PDP等离子、DLP、LCD液晶显示屏原理详解

一、等离子原理

           PDP   （   Plasma   Display   Panel   ），即等离子显示屏。   PDP   是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当每一颜色单元实现   256   级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。

           其技术原理为，由于   PDP   中发光的等离子管在平面中均匀分布，这样显示图像的中心和边缘完全一致，不会出现扭曲现象，实现了真正意义上的纯平面并且没有任何图像失真。由于其显示过程中没有电子束运动，不需要借助于电磁场，因此外界的电磁场也不会对其产生干扰，具有较好的环境适应性。   PDP   是一种自发光显示技术，不需要背景光源，因此没有视角和亮度均匀性问题。而三色荧光粉共用同一个等离子管的设计也使其避免了聚焦和汇聚问题，可以实现非常清晰的图像。

           等离子高电压高耗电，能耗大，寿命有先天不足，使用   5000   ～   10000   小时后屏幕亮度就会衰减一半，并难以在海拔   2500   米以上正常工作。

二、DLP   原理

           DLP   是   “Digital   Lighting   Progress”   的缩写。它的意思为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像讯号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于德仪公司开发的数字微反射镜器件   —DMD   来完成显示数字可视信息的最终环节，而   DMD   则是   Digital   Micromirror   Device   的缩写，字面意思为数字微镜元件，这是指在   DLP   技术系统中的核心   ——   光学引擎心脏采用的数字微镜晶片，它是在   CMOS   的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成的器件。

           说得更具体些，就是   DLP   投影技术是应用了数字微镜晶片（   DMD   ）来做主要关键元件以实现数字光学处理过程。其原理是将光源藉由一个积分器（   Integrator   ），将光均匀化，通过一个有色彩三原色的色环（   Color   Wheel   ），将光分成   R   、   G   、   B   三色，再将色彩由透镜成像在   DMD   上。以同步讯号的方法，把数字旋转镜片的电讯号，将连续光转为灰阶，配合   R   、   G   、   B   三种颜色而将色彩表现出来，最后在经过镜头投影成像。

从   DLP   的技术原理上来说，具有以下优势：

           1   噪音优势   :DLP   固有的数字性质能使噪声消失，因为   DLP   具有完成数字视频底层结构的最后环节的能力，并且为开发数字可视通信环境提供了一个平台，   DLP   技术提供了一个可以达到的显示数字信号的投影方法，这样就完成了全数字底层结构，具有最少的信号噪音。

           2   精确的灰度等级   :   它的数字性质可以获得具有精确数字灰度等级的精细的图像质量以及颜色再现。

           3   反射优势   :   因为   DMD   是一种反射器件，它有超过   60%   的光效率，使得   DLP   系统显示更有效率。这一效率是反射率、填充因子、衍射效率和实际镜片   “   开   ”   时间产生的结果。

           4   无缝图像优势   :   90%   的象素   /   镜片面积可以有效地反射光而形成投影图像。整个阵列保持了象素尺寸及间隔的均匀性，并且不依赖于分辨率。越高的   DMD   填充因子给予出越高的可见分辨率，这样，加上逐行扫描，创造出比普通投影机更加真实自然的活生生的投影图像。

           5   可靠性   :   DMD   已通过所有标准半导体合格测试。它还通过了模拟   DMD   实际操作环境条件的障碍测试，包括热冲击、温度循环、耐潮湿、机械冲击，振动及加速实验。基于数千小时的寿命及环境测试，   DMD和   DLP系统表现出内在的可靠性显示原理所带来的优缺点。

三、LCD   液晶原理
           LCD   液晶显示器是   Liquid   Crystal   Display   的简称，LCD   的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。

           背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。

           LCD拼接（液晶拼接）是继DLP拼接、PDP拼接之后，近几年兴起的一项新的拼接技术，LCD液晶拼接墙具有低功耗、重量轻、寿命长（一般可正常工作5万小时）、无辐射、画面亮度均匀等优点，但其最大的缺点就是不能做到无缝拼接，对显示画面要求非常精细的行业用户来说，稍微有点一遗憾。由于液晶屏在出厂时就会有一条边框，液晶拼接起来就会出现边框(缝)，如单个21寸的液晶屏的边框一般有6-10mm，两个液晶屏接起来的缝就有12-20mm。为了减少液晶拼接的缝隙，目前业内有几种做法，一种是窄缝拼接，另一种是微缝拼接，微缝拼接即厂商将买回来的液晶屏的外壳拆掉，将玻璃与玻璃之间进行拼接，但这种做法的风险性较大，如果液晶屏拆的不好，会损害到整个液晶屏的品质，目前国内有极少数厂商使用这种方法。此外，2005年后，三星推出了拼接专用液晶屏——DID液晶屏，DID液晶屏是专为拼接而设计的，在出厂时就把其边框做的很小。