【中科極光】許祖彥院士：告別“半色盲”，激光顯示來了

2020-11-12 08:03:12

       在中國工程院院士許祖彥的辦公室里，放著一臺小型打印機大小的黑匣子。
       它“其貌不揚”，卻內(nèi)藏玄機，只要指尖輕觸遙控按鍵，清晰的畫面就會被投影在白色墻壁上。
       即便在白天的強光照射下，畫面色彩也不會受到影響。
       這是一個激光家庭影院。
       “它的播放畫面是100英寸，市場價格在5萬元左右，性價比很高。”
       許祖彥說，“從發(fā)展方向看，人機界面將‘走向人眼分辨極限’，實現(xiàn)高保真圖像再現(xiàn)，而激光顯示是符合這一方向和趨勢的下一代技術。”
       隨著液晶顯示市場的逐漸飽和，顯示技術已經(jīng)走到了分岔口，全球顯示市場也將迎來“大洗牌”。
       在許祖彥看來，激光顯示為我國在顯示領域?qū)崿F(xiàn)自主創(chuàng)新的跨越式發(fā)展提供了機遇。
理化所制作的激光顯示器與放映畫面。   理化所供圖
       告別“半色盲”
       作為我國激光顯示概念的首創(chuàng)者和領軍人，許祖彥認為，下一代的顯示一定是激光顯示，因為它具有不可替代的性能優(yōu)勢。
       只有它能夠同時實現(xiàn)國際電信聯(lián)盟頒布的超高清顯示標準“BT.2020”的三個要素：4K與8K超高清，色彩深度提升至10bit或12bit，色域覆蓋率達到人眼可識別自然界色彩范圍的70%以上。
       人眼的視敏度是1角分，相當于在標準視距下看100英寸8K電視的高分辨率。
       由于激光光譜窄、強度大，其顏色素可達69億，是目前高清液晶電視的4000倍以上。
       其色域覆蓋范圍可以達到自然界色彩的70%以上，是液晶顯示（僅可覆蓋33%左右）的兩倍多。
       為此，許祖彥經(jīng)常半開玩笑地說：“除了激光顯示，現(xiàn)在其他所有顯示都讓大家成了‘半色盲’。”
       此外，激光顯示使用壽命可達5萬小時，遠超3.3萬小時的國際標準。
       而從能源消耗角度看，激光顯示產(chǎn)品比LED高清電視節(jié)能40%，是真正意義上節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。
       在2003至2004年國家中長期科技發(fā)展戰(zhàn)略研究中，在許祖彥的提議下，激光技術首次被定義為戰(zhàn)略支撐技術，并勾勒出科技前沿、高新技術產(chǎn)業(yè)和國防建設三個發(fā)展方向。
       “所謂支撐技術，是指技術本身不一定值很多錢，但它支撐著這個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生很大的社會經(jīng)濟效益。”
       如今，在科技前沿方面，中國科學院理化技術研究所（以下簡稱理化所）牽頭研制的全固態(tài)深紫外激光器已于2015年驗收，第一次實現(xiàn)了我國在高技術領域?qū)饨\，并帶動了我國大型科研自主創(chuàng)新儀器的發(fā)展。
       而在推動激光技術產(chǎn)業(yè)化方面，許祖彥帶領團隊在2005年做出我國首臺激光顯示原理樣機。
       首次證明了激光顯示能產(chǎn)生高畫質(zhì)圖像，展現(xiàn)了這種新型顯示的高觀賞度和市場前景。
       在此背景下，許祖彥判斷：“激光顯示的研究階段結(jié)束了，接下來要做的是產(chǎn)業(yè)化攻關。”
       2015年，理化所技術成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化企業(yè)——杭州中科極光科技有限公司成立，隨后兩年，該公司自主突破了三基色LD激光顯示產(chǎn)業(yè)化核心關鍵技術，建成了完整的自動化、智能化生產(chǎn)線，開發(fā)出國際首創(chuàng)的100英寸激光家庭影院、影院放映機、特種影像設備、工程投影機等系列化產(chǎn)品。
       有些人擔心激光顯示會傷眼睛，對此，許祖彥表示，在光強度方面，研究團隊從一開始就摒棄了國外所采用的光功率遠遠超過人眼承受范圍（約每平方毫米50毫瓦）的掃描式顯示技術，采用投影式方法在機器內(nèi)部把光散開，使其反射出的光相當于液晶顯示的光通量。其反射光比液晶顯示器的自發(fā)光對眼睛更加友好。
       國人的“安全電視”
       在電視顯示領域，從黑白顯示到彩色顯示再到液晶顯示，這三代技術均以引進為主，不僅讓我國相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人，而且留下的技術后門也帶來了嚴重的安全隱患。
       在目前的顯示市場上，我國大陸地區(qū)液晶面板產(chǎn)量已位居全球第一。
       但數(shù)據(jù)顯示，全球液晶面板產(chǎn)業(yè)處于飽和狀態(tài)，產(chǎn)能過剩導致液晶電視降到了“白菜價”。
       由于我國液晶顯示用的一些材料需要從國外進口，其中50%到80%的利潤交給了外商。
       因此，中國的液晶產(chǎn)業(yè)再大，也無法擺脫“裝配工廠、低端運行”的被動局面。
       許祖彥指出，更加嚴峻但不為人知的現(xiàn)實是，一些進口的核磁成像機、打印機等進口顯示設備中，也會潛藏國外暗留的“技術后門”，在國人不知情的情況下被“偷窺”信息。
       從這方面看，發(fā)展出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的先進國產(chǎn)激光顯示技術產(chǎn)品，尤為迫切。
       但我國激光顯示產(chǎn)品在初入市場時就遭到了利益壓制。
       許祖彥表示，除了激光顯示與液晶顯示之間的較量外，相關的利益“打壓”還表現(xiàn)為國外利益在產(chǎn)業(yè)領域的代理人反復主張引進有機發(fā)光二極管顯示技術，但這一技術已經(jīng)被證明在發(fā)展電視方面存在先天限制，如長時間在屏幕上播放相同影像時，會出現(xiàn)一些比較暗的短暫殘像，導致“灼屏”等。
       全面市場化仍需時間
       據(jù)奧維云網(wǎng)（一家專注于智慧家庭領域的大數(shù)據(jù)技術和應用服務商）統(tǒng)計，激光電視2015年至2020年的復合增長率達213.8%，今年1~7月，中國彩電整體市場零售量規(guī)模同比下降了9.0%，而激光電視零售量規(guī)模增長77.5%，是彩電市場上唯一實現(xiàn)正增長的品類。   
       2013年，許祖彥提出激光顯示發(fā)展的路線圖，認為2017年到2025年，激光顯示“將會形成產(chǎn)業(yè)”。   
       如今，距離他提出的2025年激光顯示實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的目標已經(jīng)越來越近，但推動其真正全面走向市場還需要各環(huán)節(jié)共同發(fā)展。   
       目前，我國激光顯示產(chǎn)業(yè)才剛剛踏入賽道，在許祖彥看來，將其徹底推向產(chǎn)業(yè)化，僅靠目前政府的科研經(jīng)費投入遠遠不夠。   
       數(shù)十上百億元人民幣的費用，對國家、對企業(yè)來說都是一筆不小的投入，但對于此項技術每年上千億美元的市場而言，這些投入帶來的效益回報也是巨大的。   
       “激光顯示再下一代將是真三維。”許祖彥說，而這只有基于激光全息三維顯示原理才能實現(xiàn)。   
       他希望我國能夠抓住當下機遇，實現(xiàn)顯示領域的彎道超車。



《來源：《中國科學報》 (2020-11-06 第4版 綜合)》