LED显示屏基础.docx
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LED显示屏基础
LED显示屏基础
一、 什么是LED?
1、L-E-D是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,其基本的结构如下图所示
PN结 LED发光二极管符号
2、发光原理:
当PN结内的电子与空穴复合时,电子由高能级跃迁到低能级,电子将多余的能量以发射光子(电磁波)的形式释放出来,产生电致发光现象。
发光颜色与构成其基底的材质元素有关。
3、LED的优点:
具有体积小,效率高,反应快,色彩稳定,寿命长,能耗小,易控制。
4、LED品质:
LED质量的好坏取决于芯片的材料和封装技术。
5、常见的LED晶片:
日本日亚(B),美国CREE(G)、惠普(R),国产(大连路美)AXT,台湾芯片(华尚、国联/光磊(R)、广稼、晶元)等。
6、LED的分类:
按发光颜色可分成红色、橙色、白色、紫色、绿色(黄绿、标准绿和纯绿)、蓝色等;按出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管等;按结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等;按发光强度分有普通亮度(发光强度小于10mcd)、超高亮度(发光强度大 于100mcd)和高亮度(发光强度在10—100 mcd)……
7、LED显示屏常用芯片的发光颜色及对应波长范围:
红(RED):
R(610nm-640nm)、绿(GREEN):
G(正波长520-525)、蓝(BLUE):
B(正波长465-470)。
8、L-E-D单灯工作电压:
红灯(R):
1.8-2.2V;绿灯(G):
3.2-3.5V;蓝灯(B):
3.0-3.3V
二、LED显示屏概述:
1、LED显示屏是利用发光二极管(LED)作为发光体制作的平板矩阵显示器。
LED具有光电转换效率高、驱动电压低,易于与计算机接口、使用寿命长的特性,屏幕的大小可按需要无缝拼接。
视屏—LED屏幕与其控制计算机的显示器具有点-点对应的映射关系,视屏具有灰度控制,并且与计算机显示器同步显示,因此可以播放动画、VCD,配接专用的多媒体卡,可以播放视频信号,具有丰富的表现力。
视屏不能脱离计算机工作,一般情况下,一台计算机控制一块视屏。
在一些具特殊要求的场合客户要求显示屏能够显示电视节目、DVD视频、DV机视频信息等。
某些LED控制系统厂家已开发出了可脱离PC机显示电视节目、DVD视频、DV机视频信息;如KINGLED公司开发的
主控制器:
MW1313DC –XGA,接收盒:
MW1314C-V;扫描板:
MW1322-V
LED屏体:
将LED模块或集束管按照实际需要大小拼装排列成矩阵,配以专用显示电路,直流稳压电源,软件,框架及外装饰等,即构成一LED显示屏。
1、 屏体分辨率:
LED显示屏横向像素点数乘以纵向像素点数,即为屏体分辨率。
屏幕的分辨率是指屏幕具有的像素点的数量,目前主要比例是4:
3和16:
9,电脑的主要工作模式有640X480、800X600、1024X768三种。
屏幕的分辨率越高,可以显示的内容越多,画面越细腻,但是,分辨率越高,造价也就越昂贵。
2、 灰度:
是指像素发光明暗变化的程度。
每种基色具有的亮度等级称为灰度级,灰度级越高,色彩再现越逼真。
灰度的实现是通过控制LED管的电流的占空比来实现的。
3、 亮度(Luminance):
在给定方向上, 每单位面积上的发光强度。
亮度的单位是cd/m2。
亮度与单位面积的LED数量、LED本身的亮度成正比。
LED的亮度与其驱动电流成正比,但寿命与其电流的平方成反比,所以不能为了追求亮度过分提高驱动电流。
4、 对比度的定义:
对比度=发光时的亮度 (发光亮度)/不发光时的亮度(反射亮度),为了能够显示出亮度均一的文字和图像,不受周围光线的影响,屏幕应具有足够的对比度。
5、 屏幕的均匀性:
由于屏幕画面是由很多个像素组成的,所以控制像素的亮度差就是一个很重要的课题,像素的亮度差用屏幕的均匀性来衡量,均匀性定义如下:
均匀性=白平衡时最暗像素点的亮度/白平衡时最亮像素点的亮度。
在调节LED显示屏白平衡时,红、绿、蓝三色亮度配比方面:
简单红绿蓝亮度比为:
3:
6:
1;精确红绿蓝亮度比为:
3.0:
5.9:
1.1。
6、 LED显示屏系统组成:
①显示屏体 ②控制系统 (包括主控和扫描,或称为发送和接收卡;亦有称接收卡为数据采集卡等) ③计算机及计算机外设备(如PCTV多媒体电视卡,智能定时开关机设备) ④系统软件(二次开发等软件)
7、 一般情况下显示屏亮度:
(1)室内:
>800CD/m2
(2)半户外:
>2000CD/m2(3)户外(坐南朝北):
>4000CD/m2,(坐北朝南):
>8000CD/m2。
显示屏(户外全彩LED屏一般都是静态驱动的,全彩屏亮度每平米达到5500CD以上,户外单双色的是1/4扫描,每平米亮度在3500CD以上;室内全彩屏一般1/8扫描,亮度在1000CD以上,室内单双色是1/16扫描,每平米的亮度在150CD以上)扫描都可做成静态扫描的,亮度可以增加。
成本也相应的提高。
8、 在明确亮度及点密度的要求条件下,如何计算机单管的亮度?
如:
(以两红、 一绿、一蓝为例)
例如:
P20 每平米2500 点密度,2R1G1B,每平米亮度要求为5000 CD/M2, 则:
红色LED 灯亮度为:
5000÷2500×0.3÷2=0.3 CD
绿色LED 灯亮度为:
5000÷2500×0.6=1.2 CD
蓝色LED 灯亮度为:
5000÷2500×0.1=0.2 CD
每像素点的亮度为:
0.3×2+1.2+0.2=2.0 CD
注:
亮度的单位1cd烛光=1000mcd毫烛光
所以要了解客户安装显示屏的场地(也就从中掌握了要求的是室内屏或是室外屏),另外不同规格的显示屏具有不同距离的最佳视距,最佳视距S=PXX*1000m。
如P20的最佳视距S=0.02*1000=20M。
9、 LED显示屏的分类
按照安装环境分:
室内LED显示屏、半户外LED显示屏、户外LED显示屏;
按照颜色分:
单色LED显示屏、双色LED显示屏、全彩LED显示屏、伪彩LED显示屏;
根据功能区可分为条屏、图文屏、视屏、数码屏、点阵数码混合屏。
注:
汉字都是16*16(最小单位)点阵;即四个模块可以显示一个汉字。
室内LED点阵显示屏的构成:
模块(8*8或4*4)→单元板→→LED显示屏
边框→
户内表贴三合一显示屏构成 LED3合1灯→模组→→箱体→LED显示屏
→套件→
户内表贴三并一显示屏构成 SMD LED 单灯→模组→→箱体→LED显示屏
→套件→
户外LED显示屏构成 LED单灯→模组→→箱体→LED显示屏
→套件→
10、 LED显示屏的特点:
亮度高,目前户外单灯的亮度已超过6,000mcd;功耗低,具有较高的光电转换效率;寿命长,LED寿命长达200,000小时以上;响应速度快,ns级,无余灰;低电压低电流驱动,易于与计算机接口;屏幕尺寸可大可小,最大可以作到300m2;视角大,室内屏视角大于±60度,室外屏视角大于±80度;视距可通过选择不同直径与不同点距的产品来调整,小到几十厘米,大到几百米均可满足要求;组态灵活,简单到数码显示,复杂到全彩色视屏都有不同种类的产品可以满足要求,室内室外都有相应的产品;易与计算机接口,支持软件丰富。
11、 LED显示产品可广泛应用于:
交通、广告、新闻、体育、金融、舞台、证券。
在商业领域,各商场都可采用LED显示屏作为商业广告和顾客引导的媒体。
LED显示屏安装方式:
贴墙、屋顶、吊挂、镶墙、落地式
像素密度=(1000/点间距)的平方,点间距单位mm
1R 指1个单红色灯
2R1G 指2个红色灯和1个绿色灯
2R1G1B 指2个红色灯、1个绿色灯和1个蓝色灯(就是说一个像素点有4个灯)
注:
2R1G1B可为实像素也可以是虚拟像素
虚拟像素分析 实质上是分时复用的概念 实像素点若为m*n,则虚拟像素点有(2m-1)*(2n-1),若m,n足够大,约等于4m*n,即为实像素的4倍 对于图像分辨率增强,表现更细腻 (相对节约成本) 显示小字号文字有问题 分时扫描,牺牲亮度和刷新率
三、LED显示屏专业术语
1、 什么是像素,像素直径,点间距 像素点:
LED显示屏的最小发光单位,同普通电脑显示器中所说的像素含义相同;LED显示屏中的每一个可被单独控制的发光单元称为像素。
像素直径:
像素直径∮是指每一LED发光像素点的直径,单位为毫米。
像素间距:
LED显示屏的两像素间的中心距离称为像素间距,又叫点间距。
点间距越密,在单位面积内像素密度就越高,分辨率亦高,成本也高。
像素直径越小,点间距就越小。
2、 什么是LED显示模块 LED显示模块:
由若干个显示像素组成的,结构上独立、能组成LED显示屏的最小单元,典型的有8*8点阵模块等。
3、单元板:
是显示屏的主体组成单元,由发光材料及驱动电路构成。
室内屏通常由单元板构成。
模组:
户外显示屏的最小显示单元。
由若干个发光二极管按照一定的排列顺序,通过焊接、灌胶等工艺封装在固定的模壳里,便成为一个模组。
单元箱体:
是显示屏的主体组成单元,由单元板按一定次序组成。
户外屏通常由单元箱体构成。
3、 什么是DIP?
DIP是 DOUBLE IN-LINE PACKAGE 的缩写,双列直插式组装,主要用于室内全彩屏
4、 什么是SMT?
什么是SMD?
SMT就是表面组装技术(SURFACE MOUNTED technology的缩写),是目前电子组装行业里最流行的一种技术与工艺;SMD是表面组装器件(surface mounted device的缩写),用于户内全彩色显示屏,可实现单点维护,有效克服马赛克现象。
5、 什么是插灯模组,优点与缺点各是什么?
是指DIP封装的灯将灯脚穿过PCB板,通过焊接将锡灌满在灯孔内,由这种工艺作成的模组就是插灯摸组,优点是:
亮度高,散热好,缺点是像素密度小。
6、什么是表贴模组?
优点与缺点是什么?
表贴也叫SMT,将SMT封装的灯通过焊接工艺焊接在PCB板的表面,灯脚不用穿过PCB板,由这种工艺作成的模组叫表贴模组,优点是:
显示效果好,像素密度大,适合室内观看:
缺点是亮度不够高,灯管自身散热不够好。
7、什么是亚表贴模组?
优点和缺点是什么?
亚表贴是介于DIP与SMT之间的一种产品,其LED灯的封装表面和SMT一样,但是它的正负级引脚和DIP的一样,生产时也是穿过PCB来焊接的,其优点是:
亮度高,显示效果好,缺点是:
工艺复杂,维修困难
8、什么是三合一?
其优点与缺点是什么?
是指将RGB三种不同颜色的LED晶片封装的SMT灯按照一定的间距垂直并列在一起;三合一的优点:
效果好;缺点:
工艺复杂,维修困难;成本高。
9、 什么是三并一?
是将RGB三种独立封装的SMT灯按照一定的间距垂直并列在一起;
10、 室内模块全彩屏与贴片全彩屏有什么区别?
(1)发光部分:
模块全彩屏的显示模块一般为黄绿的,纯绿的模块价格较贵; 贴片全彩屏一般使用纯绿管芯
(2)显示效果:
模块全彩屏像素点视觉感觉较粗,亮度较低,容易有马赛克现象;贴片全彩屏一致性较好,亮度较高(3)维护:
模块全彩不易维护,整块模块更换成本较高;贴片全彩易维护,可进行单灯维修更换
11、户外屏能不能用表贴LED,为什么?
不能。
户外屏安装结构要求严格,贴片LED 无法适应户外的恶劣环境;户外屏亮度要求较高
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