淺析大型LED顯示器

【摘 要】LED的技術進步是擴大市場需求及應用的最大推動力。最初，LED只是作為微型指示燈，在計算機、音響和錄像機等高檔設備中應用，隨著大規模集成電路和計算機技術的不斷進步，LED顯示器正在迅速崛起，逐漸擴展到證券行情股票機、數碼相機、PDA以及手機領域。本文從大型LED顯示屏的主要特點特性、大型LED顯示屏的發展、基于AVR單片機的驅動設計、大型LED顯示屏的模塊化設計、大型LED顯示屏的市場應用等方面，分析與概述了大型LED顯示屏的技術內容以及其應用情況。

【關鍵詞】LED顯示器；發展；故障維修；優缺點

在技術上，目前國產的高品質LED顯示屏與國外頂尖產品在圖像處理技術、前端視頻處理技術等方面差別不大，主要差距在于單點顏色確認和結構工藝。就市場而言，中國加入WTO、北京申奧成功等，成為LED顯示屏產業發展的新契機。國內LED顯示屏總體市場保持持續增長，但國外高新產品對國內產品的沖擊很大。與世界技術接軌，研究LED顯示屏技術已經勢在必行。

一、LED顯示器的發展概論

LED顯示屏的發展可分為以下幾個階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級雙色圖文屏。用于顯示文字和簡單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。第二階段是1995年到1999年，出現了64級、256級灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術、圖像處理技術、光纖通信技術等的應用將LED顯示屏提升到了一個新的臺階。LED顯示屏控制專用大規模集成電路芯片也在此時由國內企業開發出來并得以應用。第三階段從1999年開始，紅、純綠、純藍LED管大量涌入中國，同時國內企業進行了深入的研發工作，使用紅、綠、藍三原色LED生產的全彩色顯示屏被廣泛應用，大量進入體育場館、會展中心、廣場等公共場所，從而將國內的大屏幕帶入全彩時代。

LED背光顯示器的發展：2010年，又被不少人稱為“LED元年”，在2010年中LED背光技術迅速普及，尤其是在顯示器行業。LED背光與傳統的CCFL背光相比，優勢明顯，并且在節能環保方面更加突出。在倡導低碳消費的今天，LED背光的出現既符合時代發展的趨勢，又能夠幫助顯示器在性能方面不同程度的有所提升，因此能夠迅速普及也就不足為怪。進入2010年，顯示器市場上各大品牌紛紛推出了采用LED背光技術的顯示器產品，并且受到了消費者的歡迎。在各大IT網站、論壇中，華碩、三星、LG、AOC、戴爾等國內知名品牌的LED背光顯示器受關注度大都要高于傳統CCFL背光顯示器。

二、LED顯示器件的工作原理

LED 是Light Emitting Diode（發光二極管）的簡稱，它是一種半導體二極管。它的核心部分是PN結，P面帶過量的正電荷（通常稱“空穴”），N面帶過量的負電 荷（電子）。當正向導通的電壓加在這個半導體材料的PN結上時，電子就會從N區向P區移動，而空穴從P區向N區移動，在P區和N區的交界處電子和空穴發生 復合，復合過程中能量就會以光的形式從LED中發射出來。

1、LED顯示屏的組成原理：利用三基色原理可以組成各種顏色，即利用紅、綠、藍三種顏色發光二極管，組成一個三色發光二極管（即一個像素），再將這些發光二極管，組成一個4×4、8×8、16×16方形矩陣，常簡稱為4×4、8×8、16×16點陣LED顯示屏，最后再將這么點陣LED屏，組合大型的點陣LED屏時，就形成了我們常說的LED顯示屏。

2、LED顯示屏的顯示原理：利用微處理器，控制著每一個三色發光二極管，使它們顯示出不同的顏色，再進行段、行掃描，最終形成各種不同顏色的畫面。

三、LED電視與液晶電視

（一）LED背光技術的優勢。更寬廣的色域（超過NTSC和EBU色域），實現更艷麗的色彩；高亮度，而且可以在壽命范圍內實現穩定的亮度和色彩表現；可以調整的背光白平衡，同時保證整體反差。當用戶的視頻源在計算機和DVD機間切換時，可以輕松在9600K和6500K間調整白平衡，而且不會犧牲亮度和反差；可以為大尺寸屏幕提供連續面陣光源；實時色彩管理。由于紅綠藍3色獨立發光，很容易精確控制目前的顯示色彩特性；降低動態場景的人工痕跡，不會犧牲亮度和壽命。因為傳統CCFL燈管的閃爍發光頻率較低，表現動態場景可能產生畫面跳動。LED背光可以靈活調整發光頻率，而且頻率大大高于CCFL，因此能完美地呈現運動畫面；亮度調整范圍大。實現LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一個門檻。因此，無論在明亮的戶外還是全黑的室內，用戶都很容易把顯示設備的亮度調整到最悅目的狀態；低電磁輻射。LED光源沒有任何射線產生，也沒有水銀之類的有毒物質，可謂是綠色環保光源；使用溫度范圍廣、低電壓、耐沖擊。因為采用了固態發光器件，LED背光源沒有嬌氣的部件，對環境的適應能力非常強。

（二）液晶電視的優勢

分辨率大，清晰度高。液晶顯示器一開始就使用純平面的玻璃板，其平面直角的顯示效果比傳統顯示器看起來好得多。不過在分辨率上，液晶顯示器理論上可提供更高的分辨率，但實際顯示效果卻差得多（存在一個最佳分辨率的問題），雖然液晶電視可以克服掃描線的抖動和閃爍，但由于液晶本身的縫隙較粗，會造成圖像如網格般的收看效果。所以液晶屏幕的最佳分辨率一般可達1024X768（已經足夠了）。而傳統顯示器在較好顯示卡的支持下達到完美的顯示效果。

耗電量低。按照行業標準、使用時間為每天4.5小時的年耗電量換算，用30英寸液晶電視替代32英寸顯像管電視，每年每臺可節約電能71千瓦。

輕薄便攜。傳統顯示器由于使用CRT，必須通過電子槍發射電子束到屏幕，因而顯像管的管頸不能做得很短，當屏幕增加時也必然增大整個顯示器的體積。液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態來達到顯示目的，即使屏幕加大，它的體積也不會成正比的增加（只增加尺寸不增加厚度所以不少產品提供了壁掛功能，可以讓使用者更節省空間），而且在重量上比相同顯示面積的傳統顯示器要輕得多，液晶電視的重量大約是傳統電視的1/3。

綠色環保。液晶顯示器根本沒有輻射可言，而且只有來自驅動電路的少量電磁波，只要將外殼嚴格密封即可排除電磁波外泄。所以液晶顯示器有稱為冷顯示器或環保顯示器。液晶電視不存在屏幕閃爍現象，不易造成視覺疲勞。

四、LED顯示器故障維修

（一）顯示器整機無電。這是一個應該說是非常簡單的故障，一般的液晶顯示器分機內電源和機外電源兩種，機外的常見一些。不論那種電源，它的結構比CRT顯示器的電源簡單多了，易損的一般是一些小元件，象保險管、輸入電感、開關管、穩壓二極管等。比較少見的故障是由主板cpu引起的電源不啟動，這部分其實原理也比較簡單，就是通過鍵控板到cpu，再通過cpu輸出一個控制信號驅動電源變換集成電路工作。

（二）屏幕亮線或者是暗線。這種問題，一般是液晶屏的故障。亮線故障一般是連接液晶屏本體的排線出了問題。暗線一般是屏的本體有漏電，以上兩種問題基本上就是給機器判了死刑了，沒有維修價值的，因為一塊屏的價格太高了。

（三）電腦剛開機時顯示器的畫面抖動得很厲害，有時甚至連圖標和文字也看不清，但過一二分鐘之后就會回復正常。這種現象多發生在潮濕的天氣，是顯示器內部受潮的緣故。要徹底解決此問題，可使用食品包裝中的防潮砂用棉線串起來，然后打開顯示器的后蓋，將防潮砂掛于顯象管管頸尾部靠近管座附近。這樣，即使是在潮濕的天氣里，也不會再出現以上的“毛病”。

【參考文獻】

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