PDP等離子、DLP、LCD液晶顯示屏原理詳解

一、等離子原理

           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。

           其技術原理為，由于   PDP   中發光的等離子管在平面中均勻分布，這樣顯示圖像的中心和邊緣完全一致，不會出現扭曲現象，實現了真正意義上的純平面并且沒有任何圖像失真。由于其顯示過程中沒有電子束運動，不需要借助于電磁場，因此外界的電磁場也不會對其產生干擾，具有較好的環境適應性。   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。而三色熒光粉共用同一個等離子管的設計也使其避免了聚焦和匯聚問題，可以實現非常清晰的圖像。

           等離子高電壓高耗電，能耗大，壽命有先天不足，使用   5000   ～   10000   小時后屏幕亮度就會衰減一半，并難以在海拔   2500   米以上正常工作。

二、DLP   原理

           DLP   是   “Digital   Lighting   Progress”   的縮寫。它的意思為數字光處理，也就是說這種技術要先把影像訊號經過數字處理，然后再把光投影出來。它是基于德儀公司開發的數字微反射鏡器件   —DMD   來完成顯示數字可視信息的最終環節，而   DMD   則是   Digital   Micromirror   Device   的縮寫，字面意思為數字微鏡元件，這是指在   DLP   技術系統中的核心   ——   光學引擎心臟采用的數字微鏡晶片，它是在   CMOS   的標準半導體制程上，加上一個可以調變反射面的旋轉機構形成的器件。

           說得更具體些，就是   DLP   投影技術是應用了數字微鏡晶片（   DMD   ）來做主要關鍵元件以實現數字光學處理過程。其原理是將光源藉由一個積分器（   Integrator   ），將光均勻化，通過一個有色彩三原色的色環（   Color   Wheel   ），將光分成   R   、   G   、   B   三色，再將色彩由透鏡成像在   DMD   上。以同步訊號的方法，把數字旋轉鏡片的電訊號，將連續光轉為灰階，配合   R   、   G   、   B   三種顏色而將色彩表現出來，最后在經過鏡頭投影成像。

從   DLP   的技術原理上來說，具有以下優勢：

           1   噪音優勢   :DLP   固有的數字性質能使噪聲消失，因為   DLP   具有完成數字視頻底層結構的最后環節的能力，并且為開發數字可視通信環境提供了一個平臺，   DLP   技術提供了一個可以達到的顯示數字信號的投影方法，這樣就完成了全數字底層結構，具有最少的信號噪音。

           2   精確的灰度等級   :   它的數字性質可以獲得具有精確數字灰度等級的精細的圖像質量以及顏色再現。

           3   反射優勢   :   因為   DMD   是一種反射器件，它有超過   60%   的光效率，使得   DLP   系統顯示更有效率。這一效率是反射率、填充因子、衍射效率和實際鏡片   “   開   ”   時間產生的結果。

           4   無縫圖像優勢   :   90%   的象素   /   鏡片面積可以有效地反射光而形成投影圖像。整個陣列保持了象素尺寸及間隔的均勻性，并且不依賴于分辨率。越高的   DMD   填充因子給予出越高的可見分辨率，這樣，加上逐行掃描，創造出比普通投影機更加真實自然的活生生的投影圖像。

           5   可靠性   :   DMD   已通過所有標準半導體合格測試。它還通過了模擬   DMD   實際操作環境條件的障礙測試，包括熱沖擊、溫度循環、耐潮濕、機械沖擊，振動及加速實驗?；跀登r的壽命及環境測試，   DMD和   DLP系統表現出內在的可靠性顯示原理所帶來的優缺點。

三、LCD   液晶原理
           LCD   液晶顯示器是   Liquid   Crystal   Display   的簡稱，LCD   的構造是在兩片平行的玻璃當中放置液態的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生畫面。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拼接（液晶拼接）是繼DLP拼接、PDP拼接之后，近幾年興起的一項新的拼接技術，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）、無輻射、畫面亮度均勻等優點，但其最大的缺點就是不能做到無縫拼接，對顯示畫面要求非常精細的行業用戶來說，稍微有點一遺憾。由于液晶屏在出廠時就會有一條邊框，液晶拼接起來就會出現邊框(縫)，如單個21寸的液晶屏的邊框一般有6-10mm，兩個液晶屏接起來的縫就有12-20mm。為了減少液晶拼接的縫隙，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，如果液晶屏拆的不好，會損害到整個液晶屏的品質，目前國內有極少數廠商使用這種方法。此外，2005年后，三星推出了拼接專用液晶屏——DID液晶屏，DID液晶屏是專為拼接而設計的，在出廠時就把其邊框做的很小。