在2022年北京冬奧會(huì)閉幕式上,用激光顯示投影機(jī)在夜空中投射出一棵立體“光樹”,為世界各地冬奧運(yùn)動(dòng)員“折柳送別”;在慶祝中華人民共和國成立70周年文藝晚會(huì)上,用激光顯示投影機(jī)點(diǎn)亮人民大會(huì)堂穹頂,實(shí)現(xiàn)了從舞臺(tái)到空間的立體光影秀;在慶祝建黨百年上海黃埔江慶典上,激光顯示投影機(jī)在黃浦江畔上演光影秀……激光顯示技術(shù)能打造出沉浸式光影視效,已在很多場景落地。中國工程院院士許祖彥在近日舉辦的2023世界顯示產(chǎn)業(yè)大會(huì)上表示,激光顯示有其他新型顯示技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢,必將成為下一代顯示產(chǎn)業(yè)主流。
三大特性決定激光具有獨(dú)特優(yōu)勢
顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向是走向人眼的分辨極限,目標(biāo)是高保真視頻圖像的獲取和再現(xiàn);仡欙@示產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,20世紀(jì)30年代的黑白顯示,解決了圖像有無問題;20世紀(jì)50年代的彩色顯示,解決了視頻圖像有色問題;20世紀(jì)末的數(shù)字顯示,解決視頻圖像易被干擾的問題!暗搅21世紀(jì)初的激光顯示,則是解決圖像高保真再現(xiàn)問題,也就是視頻圖像超高清問題。再向未來就是全息成像或計(jì)算成像,解決真三維顯示問題!痹S祖彥表示。
“激光顯示是超高清顯示必由之路。”許祖彥指出。激光顯示原理是以紅、綠、藍(lán)三基色激光為光源,調(diào)控三色激光強(qiáng)度比、強(qiáng)度時(shí)空分布、總強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)全色視頻高保真再現(xiàn)。其特點(diǎn)是譜寬窄、方向性好、亮度高,有投影式、平板式兩種模式,可全面實(shí)現(xiàn)4K/8K高分辨、12bit大顏色數(shù)、>70%大色域覆蓋率的BT.2020三要素,而其他顯示技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)4K/8K一個(gè)要素。
具體而言,激光顯示首先具有亮度高的特點(diǎn),可以精確控制在人眼最佳視覺感知區(qū),容易實(shí)現(xiàn)8K高分辨率高對比度。第二是譜寬窄,色度三角形面積大,小于等于5nm譜寬即可實(shí)現(xiàn)大于70%的色域覆蓋率,可以實(shí)現(xiàn)12bit顏色編碼不重疊。第三是觀看舒適度高,色飽和度高,光譜亮度高,人眼相同的主觀感受下物理亮度低一半,兼具護(hù)眼舒適,反射成像,符合視覺進(jìn)化過程,且像素與發(fā)光面積相同且無邊界。第四是投影式激光性價(jià)比高。其功耗低,比液晶電視省50%,壽命較長,可以實(shí)現(xiàn)大于5萬小時(shí)的使用,重量輕,100英寸電視產(chǎn)品重量小于10千克。
2025年是產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵時(shí)期
“激光顯示可拓展顯示產(chǎn)業(yè)C端和B端市場的巨大空間,特別是B端市場。”許祖彥表示。
激光顯示技術(shù)已經(jīng)有許多落地應(yīng)用,打造出沉浸式光影視效。記者了解到,中國科學(xué)院理化所杭州中科極光、海信、長虹、光峰等全國近40家企業(yè)推出激光投影式系列化的產(chǎn)品,2021年國內(nèi)銷售額超過200億元,平均增長率大于100%。北京東方鐳射科技公司研發(fā)出激光遠(yuǎn)程醫(yī)療產(chǎn)品,開拓了遠(yuǎn)程醫(yī)療升級換代新方向。
“2006年中國科學(xué)院理化所團(tuán)隊(duì)提出了激光顯示產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路線圖:1995年研發(fā)氣體激光器,2005年研發(fā)全固態(tài)激光,2015年研發(fā)混合光源,2017年以三基色LD為主,2025年是激光顯示產(chǎn)業(yè)化重要時(shí)期,2030年形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模!痹S祖彥表示。
許祖彥表示,半導(dǎo)體激光是激光顯示產(chǎn)業(yè)化最佳光源,具有電激發(fā)、高效率、波長可調(diào)控、大消光比、長壽命、全固態(tài)、小型化、成本低(可利用半導(dǎo)體工藝規(guī)模量產(chǎn))等優(yōu)點(diǎn)。
“中國的激光投影顯示已形成百億元的市場,家用電視、數(shù)字院線、沉浸顯示、工程投影等領(lǐng)域總體正在以30%的年增長率快速增長。中國的激光平板顯示市場也將快速發(fā)展,便攜顯示、車載顯示、醫(yī)用顯示共同打造未來千億美元市場!痹S祖彥表示。