2022年度青岛市科学技术进步一等奖项目“超高清全色光源激光显示技术研究及产业化”——
引领激光显示步入“全色”时代
青岛日报社/观海新闻8月22日讯 在不久前举办的2023激光显示行业高峰论坛上，中国工程院院士许祖彦曾公开表示：世界显示技术和产业正从高清显示走向超高清显示，激光显示是唯一能全面实现超高清显示国际标准三要素的技术，是超高清显示必由之路，将成为下一代显示产业的主流。
事实上，在青岛，激光显示已经照进了现实。由青岛海信激光显示股份有限公司完成的“超高清全色光源激光显示技术研究及产业化”项目，获得2022年度青岛市科学技术进步一等奖。
该项目围绕新型全色半导体激光器、全色激光光源架构、画质优化、高性能抗光消散斑屏幕等方向进行了深入研究，解决了激光散斑、光束整形、全色色域转换、整机散热一体化、框架式屏幕创新型结构设计等影响全色显示普及的一系列难题，在行业内率先实现了三色光源的产业化应用，引领着我国激光显示技术实现全球领先。
家电产业高端化的“关键之钥”
当我们谈论中国制造高端化的体现，大家往往会将目光放在芯片、“工业母机”等产品上。但事实上，家电产业的核心技术突破和高端化发展早已启程。在这个领域，激光显示是我国重点发展的关键战略技术。
2021年，激光显示与新型显示、第三代半导体共同列入科技部“新型显示与战略性电子材料”等“十四五”重点专项；激光显示用芯片被列入科技部2021年国家重点研发计划项目。据统计，2013至2022年间，国家出台了十余条促进激光显示产业发展的政策；2018至2021年间，中国电子视像行业协会制定了13项与激光显示技术相关的标准。
为何如此重视？因为激光显示可以说是中国在显示技术上实现弯道超车、引领全球行业发展的革命性突破。此前,不管是显像管电视还是液晶电视,其核心技术都来源于西方国家。而在激光显示领域，中国赶上了全球技术浪潮，不断研发出了可以和传统“领跑者”日韩、欧美媲美的原创性技术。
此外，从全球消费趋势来看，激光显示已经成为家电产业核心技术突破和高端化之路的“关键之钥”。中国电子视像行业协会副秘书长董敏也认为，发展激光显示是实现超高清显示的最佳技术路线之一，是提升消费者生活品质的优秀解决方案。在董敏看来，激光电视代表了全球新型显示技术发展的大趋势，发展前景广阔。
许祖彦说，中国的研究机构和企业用20年的时间，证明了激光显示原理可行、技术可行、产业可行，正在形成较完整的激光电视产业链。事实如此——数据显示，中国激光电视2021年销售额达到47亿元，同比增长27.7%，预计到2027年，中国在该领域的全球占比将超过80%。
在这条赛道中，海信起步早、技术地基牢固，是当之无愧的领跑者。自2007年开启激光显示技术研究以来，海信先后推出过全球首台100英寸超短焦激光电视、全球首台全色激光电视、全球首款8K激光电视，让激光显示一步步从“期盼”变为现实。去年，海信激光电视出货量占全球市场53.5%，稳居世界首位。这些为该项目的成熟和产业化提供了强大的技术底气。
实现全色显示的“终极形态”
“全色显示是激光显示的终极形态。”项目第一完成人，海信激光显示公司总经理、首席专家刘显荣说。所谓“全色”，是指激光发射出来的颜色均采用红、绿、蓝三原色激光作为光源。与之对应的“单色”显示，是激光显示的“初级形态”。
最初的单色激光电视采用单一蓝色光源，红色光和绿色光要依靠蓝光驱动相应颜色荧光色轮产生，这就导致红色和绿色并不够“纯”；当产品迭代至双色激光电视之后，光源中加入了红色，但绿色光依然要依靠其他光源激发产生。
对比之下，全色激光显示具有激光谱宽更窄、更能精准“捕捉”到人眼最佳视觉感知区、漫反射成像等技术优势，因此在兼顾高显示亮度、分辨率的同时，还能呈现出接近人眼视觉极限的高保真图像，实现“亮而不刺眼”，极大地提高了观看舒适度，是下一代显示的技术主流。
刘显荣透露，海信在布局激光电视之初，就想做全色光源产品。但很长一段时间以来，始终面临着国红色和绿色激光器产业不成熟、红绿激光器功率不足、全色光源模组体积过大等行业瓶颈。从无到有，没有可参考借鉴的技术方案，要突破技术瓶颈难度可想而知。一直跟踪、研究相关技术，刘显荣带领团队克服了一个个技术难题，在行业率先实现了全色激光显示的产业化。
该项目首创了集成式RGB全色激光器，采用小型化全色光源设计，搭配0.47寸DLP（数字光处理）光机，实现了光学引擎体积行业最小；实现了国际电信联盟设定的BT.2020色域全覆盖，是目前所有显示设备的最高覆盖率；在保持高色域的同时，实现了高出行业平均水平20%的高光效……
值得一提的是，困扰激光显示技术走向应用的散斑问题也在该项目中得到了解决。“激光散斑长期以来都是影响激光显示效果的主要因素，特别是对于全色激光电视，激光散斑会严重影响画质效果和用户观影体验。”项目完成人，海信激光显示公司光学工程师颜珂博士说。为突破这一技术瓶颈，团队创新性提出了固定+运动扩散装置的解决方案，起到了显著的消散斑效果。他表示，从技术层面看，通过扩大光谱宽度、优化光学结构、增加运动扩散片等方法，项目已经将散斑降低至人眼弱感的程度，未来将进一步提升至人眼无感。据悉，仅围绕散斑技术，海信已申请专利149件。
在该项目的支撑下，海信在2018年9月推出了全球首款超全色激光电视，开创了激光电视的全色时代；现在已推出全球首款8K激光电视，引领激光电视迈入百吋8K时代。
从更高远的视野来看，该项目打破了历代显示技术革新由国外企业主导的局面，使中国占据了下一代显示技术的主动权，推动中国显示产业从技术领先到产业领先。（青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷）
责任编辑：臧婷
