現有硬拼接顯示技術(shù)中顯示拼縫的形成原因與新型PSL零拼縫拼接顯示技術(shù)

　　一.概述

　　在室內大屏和超大屏顯示領(lǐng)域，主流顯示技術(shù)是背投影(DLP)拼接和液晶(LCD)及等離子(PDP)平板拼接等硬拼接顯示技術(shù)，但是，現有的這幾種硬拼接顯示技術(shù)都存在程度不同的顯示拼縫，由顯示拼縫造成的疊加在大屏幕圖像上的分割線(xiàn)嚴重影響顯示畫(huà)面連續性和完整性，對于一些應用較高的場(chǎng)合，顯示拼縫的存在甚至會(huì )造成顯示圖像局部信息的丟失。這幾種硬拼接顯示技術(shù)中，DLP拼接的拼縫相對較小(現在可以做到≤1mm)，PDP拼接次之，LCD拼接較大。顯示拼縫缺陷是硬拼接顯示的關(guān)鍵性缺陷，在要求較高的應用條件下甚至是否決性關(guān)鍵缺陷，國內外多年大量投入研究的結果也只能是將顯示拼縫減少到了工藝極限所能達到的最低極限，但卻無(wú)法實(shí)現從根本上消除顯示拼縫，無(wú)法消除的顯示拼縫的存在是硬拼接顯示技術(shù)的遺憾與無(wú)奈，成為一個(gè)世界性難題長(cháng)期困擾硬拼接顯示技術(shù)領(lǐng)域，并在很大程度上影響和制約硬拼接顯示技術(shù)的進(jìn)一步推廣普及應用。

　　令人欣慰的是，現在出現了一種改寫(xiě)拼接顯示行業(yè)現狀的全新的拼接顯示技術(shù)，這就是由深圳市法維視光電科技公司最新開(kāi)發(fā)成功的PSL(photics seamless)光學(xué)無(wú)縫拼接顯示技術(shù)，該技術(shù)巧妙地利用光學(xué)原理實(shí)現了顯示拼縫的視覺(jué)消隱，一舉填補了拼接顯示行業(yè)的空白，在國內外首次實(shí)現了真正零拼縫拼接顯示。

　　二. 現有DLP拼接顯示技術(shù)中的顯示拼縫形成及不可消除性

　　圖1

　　如圖1 所示，為DLP拼接單元前屏結構及其拼接結構示意圖。每一個(gè)拼接單元前屏結構由機箱、透明介質(zhì)板、背投屏幕等構成，其中背投屏幕又由菲涅爾屏和柱鏡屏組成，由投影光機發(fā)出的投影光經(jīng)過(guò)透明介質(zhì)板后在投影屏上成像，形成每一個(gè)單元的顯示圖像，因為背投屏幕厚度較薄，為了增加前屏強度和平整度，必須設置具有足夠強度和厚度的透明介質(zhì)板，為了使投影光能夠到達背投屏幕的外緣，不能采用會(huì )形成任何遮光的機械連接方式來(lái)將柱鏡屏、菲涅爾屏、介質(zhì)板等光學(xué)部件與機箱連接成一個(gè)整體，而是通過(guò)強力粘接帶將不影響光線(xiàn)傳導的這幾個(gè)光學(xué)部件的端面與機箱的側面進(jìn)行連接，但是為了保證足夠的連接強度，除了需要粘接帶與這幾個(gè)光學(xué)部件端面及機箱側面的粘接強度要足夠高以外，粘接帶本身還必須具有足夠的厚度，而粘接帶部分是不會(huì )形成圖像顯示的，這是DLP投影拼接形成不可消除的顯示拼縫的一個(gè)因素，一般而言，要保證粘接帶具有足夠的強度，粘接帶的厚度不能小于0.3~0.5mm，相鄰兩個(gè)拼接單元拼接后，所形成的顯示拼縫寬度亦不會(huì )小于0.6~0.8mm，DLP投影拼接形成不可消除的顯示拼縫的另一個(gè)因素是所謂物理拼縫的存在，物理拼縫是由于拼接單元的機械部件和光學(xué)部件的加工誤差和大屏幕拼接顯示器的工程安裝誤差造成的，在現在的工藝水平條件下，物理拼縫很難做到0.5mm以下，所以，兩種因素造成的顯示拼縫疊加，在工藝水平較高的情況下，總拼縫寬度可以做到≤1mm。

　　另外還有一個(gè)不可忽視的增加DLP投影拼接顯示拼縫的因素，背投屏幕的材料一般為光學(xué)樹(shù)脂，其受熱線(xiàn)膨脹系數比較大，工作溫度每變化10C°，背投屏幕的尺寸可以變化接近1‰，用常用的50吋DLP投影拼接單元計算，其背投屏幕水平尺寸近似為1000mm，則工作溫度每變化10C°，背投屏幕的水平尺寸變化量接近1mm，這是一個(gè)不可忽視的數據，除非要求大屏幕拼接顯示系統的工作環(huán)境為恒溫，否則就要在設計和安裝上人為地增大物理拼縫，為每個(gè)拼接單元的背投屏幕預留足夠的受熱膨脹空間，防止出現背投屏幕的受熱擠壓變形和結構安全問(wèn)題，當然，這一問(wèn)題也可以采用所謂“協(xié)彈性”設計技術(shù)來(lái)改善，但是這必將大大增加系統結構設計復雜性和成本。

　　根據以上分析，DLP投影拼接的顯示拼縫的存在是客觀(guān)的，原理性的，是不可能完全消除的，事實(shí)上，在要求大屏幕拼接顯示系統的具有恒溫工作的條件下(可喜的是，大部分高端應用滿(mǎn)足這一條件)，≤1mm的顯示拼縫在現有工藝水平條件下可以說(shuō)已基本達到極限。

　　現有DLP拼接顯示技術(shù)工程實(shí)例(顯示圖像中存在較明顯分割線(xiàn))：

　　三. 現有PDP拼接顯示技術(shù)中的顯示拼縫形成及不可消除性

　　圖2

　　如圖2 所示，為PDP拼接顯示單元結構及其拼接結構示意圖。PDP顯示屏由前基板和后基板兩部分組合而成，后基板上設有障壁陣列，障壁之間的空間形成放電空腔，空腔壁上涂覆熒光粉，以形成圖像顯示像素陣列，PDP顯示屏正常工作時(shí)，由設在后基板上的尋址電極和設在前基板上的掃描電極及維持電極(后基板上的尋址電極與前基板上的掃描電極及維持電極相互正交)共同作用下達到點(diǎn)火電壓，在尋址電極和掃描電極及維持電極之間產(chǎn)生高壓放電，激發(fā)空腔壁上的熒光粉發(fā)光，并以PWM方式控制每個(gè)空腔壁上熒光粉的發(fā)光占空比，即控制每一個(gè)圖像顯示像素的發(fā)光亮度，從而實(shí)現圖像顯示功能。

　　要實(shí)現PDP顯示屏的上述顯示功能，有一個(gè)必要的條件，就是必須將由前基板和后基板疊合后所形成的內部空間抽成真空，再充入特定的惰性氣體，這就要求必須實(shí)現前基板和后基板所形成的內部空間的嚴格密封。為此，在PDP顯示屏的邊緣處設有限制壁，在限制壁之間的空腔中填入低熔點(diǎn)玻璃粉漿料，再通過(guò)高溫燒結形成PDP顯示屏的封接框，以此實(shí)現前基板和后基板之間的密封。但是，如圖2中所示，封接框部分只能實(shí)現密封功能，不存在發(fā)光像素，不存在圖像顯示，即PDP顯示屏的邊緣部分是一定存在一定寬度的非圖像顯示區域的，另外，為了將完整地組裝成一片PDP顯示屏，還需要必要的機械結構將各部件組裝成一個(gè)整體，這機械結構主要包括機械和外框，其外框的厚度也會(huì )增加PDP顯示屏的非圖像顯示區的寬度，再將PDP顯示屏進(jìn)行拼接構成拼接顯示器時(shí)就形成了兩倍PDP顯示屏非圖像顯示區寬度的顯示拼縫。

　　對于一般的PDP顯示屏，不僅要實(shí)現前基板和后基板的密封，還需要在生產(chǎn)制造過(guò)程中實(shí)現對其密封后的內部空間進(jìn)行抽真空和充入惰性氣體的操作，這就需要在PDP顯示屏的設計上預留實(shí)現這種操作的充排氣工藝孔，而為了不影響圖像顯示，一般該工藝孔是需要設置在顯示屏邊緣的非圖像顯示區的，這無(wú)疑將會(huì )使PDP顯示屏的非圖像顯示區寬度大大增加，所以一般的PDP顯示屏的非圖像顯示“邊框”的寬度都在10~20mm以上。

　　但是，通過(guò)采用韓國歐麗安公司的CN101053054A專(zhuān)利技術(shù)，將上述充排氣工藝孔分散地設置于圖像顯示區，使PDP顯示屏邊緣部分的設計可以只考慮設置上述封接框，可以將PDP顯示屏的非圖像顯示區寬度減小到最低程度。

　　根據現在的工藝能力，為確保前基板和后基板的密封強度，封接框的寬度可以做到≤1mm的水平，雙邊拼接后，加上外框厚度和物理拼縫的顯示拼縫可以做到≥2.5mm水平，這個(gè)拼縫寬度也是客觀(guān)需要的，是原理性的，不可消除的，且已基本達到工藝極限。