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　　   概述

　　在室內(nèi)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(xiàn)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嚴(yán)重影響顯示畫面連續(xù)性和完整性，對于一些應(yīng)用較高的場合，顯示拼縫的存在甚至?xí)�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(xiàn)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(yīng)用條件下甚至是否決性關(guān)鍵缺陷，國內(nèi)外多年大量投入研究的結(jié)果也只能是將顯示拼縫減少到了工藝極限所能達(dá)到的最低極限，但卻無法實(shí)現(xiàn)從根本上消除顯示拼縫，無法消除的顯示拼縫的存在是硬拼接顯示技術(shù)的遺憾與無奈，成為一個世界性難題長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(yīng)用。

　　令人欣慰的是，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種改寫拼接顯示行業(yè)現(xiàn)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發(fā)成功的PSL(photics seamless)光學(xué)無縫拼接顯示技術(shù)，該技術(shù)巧妙地利用光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)了顯示拼縫的視覺消隱，一舉填補(bǔ)了拼接顯示行業(yè)的空白，在國內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了真正零拼縫拼接顯示。

　　現(xiàn)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(jié)構(gòu)及其拼接結(jié)構(gòu)示意圖。每一個拼接單元前屏結(jié)構(gòu)由機(jī)箱、透明介質(zhì)板、背投屏幕等構(gòu)成，其中背投屏幕又由菲涅爾屏和柱鏡屏組成，由投影光機(jī)發(fā)出的投影光經(jīng)過透明介質(zhì)板后在投影屏上成像，形成每一個單元的顯示圖像，因?yàn)楸惩镀聊缓穸容^薄，為了增加前屏強(qiáng)度和平整度，必須設(shè)置具有足夠強(qiáng)度和厚度的透明介質(zhì)板，為了使投影光能夠到達(dá)背投屏幕的外緣，不能采用會形成任何遮光的機(jī)械連接方式來將柱鏡屏、菲涅爾屏、介質(zhì)板等光學(xué)部件與機(jī)箱連接成一個整體，而是通過強(qiáng)力粘接帶將不影響光線傳導(dǎo)的這幾個光學(xué)部件的端面與機(jī)箱的側(cè)面進(jìn)行連接，但是為了保證足夠的連接強(qiáng)度，除了需要粘接帶與這幾個光學(xué)部件端面及機(jī)箱側(cè)面的粘接強(qiáng)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因素，一般而言，要保證粘接帶具有足夠的強(qiáng)度，粘接帶的厚度不能小于0.3~0.5mm，相鄰兩個拼接單元拼接后，所形成的顯示拼縫寬度亦不會小于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(jī)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(xiàn)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)樹脂，其受熱線膨脹系數(shù)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，這是一個不可忽視的數(shù)據(jù)，除非要求大屏幕拼接顯示系統(tǒng)的工作環(huán)境為恒溫，否則就要在設(shè)計和安裝上人為地增大物理拼縫，為每個拼接單元的背投屏幕預(yù)留足夠的受熱膨脹空間，防止出現(xiàn)背投屏幕的受熱擠壓變形和結(jié)構(gòu)安全問題，當(dāng)然，這一問題也可以采用所謂“協(xié)彈性”設(shè)計技術(shù)來改善，但是這必將大大增加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜性和成本。

　　根據(jù)以上分析，DLP投影拼接的顯示拼縫的存在是客觀的，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(tǒng)的具有恒溫工作的條件下(可喜的是，大部分高端應(yīng)用滿足這一條件)，≤1mm的顯示拼縫在現(xiàn)有工藝水平條件下可以說已基本達(dá)到極限。

　　現(xiàn)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)：

現(xiàn)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(jié)構(gòu)及其拼接結(jié)構(gòu)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(shè)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，由設(shè)在后基板上的尋址電極和設(shè)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(dá)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方式控制每個空腔壁上熒光粉的發(fā)光占空比，即控制每一個圖像顯示像素的發(fā)光亮度，從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示功能。

　　要實(shí)現(xiàn)PDP顯示屏的上述顯示功能，有一個必要的條件，就是必須將由前基板和后基板疊合后所形成的內(nèi)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(xiàn)前基板和后基板所形成的內(nèi)部空間的嚴(yán)格密封。為此，在PDP顯示屏的邊緣處設(shè)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，再通過高溫?zé)�結(jié)形成PDP顯示屏的封接框，以此實(shí)現(xiàn)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(xiàn)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(qū)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(jī)械結(jié)構(gòu)將各部件組裝成一個整體，這機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)械和外框，其外框的厚度也會增加PDP顯示屏的非圖像顯示區(qū)的寬度，再將PDP顯示屏進(jìn)行拼接構(gòu)成拼接顯示器時就形成了兩倍PDP顯示屏非圖像顯示區(qū)寬度的顯示拼縫。

　　對于一般的PDP顯示屏，不僅要實(shí)現(xiàn)前基板和后基板的密封，還需要在生產(chǎn)制造過程中實(shí)現(xiàn)對其密封后的內(nèi)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(shè)計上預(yù)留實(shí)現(xiàn)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(shè)置在顯示屏邊緣的非圖像顯示區(qū)的，這無疑將會使PDP顯示屏的非圖像顯示區(qū)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，通過采用韓國歐麗安公司的CN101053054A專利技術(shù)，將上述充排氣工藝孔分散地設(shè)置于圖像顯示區(qū)，使PDP顯示屏邊緣部分的設(shè)計可以只考慮設(shè)置上述封接框，可以將PDP顯示屏的非圖像顯示區(qū)寬度減小到最低程度。

　　根據(jù)現(xiàn)在的工藝能力，為確保前基板和后基板的密封強(qiáng)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，這個拼縫寬度也是客觀需要的，是原理性的，不可消除的，且已基本達(dá)到工藝極限。

　　現(xiàn)有等離子拼接顯示產(chǎn)品實(shí)際達(dá)到的顯示拼縫水平：

42吋等離子拼接

60吋等離子拼接

　　現(xiàn)有PDP拼接顯示產(chǎn)品工程實(shí)例(顯示圖像中存在較明顯分割線)：

現(xiàn)有LCD拼接顯示技術(shù)中的顯示拼縫形成及不可消除性

圖3

　　如圖3 所示，為一種LCD拼接顯示(屏)單元結(jié)構(gòu)及其拼接結(jié)構(gòu)示意圖。液晶顯示屏由液晶玻璃和背光模組及機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，液晶玻璃又由CF基板、TFT基板和夾于CF基板、TFT基板之間的液晶層構(gòu)成，因?yàn)橐壕�為非固態(tài)物質(zhì)，為防止液晶的泄漏，必須沿液晶玻璃的邊緣部分，在CF基板與TFT基板之間采用密封膠進(jìn)行封固，為保證足夠的封固強(qiáng)度，密封膠層必須具有足夠的寬度。另外，為了通過ITO電極對液晶顯示屏的每一個像素進(jìn)行驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)正常的圖像顯示，需要將驅(qū)動IC安裝在TFT基板兩個正交方向各一條邊的邊緣處(另一條對邊處不需要安裝驅(qū)動IC)，也需要占據(jù)一定的安裝空間。機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由機(jī)箱和外框兩部分組成，機(jī)箱用于將光學(xué)膜片和背光模組連接固定為一個整體，外框則將液晶玻璃限制固定在機(jī)箱上，從而構(gòu)成完整的液晶顯示屏整體。

　　對于單片液晶顯示屏，其需要安裝驅(qū)動IC的邊緣處非圖像顯示邊框的寬度≥密封膠層寬度+驅(qū)動IC安裝空間寬度+外框厚度，其不需要安裝驅(qū)動IC的邊緣處非圖像顯示邊框的寬度≥密封膠層寬度+外框厚度，顯然，需要安裝驅(qū)動IC的邊緣處非圖像顯示邊框的寬度要大于不需要安裝驅(qū)動IC的邊緣處非圖像顯示邊框的寬度。

　　當(dāng)采用液晶顯示屏進(jìn)行拼接顯示時，兩鄰拼接顯示屏是將上述需要安裝驅(qū)動IC的邊緣與不需要安裝驅(qū)動IC的邊緣相拼接的，因此其顯示拼縫寬度≥密封膠層寬度×2+外框厚度×2+驅(qū)動IC安裝空間寬度+物理拼縫寬度，形成該顯示拼縫寬度的幾個因素都是客觀的，原理性的，很難減小，更不可能消除，經(jīng)過生產(chǎn)制作LCD拼接屏廠家多年的研發(fā)努力，現(xiàn)在已經(jīng)從第一代產(chǎn)品23mm以上的顯示拼縫達(dá)到了現(xiàn)在的5.5mm~7.3mm顯示拼縫，已基本接近其技術(shù)和工藝極限，進(jìn)一步改進(jìn)的空間已經(jīng)不大了。

　　現(xiàn)有LCD拼接顯示產(chǎn)品工程實(shí)例(顯示圖像中存在較嚴(yán)重分割帶)：

　　PSL光學(xué)無縫拼接顯示原理

圖4

　　圖4所示，為基于現(xiàn)有拼接顯示技術(shù)的光學(xué)原理示意圖，每一個(LCD、PDP、OLED或DLP)拼接單元都存在一個不能顯示圖像的顯示邊框，相鄰兩個拼接單元拼接之后形成不可消除的顯示拼縫，人眼觀看圖像時，觀看視線在拼縫處不能連續(xù)，造成拼接顯示的大屏圖像上疊加嚴(yán)重破壞畫面整體效果和連續(xù)性的令人討厭的分割線或分割帶。

圖5

　　如圖5 所示，為PSL技術(shù)的光學(xué)原理示意圖，采用普通拼接屏(LCD、PDP、OLED或DLP)作為顯示底屏，顯示底屏存在不能顯示圖像的顯示邊框，相鄰拼接屏拼接形成拼縫，該技術(shù)的創(chuàng)新之處在于在每片顯示底屏上覆蓋一片能產(chǎn)生特殊光學(xué)作用的光學(xué)模塊，人眼觀看顯示底屏上顯示的圖像時，(正視)觀看視線須通過覆蓋在顯示底屏上的光學(xué)模塊才能到達(dá)顯示底屏，由于光學(xué)模塊的特殊光學(xué)作用，本來應(yīng)該落在拼縫處的觀看視線經(jīng)過光學(xué)模塊的兩次折射，觀看視線的路徑發(fā)生偏移，只能落在顯示底屏的圖像顯示區(qū)，即觀看者只能看到顯示底屏上顯示的圖像，看不到客觀存在的顯示邊框和顯示拼縫，亦即利用特殊光學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了顯示拼縫的視覺消隱，達(dá)到完全無拼縫拼接顯示的視覺效果。

圖6

　　圖6所示，為PSL技術(shù)中，考慮傾斜觀看拼接處(即“斜著看”拼接處)顯示圖像的光學(xué)原理示意圖，由于觀看視線相應(yīng)傾斜，部分傾斜的觀看視線本會經(jīng)偏移后落到拼縫處，但是由于光學(xué)模塊全反射面的存在，此部分觀看視線經(jīng)過“折射→反射→折射”的路徑后仍然落到顯示底屏的圖像顯示區(qū)，而不會落到客觀存在的邊框或拼縫上，也就是說，采用PSL技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)任意觀看方向的零拼縫顯示。

　　從本質(zhì)上講，從顯示的角度，現(xiàn)在還沒有任何一種能夠?qū)崿F(xiàn)完全無拼縫顯示的技術(shù)，但是，PSL技術(shù)變換了思路，從觀看的角度考慮解決這一難題的方法，采用視線偏移的特殊技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了完全無拼縫的拼接顯示。

　　換句話說，現(xiàn)有顯示技術(shù)還做不到?jīng)]有拼縫的拼接顯示，新型的PSL技術(shù)承認(rèn)拼縫存在的客觀現(xiàn)實(shí)，但實(shí)現(xiàn)了“雖然存在但不可見”這一本質(zhì)性的突破。本質(zhì)上，顯示技術(shù)本身就是一種滿足人眼視覺特性的技術(shù)，“眼不見為凈”，對顯示結(jié)果而言，看不見與不存在完全等效，這就是發(fā)明PSL技術(shù)的精髓。

　　PSL技術(shù)光學(xué)無縫拼接顯示技術(shù)的應(yīng)用

　　1. 大規(guī)模(雙向拼接)顯示墻

多屏雙向拼接(效果圖)

多屏雙向拼接(效果圖)

　　2. 數(shù)字標(biāo)牌

(寬高比9:32)雙屏(短邊)拼接異形廣告機(jī)(效果圖)

(寬高比4:9)四屏(長邊)大屏異形拼接廣告機(jī)(效果圖)

(寬高比8:9)雙屏長邊異形拼接公共顯示屏或廣告機(jī)(效果圖)

雙屏或多屏短邊異形拼接公共顯示屏或廣告機(jī)(效果圖)

　　3.商用大屏

三屏長邊拼接標(biāo)準(zhǔn)寬高比商用大屏顯示器(80~130吋，效果圖)

　　已經(jīng)開發(fā)成功的部分PSL光學(xué)無縫拼接產(chǎn)品實(shí)際顯示效果

46.2吋雙屏短邊單向拼接廣告機(jī)

46.3吋四屏長邊單向拼接室內(nèi)大屏

55.3吋三屏長邊單向拼接室內(nèi)大屏

46.3吋四屏長邊單向拼接廣告機(jī)

46.5吋四屏雙向拼接大屏(可任意擴(kuò)展拼接)

　　結(jié)束語

　　針對(液晶、等離子、OLED等)平板顯示器都存在從原理上都無法完全消除的顯示邊框，從而導(dǎo)致采用平板顯示器拼接構(gòu)成的大屏幕平板拼接顯示裝置都存在嚴(yán)重影響拼接顯示效果的較寬拼縫這一事實(shí)，法維視光電發(fā)明了PSL光學(xué)無縫拼接顯示技術(shù)，該技術(shù)采用特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平板顯示器顯示邊框的視覺消隱，從視覺上實(shí)現(xiàn)了完全無邊框的平板顯示，進(jìn)而采用此無邊框平板顯示器拼接構(gòu)成零拼縫的大屏幕平板拼接顯示設(shè)備，填補(bǔ)了在這一領(lǐng)域的世界性空白，現(xiàn)在，這一技術(shù)的部分應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)完成，法維視光電成為國內(nèi)外獨(dú)家擁有該技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)，國內(nèi)外首家推出真正零拼縫平板拼接顯示產(chǎn)品的廠家，隨著采用該技術(shù)開發(fā)的應(yīng)用產(chǎn)品的市場推廣，有望給大屏幕拼接顯示市場帶來一場零拼縫變革，逐漸淘汰傳統(tǒng)的有縫拼接產(chǎn)品，開創(chuàng)一個零拼縫拼接顯示的大屏幕顯示新時代。