‧ 雷射顯示行業深度報告

來源:CPS中安網

雷射顯示技術是下一代的顯示技術，具有色域範圍廣、壽命長、環保、節能等優點，將導致顯示系統綜合性能的革命性提升，國際跨國企業已經認識到「一次顯示領域的革命」的到來，國際上如日本Sony、三菱電氣、精工愛普生、韓國三星、美國德州電器、德國歐士朗、耶拿光學等巨頭正在加緊該技術的研發和佈局。

一、雷射顯示技術原理

雷射顯示使用具有較高功率(瓦級)的紅、綠、藍(三基色)單色雷射器為光源，混合成全彩色，利用多種方法實現「行和場」的掃描，當掃描速度高於所成像的臨界閃爍頻率，就可以滿足人眼「視覺殘留」的要求，人眼就可清晰觀察。臨界閃爍頻率應不低於50Hz。人眼所能看到的色域中，液晶只能再現27%，電漿為32%，而雷射的理論值超過90%。

　　圖1 三基色純雷射顯示成像光路示意圖

雷射顯示有兩個主要的研發方向。第一個方向是將雷射作為新型光源，進行投影向大螢幕方向發展，一般採用LCD、LCOS，或者是DMD晶片作為光調製器，配合鏡頭在螢幕上進行投影顯示。投影式顯示器體積、功耗比掃描式大，不同的投影距離需要調焦才能清晰成像，但投影式雷射已經攻克了原理研究階段，正在開展大規模生產階段的攻關。

目前瑞士巴可(Barco)、美國科視(Christie)、日本NEC(日本電氣株式會社)、索尼以及中國的迪威視訊、長虹、海信專注投影技術的開發。市面上可以見到的電影院投影機、工程機，以及雷射電視都是投影式雷射的產品。

雷射顯示的另一個研究方向是用三基色雷射光束，在螢幕上進行高速掃描直接成像。雷射掃描比起投影式顯示在系統體積、功耗方面都有優勢，且不同投影距離無需調焦，就可以實現清晰顯示。於是掃描顯示技術一般被用於開發「便攜式的微型顯示器」。

但是雷射掃描顯示技術發展較為緩慢，技術攻關與掃描顯示相應的產品，還停留在產業化初期。維視圖像(MicroVision)、韓國(Iljin)、訊寶(Symbol)、Light Blue Optics(LBO)等公司專注於此項技術。

　　圖2 雷射顯示的兩個主要研發方向

二、以技術成本雙重優勢贏得未來

雷射顯示技術採用三基色作為光源，具有色域範圍廣、壽命長、光效率、節能環保等優點。雷射顯示的顏色表現力是目前傳統電視的2倍以上，且光源的壽命可達10年，是傳統光源的10-20倍。另外，雷射顯示環保節能，功耗僅為傳統電視的1/3，且生產過程中，不使用對環境有威脅的重金屬材料。

因此，雷射顯示具備傳統顯示行業無法企及的優點，是人類視覺史上的一次革命，是顯示技術發展的必然趨勢，具有十分廣闊的市場前景。

　　圖3 雷射顯示與傳統光源性能比對

壽命長，免維護。雷射顯示使用雷射器作為光源。雷射光源的理論壽命可達20，000小時以上，是傳統光源使用壽命的10到20倍。再加之雷射是冷光源，工作時溫度低，長期來看老化較小、衰減較弱，可以減輕使用者維護的負擔;

雷射顯示大色域。現有的顯示技術已解決了圖像顯示、圖像顏色以及顏色的清晰度等問題，未來顯示的發展趨勢是高清晰、大色域的革命。傳統的顯示技術如 CRT、LCD、PDP 和 DLP 等光譜分佈為帶狀光譜，光譜寬，因而色彩重現能力差，僅能覆蓋人眼可測色彩空間的33%；雷射光源發射光譜為線譜，輸出光譜寬度不到 1nm，狹窄的光譜寬度使得色純度接近 100%，因而色彩解析度高，色域覆蓋率可達 90，色彩飽和度為傳統顯示的 100 倍以上。雷射顯示可實現保真度最高的全色顯示，是二維平面顯示發展的終極方向;

成像穩定。傳統投影使用汞燈或氙燈作為光源，在工作中會大量發熱，加速光學成像系統的老化，長久下來彩飽和度和對比度都會下降。液晶顯示技術也有缺點，如在低溫下成像品質會急劇下降。雷射顯示成像的三基色對應的波長，不會隨著時間、溫度的變化而變化，因此在各種溫度條件下呈現穩定。穩定的雷射顯示器可以做到全天候持續運轉，非常適合應用在安防監控和軍工等領域;

節能環保。雷射因為光束方向性強、發散角小、光能利用率極高，功耗僅為傳統顯示技術的1/3。此外雷射器的生產是採用半導體材料，生產過程中不使用對環境有威脅的重金屬。雷射顯示器使用中耗能低、生產過程環保，是真正的環境友好型顯示裝置;

光亮度高。雷射焦點處的輻射亮度比普通光源高 100～1000 倍。雷射顯示器可以輕易實現1萬明流的亮度，而更為高端的影院用投影機和工程投影機，更是超過了5萬明流的亮度。在2014年，巴克公司展出了高達7.2萬明流的鐳射投影機，是目前全球最亮的投影機。迪威視訊控股子公司中視迪威，也已打造出全球第一套4K級50000流明雷射投影系統;

單螢幕無縫顯示。現在廣泛使用的大螢幕，是一般式將多個顯示幕幕拼接而成。通過拼接而來的顯示幕，存在併發碼流軟體、硬體昂貴，螢幕間顏色矯正複雜色差明顯、整體發熱量大能耗高、拼接處細節容易遺失、事故率高維修工作量大等問題。反觀雷射顯示，具有投影方案簡單、無拼接縫隙、無色差亮度、色彩自動矯正能耗低、發熱量小、易維護等優勢，彌補了拼接螢幕顯示的不足。