无论采用哪一种显示技术,CRT、液晶、等离子、数字微显投影,还是未来的OLED技术,现代显示产业始终与“光源”产业紧密广联、不可分割。
在最典型的模型上,任何显示设备,电视机、投影机,都可以看做是无数个彩色(通常是红色、绿色和蓝色)小灯泡,构成的矩形阵列。利用人眼在空间和时间分辨上的“模糊性”,形成视觉的图像效果。因此,任何光源技术的进步,都是会促进显示产业发展的关键力量。
新光源产品层出不穷
06年开始,采用LED固态光源技术的液晶显示器、彩电和数字投影机开始逐步进入人们的视线。显示光源技术实现了从荧光光源到半导体光源的革命。同时,LED这种新型光源技术还被应用在了室内室外照明、舞台装饰照明等领域。不过,LED光源所取得的成就,自2011年开始正在被另一种技术的光环所淹没。他就是激光。
去年,日本卡西欧公司推出了业内首批量产型的激光、LED混合光源投影机。在人类历史上,首次将投影系统应用的高能量输出密度、小面积平行面光源的寿命从数千消失延伸到了数万小时。据悉,卡西欧的技术已经可以实现3500流明投影输出亮度下的产品的经济性和系统的小型化。
于此同时,三菱在一般能量输出密度、大平面平行光源中应用激光光源的产品设计上也取得了一定突破,达到实验性量产的水平。日本三菱电机在今年(2012年)5月30日正式发布了世界上首款采用激光光源的液晶电视机产品,并将在下半年推向市场。目前官方的定价为38万日元,初期的月产量为3000台。
作为继LED光源之后的有一种高效固态光源技术,激光的特点主要在于寿命长、纯度高、电光转换效果更好,效率更高更节能。但是在激光光源在日常显示和照明应用的路程中也有一个难以克服的问题:那就是激光是典型的“单方向点光源”——也就是说理论下的理想激光是沿一条空间直线传播,发散角度为零。虽然这样的特显在激光切割、雕刻、焊接、激光武器等应用中是难得的优点,但是对于需要是一定空间照亮的照明和显示应用却是难以接受的。
而卡西欧和三菱激光显示产品的试制成功和规模应用,恰恰说明,在光学系统中实现点光源到面光源的转化技术正在成熟。通过实际的产品体验,可以发现,通过适当的光学系统,实现激光光源由简单点光源变成面光源,并消除激光的偏振相同、相位相同带来的相干现象,和显示照明耀斑的技术也已经成熟,并在经济化。激光照明和显示中必须的“扩束系统”和“均匀系统”已经获得稳定的技术突破。——理论上,经过以上两个光学系统的激光,会具有传统面光源的一切可操作性。
作为LED光源的继任者,激光光源实用化的出现正在成为改变人类显示技术的一个崭新动力。
LED光源的优势显而易见:高寿命、宽适应度的固态光源,更好的发光色彩。但是,LED光源也有其缺陷。例如应用于投影显示,必须解决亮度不足的问题——实现1000流明以上的实用性应用亮度的成本和技术难度不小,至今未获解决。在液晶显示器的光源应用中,LED光源虽然亮度足以满足常规需求,但是在高亮度产品,尤其是地热辐射的高效高亮度产品上,LED依然力不存心。
应用激光光源还有另一个显著的优势:色彩显示范围的扩大。LED光源虽然也是广色域光源,但是和激光的纯度比较依然是小巫见大巫。激光光源可以实现200%的NTSC色域范围,最大相当于人眼可识别的颜色的70%以上,超过以往任何显示技术的色彩显示范围。