各顯神通：大屏幕顯示墻技術(shù)與市場縱覽

風(fēng)頭正勁――DLP投影

    在專業(yè)視聽領(lǐng)域，大屏幕顯示墻市場正如現(xiàn)在的天氣一般熱火朝天，參與該領(lǐng)域的國內(nèi)外的廠商眾多，技術(shù)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(dú)特的技術(shù)特性占領(lǐng)著各自的目標(biāo)市場。

　　DLP的全稱是Digital Light Processing，該項技術(shù)由美國德州儀器公司于11年前所開發(fā)。得益于其工作原理及特性，該項技術(shù)的可靠性很高。DLP投影系統(tǒng)的DMD芯片是一塊極為精密的半導(dǎo)體光開關(guān)部件，由數(shù)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(shí)現(xiàn)或明或暗的投影象素。DLP投影系統(tǒng)的色彩，則由高速旋轉(zhuǎn)的色輪來負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)，投影系統(tǒng)的光源所產(chǎn)生的光透過色輪后可被濾為紅色、藍(lán)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(chǎn)生彩色的圖象。

　　DLP投影系統(tǒng)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(shù)，DMD芯片不會因?yàn)殚L期使用而使投影圖象產(chǎn)生變色等老化現(xiàn)象，因此，可靠性極高的DLP投影系統(tǒng)非常適合于應(yīng)用在商用大屏市場，自從DLP技術(shù)誕生以來，基于該項技術(shù)的大屏顯示系統(tǒng)也是攻城略地，快速占領(lǐng)了部分領(lǐng)域的大部分市場。

　　在大屏幕顯示墻領(lǐng)域，DLP投影技術(shù)的應(yīng)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(jī)陣列＋多組光學(xué)屏幕）、DLP軟拼（投影機(jī)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(tǒng)，以及UHP燈泡。多個顯示單元的協(xié)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(shí)現(xiàn)對DLP拼墻顯示內(nèi)容的控制。

　　背投顯示單元從設(shè)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(shù)亦有劣勢，因?yàn)橐ＷC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(nèi)環(huán)境光較暗的工作環(huán)境，目前主要應(yīng)用于電力、電信、能源、金融、交通等監(jiān)控系統(tǒng)；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(jī)、SIM2外，國內(nèi)的威創(chuàng)、GQY、賽麗都有不俗實(shí)力。

　　DLP硬拼（投影機(jī)陣列＋多組光學(xué)屏幕）：
　　DLP硬拼的屏幕由多塊光學(xué)屏幕拼接而成，光學(xué)屏幕的拼接數(shù)量不受限制，通過特制的鋁制框架可將多個光學(xué)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(shí)現(xiàn)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(jī)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(dá)3000流明以上。除了以上優(yōu)點(diǎn)，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(xù)開機(jī)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(yīng)用。

　　DLP硬拼可滿足環(huán)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(huán)境，但因?yàn)椴荒?×24小時地全天候工作，DLP硬拼并不適宜用于監(jiān)控中心等場合。

　　DLP硬拼所采用的光學(xué)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(jī)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(shù)，該項技術(shù)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(jī)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(shù)，亦消除了光學(xué)縫隙，很適合應(yīng)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(jī)，DLP軟拼的連續(xù)工作時間不能超過24小時。DLP軟拼對安裝環(huán)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(yīng)用場合也基本一致，只是DLP軟拼消除了物理以及光學(xué)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(chǎn)品。

高壓下退守――3LCD投影

　　目前3LCD投影的核心技術(shù)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(yīng)基本由EPSON主導(dǎo)。該項日商主導(dǎo)的投影技術(shù)，從90年代起開始發(fā)展，其工作原理與幻燈機(jī)頗為類似，由高亮度的鹵素?zé)襞菡丈銵CD面板，再將影像穿透面板后，經(jīng)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(jī)內(nèi)部有3片LCD面板，各片分別負(fù)責(zé)紅、綠、藍(lán)三原色的顯象，將此3原色經(jīng)重迭影像后投射出彩色的影像。

3LCD

　　3LCD投影系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部分是介于液體和固體之間的一種物質(zhì)――液晶，其本身并不發(fā)光，工作性質(zhì)受溫度影響很大，正常工作溫度為 -55 度～ +77 度。投影機(jī)利用液晶的光電效應(yīng)，即液晶分子的排列在電場作用下發(fā)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(xué)性質(zhì)，產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的圖像。 3LCD 投影機(jī)色彩還原較好、分辨率可達(dá) SXGA 標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)，不過由于受制于產(chǎn)品特性，有以下幾點(diǎn)主要技術(shù)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(chǎn)廠家研制出多晶硅（ Poly-silicon ）的技術(shù)，使得投影顯示系統(tǒng)有更多的選擇。多晶硅（ Poly-silicon ）技術(shù)采用柱狀點(diǎn)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(zhuǎn)變?yōu)榻徊婀�，這樣就解決了單晶硅 LCD 技術(shù)光路的透射效率低的問題，光線的透射率高達(dá) 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(xiàn)象，因此無法作出真實(shí)的黑色，黑白對比不佳將影響畫質(zhì)的立體感，這必須藉由液晶排列來改善遮光效果，這點(diǎn)對家庭環(huán)境下的應(yīng)用則顯得相當(dāng)重要。

　　散熱問題：由于高亮度鹵素?zé)襞莸臏囟雀�，散熱問題對燈泡的壽命影響相當(dāng)大。

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

　　3LCD的技術(shù)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(fā)展，再加上同為投影類風(fēng)頭正勁的DLP以及快速發(fā)展的LCoS這兩種投影技術(shù)的步步緊逼，3LCD的日子已經(jīng)越來越不好過。

還欠東風(fēng)－－LCoS投影

　　LCoS的結(jié)構(gòu)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(guān)以推動液晶分子的旋轉(zhuǎn)，以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導(dǎo)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(zhì)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(xì)的線路，因此與現(xiàn)有的HTPS LCD及DLP投影面板相較，LCOS是比較容易實(shí)現(xiàn)高分辨率、高亮度的投影技術(shù)。

　　高解析度：LCOS投影技術(shù)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(zhì)是單晶硅，擁有良好的電子移動率，而且單晶硅可形成較細(xì)的線路，因此比較容易生產(chǎn)出高解析度的面板。

　　高亮度：LCOS為反射式技術(shù)，不會像LCD光學(xué)引擎那樣因?yàn)楣饩€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(chǎn)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(guī)模量產(chǎn)上受到限制，但現(xiàn)在不光有SONY和JVC能夠真正大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn)，臺灣產(chǎn)商從2001年開始在LCoS領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模投入后，目前已有南科的立景光電、竹科的聯(lián)晟光電及臺灣微型影像等公司可以商業(yè)化量產(chǎn)，已基本解決LCoS的大規(guī)模制造的問題，LCoS在投影市場的快速發(fā)展已有可能，但這幾年LCoS的商業(yè)化推廣都未獲成功，如何解決市場化的問題，將直接關(guān)系到LCoS這項優(yōu)秀的技術(shù)能否得到發(fā)展和應(yīng)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(guān)產(chǎn)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(shù)，其工作原理與日光燈很相似。它采用了等離子管作為發(fā)光元件，屏幕上每一個等離子管對應(yīng)一個像素，屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，四周經(jīng)氣密性封接形成一個個放電空間，放電空間內(nèi)充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質(zhì)在兩塊玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導(dǎo)電薄膜作激勵電極。當(dāng)向電極上加入電壓，放電空間內(nèi)的混合氣體便發(fā)生等離子體放電現(xiàn)象，也稱電漿效應(yīng)。氣體等離子體放電產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)涂有紅綠藍(lán)熒光粉的熒光屏，熒光屏發(fā)射出可見光，顯現(xiàn)出圖像。當(dāng)每一顏色單元實(shí)現(xiàn) 256 級灰度后再進(jìn)行混色，便實(shí)現(xiàn)彩色顯示。PDP 是一種自發(fā)光顯示技術(shù)，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(yōu)點(diǎn)，但同時也有較明顯的缺點(diǎn)：顯示靜態(tài)圖象容易產(chǎn)生殘影甚至燒屏，亮度衰減較快，且無法逆轉(zhuǎn)，可靠性較低，耗電相較其他技術(shù)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(dú)家掌握等離子無縫拼接技術(shù)，其余廠家還未有相關(guān)技術(shù)推出，因此價格比較昂貴。在現(xiàn)今技術(shù)水平下，PDP無法克服的缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了其在商用大屏幕顯示市場的應(yīng)用。

大有機(jī)會－－LCD平板拼接大屏

　　從結(jié)構(gòu)來看， LCD顯示屏是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)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(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。

　　背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)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(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)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(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，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(qū)動電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)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(tǒng)在監(jiān)控領(lǐng)域得到興起，一方面，在于家電行業(yè)液晶電視的一路走高，在其它行業(yè)的應(yīng)用也漸為潮流。另一方面，液晶屏的相關(guān)參數(shù)在提高，價格也在下滑，液晶拼接系統(tǒng)相對DLP系統(tǒng)成本低，這也是LCD拼接系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)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(yōu)點(diǎn)，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(xiàn)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(tǒng)存在縫隙，目前業(yè)內(nèi)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(jìn)行拼接，但這種做法的風(fēng)險性較大，因?yàn)槿绻岩壕恋耐鈿げ鸬貌缓�，會損害到整個液晶屏的品質(zhì)，目前國內(nèi)只有極少數(shù)廠商使用這種方法，還沒形成一個產(chǎn)業(yè)規(guī)模，此外，還可以使用拼接專用液晶屏DID，液晶屏DID因?yàn)槭菍ｉT為拼接而設(shè)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(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)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(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。

　　LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前有紅、綠、藍(lán)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(lán)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(dá)克LED大屏

　　制作室內(nèi)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(lán)、4紅2綠1藍(lán)等組成。

　　顯示屏屏體矩陣部分由許多的發(fā)光二極管組成的。首先將發(fā)光管集成像素，像素再集成模塊，模塊再組裝成大屏。發(fā)光管采用無色透明的大橢圓形硅膠封裝，管內(nèi)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(gòu)成象素的每個LED的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級�；叶鹊燃壴礁撸@示的圖像就越細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)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(dāng)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(nèi)雙色LED顯示屏 ：雙色顯示屏廣泛用于金融、郵電、電信、電力、醫(yī)院、部隊、公安、商場、財政、稅務(wù)等部門和場所。

　　室外雙色LED顯示屏 ：室外雙色顯示屏廣泛應(yīng)用于廣場、商業(yè)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(nèi)容和方式修改靈活方便、顯示功能強(qiáng)大、功耗小壽命長等特點(diǎn)。

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

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

　　多年來，LED顯示屏依靠其獨(dú)特的低價、低耗、高亮度、長壽命等優(yōu)越性一直在平板顯示領(lǐng)域扮演著重要的角色，并且在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)還有相當(dāng)大的發(fā)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(yōu)點(diǎn)，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(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。LED顯示屏從單色至全彩的廣跨度品種提供，為其適應(yīng)廣泛的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，并且由于其高亮度、高可靠性、超強(qiáng)抗環(huán)境光的能力，使得LED顯示屏在諸多戶外以及特殊應(yīng)用場合有著不可替代的地位。

　　總結(jié)
　　以上介紹的幾種大屏幕顯示墻技術(shù)，由于技術(shù)特性不同，目前在市場上的發(fā)展情況自然也有差異，例如DLP、LED這兩種技術(shù)因?yàn)槠浔旧淼奶匦蕴貏e適應(yīng)于商用場合，所以目前發(fā)展得比較好，其他技術(shù)都或多或少的存在發(fā)展瓶頸。但此時就定勝負(fù)還為時尚早，如果其他技術(shù)能夠針對自己的弱點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，未來也一定會有大的發(fā)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(fā)展的兩種技術(shù)。