电视从发明至今,已经有将近百年的历史,现在又将迎来三色激光的大变革。从早期的机械式到电子扫描显像管,再到等离子、液晶、OLED等平板电视技术,新技术总是带来全新的特性,弥补旧技术的一些缺陷。而现在,三色激光技术的出现,将会彻底解决液晶显示技术色彩表现差、还原不准确等痛点。中国工程院院士许祖彦指出:“激光显示可全面满足BT.色彩标准,符合显示产业发展方向和趋势,将成为下一代显示产业主流。”
三原色越纯净,色彩表现越完美
如何理解三色激光带来的色彩画质优势?其实最形象的类比就是画画用的颜料,我们在油画中可以看到非常丰富的色彩,但这些色彩其实都可以用红、黄、蓝三种颜料调配出来。画家们经过了精心的调色,才让几种基本颜料变身为精美的艺术品。可以说,三原色颜料的纯度,以及画家自身的修为,决定了画作的表现力。也正因为如此,人类历史上花费了很多个世纪寻找纯净的三原色颜料,然而直到最近的工业化时代才接近完美地解决了这一问题。
显示设备也是同样的原理,只不过我们还原现实世界使用的工具不是颜料,而是光。光也有三原色,只不过光的三原色是红、绿、蓝。也就是说,所有颜色的光都可以用红、绿、蓝三原色调配出来。那么,接下来的问题就是——找到最纯净的三色光源,在屏幕上还原现实世界中的色彩。
激光是人类制造的色彩纯度最高的光
然而,解决这个问题的方法却比看上去要困难得多。人类在这个问题上同样经历了漫长的探索和徘徊。
无论显像管电视还是液晶电视,我们凑近了都能看到屏幕是由一个个的像素点组成的,而每个像素点都由红、绿、蓝三个子像素组成。这两者的区别,在于显像管是用电子束轰击三原色荧光粉发光(等离子显示也类似),而后者是用电路控制三个子像素中液晶的透光度来变换色彩。经过几十年的发展,这些显示技术(包括较新的LED和OLED)都已经很成熟,但从原理上讲他们都没有做到“直接用纯净的三原色光来生成画面”,而是各种间接的方法来产生色彩。
左:实验室中的激光器右:放大后的液晶像素点(图片来自网络)
为什么不直接用纯净的三原色光呢?原因很简单,自然界中不存在单一波长的光,也就是根本没有纯色光可用。而目前人类能制造出的最纯净的光,就只有激光。简而言之,如果在最基本的原理层面就使用三原色激光,那么这种显示技术就是最接近理想的了。
三色激光技术原理更简洁色彩还原更佳
我国企业海信自主研发的三色激光技术,就是这么一种接近理想状态的显示技术——红、绿、蓝三原色完全依靠三色激光器发出,结构中取消了荧光色轮之类的部件。相比单色激光技术,看似结构更简化,实际技术难度更高,而显示效果却要好得多,正应了那句“重剑无锋,大巧不工”。
也正因如此,三色激光技术实现了%的BT.色域,如果换算到旧版的BT.,则达到了惊人的%,远超主流显示设备。色准方面,三色激光技术同样达到了ΔE≈0.9,堪比专业级彩色监视器。
顺道,三色激光技术还解决了一个困扰显示行业多年的难题:有害蓝光。根据研究,波长在nm-nm之间的短波蓝光被认为是“有害蓝光”,长期观看对人眼有确实的伤害效果。所以很多显示产品都会将“低蓝光”作为护眼健康的卖点。但正如前面所说,自然界的光并不纯净,再怎么“低”也无法完全清除。而三色激光技术中采用的是nm波长的蓝光光源,从源头上实现了有害蓝光的“清零”。
根据资料,激光显示技术早在20世纪60年代就被提出,但直到21世纪初才被验证原理可行。通过调控三原色激光的强度比、总强度和强度时空分布,实现图像色彩的高保真还原。激光纯度高、方向性好、功率高,能够精准控制在人眼最佳视觉感知区,而且容易实现8K高分辨和高清晰度,这些特点是其他所有显示光源无法同时具备的,因此称其为下一代的显示技术可谓恰如其分。
近20年来,我国的激光显示技术跑在世界前列,中科院理化所对激光显示的研究贡献巨大。年,理化所在国内率先实现了激光显示的原理演示,证明了激光显示原理可行。年,理化所推出了国际首台三色激光电视,证明了激光显示的技术可行。年,理化所建成了首条激光电视生产示范线,证明了激光显示的产业可行。