視覺革命 嶄露頭角

顯示技術經歷了黑白、彩色、數字等時代，當前正處于數字時代轉型的過程中。2000至2002年，稱之為液晶電視導入的階段，LCD(液晶顯示)迅速成長，進入了快速增長期。2007至2009年，液晶電視進入穩定期，最終走向成熟期。2010年則是激光顯示最關鍵的一年。2006至2007年，是激光顯示的科研階段；2007至2009年，是激光顯示的導入期，更多地進入到行業應用當中；2012年進入快速成長期：2015年進入穩定期、成熟期，將替代等離子和液晶電視。

盡管數字顯示設備已經遠遠超越了前幾代的產品，但是，在經過數年的發展后也遇到了技術的瓶頸。目前的主流產品基本在技術以及視覺體驗上停滯不前，難以讓人滿意。但是就在近幾年，一些國外公司相繼在激光顯示產品上取得突破。三洋、索尼都推出了激光投影機、激光電影院等產品，而美國不少廠商也在不同領域開發出了以激光為顯示技術的產品。無論在哪一方面，這些采用激光顯示技術的產品都讓人眼前一亮，特別是高達90％的色域覆蓋率，更是實現了人類有史以來最完美的色彩還原。不夸張地說，激光顯示技術將是下一代顯示器使用的主流技術。那么，激光顯示技術到底有哪些優勢?

優勢明顯大

激光顯示產品真的就能在視覺上吸引我們嗎?相信這是很多人的疑問。目前LCD顯示技術已經成為主流，但LCD顯示器、電視的缺點也越來越突出，比如LCD壞點，雖然沒有以前那么嚴重，但在一些嚴峻苛刻的場合下，還是會有很大的影響，而且色彩空間不足一直是LCD不得不面對的痛楚。同時，大尺寸LCD的燈管長時間使用，溫度會有很大的提高，使得屏幕的壞點增加。而從制造成本上來說，LCD上游開始就要消耗大量的資源。比如玻璃面板，制造的顯示器面積越大，消耗的材料就越多，何況還要專門的面板生產線來制造，整體投資如果沒有海量的銷售作為支撐的話，那么，整個產業都會垮掉。而激光顯示技術卻正好可以解決LCD所面對的問題。

在顏色表現上，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、液晶和等離子體等顯示技術相比，在顯示系統工藝構成上取得了光源升級換代的重大發明，在色度學方面實現了重大突破。比如，激光投影機是采用紅、綠、藍三基色激光作為光源，由于激光的光譜帶寬特別窄，所以能發出特別純正的紅、綠、藍三基色光，這樣就能表現自然界中90％以上的人眼可識別色彩。所以說，激光顯示技術能給我們還原出一個五彩斑斕的真實世界。

激光光源使用壽命長，可長達10年之久，相當于傳統光源壽命的12倍。這是因為激光器產生的光為單波長可見光，電光轉化效率與傳統的顯示光源相比有極大提高，避免了傳統大功率光源放熱過高的缺點。另一方面，激光電視主要以激光器為主，經過光信號的處理，通過光轉換，最終形成圖像。這樣的過程基本上可以去掉傳統的相關部件，省去了一些光學器件之后，能夠節省40％的成本。

另外，激光顯示作為新一代的顯示技術具有卓越的低能耗特點。以1000萬臺平板電視每天工作4小時計算，年耗電共計29億度，如果這些家庭采用更節能的激光電視，每年將節電20億度，接近幾個大型火力發電廠年發電量的總和，相當于每年減少173萬噸二氧化碳的排放，非常符合“節能減排”的國策。另外，激光光源生產過程中不使用對環境有威脅的重金屬材料，屬環境友好型光源。

原理很簡單

上世紀60年代，世界各國的科學家都嘗試將激光技術運用于顯示光源的研究，但由于受當時激光器發展水平的限制，研究項目進展緩慢。上世紀90年代，隨著全固態激光器關鍵材料的研制成功，大大推動了激光顯示技術研究，使得激光顯示技術研究獲得歷史性突破。激光全色顯示是利用激光束來改變諸如液晶等材料的光學參數(折射率或透過率)，再用另外的光源把這種因光學參數變化而構成的影像投射到屏幕上，從而實現圖像顯示。它與傳統電視的主要區別是顯示部分。傳統電視是靠電子束掃描轟擊三基色(紅、綠、藍)熒光粉形成圖像，而激光電視是通過調制三基色(紅、綠、藍)激光束強度，經掃描投影(正投式或背投式)形成圖像。前者是電子束掃描，熒光粉發光：后者是激光束掃描，激光本身發光。另一個區別是所用的三基色不同。傳統電視是紅、綠、藍三種熒光粉，激光電視則是紅、綠、藍三種波長的激光，它們的色度點不同，形成的色域不同，色彩的飽和度也不一樣。激光顯示系統主要由三基色激光光源、光學引擎和屏幕三部分組成。光學引擎則主要由紅、綠、藍三色光閥、合束棱鏡、投影鏡頭和驅動光閥組成。光閥驅動使光閥上分別生成紅、綠、藍三色對應的小畫面，然后分別引入三色激光照明投影到屏幕上，即產生全色顯示圖像。

激光顯示技術路線從圖像生成方式上又分為掃描式和投影式。掃描式激光顯示技術又分單像素掃描方式和GLV(柵狀光閥的英文縮寫)掃描方式。在單像素掃描方式上，圖像的顏色及亮度通過三路光強調制器，按接收的視頻圖像信號強弱進行調制，行掃描轉鏡和場掃描振鏡要與視頻信號中的行、場同步信號同步，在高分辨率下存在一個缺點：分辨率越高，轉鏡轉速就越快，會帶來機械磨損、動平衡、精確同步、光強調制、空氣潔凈度等諸多問題。再者，調制頻率達幾十兆赫茲乃至幾百兆赫茲的空間光強調制器也很難做到。這樣，光束掃描和光強調制就成為“點掃描式”激光顯示的兩大技術瓶頸。在產品層面上，由于其技術難度大，導致成本高、可靠性差、難于批量生產，因此目前的發展偏向于GLV掃描方式。所謂GLV技術，主要是以微機電原理為基礎，靠著光線反射來決定影像的顯現與否。GLV的光線反射元件是由一條條帶狀的反射面所組成，依據基板上提供的電壓，進行極小幅度的上下移動，決定光線的反射與偏折，再加上其反射裝置的超高切換速度，達成影像的再生。這一技術的顯著特點是圖像質量可跟原圖像質量相媲美，批量制造的合格率較高。由于使用激光器件作為光源，所以克服了傳統燈源使用壽命短的缺點，亮度也更高。

投影式激光成像系統的工作過程：紅、綠、藍三色激光束經“變傾角兩維掃描器”掃描，形成紅、綠、藍三個掃描面光源，分別投射到各自對應的面陣空間光調制器上，空間光調制器在視頻信號的控制下，對通過它的單色光進行調制，形成紅、綠、藍三幅單色圖像，再經合成棱鏡合成，形成彩色視頻圖像并由投影鏡頭投射到屏幕上，實現激光彩色視頻顯示。由于激光束的光斑有一定大小，它可同時覆蓋幾十或幾百個像素，因此，該掃描器的轉速可以大大降低。與單像素掃描相比，其轉速由原來的幾萬轉/分降到幾千轉，分，使高速轉鏡面對的技術瓶頸得以克服，制作變得容易，成本大幅度下降。在激光束對空間光調制器進行掃描時，尋址控制電路對像素進行選通，光閥透光量則由紅、綠、藍三路灰度信號進行同步控制，進而獲得紅、綠、藍三幅單色圖像，再經光學系統合成，投射到屏幕上，實現激光彩色視頻顯示。

普及需等待

在國外，韓、日、美等國企業都投入了大量人力、物力去開發激光顯示技術，意欲爭奪下一代顯示器件的國際市場，比如像索尼、三菱、三星、日立、東芝就在進行相關的研究。索尼在2005年的時候，推出了超大屏幕激光電影；早在2006年，三菱就推出了激光電視樣機；索尼2007年推出了55英寸激光電視樣機。美國的激光顯示研究公司已經在全世界范圍內推薦其激光顯示器樣品。在英國、德國都有一批企業在研究激光顯示和激光電視。

我國對激光顯示技術的關注也早已開始。上世紀80年代末，激光全色顯示技術就已進入我國“863計劃”。通過“國家863”等科學計劃的周密部署，已經建立了從核心光學材料與器件、半導體與全固態激光器到整機集成的完整技術鏈，并在2003年推出了原理樣機，2005年推出了60/80/140英寸激光電視樣機，為我國自主發展下一代顯示技術奠定了技術基礎和良好的發展環境。

不過，國外采用激光顯示技術的產品已經投入商用，而我國還未有相關的產品面世。目前激光顯示產品同樣存在LCD前期所遇到的問題：成本與價格偏高。現在，光源成本很高，激光電視光源的成本占了電視機成本的80％左右，主要的降價來自于光源的降價，只有當光源的價格降到大眾可以接受的價位時，激光電視才能成為主流電視。