幾十年前大型的電子顯示屏是用燈泡或照明燈構(gòu)成,發(fā)展到

1、幾十年前大型的電子顯示屏是用燈泡或照明燈構(gòu)成，發(fā)展到后來的顯像管（CRT），主要用在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所轉(zhuǎn)播比賽，如今最先進(jìn)的電子顯示屏是LED顯示屏。其它一些顯示技術(shù)，如LCD，機(jī)電結(jié)構(gòu)類的顯示屏和燈泡顯示在某些特定的場(chǎng)合還有一定的用途，但LED顯示屏被證明是最可靠，高效，節(jié)能，明亮，在技術(shù)上也最方便實(shí)現(xiàn).         LED發(fā)光技術(shù)的原理是某些半導(dǎo)體材料在通以電流的情況下會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，這種電到光的轉(zhuǎn)換效率非常高，對(duì)所用材料進(jìn)行不同的化學(xué)處理，就可以得到各種亮度和視角的LED。LED顯示屏是將LED模塊或像素管按照

2、實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示電路，直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架及外裝飾等，即構(gòu)成一臺(tái)LED顯示屏。一、LED顯示屏概述什么是LED？在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中， 注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN 結(jié)加反向電壓， 少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED 。LED的特點(diǎn)LED是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱（Light Emetting Diodeo）。由于它具有亮度高、響應(yīng)速度快、低電壓、功耗小、耐震動(dòng)、耐沖擊、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使其成為室內(nèi)外信息顯示終端的主要發(fā)光器件。LED與

3、LED顯示屏LED 的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作 LED 的材料和工藝有關(guān) ， 目前廣泛使用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于 LED 工作電壓低（僅 1.5-3V ），能主動(dòng)發(fā)光且有一定亮度 ， 亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動(dòng)、壽命長(zhǎng)（ 10 萬小時(shí)）， 所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無其他的顯示方式與 LED 顯示方式匹敵。把紅色和綠色的 LED 放在一起作為一個(gè)象素制作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏 ； 把紅、綠、藍(lán)三種 LED 管放在一起作為一個(gè)象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。 制作室內(nèi) LED 屏的象素尺寸一般是 2-10 毫米， 常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的 LED 管芯封裝成一

4、體， 室外 LED 屏的象素尺寸多為 12-26 毫米，每個(gè)象素由若干個(gè)各種單色 LED 組成 ， 常見的成品稱象素筒，雙色象素筒一般由 3 紅 2 綠組成，三色象素筒用 2 紅 1 綠 1 蘭組成。無論用 LED 制作單色、雙色或三色屏， 欲顯示圖象需要構(gòu)成象素的每個(gè) LED 的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級(jí)?；叶鹊燃?jí)越高， 顯示的圖像就越細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。一般 256 級(jí)灰度的圖像，顏色過渡已十分柔和，而 16 級(jí)灰度的彩色圖像，顏色過渡界線十分明顯。所以，彩色 LED 屏當(dāng)前都要求做成 256 級(jí)灰度的。應(yīng)用于顯示屏的 LED 發(fā)

5、光材料有以下幾種形式： LED 發(fā)光燈(或稱單燈) 一般由單個(gè) LED 晶片，反光碗，金屬陽極，金屬陰極構(gòu)成，外包具有透光聚光能力的環(huán)氧樹脂外殼?？捎靡粋€(gè)或多個(gè)（不同顏色的）單燈構(gòu)成一個(gè)基本像素，由于亮度高， 多用于戶外顯示屏。 LED 點(diǎn)陣模塊 由若干晶片構(gòu)成發(fā)光矩陣 , 用環(huán)氧樹脂封裝于塑料殼內(nèi)。適合行列掃描驅(qū)動(dòng)，容易構(gòu)成高密度的顯示屏，多用于戶內(nèi)顯示屏。 貼片式 LED 發(fā)光燈( 或稱 SMD LED) 就是 LED 發(fā)光燈的貼焊形式的封裝，可用于戶內(nèi)全彩色顯示屏，可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)維護(hù)，有效克服馬賽克現(xiàn)象。二、LED顯示屏分類LED 顯示屏分類多種多樣，大體按照如下幾種方式分類：（1）按使用環(huán)

6、境分為戶內(nèi) , 戶外及半戶外 戶內(nèi)屏面積一般從不到 1 平米到十幾平米 , 點(diǎn)密度較高， 在非陽光直射或燈光照明環(huán)境使用，觀看距離在幾米以外，屏體不具備密封防水能力。戶外屏面積一般從幾平米到幾十甚至上百平米，點(diǎn)密度較稀 ( 多為 1000-4000 點(diǎn)每平米 ), 發(fā)光亮度在 3000-6000cd/ 平米 ( 朝向不同，亮度要求不同 ) ， 可在陽光直射條件下使用，觀看距離在幾 十米 以外，屏體具有良好的防風(fēng)抗雨及防雷能力。     半戶外屏介于戶外及戶內(nèi)兩者之間 , 具有較高的發(fā)光亮度 , 可在非陽光直射戶外下使用，屏體有一定的密封，一般在屋檐下或櫥

7、窗內(nèi)。（2） 按顏色分為單色，雙基色，三基色( 全彩 ) 單色是指顯示屏只有一種顏色的發(fā)光材料，多為單紅色， 在某些特殊場(chǎng)合也可用黃綠色 ( 例如殯儀館 ) 。雙基色屏一般由紅色和黃綠色發(fā)光材料構(gòu)成。三基色屏分為全彩色 (full color), 由紅色，黃綠色 ( 波長(zhǎng) 570nm) ， 藍(lán)色構(gòu)成及真彩色 (nature color), 由紅色，純綠色 ( 波長(zhǎng) 525nm), 藍(lán)色構(gòu)成。（3） 按控制或使用方式分同步和異步同步方式是指 LED 顯示屏的工作方式基本等同于電腦的監(jiān)視器， 它以至少 30 場(chǎng) / 秒的更新速率點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)地實(shí)監(jiān)視器上的圖時(shí)映射電腦像 , 通常具有多灰度的顏色顯示能力

8、，可達(dá)到多媒體的宣傳廣告效果。     異步方式是指 LED 屏具有存儲(chǔ)及自動(dòng)播放的能力，在 PC 機(jī)上編輯好的文字及無灰度圖片通過串口或其他網(wǎng)絡(luò)接口傳入 LED 屏 , 然后由 LED 屏脫機(jī)自動(dòng)播放，一般沒有多灰度顯示能力，主要用于顯示文字信息，可以多屏聯(lián)網(wǎng)。（4） 按像素密度或像素直徑劃分 由于戶內(nèi)屏采用的LED點(diǎn)陣模塊規(guī)格比較統(tǒng)一所以通常按照模塊的像素直徑劃分主要有：      3.0mm 60000 像素 / 平米 3.75mm 44000 像素 / 平米 5.0mm 17000 像素 / 平米戶外屏的像

9、素直徑及像素間距目前沒有十分統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按每平米像素?cái)?shù)量大約有 1024 點(diǎn)， 1600 點(diǎn) ,2000 點(diǎn) ,2500 點(diǎn) ,4096 點(diǎn)等多種規(guī)格。（5）按顯示性能可分為視頻顯示屏：一般為全彩色顯示屏文本顯示屏：一般為單基色顯示屏圖文顯示屏：一般為雙基色顯示屏行情顯示屏：一般為數(shù)碼管或單基色顯示屏；三、LED顯示屏特點(diǎn)全面了解LED顯示屏特點(diǎn)，是為了選擇高性價(jià)比LED顯示屏,與其它大屏幕終端顯示器相比,LED顯示屏主要有以下特點(diǎn)。n 亮度高：色彩豐富鮮艷，戶外顯示屏的亮度大于8000mcd/m2，是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型； 壽命長(zhǎng)：LED壽命長(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)（十年）以上；

10、n 視角大：室內(nèi)視角可大于160度，戶外視角可大于120度；n結(jié)構(gòu)模塊化，屏幕面積可大可小，小至不到一平米，大則可達(dá)幾百、上千平米； 易與計(jì)算機(jī)接口，支持軟件豐富，操作方便靈活，畫面清晰穩(wěn)定。n顯示屏聯(lián)網(wǎng)：利用一臺(tái)微機(jī)可以同時(shí)控制多個(gè)顯示屏顯示不同的內(nèi)容，顯示屏也可脫機(jī)工作。既可以顯示文字又可以顯示圖形圖像，字體字型變化豐富。注：常見大型顯示終端對(duì)比 屏幕類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電視墻全彩色、面積大畫面有分隔感、亮度低不能在戶外用、色差大、造價(jià)高PDP全彩色、畫面細(xì)膩面積不大、亮度低、壽命短投影機(jī)全彩色、畫面細(xì)膩亮度低不能在戶外用、畫面受光不均。四、基本概念LED:Light Emitting Diode

11、（發(fā)光二極管）的縮寫。單點(diǎn)直徑（Single dot diameter）指一個(gè)像素點(diǎn)的直徑，單位通常為mm。象素（PIXEL）：指每單個(gè)或多個(gè)發(fā)光管組成的發(fā)光點(diǎn)。是畫面上可以被獨(dú)立控制的最小單元 PIXEL是picture element的縮寫，在三基色顯示屏上，象素由三部分組成：紅，綠，籃，每 一部分由一個(gè)或幾個(gè)LED組成，理論上，分別調(diào)節(jié)紅，綠，藍(lán)的亮度，可以表現(xiàn)出任意顏色。間距（PITCH）相鄰象素的中心距離。間距越小，可視距離越短。分辨率（Resolution）通常用于數(shù)字顯示設(shè)備，表示總的象素?cái)?shù)量，一般寫成寬X高的形式，如800X600?？梢暯嵌龋╒iewing Angle）當(dāng)觀察者

12、面對(duì)LED時(shí)可以看到LED的最大亮度，當(dāng)觀察者向左或右移動(dòng)時(shí)，看到的亮度會(huì)減少，當(dāng)亮度減到最大亮度的一半時(shí)，此時(shí)所處的角度加上向反方向移動(dòng)得到的角度之和，稱水平可視角度，垂直可視角度用同樣方式測(cè)量。LED的視角廠家會(huì)給出參數(shù)。亮度（Brightness）亮度在任何顯示設(shè)備中都是最重要的參數(shù)。亮度的主單位叫燭光（candela），用CD表示，單個(gè)LED的亮度通常用millicandelas，MCD，即千分之一CD，把一個(gè)平方米的LED亮度加在一起，就得到單位面積亮度，用尼特（NITS）表示，1 NITS1 CD/m2。紅綠藍(lán)三色的亮度必須平衡才能準(zhǔn)確的還原真實(shí)色彩，換句話說，LED的白色必須是白

13、色，而不是粉紅色。如果紅綠藍(lán)都處于最高亮度，混合出的色彩通常不是白色，為了得到白色（通常稱為6500K色溫），紅綠藍(lán)中須有一個(gè)或兩個(gè)的亮度調(diào)低，為了獲取正確的白色，必須反復(fù)測(cè)量調(diào)整亮度，這個(gè)過程稱白平衡?？梢暰嚯x（Viewing Distance）對(duì)于各種顯示器件來說，最佳的觀察距離應(yīng)該是人眼無法分辨出象素的最小距離，這個(gè)距離大約是點(diǎn)間距的3400倍。電視和電腦的觀測(cè)距離通常要小于這個(gè)要求，但可接受的距離不能小于點(diǎn)間距的1700倍。灰度等級(jí)（Grey Levels）也稱色彩深度，指不同亮度的數(shù)量，紅綠藍(lán)有各自的灰度，在全彩色系統(tǒng)中一般是256級(jí)灰度，可以產(chǎn)生256X256X25616,777,

14、216種顏色，在PC中稱為24位色，在LED顯示系統(tǒng)中稱為8位系統(tǒng)。LED顯示屏能表現(xiàn)的色彩數(shù)量取決于RGB三色的灰度等級(jí)，在標(biāo)準(zhǔn)的全彩顯示屏中為256級(jí)灰度，對(duì)于體育場(chǎng)館的LED全彩系統(tǒng)，256灰度是不夠的，無法準(zhǔn)確的恢復(fù)還原色彩。刷新率（Refresh Rate）顯示屏畫面更新的速率，通常用赫茲表示（Hz）。與幀頻是不同的。幀頻（Frame Rate）顯示屏每秒顯示的圖像幀的數(shù)量，通常取決于輸入的信號(hào)(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)場(chǎng)頻（Field）PAL和NTSC的一半幀，因?yàn)镻AL和NTSC是隔行掃描，每次刷新只顯示半幀圖像。高級(jí)概念純綠（Pure g

15、reen）和真綠（true green）過去30年，各種顏色LED被相繼開發(fā)出來，首先是紅色，黃色，黃綠色，藍(lán)色LED和純綠LED在90年代相繼被日亞工程師發(fā)明。至此,制造LED全彩色顯示屏成為可能。播放視頻的LED顯示屏必須用純綠，如果用黃綠來做，顏色肯定不真實(shí)，如果一個(gè)象素里綠管的數(shù)量很多，比紅管和藍(lán)管的數(shù)量多，那肯定是黃綠管，因?yàn)辄S綠的亮度不夠，必須用多個(gè)，但黃綠LED價(jià)格低廉。該種顯示屏俗稱偽彩屏。GAMMA矯正（gamma correction）這是一種通過變換函數(shù)來減少灰度數(shù)量，從而產(chǎn)生一個(gè)更接近真實(shí)環(huán)境的色彩和對(duì)比度，全彩屏實(shí)際表現(xiàn)的顏色受到很多限制，當(dāng)夜晚時(shí)，必須降低屏體亮度，

16、此時(shí)能夠顯示的色彩就會(huì)減少，因此，數(shù)字RGB顯示的色彩肯定少于16M色，為了解決這個(gè)問題，需要更高層次的灰度，1Bill色的系統(tǒng)（紅綠藍(lán)各1024級(jí)色）可以表現(xiàn)更真實(shí)的色彩，因?yàn)閺?56級(jí)灰度擴(kuò)大到1024級(jí)，極大的豐富了可表現(xiàn)的色彩數(shù)目。虛擬象素技術(shù)（Virtual Resolution）也稱共享象素或動(dòng)態(tài)象素，將4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上顯示，其效果相當(dāng)于將間距縮小一半，其成本與傳統(tǒng)做法基本相比，基本沒增加，但可以做到原來4倍的分辨率。一致性（Uniformity）整個(gè)畫面的質(zhì)量很大程度上取決于LED的一致性。一致性的問題是LED固有的問題，當(dāng)LED生產(chǎn)

17、時(shí)。他們的亮度，視角，還有其它的特性實(shí)際上都不統(tǒng)一，這些參數(shù)分布在某一范圍，制造商工藝控制的越好，這個(gè)范圍越小，選用優(yōu)質(zhì)廠商提供的LED可以減少調(diào)試的工作量，人眼對(duì)顏色和亮度的敏感度相當(dāng)高，對(duì)于LED之間的差別很容易察覺，特別在高亮的顯示系統(tǒng)中，這種差別更大，設(shè)計(jì)者必須采用各種技術(shù)來消除這種差別，增加一致性。色差（Colour Shift）LED顯示屏由紅綠藍(lán)三色組合來產(chǎn)生各種顏色，但這三種顏色由不同材料做成，視角是有差異的，不同LED的光譜分布都是變化的，這些能被觀測(cè)的差異稱為色差。當(dāng)偏過一定角度觀察LED時(shí)，其顏色發(fā)生改變,人眼判斷真實(shí)畫面的色彩的能力（比如電影畫面）比觀測(cè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的畫面

18、要好。單元板規(guī)格（Cell board size）指單元板的尺寸，通常用單元板長(zhǎng)乘以寬的表達(dá)式表示，以毫米為單位。（48×244）單元板像素的行元板的解析度（Cell board pixels）：指一塊單元板有多少個(gè)像素，通常用單數(shù)乘以列數(shù)的表達(dá)式表示。（如：64×32）像素密度（Lattice density）也稱點(diǎn)陣密度，通常指每平方米顯示屏上的像素個(gè)數(shù)。每平方米最大的功耗（Consumption per sqm）每平方米每小時(shí)的最大耗電量，通常是指顯示屏全白色工作情況下的耗電量。因?yàn)樵陔娫丛O(shè)計(jì)上我們采用了增容設(shè)計(jì)，所以在顯示屏滿負(fù)荷情況下，也不會(huì)達(dá)到電源的最大功率，對(duì)顯示屏起到了很好的保護(hù)作用。重量（Kg）通常指每平方米屏體的重量（含電源、邊框等），但不包括框架的重量。通訊距離（Communication distance）操作平臺(tái)（電腦）與屏幕之間的距離。通常8芯網(wǎng)線傳輸不大于130米，光纖傳輸在500米1300米。支持模式（Support mode）VGA的英文全稱是Video Graphic Array，即顯示繪圖陣列，通常說的顯卡接口。VGA支持在640X480