今年激光光源在顯示方面獲得了新的進(jìn)展，不僅LED+激光混合光源及激光+熒光顯示的產(chǎn)品都已出現(xiàn)，而且就連最難實(shí)現(xiàn)的三基色激光光源也有了實(shí)質(zhì)突破，巴可、科視、NEC、索尼四大數(shù)字放映機(jī)廠商均展示了各自的三基色激光投影樣機(jī)，并稱2-3年內(nèi)會安裝到全球各地的數(shù)字影院中，NEC甚至表示已經(jīng)可以接受預(yù)定。國內(nèi)廠商方面，北京中視中科1-3萬流明級系列化激光投影機(jī)產(chǎn)品也已在北京和南京等地多家影院進(jìn)行了商業(yè)運(yùn)營，目前具備了年產(chǎn)百臺的生產(chǎn)能力。政策方面，中國對于激光產(chǎn)業(yè)重視及支持程度得到進(jìn)一步加強(qiáng)，繼工業(yè)和信息化部將“發(fā)展激光顯示等特色顯示技術(shù)”列入《電子信息制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》后，今年9月，科技部又編制并印發(fā)了《新型顯示科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，將激光顯示提升到戰(zhàn)略地位，“提出十二五”期間將大力發(fā)展激光顯示技術(shù)。這一切都意味著激光顯示時代即將到來。

最理想光源

傳統(tǒng)燈泡光源的短壽命、高成本和色彩表現(xiàn)讓投影業(yè)界一直在尋找可以替代的光源，LED和激光光源都被看作是新一代替代光源，2009年，LED光源首先有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，一時間各類LED投影產(chǎn)品層出不窮。LED光源具有節(jié)能環(huán)保、長壽命、廣色域、色彩鮮艷、快速開關(guān)機(jī)、無需更換燈泡等優(yōu)勢，但LED亮度不高的短板問題一直未被解決，徘徊在幾百流明范圍，市場上曾出現(xiàn)的最高亮度產(chǎn)品也僅為1，000流明且造價(jià)不菲，這使得LED只能應(yīng)用在微投而不被主流商用、工程產(chǎn)品所接受。為了彌補(bǔ)LED光源亮度的不足，一些廠商將激光引入其中，研發(fā)出了LED+激光混合光源，激光的加入對LED光源中最弱的藍(lán)光源進(jìn)行了補(bǔ)充，提升了整體的亮度和飽和度，可達(dá)到3，000流明以上亮度。這方面產(chǎn)業(yè)化步伐最快的是卡西歐，從2010年產(chǎn)品開始投放市場，至今已有十余款產(chǎn)品上市，最高亮度可至5，000流明。LED+激光混合光源在亮度上獲得提升的同時，成本也隨著上升，這造成了主流投影廠商不敢規(guī)模生產(chǎn)的局，低成本激光方案成為下一步開發(fā)的重點(diǎn)。2011年深圳光峰光電展示了其研發(fā)的LPD的激光+熒光光源技術(shù)，該技術(shù)是將藍(lán)色激光通過旋轉(zhuǎn)熒光粉色輪轉(zhuǎn)化為三色光來實(shí)現(xiàn)畫面顯示。測試數(shù)據(jù)顯示，LPD激光顯示光源的壽命可達(dá)4萬小時，實(shí)現(xiàn)了1萬流明的高亮度，足以滿足主流投影市場的需求，與此同時還具有低成本、高效率、節(jié)能的特點(diǎn)。隨后上海乾錕光電推出采用此技術(shù)的激光光機(jī)，明基推出了激光+熒光光源的投影機(jī)。不過，無論是LED+激光還是激光+熒光光源解決方案，都不是業(yè)界公認(rèn)的最理想光源方案，前者在亮度和成本控制上具有局限性，后者在色彩表現(xiàn)上不夠理想，業(yè)界認(rèn)為最理想的光源方案是紅、綠、藍(lán)三基色激光顯示。

三基色激光是利用激發(fā)態(tài)粒子在受激輻射作用下發(fā)光的電光源，通過特殊的光學(xué)材料，擴(kuò)展成紅、綠、藍(lán)三基色光源。它能夠?qū)崿F(xiàn)更大的色域，其色域覆蓋率是傳統(tǒng)顯示的兩倍以上。激光是線譜，具有很高的色飽和度，可顯示自然界最真實(shí)、最豐富、最鮮艷的色彩。激光強(qiáng)度大，亮度高，大屏幕、超大屏幕顯示最為適用，201年CinemaCon展會上巴可展示了55，000流明高亮度三基色激光放映機(jī)，實(shí)現(xiàn)了在900多英寸的銀幕上放映，是迄今為止最大、最高的畫面播放。激光方向性好，能實(shí)現(xiàn)更高的顯示分辨率。激光器產(chǎn)生的為單波長可見光，電光轉(zhuǎn)化效率與傳統(tǒng)的顯示光源相比有極大提高，避免了傳統(tǒng)大功率光源放熱過大的缺點(diǎn)。激光光源使用壽命長，從長遠(yuǎn)來看使用成本明顯低于現(xiàn)在通用的傳統(tǒng)大功率光源，產(chǎn)品整體性價(jià)比明顯高于傳統(tǒng)產(chǎn)品，并且維護(hù)簡便。同時三基色激光光源還能將傳統(tǒng)投影機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡化。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的高壓汞燈和氙燈在發(fā)出少量可見光的同時，還要產(chǎn)生大量的紅外光和紫外光。紅外光會產(chǎn)生巨大的熱輻射導(dǎo)致投影機(jī)壽命縮減，而紫外光會對人體產(chǎn)生危害，普通投影機(jī)內(nèi)部不得不安裝上多塊紅外和紫外反射鏡，以減少對設(shè)備和人的損傷。激光是冷光源，能將傳統(tǒng)投影機(jī)中的冷鏡等器件去掉，從而減小投影機(jī)的體積，簡化其結(jié)構(gòu)，更加有利于生產(chǎn)小型緊湊的顯示終端。此外，三基色激光比其他現(xiàn)有方式更容易實(shí)現(xiàn)3D立體顯示，這將為3D立體顯示的推廣和普及起到積極的推動作用。與同為冷光源的LED相比，激光光源克服了LED亮度低的最大缺陷，同時色域更廣。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，三基色激光光源的優(yōu)越性讓其必將成為下一代全色顯示的主流技術(shù)。

綠色之光

三基色激光光源雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些問題，比如一直沒有合適的固態(tài)綠色激光。綠光的實(shí)現(xiàn)主要是采用紅色激光通過一個按照正弦波振蕩的石英，實(shí)現(xiàn)頻率的倍增，從而獲得波長大約為540nm的綠色激光。由于這種方式對環(huán)境溫度要求比較高，因而輸出不夠穩(wěn)定，同時綠色激光模塊較大且成本高，造成激光光源的成本較高，這極大地阻礙了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。不過目前已有了針對這一問題的解決方案。

在今年年初舉行的2012年美國消費(fèi)電子展上，美國微機(jī)電投影顯示廠商MicroVision展示了其最新型的PicoPGen 2 HD激光顯示引擎。此款新型投影引擎的主要特性是：它是直接的綠色激光二極管，可提供HD（1280×720）分辨率，這是MicroVision迄今為止推出產(chǎn)品中分辨率最高的引擎。Microvision公司表示，相較于合成綠色激光，直接綠色激光尺寸小、耗電少且成本低，可大幅簡化激光的設(shè)計(jì)與制造程序，有利于快速擴(kuò)充進(jìn)行商業(yè)化量產(chǎn)。

不久之后的6月，索尼和住友電工也宣布聯(lián)合開發(fā)出了綠色半導(dǎo)體激光二極管，在波長530nm下，其光輸出功率可達(dá)100mW以上，且亮度可達(dá)現(xiàn)行氮化鎵（GaN）系綠色激光的約兩倍、色域范圍達(dá)NTSC182%。索尼公司表示，在光的三原色（紅/綠/藍(lán)）中，紅色激光二極體及藍(lán)色激光二極體已進(jìn)行量產(chǎn)，綠色激光二極體主要利用化學(xué)材料轉(zhuǎn)換紅外光波長而得，但光源過大及價(jià)格為其最大課題，而使用GaN系材料的綠色激光則因波長及光輸出功率限定在520nm、數(shù)十毫瓦以下，故無法獲得充足的亮度。新綠光激光半導(dǎo)體二極管的問世能提供足夠的亮度來替換現(xiàn)有RGB裝置中更昂貴的光源。而且據(jù)稱它是世界首個在波長530nm條件下功率能達(dá)到100mW的產(chǎn)品，不久將可應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)具備高亮度、廣色域的激光投影機(jī)及低耗電的可攜式激光投影機(jī)上。

在我國，南京長青激光科技公司生產(chǎn)的PPLN光學(xué)芯片和模組產(chǎn)品現(xiàn)已投放市場，公司市場總監(jiān)路洋表示：基于氧化鎂摻雜的周期性極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體（PPLN）光學(xué)芯片的綠光激光器被認(rèn)為是解決小型低成本綠光激光光源難題的最好技術(shù)方案之一。該技術(shù)來自于加拿大C2C公司徐長青技術(shù)團(tuán)隊(duì)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，受國際專利保護(hù)。目前公司生產(chǎn)的微型/小型綠光激光器，已通過中視中科、日本三菱、美國New Port等公司的測試評估，滿足商業(yè)化產(chǎn)品指標(biāo)要求，具備產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)基礎(chǔ)。下一步希望降低核心部件的成本，來實(shí)現(xiàn)整體成本的合理化。

固態(tài)綠色激光難題的解決讓三基色激光的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，巴可、科視、NEC、索尼這四大放映機(jī)廠商均在今年進(jìn)行了產(chǎn)品展示，這意味著享受激光光源極致色彩畫面的時代即將帶來。

抓住激光產(chǎn)業(yè)機(jī)遇

與其他顯示核心技術(shù)被國外廠商壟斷不同，在激光顯示方面，中國與國外相比并不落后，研發(fā)已有幾十年的歷史，從上游光學(xué)和激光材料、光學(xué)設(shè)計(jì)與加工、激光器件到下游整機(jī)制造可構(gòu)成完整的技術(shù)鏈。在國家863、“十一五”計(jì)劃期間，我國還研制成功了60英寸、84英寸、140英寸和200英寸大屏幕激光顯示樣機(jī)，相關(guān)產(chǎn)品在國內(nèi)專業(yè)科技博覽會和顯示技術(shù)展覽會上多次獲獎。當(dāng)前在全固態(tài)激光器件和應(yīng)用研究方面我國與國外基本同步，中、小功率綠光全固態(tài)激光器已形成批量生產(chǎn)能力。光學(xué)器件與整機(jī)方面已初具規(guī)模。在小功率藍(lán)綠激光器及晶體器件方面，已擁有組合模塊集成技術(shù)，并形成了一定的生產(chǎn)能力。

中國工程院院士許祖彥教授表示，通過多年積累中國在激光顯示技術(shù)領(lǐng)域已擁有了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)鏈，特別是在全固態(tài)三基色激光、勻場、消相干、激光顯示等關(guān)鍵器件和整機(jī)技術(shù)方面均有自己的專利保護(hù)，某些關(guān)鍵技術(shù)（如色域覆蓋率）處于國際領(lǐng)先地位，具備在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化重大突破的良好基礎(chǔ)。

“激光顯示技術(shù)在中國，可以說研究的勢頭很好，但產(chǎn)業(yè)化步伐堪憂。”許祖彥教授進(jìn)一步表示，我國不少科研單位在光電子材料和器件的許多領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位，但由于缺乏從材料、器件的實(shí)驗(yàn)室研究到應(yīng)用開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的完整研發(fā)能力，使得我國的光電子行業(yè)的整體水平與國際同行存在較大的差距，無法高效率地將學(xué)術(shù)上的優(yōu)勢，通過工程化研究開發(fā)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在國際上具有競爭能力的企業(yè)為數(shù)不多。而終端顯示產(chǎn)品制造企業(yè)在激光顯示領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)還是比較薄弱，在產(chǎn)業(yè)化方面的程度較低，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成緊密合作的聯(lián)盟。另外，在融資渠道和投資力度上也與國外競爭對手存在巨大差距。

不過令人可喜的是國家“十二五”科技規(guī)劃將發(fā)展激光顯示列為了新一代信息技術(shù)的新型顯示技術(shù)首位。根據(jù)《規(guī)劃》，到2015年新型顯示科技產(chǎn)業(yè)鏈新增產(chǎn)值將達(dá)到5，000億元/年，激光顯示產(chǎn)值達(dá)100億元/年，產(chǎn)量達(dá)50萬臺/年，光源模組生產(chǎn)線兩條，激光顯示影院系統(tǒng)占有率達(dá)30%。由此可以確定在《規(guī)劃》的深入落實(shí)過程中，激光產(chǎn)業(yè)將得到國家政策、資金、人員等多方面的支持和扶助，從而使產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)架構(gòu)獲得進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)激光顯示制造技術(shù)水平、技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)能的大幅度提高。

“目前，國際激光顯示技術(shù)已發(fā)展到產(chǎn)業(yè)化前期階段，核心材料與器件的工業(yè)化生產(chǎn)和配套產(chǎn)業(yè)的完善以及爭奪先期市場成為當(dāng)前的發(fā)展重點(diǎn)，未來3-5年將是全球激光顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵時期。希望各相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)機(jī)構(gòu)抓住政策和時代發(fā)展機(jī)遇，聯(lián)合起來，盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)激光顯示的新的跨越，這樣才能在全球化的市場競爭中獲得更大發(fā)展。”許教授稱。