概述LED顯示屏

摘要: LED顯示屏為重要的現(xiàn)代信息發(fā)布媒介之一，在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。本文從LED顯示屏的工作原理、技術(shù)要素及應(yīng)用等幾方面對(duì)LEB顯示屏作了概述。

關(guān)鍵詞: LED顯示屏技術(shù)要素發(fā)展趨勢(shì)

1.引言

LED具有亮度高、工作電壓低、功耗小、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、耐沖擊、性能穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于屏顯世界。LED顯示屏自上世紀(jì)八十年代后期在全球迅速興起，并得到了迅猛發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)后，LED顯示屏的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，作為重要的現(xiàn)代信息發(fā)布媒介之一，LED顯示屏在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。隨著社會(huì)信息化的進(jìn)程，LED顯示屏在信息顯示領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣闊。

2.LED顯示屏的工作原理

2.1LED器件發(fā)光的基本原理

LED(Light Emitting Diode發(fā)光二極管)是一種把電能變成光能的特種器件，當(dāng)電流通過(guò)它的時(shí)候，可以產(chǎn)生可視的光。

LED主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。發(fā)光是一種能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài);當(dāng)系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光想象。當(dāng)在PN結(jié)上加以正向電壓之后，P區(qū)的空穴注入至N區(qū)，N區(qū)的電子注入至P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些少數(shù)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。

2.2LED器件的驅(qū)動(dòng)。

從LED器件的發(fā)光機(jī)理可以知道，當(dāng)向LED器件施加正向電壓時(shí)，流過(guò)器件的正向電流使其發(fā)光。因此LED的驅(qū)動(dòng)就是要使它的PN結(jié)處于正偏置，同時(shí)為了控制它的發(fā)光強(qiáng)度，還要解決正向電流的調(diào)節(jié)問(wèn)題。具體的驅(qū)動(dòng)方式有直流驅(qū)動(dòng)、恒流驅(qū)動(dòng)、脈沖驅(qū)動(dòng)和掃描驅(qū)動(dòng)等。

2.3LED顯示屏的原理。

LED顯示屏是一種新型的信息顯示媒體，它是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕，具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性價(jià)比高、組態(tài)靈活、色彩豐富等特點(diǎn)。該點(diǎn)陣以計(jì)算機(jī)為處理控制中心，電子屏幕與電腦顯示器窗口某一區(qū)域逐點(diǎn)對(duì)應(yīng)，顯示內(nèi)容實(shí)時(shí)同步。有時(shí)控制處理系統(tǒng)還可以調(diào)節(jié)控制顯示的畫(huà)面內(nèi)容動(dòng)畫(huà)效果，以及顯示屏的色彩亮度，等等。

2.4LED顯示屏的分類。

LED顯示屏類別很復(fù)雜，分類方法很多。

按基色數(shù)量分為單色屏、雙基色屏、全彩屏。其中單基色顯示屏是指單一顏色(紅色或綠色);雙基色顯示屏指紅和綠雙基色，256級(jí)灰度，可以顯示65536種顏色;全彩色顯示屏指紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏，可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。

按顯示器件分為L(zhǎng)ED數(shù)碼顯示屏、LED點(diǎn)陣圖文顯示屏、LED視頻顯示屏。LED數(shù)碼顯示屏的顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏;LED點(diǎn)陣圖文顯示屏的顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息;LED視頻顯示屏的顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動(dòng)畫(huà)等各種視頻文件。

按使用地點(diǎn)分為L(zhǎng)ED室內(nèi)屏、LED室外屏及車載LED屏。LED室內(nèi)屏發(fā)光點(diǎn)較小，顯示面積一般幾至十幾平方米;LED室外屏面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽(yáng)光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。

3.影響LED顯示屏顯示效果的技術(shù)要素

LED顯示屏技術(shù)包括半導(dǎo)體光電技術(shù)、電子電路技術(shù)、集成電路技術(shù)、圖像信息處理技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及電子產(chǎn)品制造和電子產(chǎn)品安裝工程相關(guān)的技術(shù)。LED顯示屏的顯示顏色、灰度等級(jí)、對(duì)比度、刷新頻率等技術(shù)指標(biāo)的高低直接影響全彩色LED顯示屏的顯示效果。

3.1顯示顏色、亮度和視角。

基礎(chǔ)半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了發(fā)光二極管制造材料和制作工藝的改進(jìn)，使發(fā)光二極管在顏色與亮度方面都有了質(zhì)的飛躍。高亮度的藍(lán)色及純綠色發(fā)光二極管已產(chǎn)業(yè)化并得到了應(yīng)用。目前，LED顯示屏已能滿足室內(nèi)外不同環(huán)境下的單色、雙基色和全彩色顯示要求，而四元素的紅色LED器件及高亮度的藍(lán)色和純綠色LED器件在室外顯示屏中得到了普遍應(yīng)用。

LED顯示屏的亮度和視角等性能指標(biāo)是高度相關(guān)的，同時(shí)又與顯示屏的分辨率有很大關(guān)系，很難單純地以其中的某一項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用表貼的LED器件可以使顯示屏獲得更好的視角和亮度，目前已在高密度、全彩色室內(nèi)顯示屏中得到應(yīng)用。

3.2灰度等級(jí)。

灰度等級(jí)是指LED顯示屏單基色亮度中從最暗到最亮之間能區(qū)分的亮度等級(jí)，LED顯示屏的灰度等級(jí)越高，顏色越豐富，色彩越艷麗;反之，顯示顏色單一，變化簡(jiǎn)單。灰度等級(jí)提高，能大大提升色彩深度，使得圖像色彩的顯示層次呈幾何數(shù)量增加。

3.3對(duì)比度。

對(duì)比度是影響視覺(jué)效果的關(guān)鍵因素之一，一般來(lái)說(shuō)對(duì)比度越高，圖像越清晰醒目，色彩越鮮明艷麗。高對(duì)比度對(duì)于圖像的清晰度、細(xì)節(jié)表現(xiàn)、灰度層次表現(xiàn)都有很大幫助。在一些黑白反差較大的文本、視頻顯示中，高對(duì)比度LED顯示屏在黑白反差、清晰度、完整性等方面都具有優(yōu)勢(shì)。對(duì)比度對(duì)于動(dòng)態(tài)視頻顯示效果影響要大一些，由于動(dòng)態(tài)圖像中明暗轉(zhuǎn)換比較快，對(duì)比度越高，人的眼睛越容易分辨出這樣的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

3.4刷新頻率。

刷新頻率是LED顯示屏顯示內(nèi)容每秒被重復(fù)顯示的次數(shù)。全彩顯示屏刷新頻率低，圖像會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，特別是在視頻影響設(shè)備拍攝時(shí)，閃爍現(xiàn)象明顯。因此，我們要盡可能地提高LED顯示屏的刷新頻率。

4.LED顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)。

目前LED電子顯示屏的顯示向更高的亮度、更高的耐氣候性、更高的發(fā)光均勻性、更高的可靠性、全色化、多媒體方向發(fā)展，系統(tǒng)的運(yùn)行，操作與維護(hù)也向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一將有更大的發(fā)展。

4.1分辨率增大。

室內(nèi)LED顯示屏的產(chǎn)品點(diǎn)間距越來(lái)越小，像素越來(lái)越多，使得顯示屏的分辨率增大。與此同時(shí)，室外顯示屏的尺寸越來(lái)越大。

4.2新工藝及新方法的采用。

針對(duì)LED產(chǎn)品的特點(diǎn)，在LED產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，貼片、插件、焊接等重要環(huán)節(jié)，最好是都采用機(jī)器化生產(chǎn)模式進(jìn)行(包括插件LED都通過(guò)機(jī)器完成)驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì)當(dāng)中，將驅(qū)動(dòng)IC的邏輯供電5V與LED的發(fā)光供電分開(kāi)獨(dú)立設(shè)計(jì)，這樣不但可以降低驅(qū)動(dòng)IC的發(fā)熱，而且可以降低LED發(fā)光二極管自身的發(fā)熱。

4.3控制系統(tǒng)全面升級(jí)。

LED顯示屏的控制系統(tǒng)將會(huì)是諸多LED控制系統(tǒng)的集成，不僅功能強(qiáng)大，而且操作界面非常簡(jiǎn)單，終端用戶操作起來(lái)簡(jiǎn)單明了，無(wú)須進(jìn)行更多不必要的操作，使之更趨人性化;在模組的像素點(diǎn)陣構(gòu)成控制方面，進(jìn)一步完善或提高，逐點(diǎn)檢測(cè)及相關(guān)保護(hù)檢測(cè)等功能也需補(bǔ)充和完善，技術(shù)參數(shù)設(shè)置部分，我們應(yīng)使之成為標(biāo)準(zhǔn)化成套參數(shù)，改變目前由客戶自行設(shè)置不合理或亂設(shè)置現(xiàn)狀，降低用戶的使用難度。

4.4產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式發(fā)生改變。

在LED顯示屏行業(yè)中，以往一個(gè)新產(chǎn)品的產(chǎn)生主要依靠企業(yè)自身的生產(chǎn)設(shè)備及加工能力可以實(shí)現(xiàn)為基準(zhǔn)的，很多好的設(shè)計(jì)或創(chuàng)意，企業(yè)由于受到自身?xiàng)l件的限制，不得不放棄。今后，一個(gè)好的創(chuàng)意或一個(gè)新的產(chǎn)品，將會(huì)更多地借助于上下游企業(yè)之間的聯(lián)合來(lái)完成。這樣做不僅可以降低新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)投資風(fēng)險(xiǎn)，大幅降低新產(chǎn)品的成本，而且可以加速新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，從而擴(kuò)大產(chǎn)品的運(yùn)用市場(chǎng)領(lǐng)域。

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