激光全色显示技术_杨小慧
- 格式：pdf
- 大小：410.17 KB
- 文档页数：4
专题介绍激光全色显示技术杨小慧,铁 斌(中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京,210016)摘 要:激光全色显示技术是蓝色激光器实现突破以后得以实现的新型技术。
介绍了激光全色显示技术的原理,分析了激光全色显示技术国内外发展状况,概述了几种主要的激光全色显示系统及其扫描成像的特点。
最后分析了国内激光全色显示技术产业化进程及发展趋势。
关键词:显示技术;激光全色显示;蓝色激光器中图分类号:T N27 文献标识码:A 文章编号:1005-488X(2007)02-0122-04The Full Color Laser Display TechniqueYANG Xiao-hui,TIE Bin(The55th R esearch I nstitute of China E lectronics T echnologyGroup Corp oration,Nanj ing,210016,CH N)Abstract:The full co lor laser display is a new developing display technolo gy profiting from the breakthr oug h of blue laser dev ice.The display pr inciple of the full colo ur laser display is intro duced in this paper.T he developing situation o f full color laser display technolog y is ana-lyzed.Characteristics of sev eral main full co lor laser display system s ar e summ ar ized.The in-dustrializatio n prog ress and developing direction of the full colo r laser display techno logy are analy zed in this paper at last.Key words:display techno logy;full color laser display;blue laser引 言PDP、LCD、LCoS,这些显示技术已进入产业化阶段,而OLED、SED离走向市场也为时不远,人们一直在关注更多更好的显示技术的出现,激光全色显示技术即是其中之一。
激光全色显示技术是利用半导体泵浦固态激光工作物质,产生红、绿、蓝三种波长的连续激光作为彩色激光电视的光源,通过电视信号控制三基色激光扫描图像实现显示的技术,是蓝色激光器实现突破以后得以实现产业化的新技术,这是一种以激光作为光源的图像信息终端显示技术。
与现有的显示技术相比,它的色域覆盖率大,色饱和度高,易实现高分辨大屏幕显示。
1 激光全色显示技术的原理激光的光谱是线谱,本身显现的颜色即为光谱色。
如图1所示,用红、绿、蓝三色固体激光器作为光第27卷第2期2007年6月 光 电 子 技 术OPT OELECTRONIC TECHNOLOGYVo l.27No.2Jun.2007收稿日期:2007-05-18作者简介:杨小慧(1971—),女,工程师。
长期从事光电子领域科技情报与期刊编辑工作。
(E-mail:x h1971yang@yahoo.co )铁 斌(1967—),男,硕士,高级工程师。
长期从事光电显示研发及管理工作。
源所构成的色域空间更大,约是传统CRT 电视色域空间的2.3倍。
所以,激光全色显示可以获得更高的饱和度、更丰富的颜色和更逼真的视频效果[1,2]。
图1 激光显示色域与传统CRT 色域比较Fig .1 Color space o f LD T v s .CRT图2、图3、图4示出了三种比较主要的激光显示系统。
红绿蓝三色激光通过亮度和图像的调制进行投影显示。
索尼公司开发的激光电视主要采用“直扫描”和“线扫描”方式,德国LDT 公司、韩国三星公司则采用“点扫描”方式。
日本三菱公司已于近期推出其采用三基色激光光源的DLP 背投电视,图2 索尼DL P 技术激光显示系统Fig .2 L aser display system designed bySony图3 松下液晶光阀技术激光显示系统F ig .3 Laser display sy st em desig ned by P anaso nic图4 三菱DM D 激光显示系统F ig.4 L aser display system desig ned by M itsubishi支持最新的色彩空间国际标准。
2 国际激光全色显示现状目前美、日、韩等国均投入巨大的人力和物力进行激光全色显示技术。
2005年在爱知世博会上,日本索尼公司采用拼接技术实现了500m 2的激光影像显示,其真实鲜艳的图像成为世博会一景。
2006年2月,日本三菱电气公司宣布推出激光电视样机,2006年4月推出了101.6cm 激光电视,三星公司正在积极研究激光显示技术在手机等移动设备中的应用。
美国加州的Nov alux 公司,是激光全色显示技术的主要开发商。
Novalux 宣称,和液晶以及等离子电视比较,激光投影可以把成本降低一半,且将显示色彩范围增加一倍,同时电力消耗降低75%。
2006年3月,日本精工爱普生公司宣布与Novalux进行战略合作,三菱公司也正在研发此项技术。
而索尼在今年的CES 展上就展出了一台激光背投电视,采用的正是Novalux 的激光器。
激光全色显示技术的关键是激光扫描和成像器件,在这一点上,柯达采用了GEM S 器件用来控制激光束形成图像[3],索尼采用了Gx L 器件[4]。
这两种器件均用MEM S (M icro electro mechanical systems)工艺制造。
GEM S (Grating electro -me-chanical system ,栅电机系统)是指在硅材料上形成可通过电控使光线发生衍射的线性光栅,在控制激光亮度的同时进行扫描,然后将图像投影到屏幕上。
像素尺寸为36 m,垂直方向排列1080个像素。
由此就能显示1080线的图像,光学效率超过了60%,响应时间为50ns ,对比度达2000∶1。
器件照片如图5所示。
123 第2期杨小慧等:激光全色显示技术图5 柯达G EM S 器件F ig .5 Ko da k ’s GEM S mo dule图6为索尼Gx L 模组,图7为GxL 单色光路工作示意图,图8为单个Gx L,GxL 器件表面上有多条金属丝,在电信号的控制下反射激光的程度不同,从而实现亮度控制,通过旋转棱镜反射,完成扫描过程。
三种颜色激光混合在一起便形成了一幅彩色图像。
图6 索尼G x L 模组Fig6 Sony ’s Gx Lmodule图7 G xL 单色光路工作示意图F ig.7 Sketch o f a mo no chr om e beamG x L图8 单个Gx L F ig .8 Gx L pix el激光电视的最大问题在于背投的厚度问题,可能无法和轻松实现壁挂的液晶/等离子相比。
目前越来越多的激光显示选择采用DLP 技术解决这一问题,索尼展示的激光背投厚度为27.5cm ,重量为80kg ,是悬挂在墙壁上进行展示的。
3 国内优势与LCD 、PDP 等显示技术不同,激光显示的150多项国际专利中国拥有34项。
其中激光彩色投影电视实用化效果演示样机、激光彩色投影电视用大功率激光光纤耦合模块(器件寿命超过12400h),达到国际先进水平,激光彩色投影电视用大功率全固态一体化激光器光源产品达到国际领先水平。
表1为我国激光显示技术的研发进程。
表1 我国激光显示技术的研发进程Tab .1 Laser display technology ’s development in China 时间成 果20世纪80年代末激光全色显示技术进入我国863计划2002年我国在该技术领域实现重大突破,推出全固态激光显示原理样机2003年研制出152.4cm 英寸背投激光显示机2005年11月长春新产业光电技术有限公司在上海国际工业博览会展出推出213.4cm 背投激光显示机2006年1月激光显示技术于通过了信息产业部和中国科学院联合科技成果鉴定:“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”2006年10月南沙慧视通讯科技有限公司在广州展示具有自主知识产权的激光电视可以自由裁量显示画面大小2007年5月25日北京中视中科光电技术有限公司在第十届中国北京国际科技产业博览会上首次推出304.8cm 英寸全球最大屏幕激光电视124光 电 子 技 术第27卷 这些科研成果标志着我国进入国际激光彩色显示技术开发的先进行列。
在激光全色显示技术领域,我们国家拥有较高程度的自主知识产权,具备在该领域实现产业化重大突破的良好基础。
4 国产化存在的问题和解决方向首先是投资问题。
目前国内显示产业的投资,大多用于LCD、PDP和OLED,上亿元引进的生产线至今未能获得相应的利润,没有利润,自然就缺乏开发新产品的能力。
何况,激光显示凭什么证明自己在性能和前景上一定优于其他的显示产品呢?前期投入的设备、技术人员是否有可能用于激光显示?LCD和PDP之争造就了相对成熟的、认知度较高的市场,也造就了对新技术的选择产生了恐惧的消费者。
庞大的资金投入已经让投资人捉襟见肘,对新技术由狂热变得谨慎,是把这两种主流显示进行到底,终于获得虽然不丰厚但看得见吃得到的收益,还是壮士断腕,迎接激光显示,这块看起来更好的新蛋糕?这将是国内投资界面临的新问题。
其次是产业化问题。
一台试制样机不能代表一切,激光显示产业链非常长,从半导体芯片的研发生产,半导体激光器的研发生产再到激光电视的研发生产涉及到微电子、光机电多个领域。
国内的设备、技术、材料、工艺都需要积累,形成完整的技术体系。
此外,元器件的非标准化,工艺的非标准化,技术工人缺乏专业培训都会影响激光显示产业化。
过去的经验表明,只有建立专业教育、技术研究、企业标准化生产的全方位合作才能使激光显示顺利进行产业化进程。
而产业界普遍存在的急功近利心态,对激光显示的产业化极为不利。
第三是自主知识产权问题。
我国拥有的34项激光显示专利,占国际专利的30%。
这些专利的特点是申请时间较早,但是在激光显示的产业化中能够作为关键技术应用的较少。
所以,掌握具有自主知识产权的激光显示关键技术仍然是亟待解决的问题。
5 结 语一直以来,CRT作为黑白显示、标准彩色显示时代的垄断者,带来的信息理念革命和利润空间为后来的显示器件制造了难以跨越的门槛。
