和北京市政府的支持下，中國(guó)科學(xué)院堅(jiān)持自主創(chuàng) 新，優(yōu)勢(shì)單位密切合作，由中國(guó)科學(xué)院光電研究院組織，各單位共同努力，在 激光全色顯示領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，2002年 9月在國(guó)內(nèi)首次實(shí)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(jī)，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(jī)，形成的色域國(guó)際最大，可顯示世界上 最豐富的色彩，總體水平與國(guó)際同步，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，多項(xiàng)成果達(dá)到國(guó)際 領(lǐng)先、先進(jìn)水平，在晶體材料、全固態(tài)三基色激光、激光顯示等關(guān)鍵器件和技 術(shù)方面均有自己的專利保護(hù)。我國(guó)已具備自主發(fā)展、逐步實(shí)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(lái)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(xùn)練、天文觀測(cè)、大屏幕指揮顯 示系統(tǒng)、水幕成像表演以及個(gè)性化頭盔顯示系統(tǒng)等領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間和 廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景?，F(xiàn)在我們正按照中科院院長(zhǎng)路甬祥院士 "激光顯示是顯示技術(shù)的跨越式發(fā)展，應(yīng) 當(dāng)逐步實(shí)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(jìn) 入市場(chǎng)。 2008年奧運(yùn)會(huì)我國(guó)將以 "綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn) "三大理念向 全世界展現(xiàn)中國(guó)改革開放二十年成就和中國(guó)人民自強(qiáng)不息、奮發(fā)有為的精神風(fēng) 貌，也為激光顯示技術(shù)

5、的創(chuàng)新發(fā)展提供了歷史機(jī)遇。以大屏幕激光投影顯示系 統(tǒng)MOC旨揮系統(tǒng)應(yīng)用為契機(jī)，扭轉(zhuǎn)我國(guó)前三代顯示技術(shù) "無(wú)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，受制 于人"的被動(dòng)局面，占領(lǐng)未來(lái)顯示的主流市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)外激光顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)際上激光顯示技術(shù)的發(fā)展概況 2002 年全世界顯示市場(chǎng)銷售額約 500 億美元， 預(yù)計(jì)到 2026 年的年銷售額將達(dá) 5000 億美元。正因?yàn)槿绱司薮蟮氖袌?chǎng)，當(dāng)前 日、韓、美等國(guó)都投入了大量人力物力在開發(fā)激光顯示技術(shù)，意欲爭(zhēng)奪下一代 顯示器件的國(guó)際市場(chǎng)。曾在LCD PDP以及數(shù)字電視的開發(fā)競(jìng)賽中占盡先機(jī)的日 本產(chǎn)業(yè)界，將激光顯示技術(shù)稱之為 "人類視覺(jué)史上的革命 "

6、; 。日本政府高度重視 激光顯示技術(shù)，現(xiàn)在正以國(guó)家的力量加速開發(fā)，意欲保持其顯示器產(chǎn)業(yè)大國(guó)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(guó)三 星電子、LG公司以及美國(guó)Laser Power公司等。1985年，在筑波世博會(huì)的會(huì)場(chǎng) 上，Sony公司用CRT排列型布置了高25米、長(zhǎng)40米的巨型電視墻，引起強(qiáng)烈 反響。2005年愛(ài)知世博會(huì)上，日本Sony公司推出了代表當(dāng)時(shí)最新的激光顯示 系統(tǒng)-" 地球的屋子 "。長(zhǎng) 50米，高 10米，整個(gè)球形屏幕實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫拼接。同 時(shí)在拼接技術(shù)基礎(chǔ)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(zhǎng)須鯨緩緩游動(dòng)的身姿，這一先進(jìn)顯示技術(shù)應(yīng)用以世 博會(huì)為契機(jī)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(duì)比度4000:1 ，并計(jì)劃建設(shè)中試生產(chǎn)線，預(yù)計(jì) 2008年前后投入生產(chǎn)。 2006年 3月， 日本精工愛(ài)普生公司宣布與美國(guó) Novalux 戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)激光顯示技術(shù)， 預(yù)計(jì)將在2012年前后進(jìn)入家庭顯示市場(chǎng)。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(yùn)會(huì)之契機(jī)獲得全世界的廣泛認(rèn)同， 形成了高科技應(yīng)用的世紀(jì)典范。國(guó)內(nèi)激光顯示技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)在激光顯示技術(shù)

8、的研究方面具有十分堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)國(guó)家 863計(jì)劃等科 學(xué)計(jì)劃的周密部署，已經(jīng)建立了從核心光學(xué)材料與器件、半導(dǎo)體與全固態(tài)激光 器至整機(jī)集成的完整技術(shù)鏈，為我國(guó)自主發(fā)展下一代顯示技術(shù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 和良好的發(fā)展環(huán)境。在國(guó)家 863"十五"計(jì)劃期間，中國(guó)科學(xué)院光電研究院在曹 健林院長(zhǎng)組織領(lǐng)導(dǎo)、許祖彥院士的指導(dǎo)下，以大色域、大屏幕激光顯示技術(shù)研 究為重點(diǎn)，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(jī)，相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)專業(yè)科技博覽會(huì)和顯示技術(shù)展覽會(huì)上多次獲獎(jiǎng)，受到業(yè)界 人士的廣泛高度評(píng)價(jià)。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(jié)果為， "總體技術(shù)國(guó)際先進(jìn)，色域覆蓋率等技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平 "，擁有很好的研究基礎(chǔ)。我國(guó)專利占世界專利總數(shù)的30%，涉及到激光顯示的主要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在激光器件、勻場(chǎng)、消相干和整機(jī)技術(shù)占有優(yōu)勢(shì)；其中，本 工程投標(biāo)單位擁有國(guó)內(nèi)激光顯示專利的 75%以上，在國(guó)內(nèi)激光顯示領(lǐng)域居于絕 對(duì)領(lǐng)先的地位。激光顯示技術(shù)基本原理 激光顯示技術(shù)以紅綠藍(lán)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(shù)相比，在顯示系統(tǒng)工藝構(gòu) 成上取得了光源升級(jí)換代的重大發(fā)明，在色度學(xué)方面實(shí)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(shí)現(xiàn)大色 域顯示，因此可顯示超過(guò) CRT LCD和PDP兩倍以上的色彩，解決顯示技術(shù)領(lǐng)域 長(zhǎng)期以來(lái)懸而未決的大色域色彩再現(xiàn)的難題。所以，激光顯示技術(shù)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)