風頭正勁――DLP投影

    在專業視聽領域，大屏幕顯示墻市場正如現在的天氣一般熱火朝天，參與該領域的國內外的廠商眾多，技術流派也是百花齊放，DLP、3LCD、LCoS投影、PDP、LCD平板拼墻、LED顯示屏等都以自己獨特的技術特性占領著各自的目標市場。

　　DLP的全稱是Digital Light Processing，該項技術由美國德州儀器公司于11年前所開發。得益于其工作原理及特性，該項技術的可靠性很高。DLP投影系統的DMD芯片是一塊極為精密的半導體光開關部件，由數量巨大顯示微鏡所組成，每個顯示微鏡由微型鉸鏈固定，通過顯示微鏡向前以及向后傾斜，可實現或明或暗的投影象素。DLP投影系統的色彩，則由高速旋轉的色輪來負責實現，投影系統的光源所產生的光透過色輪后可被濾為紅色、藍色以及綠色，三種顏色的灰度圖象輪流高速顯示，由人眼來完成三種灰度圖象的疊加，以此產生彩色的圖象。

　　DLP投影系統的核心部件DMD芯片，具有耐熱、耐潮濕、耐振動的特性，且相對于其他投影技術，DMD芯片不會因為長期使用而使投影圖象產生變色等老化現象，因此，可靠性極高的DLP投影系統非常適合于應用在商用大屏市場，自從DLP技術誕生以來，基于該項技術的大屏顯示系統也是攻城略地，快速占領了部分領域的大部分市場。

　　在大屏幕顯示墻領域，DLP投影技術的應用目前有三個分支，分別是：DLP拼墻（箱體式拼接）、DLP硬拼（投影機陣列＋多組光學屏幕）、DLP軟拼（投影機陣列＋邊緣融合＋整體軟幕）。

單片式DLP

　　DLP拼墻（箱體式拼接）：
　　DLP拼墻由多個背投顯示單元拼接而成，背投顯示單元一般采用單片DLP投影系統，以及UHP燈泡。多個顯示單元的協同工作需要專門的多屏處理器來完成，用戶可以通過專門的軟件來實現對DLP拼墻顯示內容的控制。

　　背投顯示單元從設計之初就保證了良好的散熱，因此DLP拼墻可以7×24小時地全天候工作。DLP拼墻的分辨率由各顯示單元的分辨率疊加而來，所以其往往可以獲得超高的分辨率。DLP拼墻相比其他技術亦有劣勢，因為要保證良好的散熱，亮度無法做得很高，一般在600～1300流明；由于由各顯示單元拼接而成，各顯示單元之間難免會有屏幕拼縫，不過一般小于0.5mm。

　　DLP拼墻一般適用于需要不間斷工作且位于室內環境光較暗的工作環境，目前主要應用于電力、電信、能源、金融、交通等監控系統；軍事、人防、政府等指揮中心；會議室、展覽、演出等市場。

　　在DLP拼墻市場，除國外的科視、三菱電機、SIM2外，國內的威創、GQY、賽麗都有不俗實力。

　　DLP硬拼（投影機陣列＋多組光學屏幕）：
　　DLP硬拼的屏幕由多塊光學屏幕拼接而成，光學屏幕的拼接數量不受限制，通過特制的鋁制框架可將多個光學屏幕組合在一起。同DLP拼墻一樣，DLP硬拼亦存在屏幕之間的縫隙，一般小于1mm（dnp公司的Supernova Infinity已可實現視覺上的無物理接縫）。

　　DLP硬拼的投影部分一般由三片式DLP正投影機組成，由于采用了氙氣燈泡，相較于DLP拼墻有更為鮮艷的色彩以及更高的亮度，可達3000流明以上。除了以上優點，DLP硬拼的色彩均勻性也較好。但DLP硬拼并不能象DLP拼墻那樣全天候地工作，連續開機一般不能超過24小時。DLP硬拼也對安裝的條件有較高要求，一般要求有超過兩米的安裝距離，這在一定程度上限制了DLP硬拼在更多場合的應用。

　　DLP硬拼可滿足環境光較亮的情況下近距離使用，可用于會議、指揮、展覽等工作環境，但因為不能7×24小時地全天候工作，DLP硬拼并不適宜用于監控中心等場合。

　　DLP硬拼所采用的光學屏幕，目前主要的提供商有來自丹麥的DNP公司。

三片式DLP

　　DLP軟拼（投影機陣列＋邊緣融合＋整體軟幕）：
　　DLP軟拼是真正從物理上消除拼接縫隙的一項技術，該項技術采用一塊整體的軟幕作為屏幕，投影部分則一般采用三片式DLP投影機以及氙氣燈泡。

    DLP軟拼的亮度高，畫面尺寸大，色彩均勻性高，在消除物理縫隙的同時，通過采用邊緣融合技術，亦消除了光學縫隙，很適合應用于對圖象整體性要求高的場合。同DLP硬拼一樣，受制于其所采用的投影機，DLP軟拼的連續工作時間不能超過24小時。DLP軟拼對安裝環境也有較高的要求。

　　DLP軟拼的特性基本與DLP硬拼一致，所以應用場合也基本一致，只是DLP軟拼消除了物理以及光學縫隙，因此可以更好地滿足對圖象整體性要求高的場合。

　　DLP軟拼所采用的軟幕，目前主要采用美國Stewart公司的產品。

高壓下退守――3LCD投影

　　目前3LCD投影的核心技術由日本EPSON和SONY兩家所把持，SONY幾乎不外供3LCD核心部件，所以在3LCD市場，核心部件的供應基本由EPSON主導。該項日商主導的投影技術，從90年代起開始發展，其工作原理與幻燈機頗為類似，由高亮度的鹵素燈泡照射LCD面板，再將影像穿透面板后，經過投射鏡頭組的聚焦以及放大影像后，投射于屏幕上顯示影像。投影機內部有3片LCD面板，各片分別負責紅、綠、藍三原色的顯象，將此3原色經重迭影像后投射出彩色的影像。

3LCD

　　3LCD投影系統最為關鍵的部分是介于液體和固體之間的一種物質――液晶，其本身并不發光，工作性質受溫度影響很大，正常工作溫度為 -55 度～ +77 度。投影機利用液晶的光電效應，即液晶分子的排列在電場作用下發生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從而影響它的光學性質，產生具有不同灰度層次及顏色的圖像。 3LCD 投影機色彩還原較好、分辨率可達 SXGA 標準，體積小，重量輕，操作、攜帶較方便，并且價格比較低廉。

　　3LCD 為目前比較成熟的投影技術，不過由于受制于產品特性，有以下幾點主要技術問題仍待克服：

　　亮度不足：由于受開口率的限制，光利用率低，在亮度上仍有很大的改善空間，目前廠商以加大芯片尺寸來克服。1995 年以日本公司為首的 LCD 生產廠家研制出多晶硅（ Poly-silicon ）的技術，使得投影顯示系統有更多的選擇。多晶硅（ Poly-silicon ）技術采用柱狀點陣，在 LCD 液晶板的前面加上了一組微凸透鏡，將平行入鏡光轉變為交叉光，這樣就解決了單晶硅 LCD 技術光路的透射效率低的問題，光線的透射率高達 95 ％，因此在同等光源的情況下，提高了亮度。

　　黑白對比： LCD 由于其液晶顯影會有漏光的現象，因此無法作出真實的黑色，黑白對比不佳將影響畫質的立體感，這必須藉由液晶排列來改善遮光效果，這點對家庭環境下的應用則顯得相當重要。

　　散熱問題：由于高亮度鹵素燈泡的溫度高，散熱問題對燈泡的壽命影響相當大。

　　液晶本身的物理特性，決定了它的響應速度慢，隨著時間的推移，性能會有所下降。

　　3LCD的技術特性，在一定程度上阻礙了其在商用大屏幕顯示墻市場的發展，再加上同為投影類風頭正勁的DLP以及快速發展的LCoS這兩種投影技術的步步緊逼，3LCD的日子已經越來越不好過。

還欠東風－－LCoS投影

　　LCoS的結構有些類似于TFT LCD，一樣是在上下二層基板中間撒布Spacer從而加以隔絕，再填充液晶于基板間形成光閥，藉由電路的開關以推動液晶分子的旋轉，以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導電玻璃，下基板是矽晶圓CMOS基板，LCoS最大的特色在于下基板的材質是單晶矽，因此擁有良好的電子移動率，而且單晶矽可形成較細的線路，因此與現有的HTPS LCD及DLP投影面板相較，LCOS是比較容易實現高分辨率、高亮度的投影技術。

　　高解析度：LCOS投影技術最大的特色在于其面板的下基板采用硅晶圓CMOS基板，由于下基板的材質是單晶硅，擁有良好的電子移動率，而且單晶硅可形成較細的線路，因此比較容易生產出高解析度的面板。

　　高亮度：LCOS為反射式技術，不會像LCD光學引擎那樣因為光線穿透面板而大幅度降低光利用率，因此光利用率可提高至40%，與穿透式的LCD的3%相較，可減少耗電，并可產生較高的亮度。

LCoS

　　前期LCoS受制于超高的制造工藝要求，一直在大規模量產上受到限制，但現在不光有SONY和JVC能夠真正大規模商業化量產，臺灣產商從2001年開始在LCoS領域進行大規模投入后，目前已有南科的立景光電、竹科的聯晟光電及臺灣微型影像等公司可以商業化量產，已基本解決LCoS的大規模制造的問題，LCoS在投影市場的快速發展已有可能，但這幾年LCoS的商業化推廣都未獲成功，如何解決市場化的問題，將直接關系到LCoS這項優秀的技術能否得到發展和應用。

　　從ISC 2007展會來看,目前僅有江西鴻源以及美國Sysview在做相關產品推廣。

難入主流－－PDP平板拼接大屏

　　PDP （ Plasma Display Panel ），即等離子顯示屏。 PDP 是一種利用氣體放電的顯示技術，其工作原理與日光燈很相似。它采用了等離子管作為發光元件，屏幕上每一個等離子管對應一個像素，屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，四周經氣密性封接形成一個個放電空間，放電空間內充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質在兩塊玻璃基板的內側面上涂有金屬氧化物導電薄膜作激勵電極。當向電極上加入電壓，放電空間內的混合氣體便發生等離子體放電現象，也稱電漿效應。氣體等離子體放電產生紫外線，紫外線激發涂有紅綠藍熒光粉的熒光屏，熒光屏發射出可見光，顯現出圖像。當每一顏色單元實現 256 級灰度后再進行混色，便實現彩色顯示。PDP 是一種自發光顯示技術，不需要背景光源，因此沒有視角和亮度均勻性問題。

PDP

　　PDP等離子具有單屏亮度均勻、色彩均勻以及安裝初期亮度較高的優點，但同時也有較明顯的缺點：顯示靜態圖象容易產生殘影甚至燒屏，亮度衰減較快，且無法逆轉，可靠性較低，耗電相較其他技術偏高。PDP等離子拼接大屏也難以做到無縫拼接，僅有韓國ORION公司獨家掌握等離子無縫拼接技術，其余廠家還未有相關技術推出，因此價格比較昂貴。在現今技術水平下，PDP無法克服的缺點嚴重阻礙了其在商用大屏幕顯示市場的應用。

大有機會－－LCD平板拼接大屏

　　從結構來看， LCD顯示屏是由不同部分組成的分層結構。LCD由兩塊玻璃板構成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發光，所以在顯示屏兩邊都設有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質組成的可以發射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。

　　背光板發出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結構中，一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當LCD中的電極產生電場時，液晶分子就會產生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規則的折射，然后經過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。

LCD

　　LCD大屏幕拼接系統在監控領域得到興起，一方面，在于家電行業液晶電視的一路走高，在其它行業的應用也漸為潮流。另一方面，液晶屏的相關參數在提高，價格也在下滑，液晶拼接系統相對DLP系統成本低，這也是LCD拼接系統應運而生的個中原因。

　　LCD液晶拼接墻具有低功耗、重量輕、壽命長（一般可正常工作5萬小時以上），無輻射、畫面亮度均勻等優點，但其軟肋之處就是不能做到無縫拼接。由于液晶屏在出廠時就有一條邊框，液晶屏拼起來就會出現邊框（縫），如單個21寸的液晶屏的邊框一般有6-10毫米，兩個液晶屏拼起來的縫就有12-20毫米。對于液晶拼接系統存在縫隙，目前業內有幾種做法，一種是窄縫拼接，另一種是微縫拼接，微縫拼接即廠商將買回來的液晶屏的外殼拆掉，將玻璃與玻璃之間進行拼接，但這種做法的風險性較大，因為如果把液晶屏的外殼拆得不好，會損害到整個液晶屏的品質，目前國內只有極少數廠商使用這種方法，還沒形成一個產業規模，此外，還可以使用拼接專用液晶屏DID，液晶屏DID因為是專門為拼接而設計的，廠商在出廠時就把其邊框做得很少。以此看來，如果LCD液晶拼接墻能夠很好地解決無縫拼接問題，將在大屏幕顯示墻市場大有作為。

無可取代－－LED顯示屏

　　LED是light-emitting diode的縮寫，在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。

　　LED的發光顏色和發光效率與制作LED的材料和工藝有關，目前有紅、綠、藍三種基本顏色。只有紅色組成的顯示屏叫單紅色顯示屏 ；把紅色和綠色的LED放在一起作為一個象素制作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏；把紅、綠、藍三種LED管放在一起作為一個象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。

美國納斯達克LED大屏

　　制作室內LED屏的二極管尺寸有φ3.7和φ5矩陣塊兩種，3.7和5都是二極管的直徑，（單位：毫米）另外常常采用把幾種不同基色的LED管芯封裝成一體。室外LED屏的象素尺寸多為12-32毫米，每個象素由若干個各種單色LED組成，常見的成品稱象素筒，雙色象素筒有2紅3綠、2紅4綠、4紅8綠、6紅15綠等組成，三色象素筒用2紅1綠1藍、4紅2綠1藍等組成。

　　顯示屏屏體矩陣部分由許多的發光二極管組成的。首先將發光管集成像素，像素再集成模塊，模塊再組裝成大屏。發光管采用無色透明的大橢圓形硅膠封裝，管內安裝曲面反光碗，使亮度和對比度大大提高，色彩更加艷麗！

    無論用LED制作雙色或三色屏，欲顯示圖象，需要構成象素的每個LED的發光亮度都必須能調節，其調節的精細程度就是顯示屏的灰度等級。灰度等級越高，顯示的圖像就越細膩，色彩也越豐富，相應的顯示控制系統也越復雜。一般256級灰度的圖像，顏色過渡已十分柔和，所以，多色及全彩LED屏當前都要求做成256級灰度，如多色屏則可顯示65536種顏色，全色屏則可顯示16.8兆種顏色。單色屏不存在灰度問題。

　　LED拼接屏目前主要有以下幾個種類：
　　室內雙色LED顯示屏 ：雙色顯示屏廣泛用于金融、郵電、電信、電力、醫院、部隊、公安、商場、財政、稅務等部門和場所。

　　室外雙色LED顯示屏 ：室外雙色顯示屏廣泛應用于廣場、商業中心、公路等人口密集的戶外場所。具有亮度高、可全天侯顯示、顯示內容和方式修改靈活方便、顯示功能強大、功耗小壽命長等特點。

　　室內全彩LED顯示屏 ：全彩色也稱為三基色：即由紅、綠、藍三原色組成最小的顯示單位。與計算機顯示器的工作原理一致。能真實的還原色彩紅、綠、藍、各256級灰度構成16.7M（百萬）種顏色，能實時顯示色彩豐富的動態圖象。

　　室外全彩LED顯示屏 ：全彩色也稱為三基色：即由紅、綠、藍三原色組成最小的顯示單位。與計算機顯示器的工作原理一致。能真實的還原色彩紅、綠、藍、各256級灰度構成16.7M（百萬）種顏色，能實時顯示色彩豐富的動態圖象。

　　多年來，LED顯示屏依靠其獨特的低價、低耗、高亮度、長壽命等優越性一直在平板顯示領域扮演著重要的角色，并且在今后相當長的一段時期內還有相當大的發展空間。LED顯示屏具有高亮度、可拼接使用、方便靈活、高效低耗等優點，使得它在大面積顯示，特別是在體育、廣告、金融、展覽、交通等領域的應用相當廣泛。LED顯示屏從單色至全彩的廣跨度品種提供，為其適應廣泛的應用提供了基礎，并且由于其高亮度、高可靠性、超強抗環境光的能力，使得LED顯示屏在諸多戶外以及特殊應用場合有著不可替代的地位。

　　總結
　　以上介紹的幾種大屏幕顯示墻技術，由于技術特性不同，目前在市場上的發展情況自然也有差異，例如DLP、LED這兩種技術因為其本身的特性特別適應于商用場合，所以目前發展得比較好，其他技術都或多或少的存在發展瓶頸。但此時就定勝負還為時尚早，如果其他技術能夠針對自己的弱點進行技術攻關，未來也一定會有大的發展，其中LCoS以及LCD平板就是極有可能在商用大屏市場獲得快速發展的兩種技術。