激光显示技术的特点

电子

　　研究表明，人类获取的信息中有 70%~80% 来自于视觉，显示作为人机界面终端，最终是要满足人眼观看、观赏等需求和实现这些功能。激光显示作为新一代显示技术，在继承了数字显示技术所有优点的基础上，还具有以下本征优势，可真正实现高保真图像再现。
　　（一）几何 / 颜色双高清
　　几何高清即线分辨率。人眼生物学和视光学原理表明，人眼极限分辨力约为 1′，人眼清晰视场为横向 35°、纵向 20°，余光视场横向 120°、纵向60°［1］，因此人眼可观察到超高分辨率图像以及丰富和精细的色彩。激光的方向性好，其发散角小，易实现 4 K、8 K 甚至更高的（全屏）显示分辨率。
　　颜色高清即颜色数。激光显示最突出的特点就是激光光谱很窄，称之为线状光谱，谱宽小于5 nm，而其他显示光源基本为带状光谱，谱宽约为30~40 nm，如图 3 所示。由于谱宽太宽，三基色光谱在颜色混合时很多精细的颜色重叠人眼已经分辨不出，无法在终端很好地展现出来。而采用小于5 nm 光谱宽度的三基色激光作为光源时，颜色的色纯度很高，可以完全实现 12 bit 颜色数编码不重叠，实现传统显示的 500 倍以上的大颜色数显示，更能反映自然界的真实色彩［3~6］。
　　
　　图 3 传统显示的波长与激光显示的波长对比
　　（二）大色域
　　现有的彩色显示设备，其红、绿、蓝三基色光源为带谱，在色度图中，其色域只覆盖了人眼所能识别颜色的一小部分，因而不能再现饱和度很高的颜色。激光的单色性好，其光谱为线谱，可在色度图上形成超大色域，如图 4 所示，颜色更加鲜艳，颜色表现能力是传统显示器的 2~3 倍，拥有无与伦比的颜色再现能力。
　　
　　图 4 不同显示技术在色度图中实现的色域
　　（三）高观赏舒适度
　　激光显示采用反射式成像，与自然万物反射光成像进入人眼原理相同，光线经屏幕反射至人眼，光线柔和不刺眼；同时激光显示工作原理决定了其像素与发光面积相同，且像素与像素之间无边缘效应，过渡平缓，因此观看舒适度高。中国电子技术标准化研究院赛西实验室与北京协和医院进行观看舒适度测试，结果显示激光显示是良好舒适性的显示产品［7］。
　　综上所述，在技术上激光显示具有很多优点：光源谱宽窄（~5 nm），可以实现 12 bit 颜色灰阶编码不重叠；激光波长可控，依据 1952 年美国国家电视标准委员会制定的彩色电视广播标准（简称“NTSC 标准”），可构成 150% NTSC 以上超大色域；激光亮度高，且可精确控制在人眼最佳视觉感知区（8 K 几何高清）；激光色温精确可调，极易实现超大屏幕（百平米级）无缝拼接显示；与全息技术结合，可再现物光波长（颜色）、振幅（强度）和相位（立体）的全部信息，实现真三维显示。激光显示是目前唯一能够实现 BT.2020 超高清国际显示标准的显示技术［8］，可满足人类追求美好视觉效果的极致需求。
　　同时，激光显示还兼具轻薄、低成本、绿色制造等特点：功耗比同尺寸液晶电视节能 50%，寿命可达 2×104 h 以上，节能环保；产品体积小、重量轻、价格低，100 in 激光电视质量约为 20 kg（同尺寸液晶电视质量约为 150 kg），容易投放于电梯和进入寻常百姓家；激光显示采用反射式成像，观看舒适度好；激光显示属于绿色制造产业，不需要大型投资规模，相比于传统平板显示在高世代面板的巨大投资（显示面板领域累计投入超过 1.2 万亿元），激光显示制程工艺简单，符合新型显示柔性、便携、低成本、高色域、高光效的发展趋势。
　　因此，激光显示可兼顾观赏 / 娱乐和信息两大市场，将是下一代电视机、电影机、超大屏幕显示产品的主流。激光显示作为新型显示技术的代表，与我国《〈中国制造 2025〉重点领域技术路线图（2015 年版）》和《超高清视频产业发展行动计划（2019—2022 年）》等国家重大战略高度契合，已经成为我国影响国计民生以及后续发展的优势产业，是维护国家产业安全、体现国家信息技术智能化水平、促进产业转型升级的重要战略产业。