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激光显示技术将领航下一代显示核心技术

显示技术的革命


“人类视觉的革命”——显示技术的四个时代

  全色显示技术是继黑白显示、标准彩色显示(简称:标色显示)、数字显示后第四代的显示技术。


图一、显示技术的四个时代
  全色显示技术能实现前三代传统显示所能达到的所有先进技术指标的同时,将全色显示引入人们的生活,开创了一个崭新的显示时代。
  目前,显示领域的诸多著名跨国企业基本上都确立了激光显示技术为下一代显示技术发展方向,并投入了大量精力进行研究与战略布局。
  无疑,全色显示时代的到来将为具有先见性、洞察性的显示产品生产企业带来巨大的产业机遇。

激光全色显示将成为主流

激光显示技术——领航下一代显示技术
图二、激光显示色域示意图
  一直以来,显示终端用户在“享受”前三代显示技术成果的同时,也“饱尝”着“色域禁锢”带来的困扰。因为,基于前三代显示技术取得的所有成就,也无法超越在色彩再现能力方面存在的严重不足。由于传统显示终端仅能覆盖人眼所能识别的色彩空间的33%,致使67%的色彩无法通过显示让人们感知(如图二所示),这一不足成为进一步提高显示质量的重要障碍。这使得人们一直无法通过屏幕真实感受到存在于我们身边的绚丽世界。

  激光显示能实现前三代传统显示所能达到的所有先进技术指标,如大屏幕、高分辨率、数字化等,更重要的是与传统显示技术相比,从色度学角度来看,激光显示的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90%以上,即NTSC标准的2倍以上,彻底突破前3代显示技术色域空间的不足,实现人类有史以来最完美色彩还原,使人们通过显示终端看到我们最真实、最绚丽的世界。因此,激光显示技术将成为下一代显示即全色显示时代的必然选择
图三、激光显示系统知识产权构成

   目前,中科院光电研究院按照中科院院长路甬祥院士“激光显示是显示技术的跨越式发展,应当逐步实现产业化” 的指示于2006年5月成功研制出超大屏幕激光显示实用化系统样机(图五),主要技术指标达到国际领先水平。

  在国家863计划、中科院知识创新工程和北京市政府的支持下,中科院坚持自主创新,历经十年艰苦奋斗,在激光全色显示领域取得了重大进展。2005年先后研制出60寸激光家庭影院、84寸及140寸大屏幕激光显示样机(图四)并于2006年1月通过了中科院与信息产业部的联合科技成果鉴定,“总体上达到了国际先进,色域覆盖率等关键技术为国际领先”,并具有自主知识产权,中国在激光显示知识产权方面,拥有专利约20项,具备了近于完整的激光显示技术知识产权链,为中国显示设备生产厂商参与国际竞争与产业升级提供了强有力的技术保障和核心竞争力。 在激光显示系统的构成中(图三),除光学引擎外的所有关键技术均有自主创新的知识产权,已具备逐步实现产业化、自主发展激光显示民族产业的条件
图四、激光显示样机照片

  激光全色显示将成为未来高端显示的主流,在公共信息大屏幕、数码影院、家庭影院、飞行员模拟训练、天文观测、大屏幕指挥显示系统、水幕成像表演以及个性化头盔显示系统等领域具有很大的发展空间和广阔市场应用前景。特别在军事应用方面,可在超大屏幕。展现更逼真、更绚丽的动态图像,实现其它显示技术所不能达到的视觉震撼效果,以及更有效揭露伪装的能力

  激光显示出来的颜色非常鲜艳,它的种类又很多,可以尽兴挑选。从显示技术的发展阶段来说,第一代是黑白电视、黑白电影,解决了图像的显示问题;第二代是彩色显示;第三部分是数字电视、数字影院,解决彩色图像在传输和存储的清晰度和保存问题。但是这些都没有解决色域覆盖率问题,覆盖率还是33%,只有激光才有可能去把这个覆盖率提高,目前中科院做到了78%,是世界最大的。

  由于显示效果非常好,其产业化也就有了很大希望。世界各个国家都在做这方面的试验和尝试,到目前为止,也只是做出了样机。


未来的显示技术:所有显示屏都能实现激光投影
图五、激光显示系统实用化样机

  怎样提高激光显示技术的性价比,让它的价格使一般人均能接受的这是现在考虑的关键问题。从大屏幕、超大屏幕到家庭影院、电视,甚至于计算机的屏幕、游戏机,或者是手机屏幕都可以做成投影式的。这是未来的显示技术。

世界第一的深紫外激光技术

  深紫外是指短于200厘米波长,是比较简单好用的光源。中科院发现了一个新的晶体,它可以有效地产生深紫外的激光,这个晶体的使用技术已申请了发明专利。利用这个技术作出六倍屏,然后有这个激光做光源代替同步辐射取出的光源,结果能量分辨率提高了一个亮级,并且它的光子流强度增加了两三个,它非但能够产生在表面上的光电子,还可以产生频谱,这样很多材料电子结构的分辨率就可提高了。这是一个应用光源方面的非常重大的突破。

激光已成战略支撑技术

  激光作为一种高新应用技术,目前已经成为高技术产业、科学技术发展和军事应用三大方面的一个战略支撑技术。激光本身可能并没有很高的价值,但是他催生出来的饿间接产值意义重大。比如,如果没有激光,DVD的概念就无从谈起,是它支撑了DVD技术。


   我们国家过去都有攻关计划,现在都改为支撑计划了,就是把这个技术攻下来以后会带来一片的产业发展。目前,激光已经广泛应用在医疗、商业、军事等等方面,但是他的研究并没有完结,正在蓬勃发展中。激光涉及的范围可以说无所不包。“十一五”计划当中,作为国家重点扶持的四项高科技项目之一就是激光技术。

激光技术的四个未来发展方向

  激光技术发展的一个方向就是高功率,高亮度。固体激光已经做到万瓦功率了。但同事可能会有两个基础问题:第一个随着激光功率的提高,光速的质量不会跟着提高,甚至于激光功率提高到一定程度的时候,光速的质量是下降的,这样就不能保持激光的高亮度。在这个方面也开展了很多研究,就是怎样高功率和高光子的质量同时达到;还有一个问题,激光材料也需要有所创新,要解决破坏的问题。要解决这个问题,现在最新的是陶瓷激光,也正在发展当中。
  第二个发展方向,激光是可调节的。一个是朝宽频段发展,还有一个是长波,现在已经做到了中红波段,像亚毫米波,甚至于毫米波。现在是朝两极方向发展。刚才我介绍的深紫外频谱仪是朝短的方向发展。。
  第三个重大发展方向,为了更大地发挥支撑作用,把已有的激光向产业化方向去发展,降低价格,批量生产,提高性能。值得指出的是半导体激光器,它可以提高效率,从4、50%提高到7、80%。第二个是它可以提高亮度。第三个是产业化,就是一致性,成批量的产业化。
  第四个发展方向是朝可见波段发展,最早的激光器都是红外的,或者是近红外的,现在蓝光半导体已经出来了,如果蓝光半导体出来的话,DVD的光盘存储率会成倍的增长。从激光本身来说,原理问题已经解决,但是它应用前景非常大。

中视中科推动激光显示产业化进程

  中国科学院历经十余年自主创新,使得我们拥有一系列关键技术的知识产权。中视中科,作为激光显示领域的专家竭力将激光显示技术带来的福祉应用到所有显示领域,实现现有的显示技术一直未曾实现的“全色时代”,展现更多的绚丽色彩,为人类视觉带来更多的享受。中视中科将不断的持续创新,助力中国显示设备生产厂商参与国际竞争,携手推动全色显示时代的发展。


关于北京中视中科光电技术有限公司

  北京中视中科光电技术有限公司(下称中视中科)是由中国科学院光电研究院与北京中视达数字电影文化有限公司合作组建的致力于激光显示产业化的高新科技公司。

  作为激光显示领域的专家,中视中科致力于成为全球激光显示技术的领先者,并不遗余力地推动激光显示技术的产业化。通过将“大色域激光显示技术”和“高清晰数字影视文化创意产业”新技术、新产业的结合,带动我国激光与显示产业的创新与发展。

产品规划:

中视中科的核心产品是“激光光源组件”。它将在下述四个产品平台中应用:

  • 激光全色数字电影放映机产品平台;
  • 激光全色大屏幕投影产品平台;
  • 超大屏幕电视墙激光全色显示平台;
  • 80英寸~120英寸大屏幕激光电视平台。
  中视中科承担着激光全色显示技术市场化、产业化的重任。2006年12月,该公司正式成为“十一五”国家863计划重点项目承接单位。在国家持续的政策和资金支持下,公司通过不懈努力与广泛合作,确保我国在激光显示技术领域创建的“技术领先”优势顺利转化为“市场领先”。
 

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