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led显示屏技术资料

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LED显示屏〔LEDpanel〕：

LED确实是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。

它是一种通过操纵半导体发光二极管的显示方式，其大致的模样确实是由专门多个通常是红色的发光二极管组成，靠灯的亮灭来显示字符。

用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。

一、LED与LED显示屏

　　LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。

由于LED工作电压低〔仅1.5-3V〕，能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压〔或电流〕调剂，本身又耐冲击、抗振动、寿命长〔10万小时〕，因此在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。

　　把红色和绿色的LED放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏；把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。

制作室内LED屏的象素尺寸一样是2-10毫米，常常采纳把几种能产生不同基色的LED管芯封装成一体，室外LED屏的象素尺寸多为12-26毫米，每个象素由假设干个各种单色LED组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一样由3红2绿组成，三色象素筒用2红1绿1兰组成。

　　不管用LED制作单色、双色或三色屏，欲显示图象需要构成象素的每个LED的发光亮度都必须能调剂，其调剂的精细程度确实是显示屏的灰度等级。

灰度等级越高，显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示操纵系统也越复杂。

一样256级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。

因此，彩色LED屏当前都要求做成256级灰度的。

　　应用于显示屏的LED发光材料有以下几种形式：

　　①LED发光灯（或称单灯）一样由单个LED晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。

可用一个或多个〔不同颜色的〕单灯构成一个差不多像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。

　　②LED点阵模块由假设干晶片构成发光矩阵,用环氧树脂封装于塑料壳内。

适合行列扫描驱动，容易构成高密度的显示屏，多用于户内显示屏。

　　③贴片式LED发光灯（或称SMDLED）确实是LED发光灯的贴焊形式的封装，可用于户内全彩色显示屏，可实现单点爱护，有效克服马赛克现象。

　　led显示屏简介

　　LED显示屏〔LEDdisplay,LEDScreen〕：

又叫电子显示屏或者飘字屏幕。

是由LED点阵和ledpc面板组成，通

LED显示屏+组成模块（24张）

过红色，蓝色，绿色LED灯的亮灭来显示文字、图片、动画、视频，内容能够随时更换，各部分组件差不多上模块化结构的显示器件。

传奇光电的LED显示屏通常由显示模块、操纵系统及电源系统组成。

显示模块由LED灯组成的点阵构成，负责发光显示；操纵系统通过操纵相应区域的亮灭，能够让屏幕显示文字、图片、视频等内容，中山市亮拓光电的单色、双色屏要紧用来播放文字的，全彩屏要紧是播放动画的；电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。

　　LED之因此受到广泛重视而得到迅速进展，是与它本身所具有的优点分不开的。

这些优点概括起来是：

亮度高、工作电压低、功耗小、大型化、寿命长、耐冲击和性能稳固。

LED的进展前景极为宽敞，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光平均性，可靠性、全色化方向进展。

　　LED显示屏性能超群：

　　1〕发光亮度强，在可视距离内阳光直射屏幕表面时，显示内容清晰可见.

LED显示屏

超级灰度操纵具有1024-4096级灰度操纵，显示颜色16.7M以上，色彩清晰逼真，立体感强.

　　2〕静态扫描技术，采纳静态锁存扫描方式，大功率驱动，充分保证发光亮度.

　　3〕自动亮度调剂具有自动亮度调剂功能，可在不同亮度环境下获得最正确播放成效.

　　4〕全面采纳进口大规模集成电路,可靠性大大提高，便于调试爱护.

　　5〕全天候工作，完全适应户外各种恶劣性环境，防腐，防水，防潮，防雷，抗震整体性能强、性价比高、显示性能好，像素筒可采纳P10mm、P16mm等多种规格.

　　6〕先进的数字化视频处理，技术分布式扫描，BSV液晶拼接技术高清显示，模块化设计/恒流静态驱动，亮度自动调剂，超高亮纯色象素，影像画面清晰、无抖动和重影，杜绝失真。

视频、动画、图表、文字、图片等各种信息显示、联网显示、远程操纵.

LED的色彩与工艺制造LED的材料不同，能够产生具有不同能量的光子，借此能够操纵LED所发出光的波长，也确实是光谱或颜色。

　　1．历史上第一个LED所使用的材料是砷（As）化镓（Ga）,其正向PN结压降（VF，能够明白得为点亮或工作电压）为1.424V，发出的光线为红外光谱。

　　2．另一种常用的LED材料为磷（P）化镓（Ga），其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。

　　3．基于这两种材料，早期LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构，理论上能够生产从红外光一直到绿光范畴内任何波长的LED，下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。

一样通过PN结压降能够确定LED的波长颜色。

其中典型的有GaAs0.6P0.4的红光LED，GaAs0.35P0.65的橙光LED，GaAs0.14P0.86的黄光LED等。

由于制造采纳了镓、砷、磷三种元素，因此俗称这些LED为三元素发光管。

而GaN〔氮化镓〕的蓝光LED、GaP的绿光LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。

而目前最新的工艺是用混合铝（Al）、钙（Ca）、铟（In）和氮（N）四种元素的AlGaInN的四元素材料制造的四元素LED，能够涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范畴。

led显示屏-彩亮灯珠

4．发光强度的衡量单位有照度单位〔勒克司Lux〕、光通量单位〔流明Lumen〕、发光强度单位〔烛光　Candlepower〕

　　5．1CD〔烛光〕指完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方厘米面积的发光强度。

〔往常指直径为2.2厘米，质量为75.5克的鲸油烛，每小时燃烧7.78克，火焰高度为4.5厘米，沿水平方向的发光强度〕

　　6．1L〔流明〕指1CD烛光照耀在距离为1厘米，面积为1平方厘米的平面上的光通量。

　　7．1Lux〔勒克司〕指1L的光通量平均地分布在1平方米面积上的照度。

　　8．一样主动发光体采纳发光强度单位烛光　CD，如白炽灯、LED等；反射或穿透型的物体采纳光通量单位流明L，如LCD投影机等；而照度单位勒克司Lux，一样用于摄影等领域。

三种衡量单位在数值上是等效的，但需要从不同的角度去明白得。

比如：

假如说一部LCD投影机的亮度〔光通量〕为1600流明，其投影到全反射屏幕的尺寸为60英寸〔1平方米〕，那么其照度为1600勒克司，假设其出光口距光源1厘米，出光口面积为1平方厘米，那么出光口的发光强度为1600CD。

而真正的LCD投影机由于光传播的损耗、反射或透光膜的损耗和光线分布不平均，亮度将大打折扣，一样有50%的效率就专门好了。

　　9．实际使用中，光强运算常常采纳比较容易测绘的数据单位或变向使用。

关于LED显示屏这种主动发光体一样采纳CD/平方米作为发光强度单位，并配合观看角度为辅助参数，其等效于屏体表面的照度单位勒克司；将此数值与屏体有效显示面积相乘，得到整个屏体的在最正确视角上的发光强度，假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定，那么此数值可被认为也是整个屏体的光通量。

一样室外LED显示屏须达到4000CD/平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示成效。

一般室内LED，最大亮度在700～2000CD/平方米左右。

　单个LED的发光强度以CD为单位，同时配有视角参数，发光强度与LED的色彩没有关系。

单管的发光强度从几个mCD到五千mCD不等。

LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮，最正确视角上及中心位置上发光强度最大的点。

封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布。

一样来说相同的LED视角越大，最大发光强度越小，但在整个立体半球面上累计的光通量不变。

　　10．当多个LED较紧密规那么排放，其发光球面相互叠加，导致整个发光平面发光强度分布比较平均。

在运算显示屏发光强度时，需依照LED视角和LED的排放密度，将厂商提供的最大点发光强度值乘以30%～90%不等，作为单管平均发光强度。

led显示屏彩亮室内模块

11．一样LED的发光寿命专门长，生产厂家一样都标明为100,000小时以上，实际还应注意LED的亮度衰减周期，如大部分用于汽车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后，亮度就只有原先的一半了。

亮度衰减周期与LED生产的材料工艺有专门大关系，一样在经济条件许可的情形下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。

　　12．白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21%，蓝色的亮度为10%时，混色后人眼感受到的是纯白色。

但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等缘故无法达到全色谱的成效，而操纵原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。

　　13．当为全彩色LED显示屏进行配色前，为了达到最正确亮度和最低的成本，应尽量选择三原色发光强度成大致为3:

6:

1比例的LED器件组成像素。

　　14．白平稳要求三种原色在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白色。

　　15．原色、基色：

　　16．原色指能合成各种颜色的差不多颜色。

色光中的原色为红、绿、蓝，以下图为光谱表，表中的三个顶点为理想的原色波长。

假如原色有偏差，那么可合成颜色的区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰富程度减少。

　　17．LED发出的红、绿、蓝光线依照其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上廉价专门多。

三个原色中绿色最为重要，因为绿色占据了白色中69%的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。

因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的关系时，绿色是着重考虑的对象。

二、led显示屏分类

　　LED显示屏分类多种多样，大体按照如下几种方式分类：

　　〔1〕按使用环境分为户内,户外及半户外

　　户内屏面积一样从不到1平米到十几平米,点密度较高，在非阳光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外，屏体不具备密封防水能力。

　　户外屏面积一样从几平米到几十甚至上百平米，点密度较稀（多为1000-4000点每平米）,发光亮度在3000-6000cd/平米（朝向不同，亮度要求不同），可在阳光直射条件下使用，观看距离在几十米以外，屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。

　　半户外屏介于户外及户内两者之间,具有较高的发光亮度,可在非阳光直射户外下使用，屏体有一定的密封，一样在屋檐下或橱窗内。

　　〔2〕按颜色分为单色，双基色，三基色（全彩）

　　单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料，多为单红色，在某些专门场合也可用黄绿色（例如殡仪馆）。

　　双基色屏一样由红色和黄绿色发光材料构成。

　　三基色屏分为全彩色（fullcolor）,由红色，黄绿色（波长570nm），蓝色构成及真彩色（naturecolor）,由红色，纯绿色（波长525nm）,蓝色构成。

　　〔3〕按操纵或使用方式分同步和异步

　　同步方式是指LED显示屏的工作方式差不多等同于电脑的监视器，它以至少30场/秒的更新速率点点对应地实监视器上的图时映射电脑像,通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告成效。

　　异步方式是指LED屏具有储备及自动播放的能力，在PC机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入LED屏,然后由LED屏脱机自动播放，一样没有多灰度显示能力，要紧用于显示文字信息，能够多屏联网。

　　〔4〕按像素密度或像素直径划分

　　由于户内屏采纳的LED点阵模块规格比较统一因此通常按照模块的像素直径划分要紧有：

∮3.0mm60000像素/平米∮3.75mm44000像素/平米∮5.0mm17000像素/平米

　　户外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准，按每平米像素数量大约有1024点，1600点,2000点,2500点,4096点等多种规格。

　　〔5〕按显示性能可分为

　　视频显示屏：

一样为全彩色显示屏

　　文本显示屏：

一样为单基色显示屏

　　图文显示屏：

一样为双基色显示屏

　　行情显示屏：

一样为数码管或单基色显示屏；

三、LED显示屏进展历程40年回忆

1．LED的起源

　　1970年代最早的GaP、GaAsP同质结红、黄、绿色低发光效率的LED已开始应用于指示灯、数字和文字显示。

　　从此LED开始进入多种应用领域，包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等，遍及国民经济各部门和千家万户。

到1996年LED在全世界的销售额已达到几十亿美元。

尽管多年以来LED一直受到颜色和发光效率的限制，但由于GaP和GaAsPLED具有长寿命、高可靠性，工作电流小、可与TTL、CMOS数字电路兼容等许多优点因而却一直受到使用者的青眯。

最近十年，高亮度化、全色化一直是LED材料和器件工艺技术研究的前沿课题。

超高亮度（UHB）是指发光强度达到或超过100mcd的LED，又称坎德拉（cd）级LED。

高亮度A1GaInP和InGaNLED的研制进展十分迅速，现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水平。

1991年日本东芝公司和美国HP公司研制成InGaA1P620nm橙色超高亮度LED，1992年InGaA1p590nm黄色超高亮度LED有用化。

同年，东芝公司研制InGaA1P573nm黄绿色超高亮度LED，法向光强达2cd。

1994年日本日亚公司研制成InGaN450nm蓝（绿）色超高亮度LED。

至此，彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度，实现了超高亮度化、全色化，使发光管的户外全色显示成为现实。

中国进展LED起步于七十年代，产业显现于八十年代。

全国约有100多家企业，95%的厂家都从事后道封装生产，所需管芯几乎全部从国外进口。

通过几个〝五年打算〞的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术，使中国LED的生产技术已向前跨进了一步。

2.超高亮度LED的性能：

〔1〕．超高亮度

　　红A1GaAsLED与GaAsP-GaPLED相比，具有更高的发光效率，透亮衬低（TS）A1GaAsLED（640nm）的流明效率已接近10lm/w，比红色GaAsP-GaPLED大10倍。

超高亮度InGaAlPLED提供的颜色与GaAsP-GaPLED相同包括：

绿黄色（560nm）、浅绿黄色（570nm）、黄色（585nm）、浅黄（590nm）、橙色（605nm）、浅红（625nm深红（640nm）。

透亮衬底A1GaInPLED发光效率与其它LED结构及白炽光源的比较，InGaAlPLED吸取衬底（AS）的流明效率为101m/w，透亮衬底（TS）为201m/w，在590－626nm的波长范畴内比GaAsP-GaPLED的流明效率要高10－20倍；在560－570的波长范畴内那么比GaAsP-GaPLED高出2－4倍。

超高亮度InGaNLED提供了兰色光和绿色光，其波长范畴兰色为450－480nm，兰绿色为500nm，绿色为520nm；其流明效率为3－151m/w。

超高亮度LED目前的流明效率已超过了带滤光片的白炽灯，能够取代功率1w以内的白炽灯，而且用LED阵列能够取代功率150w以内的白炽灯。

关于许多应用，白炽灯差不多上采纳滤光片来得到红色、橙色、绿色和兰色，而用超高亮度LED那么可得到相同的颜色。

近年AlGaInP材料和InGaN材料制造的超高亮度LED将多个（红、兰、绿）超高亮度LED芯片组合在一起，不用滤光片也能得到各种颜色。

包括红、橙、黄、绿、蓝，目前其发光效率均已超过白炽灯，正向荧光灯接近。

发光亮度已高于1000mcd，可满足室外全天候、全色显示的需要，用LED彩色大屏幕能够表现天空和海洋，实现三维动画。

新一代红、绿、蓝超高亮度LED达到了前所未有的性能，能够实现拼接显示，采纳BSV液晶拼接技术实现大画面高亮度显示。

〔2〕．大屏幕显示

　　大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一庞大市场，包括：

图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。

在表2中列出了LED显示的各种用途。

传统的大屏幕有源显示一样采纳白炽灯、光纤、阴极射线管等；无源显示一样采纳翻牌的方法。

表3列出了几种显示的性能比较。

LED显示曾一直受到LED本身性能和颜色的限制。

现在，超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaNLED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色，可完全满足实现全色大屏幕显示的要求。

LED显示屏可按像素尺寸装配成各种结构，小像素直径一样小于5mm，单色显示的每个像素用一个T-1（3/4）的LED灯，双色显示的每个像素为双色的T-1（3/4）的LED灯，全色显示那么需要3个T-1红、绿、蓝色灯，或者装配一个多芯片的T-1（3/4）的LED灯作为一个像素。

大像素那么是通过把许多T-1（3/4）红、绿、蓝色LED灯组合在一起构成的。

用InGaN（480nm）蓝、InGaN（515nm）绿和ALGaAS（637nm）红LED灯作为LED显示的三基色，能够提供逼确实全色性能，而且具有较大的颜色范畴包括：

蓝绿、绿红等，与国际电视系统委员会（NTSC）规定的电视颜色范畴差不多相符。

〔3〕．液晶显示（LCD）的背照明

　　在液晶显示中至少有10%采纳有源光作为背照明，光源可使LCD显示屏的黑暗的环境下易读，全色LCD显示也需要光源。

LCD背照明所需的光源要紧有：

白炽灯泡、场致发光、冷阴极荧光、LED等，它们被列于表4进行比较，其中LED在LCD背照明中最有竞争力，新型的超高亮度AlGaInP、AlGaAs、InGaNLED能够提供高效率的发光和宽范畴的颜色。

〔4〕．室外全彩系列led显示屏产品特点

　　适用性强：

山木显示专门对室外各种环境进行了研究，并将成果应用于设计系统，使得其产品在室外各种恶劣环境下的适应性和可靠性都得到了显著提高；色彩丰富：

由三基色〔红、绿、蓝〕显示单元箱体组成，红、绿、蓝256级灰度构成16777216种颜色，使电子屏实现显示色彩丰富、高饱和度、高解析度、显示频率高的动态图像；适用范畴：

政府广场、休闲广场、繁华商贸中心、广告信息公布牌、商业街、火车站等。

四、LED显示屏的分类

1.颜色

　　LED显示屏，分为全彩显示屏，单色〔单基色〕显示屏〔单红，单白，单黄〕和双色〔双基色〕显示屏〔红绿色，蓝绿色〕

2.使用环境

　　LED显示屏，又能够分为：

室内LED显示屏，半户外LED显示屏和户外LED显示屏。

3.安装方式

　　LED显示屏，能够分为：

立柱式LED显示屏〔单立柱和双立柱〕，壁挂式LED显示屏，吊装式显示屏，嵌入式显示屏等。

4.用途

　　LED显示屏分为：

信息公布屏，交通诱导屏，广告公布屏，车载屏，球场屏，舞台租赁屏和楼梯屏等

5.形状

　　LED显示屏，又能够分为常规屏和异型屏。

6.单基色显示屏

　　单一颜色〔红色，绿色，黄色，白色，蓝色等〕。

7.双基色显示屏

　　红和绿双基色，256级灰度或者512级灰度、能够显示65536种颜色。

8.全彩色显示屏

　　红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏能够显示一千六百多万种色。

9.室内显示屏

　　发光点较小，一样Φ3mm--Φ8mm，显示面积一样几至十几平方米。

10.半户外显示屏

　　像素点大小之于室内和户外显示屏之间；常见于银行，商场或医院等门楣上。

11.室外显示屏

　　面积一样几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有防风、防雨、防水功能。

五、技术优势评述

1.现有常见的室内全彩方案的比较：

〔1〕．点阵模块方案：

　　最早的设计方案，由室内伪彩点阵屏进展而来

　　优势：

原材料成本最有优势，且生产加工工艺简单，质量稳固。

　　缺点：

色彩一致性差，马赛克现象较严峻，显示成效较差。

〔2〕．单灯方案：

　　为解决点阵屏色彩问题，借鉴户外显示屏技术的一种方案，同时将户外的像素复用技术〔又叫像素共享技术，虚拟像素技术〕移植到了室内显示屏。

　　优势：

色彩一致性比点阵模块方式的好。

　　缺点：

混色成效不佳，视角不大，水平方向左右观看有色差。

加工较复杂，抗静电要求高。

实际像素辨论率做到10000点以上较难。

〔3〕．贴片方案：

　　采纳贴片发光管为显示元件的方案。

　　优势：

色彩一致性，视角等重要显示指标是现有方案里最好的一种，专门是三合一表贴的混色成效专门好。

　　缺点：

加工工艺苦恼，成本太高。

〔4〕．亚表贴方案：

　　实际上是单灯方案的一种改进，现在还在完善之中。

　　优势：

在显示色彩一致性，视角等首要指标和标贴方案差别不大了，但成本较低，显示成效专门好，辨论率理论上能够做到17200以上。

　　缺点：

加工依旧较复杂，抗静电要求高。

六、LED显示屏关键技术指标

1.像素失控率

　　像素失控率是指显示屏的最小成像单元〔像素〕工作不正常〔失控〕所占的比例。

而像素失控有两种模式：

一是盲点，也确实是瞎点，在需要亮的时候它不亮，称之为瞎点；二是常亮点，在需要不亮的时候它反而一直在亮着，称之为常亮点。

一样地，像素的组成有2R1G1B〔2颗红灯、1颗绿灯和1颗蓝灯，下述同理〕、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一样可不能是同一个像素里的红、绿、蓝灯同时全部失控，但只要其中一颗灯失控，我们即认为此像素失控。

为简单起见，我们按LED显示屏的各基色〔即红、绿、蓝〕分别进行失控像素的统计和运算，取其中的最大值作为显示屏的像素失控率。

　　失控的像素数占全屏像素总数之比，我们称之为〝整屏像素失控率〞。

另外，为幸免失控像素集中于某一个区域，我们提出〝区域像素失控率〞，也确实是在100×100像素区域内，失控的像素数与区域像素总数〔即10000〕之比。

此指标对«LED显示屏通用规范»SJ/T11141-2003中〝失控的像素是呈离散分布〞要求进行了量化，方便直观。

　　目前国内的LED显示屏在出厂前均会进行老化〔烤机〕，对失控像素的LED灯都会修理更换，〝整屏像素失控率〞操纵在1/104之内、〝区域像素失控率〞操纵在3/104之内是没问题的，甚至有的个别厂家的企业标准要求出厂前不承诺显现失控像素，但这势必会增加生产厂家的制造修理成本和延长出货时刻。

在不同的应用场合下，像素失控率的实际要求能够有较大的差别，一样来说，LED显示屏用于视频播放，指标要求操纵在1/104之内是能够同意，也是能够达到的；假设用于简单的字符信息公布，指标要求操纵在12/104之内是合理的

2.灰度等级

　　灰度也确实是所谓的色阶或灰阶，是指亮度的明暗程度。

关于数字化的显示技术而言，灰度是显示色彩