LED显示屏基本参数说明

LED显示屏基础知识
一:什么是led显示屏
  LED显示屏(LED panel):又叫电子显示屏或者飘字屏幕。是由LED点阵组成,通过红或绿灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频,内容可以随时更换,各部分组件都是模块化结构的显示器件。通常由显示模块、控制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;控制系统通过控制相应区域的亮灭,可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容,恒舞动卡主要是播放动画的;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显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像;不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。
  LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展,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、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀
性,可靠性、全化方向发展。
  LED显示屏性能超:
  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.
  超级灰度控制 具有1024-4096级灰度控制,显示颜16.7M以上,彩清晰逼真,立体感强.
  静态扫描技术 采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发光亮度.
  自动亮度调节 具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获得最佳播放效果.
  全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于调试维护.
  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,像素筒可采用P10mm、P16mm等多种规格.
  先进的数字化视频处理,技术分布式扫描,模块化设计/恒流静态驱动,亮度自动调节,
  超高亮纯象素
  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、远程控制.
二:国内LED显示屏的主要品牌
  国内LED显示屏的生产技术基本与世界同步,国内知名品牌有:德彩光电(dicolor)、联森(lenson)、良辉光电(lhgd)、通普(TOP)、艾比森(absen)、艾斯威(aswei)、山木显示(skymax-display)、利亚德(leyard)等。
  三:LED的彩与工艺
 
          制造LED的材料不同,可以产生具有不同能量的光子,借此可以控制LED所发出光的波长,也就是光谱或颜。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,可以理解为点亮或工作电压)为1.424V,发出的光线为红外光谱。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,理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED,下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过PN结压降可以确定LED的波长颜。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。由于制造采用了镓、砷、磷三种元素,所以俗称这些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,可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。发光强度: 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 Candle power) 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。(以前指直径为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1 CD烛光照射在距离为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的光通量均匀地分布在1平方米面积上的照度。 8. 一般主动发光体采用发光强度单位烛光 CD,如白炽灯、LED等;反射或穿透型的物体采用光通量单位流明L,如LCD投影机等;而照度单位勒克司Lux,一般用于摄影等领域。三种衡量单位在数值上是等效的,但需要从不同的角度去理解。比如:如果说一部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),则其照度为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,则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均匀,亮度将大打折扣,一般有50%的效率就很好了。 9. 实际使用中,光强计算常常采用比较容易测绘的数据单位或变向使用。对于LED显示屏这种主动发光体一般采用CD/平方米作为发光强度单位,并配合观察角度为辅助参数,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佳视角上的发光强度,假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定,则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外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效果。普通室内LED,最大亮度在700~2000 CD
/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,最佳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。一般来说相同的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较紧密规则排放,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均匀。在计算显示屏发光强度时,需根据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。 11. 一般LED的发光寿命很长,生产厂家一般都标明为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,亮度就只有原来的一半了。亮度衰减周期与LED生产的材料工艺有很大关系,一般在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。配、白平衡: 12. 白是红绿蓝三按亮度比例混合而成,当光线中绿的亮度为69%,红的亮度为21%,蓝的亮度为10%时,混后人眼感觉到的是纯白。但LED红绿蓝三的品坐标因工艺过程等原因无法达到全谱的效果,而控制原包括有偏差的原的亮度得到白光,称为配。 13. 当为全彩LED显示屏进行配
前,为了达到最佳亮度和最低的成本,应尽量选择三原发光强度成大致为3:6:1比例的LED器件组成像素。 14. 白平衡要求三种原在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白。 15.原、基: 16. 原指能合成各种颜的基本颜。光中的原为红、绿、蓝,下图为光谱表,表中的三个顶点为理想的原波长。如果原有偏差,则可合成颜的区域会减小,光谱表中的三角形会缩小,从视觉角度来看,彩不仅会有偏差,丰富程度减少。 17. LED发出的红、绿、蓝光线根据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、蓝紫较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。三个原中绿最为重要,因为绿占据了白中69%的亮度,且处于彩横向排列表的中心。因此在权衡颜的纯度和价格两者之间
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的关系时,绿是着重考虑的对象。四:LED显示屏发展历程40年回顾
四:LED显示屏发展历程40年回顾
  1970年代最早的GaP、GaAsP同质结红、黄、绿低发光效率的LED已开始应用于指示灯、数字和文字显示。
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  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一直受到颜和发光效率的限制,但由于GaP和GaAsP LED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InGaN LED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InGaA1
人脸识别考勤P 620nm橙超高亮度LED,1992年InGaA1p590nm黄超高亮度LED实用化。同年,东芝公司研制InGaA1P 573nm黄绿超高亮度LED,法向光强达2cd。1994年日本日亚公司研制成InGaN 450nm蓝(绿)超高亮度LED。至此,彩显示所需的三基红、绿、蓝以及橙、黄多种颜的LED都达到了坎德拉级的发光强度,实现了超高亮度化、全化,使发光管的户外全显示成为现实。 我国发展LED起步于七十年代,产业出现于八十年代。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“五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术, 使我国LED的生产技术已向前跨进了一步。
  二、超高亮度LED的性能:
  超高亮度红A1GaAsLED与GaAsP-GaP LED相比,具有更高的发光效率,透明衬低(TS)A1GaAs LED(640nm)的流明效率已接近10lm/w,比红GaAsP-GaP LED大10倍。超高亮度InGaAlP LED提供的颜与GaAsP-GaP LED相同包括:绿黄(560nm)、浅绿黄(570nm)、黄(585nm)、浅黄(590nm)、橙(605nm)、浅红(625nm深红(640nm)。透明衬底A1GaInP LED发光效率与其它LED结构及白炽光源的比较,InGaAlP LED吸收衬底(
AS)的流明效率为101m/w,透明衬底(TS)为201m/w,在590-626nm的波长范围内比GaAsP-GaP LED的流明效率要高10-20倍;在560-570的波长范围内则比GaAsP-GaP LED高出2-4倍。超高亮度InGaN LED提供了兰光和绿光,其波长范围兰为450-480nm,兰绿为500nm,绿为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,可以取代功率1w以内的白炽灯,而且用LED阵列可以取代功率150w以内的白炽灯。对于许多应用,白炽灯都是采用滤光片来得到红、橙、绿和兰,而用超高亮度LED则可得到相同的颜。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。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、全显示的需要,用LED彩大屏幕可以表现天空和海洋,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。 电热丝切割机
 
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 三、超高亮度LED的应用:
  1.信息指示灯
  汽车信号指示:汽车指示灯在车的外部主要是方向灯、尾灯和刹车灯;在车的内部主要是各种仪表的照明和显示。超高亮度LED用于汽车指示灯与传统的白炽灯相比具有许多优点,在汽车工业中有着广泛的市场。LED能够经受较强的机械冲击和震动。平均工作寿命MTBF比白炽灯泡高出几个量级,远远高出汽车本身的工作寿命,因此LED刹车灯可封装成一个整体,而不必考虑维修。透明衬底Al.GaAs和AlInGaP LED与带有滤光片的白炽灯泡相比具有相当高的流明效率,这样LED刹车灯和方向灯就能够在较低的驱动电流下工作,典型的驱动电流只有白炽灯的1/4,从而降低了汽车用于行驶距离。较低的电功率还可降低汽车内部线路系统的体积和重量,同时还可减小集成化的LED信号灯的内部温升,允许透
镜和外罩使用耐温性能较低的塑料。LED刹车灯的响应时间为100ns,比白炽灯的响应时间短,这样便给司机留下了更多的反应时间,从而提高了行车的安全保证。汽车的外部指示灯的照度及颜均有明确规定。汽车的内部照明显示虽不像外部信号灯那样受到政府有关部门的控制,但汽车的制造者对LED的颜及照度有要求。GaP LED早已用于车内,超高亮度AlGaInP和InGaN LED由于在颜和照度上可满足制造者的要求,因而将更多的取代车内白炽灯。从价格上看,尽管LED灯与白炽灯相比还是较贵的,但从整个系统来看,二者的价格并没有明显的差别。随着超高亮度TS AlGaAs和AlGaInP LED实用化的发展,最近几年价格一直在不断降低,今后降低的幅度还会更大。
  交通信号指示:用超高亮度LED取代白炽灯,用于交通信号灯、警示灯、标志灯现已遍及世界各地,市场广阔,需求量增长很快。根据美国交通部门1994年的统计,美国安装交通信号灯的十字路口有26万个,每个十字路口至少要有12个红、黄、蓝绿信号灯。许多十字路口还有一些附加的转变标志和跨越马路的人行横道警示灯。这样,每个十字路口可有20信号灯,而且要同时发光。由此可推算出美国全国约有1.35亿个交通信号灯。目前采用超高亮度LED取代传统的白炽的灯降低电力损耗已取得明显效果。日本每年在交通信号灯上的耗电量约为100万千瓦,采用超高亮度LED取代白炽灯后,其耗电量仅为原来的1
2%。

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