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激光显示技术发展的现状和趋势_科技频道_东方资讯

发布日期:2020-08-16 06:51   来源:未知   阅读:

一、前言

信息技术是有关信息的采集、储存、处理、传输、显示等各信息链关键技术的总称,是我国战略性新兴产业。显示作为信息技术的重要组成和信息链的终端人机界面,应用领域已遍及工业、交通、通信、教育、航空航天、卫星遥感、娱乐、医疗等日常生活各方面,是信息产业的一个重要支柱。随着第五代移动通信技术(5G)、大数据、人工智能等未来信息技术的发展和融合,显示将向泛在、融合、智能和绿色方向发展,需求增长空间巨大。

激光显示是以红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色(或多基色)激光为光源的新型显示技术和产品,通过控制三基色激光强度比、总强度和强度空间分布即可实现彩色图像显示 [1],如图 1 所示。由于激光具有方向性好、单色性好和亮度高等三个基本特性,用于显示可实现“冲击人眼极限”的大色域、双高清(几何、颜色)的高保真视频图像再现,被国际业界视为“人类视觉史上的革命”,是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的新型显示技术(见图 2),《〈中国制造 2025〉重点领域技术路线图(2015 年版)》已将其列入发展重点,是显示产业转型升级的重要战略方向 [2]。

图 1 红、绿、蓝三基色激光合成白光实验

图 2 显示技术发展路线图

二、激光显示技术的特点

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

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