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    鉅盛電子:詳解LED顯示屏基礎知識和特性用途

    發布時間:2019-10-25 17:44:05


    LED顯示屏是一種平板顯示器,由一個個小的LED模塊面板組成,用來顯示文字、圖像、視頻、錄像信號等各種信息的設備。

    1.背景介紹:

    LED的發光顏色和發光效率與制作LED的材料和工藝有關 ,燈球剛開始全是藍光的,后面再加上熒光粉,根據用戶的不同需要,調節出不同的光色,廣泛使用的有紅、綠、藍、黃四種。由于LED工作電壓低(僅 1.2~4.0V),能主動發光且有一定亮度 ,亮度又能用電壓(或電流)調節,本身又耐沖擊、抗振動、壽命長(10 萬小時),所以在大型的顯示設備中,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晶片或燈管放在一起作為一個像素制作的顯示屏稱為三色或雙基色屏,把紅、綠、藍三種LED晶片或燈管放在一起作為一個像素的顯示屏叫三基色屏或全彩屏。如果只有一種色就叫做單色或單基色屏,制作室內 LED 屏的像素尺寸一般是1.5-12 毫米,常常采用把幾種能產生不同基色的LED管芯封裝成一體,室外LED 屏的像素尺寸多為6-41.5毫米,每個像素由若干個各種單色LED組成。

    無論用LED制作單色、雙色或三色屏,欲顯示圖象需要構成像素的每個LED的發光亮度都必須能調節,其調節的精細程度就是顯示屏的灰度等級?;叶鹊燃壴礁?,顯示的圖像就越細膩,色彩也越豐富,相應的顯示控制系統也越復雜。一般 256 級灰度的圖像,顏色過渡已十分柔和,而16級灰度的彩色圖像,顏色過渡界線十分明顯。所以,彩色LED屏當前都要求做成256級到4096級灰度的。

    2.優勢分析:

    1)面積延展性,LCD面積大了難以實現無縫拼接,LED顯示屏可任意延展,并實現無縫拼接。

    2LCD等離子屏光通量衰減很快,一般運行一年半左右時間,就需要更換,但LED顯示屏同等運行條件下至少五年沒問題。

    3LED刷屏機可運用互動技術,增強刷屏機作為廣告媒介與廣告受眾之間的互動,如定制觸摸屏、實現云技術播控管理等。

    4)在顯示效果方面,LED顯示屏的高亮度、較廣的觀看角度和良好的色彩還原能力也優于LCD屏。LED刷屏機一般用于機場、商場、酒店、高鐵、地鐵、影院、展會、寫字樓等,目標客戶消費能力強,具有巨大的廣告價值。

    3.參數介紹

    LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發展,是與它本身所具有的優點分不開的。這些優點概括起來是:亮度高、工作電壓低、功耗小、大型化、壽命長、耐沖擊和性能穩定。LED的發展前景極為廣闊,正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發光密度、更高的發光均勻性,可靠性、全色化方向發展。LED顯示屏廣泛應用在體育場館、商業應用、銀行、證劵、郵政、碼頭、商場、車站、郵政、電訊、機關、監控、學校、餐廳、酒店、娛樂、等不同戶外場所的廣告宣傳。

    LED顯示屏性能超群:

    1)發光亮度強,在可視距離內陽光直射屏幕表面時,顯示內容清晰可見. 超級灰度控制 具有1024-4096級灰度控制,顯示顏色16.7M以上,色彩清晰逼真,立體感強。

    2)靜態掃描技術,采用靜態鎖存掃描方式,大功率驅動,充分保證發光亮度。

    3)自動亮度調節,具有自動亮度調節功能,可在不同亮度環境下獲得最佳播放效果。

    4)全面采用進口大規模集成電路,可靠性大大提高,便于調試維護。

    5)先進的數字化視頻處理,技術分布式掃描,BSV液晶拼接技術高清顯示,模塊化設計/恒流靜態驅動,亮度自動調節,超高亮純色象素,影像畫面清晰、無抖動和重影,杜絕失真。視頻、動畫、圖表、文字、圖片等各種信息顯示、聯網顯示、遠程控制。

    6)一般LED的發光壽命很長,生產廠家一般都標明為100,000小時以上,實際還應注意LED的亮度衰減周期,如大部分用于汽車尾燈的UR紅管點亮十幾至幾十小時后,亮度就只有原來的一半了。亮度衰減周期與LED生產的材料工藝有很大關系,一般在經濟條件許可的情況下應選用亮度衰減較緩慢的四元素LED。

    7)白色是紅綠藍三色按亮度比例混合而成,當光線中綠色的亮度為69%,紅色的亮度為21%,藍色的亮度為10%時,混色后人眼感覺到的是純白色。但LED紅綠藍三色的色品坐標因工藝過程等原因無法達到全色譜的效果,而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光,稱為配色。

    8)當為全彩色LED顯示屏進行配色前,為了達到最佳亮度和最低的成本,應盡量選擇三原色發光強度成大致為3:6:1比例的LED器件組成像素。

    4.分類介紹

    1)按使用環境分為戶內 , 戶外及半戶外:

    戶內屏面積一般從不到1平米到十幾平米, 室內LED顯示屏在室內環境下使用,此類顯示屏亮度適中、視角大、混色距離近、重量輕、密度高,適合較近距離觀看。

    戶外屏面積一般從幾平米到幾十甚至上百平米,點密度較稀(多為2500-1000點每平米), 發光亮度在5500-8500cd/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抗雨及防雷能力。

    半戶外屏介于戶外及戶內兩者之間, 具有較高的發光亮度, 可在非陽光直射戶外下使用,屏體有一定的密封,一般在屋檐下或櫥窗內。

    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光材料,多為單紅色, 在某些特殊場合也可用黃綠色 ( 例如殯儀館 ) 。

    雙基色LED顯示屏由紅色和綠色LED燈組成,256級灰度的雙基色顯示屏可顯示65,536種顏色(雙色屏可顯示紅、綠、黃3種顏色)。

    全彩色LED顯示屏由紅色、綠色和藍色LED燈組成,可顯示白平衡和16,777,216種顏色。

    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視器, 它以至少 30 / 秒的更新速率點點對應地實監視器上的圖時映射電腦像 , 通常具有多灰度的顏色顯示能力,可達到多媒體的宣傳廣告效果。

    異步方式是指LED屏具有存儲及自動播放的能力,在 PC 機上編輯好的文字及無灰度圖片通過串口或其他網絡接口傳入 LED , 然后由 LED 屏脫機自動播放,一般沒有多灰度顯示能力,主要用于顯示文字信息,可以多屏聯網。

    4)按像素密度或像素直徑劃分:

    P1.58 400689/平米

    P1.9 277000/平米

    P2.0 250000/平米

    P2.5 160000/平米

    P3 111111/平米

    P4 62500/平米

    P5 40000/平米

    P6 27777/平米

    P7.62 17222/平米

    P8 15625/平米

    P10 10000 /平米

    戶外屏的像素直徑及像素點數:

    P10 10000/平米

    P12.5 6400/平米

    P16 3906/平米

    P20 2500/平米

    P25 1600 /平米

    P31.25 1024 /平米

    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:一般為數碼管或單基色顯示屏;

    LED視頻顯示屏:顯示器件是由許多發光二極管組成,可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。

    常規型LED顯示屏:采用鋼結構將顯示屏固定安裝于一個位置。主要常見的有戶外大型單立柱LED廣告屏,以及車站里安裝在墻壁上用來播放車次信息的單、雙色LED顯示屏等。

    租賃型LED顯示屏:在設計時,研發部就考慮到該屏經常會用于安裝與拆卸,所以左右箱體采用帶定位功能的快速鎖連接,定位精準,整個箱體安裝10秒之內完成。租賃屏主要用于舞臺演出、婚慶場所以及大型春晚。

    5.特點分析

    1.亮度高:戶外LED顯示屏的亮度大于8000mcd/㎡,是唯一能夠在戶外全天候使用的大型顯示終端;戶內LED顯示屏的亮度大于2000mcd/㎡。

    2.壽命長:LED壽命長達100,000小時(十年)以上,該參數一般都指設計壽命,亮度暗了也算;

    3.視角大:室內視角可大于160度,戶外視角可大于120度。視角的大小取決于LED發光二極管的形狀。

    4.屏幕面積可大可小,小至不到一平米,大則可達幾百、上千平米;

    5.易與計算機接口,支持軟件豐富。

    6.實際作用

    1.起到商品宣傳,吸引顧客的作用。

    2.起到店面裝飾,提高企業檔次的作用。

    3.起到照明,標新立異的作用。

    4.起到普及知識的作用。(可用于播放企業產品的小信息,相關行業的知識)

    5.起到公告板的作用。(促銷,招聘信息發布)

    6.起到烘托氣氛的作用。通過顯示屏幕可播放上級領導及各種貴賓蒞臨參觀、指導的歡迎詞,各種重大節日的慶祝詞等。

    7.起到警示作用,經常用于道路交通LED導航指示等。

    不可否認,商家樹立廣告牌的最終目的就是宣傳商品信息,吸引目標顧客,盡最大可能地賺取最大的利潤。而LED廣告牌正是為了實現這個目的成為企業宣傳的頭項選擇。

    7.技術指標

    1)像素失控率

    像素失控率是指顯示屏的最小成像單元(像素)工作不正常(失控)所占的比例。而像素失控有兩種模式:一是盲點,也就是瞎點,在需要亮的時候它不亮,稱之為瞎點;二是常亮點,在需要不亮的時候它反而一直在亮著,稱之為常亮點。一般地,像素的組成有2R1G1B2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍燈,下述同理)、1R1G1B、2R1G、3R6G等等,而失控一般不會是同一個像素里的紅、綠、藍燈同時全部失控,但只要其中一顆燈失控,我們即認為此像素失控。為簡單起見,我們按LED顯示屏的各基色(即紅、綠、藍)分別進行失控像素的統計和計算,取其中的最大值作為顯示屏的像素失控率。

    失控的像素數占全屏像素總數之比,我們稱之為“整屏像素失控率”。另外,為避免失控像素集中于某一個區域,我們提出“區域像素失控率”,也就是在100×100像素區域內,失控的像素數與區域像素總數(即10000)之比。此指標對《LED顯示屏通用規范》SJ/T11141-2003中“失控的像素是呈離散分布”要求進行了量化,方便直觀。

    國內的LED顯示屏在出廠前均會進行老化(烤機),對失控像素的LED燈都會維修更換,“整屏像素失控率”控制在1/104之內、“區域像素失控率”控制在3/104之內是沒問題的,甚至有的個別廠家的企業標準要求出廠前不允許出現失控像素,但這勢必會增加生產廠家的制造維修成本和延長出貨時間。在不同的應用場合下,像素失控率的實際要求可以有較大的差別,一般來說,LED顯示屏用于視頻播放,指標要求控制在1/104之內是可以接受,也是可以達到的;若用于簡單的字符信息發布,指標要求控制在12/104之內是合理的。

    2)灰度等級

    灰度也就是所謂的色階或灰階,是指亮度的明暗程度。對于數字化的顯示技術而言,灰度是顯示色彩數的決定因素。一般而言灰度越高,顯示的色彩越豐富,畫面也越細膩,更易表現豐富的細節。

    灰度等級主要取決于系統的A/D轉換位數。當然系統的視頻處理芯片、存儲器以及傳輸系統都要提供相應位數的支持才行。目前國內LED顯示屏主要采用8位處理系統,也即25628)級灰度。簡單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。采用RGB三原色即可構成256×256×256=16777216種顏色。即通常所說的16兆色。國際品牌顯示屏主要采用10位處理系統,即1024級灰度,RGB三原色可構成10.7億色。

    灰度雖然是決定色彩數的決定因素,但并不是說無限制越大越好。因為首先人眼的分辨率是有限的,再者系統處理位數的提高會牽涉到系統視頻處理、存儲、傳輸、掃描等各個環節的變化,成本劇增,性價比反而下降。一般來說民用或商用級產品可以采用8位系統,廣播級產品可以采用10位系統。

    3)亮度鑒別等級

    亮度鑒別等級是指人眼能夠分辨的圖像從最黑到最白之間的亮度等級。前面提到顯示屏的灰度等級有的很高,可以達到256級甚至1024級。但是由于人眼對亮度的敏感性有限,并不能完全識別這些灰度等級。也就是說可能很多相鄰等級的灰度人眼看上去是一樣的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。對于顯示屏,人眼識別的等級自然是越多越好,因為顯示的圖像畢竟是給人看的。人眼能分辨的亮度等級越多,意味著顯示屏的色空間越大,顯示豐富色彩的潛力也就越大。亮度鑒別等級可以用專用的軟件來測試,一般顯示屏能夠達20級以上就算是比較好的等級了。

    4)驅動方式

    常見的驅動方式一般有恒壓驅動和恒流驅動,恒壓驅動就是以恒定的電壓輸入進行驅動、點亮屏幕。這種方式很少見。恒流驅動就是用恒定的電流提供驅動、點亮大屏。常見的是1/8,1/4,1/16掃描方式。這些所謂的掃描方式是指相近的幾個同色的燈用一個驅動芯片來進行驅動控制。當然驅動芯片越多亮度、刷新率越高,那么造價也是越高的。一般1/8是不錯的選擇。

    8. 安裝方式

    鑲嵌式安裝:適用于面積較小室內屏。由于安裝空間較小,為了不占用空間,根據屏體面積大小在墻體上挖出同樣大小的面積,把led顯示屏嵌入墻體中。要求墻體為實心墻體。采用前維護的方式,成本較高。

    掛式安裝:多適用于車站led電子顯示屏等大型場所起到指示標牌作用。要求屏體面積較?。?/span>10平方米以下),要求必須要有合適安裝的地點,如上方有橫梁或過梁處,且屏體一般情況下要加后蓋。

    壁掛式安裝:多適用于室內led顯示屏的安裝,面積較?。?/span>10平方米以下),墻體要求是實墻體,空心磚或簡易隔擋墻均不適合此安裝方式。

    屋頂式安裝:主要適用于戶外廣告led電子顯示屏,安裝地點主要是建筑物的屋頂,隨著建筑物高度的增加要考慮的防風級別也要隨著增加。

    立柱式安裝:多用于戶外廣告led顯示屏的安裝,視野開闊、周圍比較空曠的地方,如廣場、停車場等。根據屏體面積的大小又可以分為單立柱和雙立柱式的安裝。

    選購要點:

    環境亮度對于屏體的亮度要求

    一般亮度要求如下:

    1)室內:>800CD/M2

    2)半室內:>2000CD/M2

    3)戶外(坐南朝北):>5500CD/M2

    4)戶外(坐北朝南):>8000CD/M2

    考慮用戶場地所能允許的屏體面積的因素:

    1)有效視距與實際場地尺寸的關系;

    2)像素尺寸與分辯率;

    3)單元為基數的面積估計;

    4)屏體機械安裝及維護操作空間;

    5)屏體傾角對距離的影響。

    9.用戶需要的播放效果

    1)文字顯示:視其文字尺寸及分辯需求而定;

    2)普通視頻顯示:320×240點陣;

    3)數字標準DVD顯示:≥640×480點陣;

    4)完整計算機視頻:≥800×600點陣

    10.顯示屏的尺寸設計所要考慮的因素

    1)顯示內容的需要;

    2)場地空間條件;

    3)顯示屏單元模板尺寸(室內屏)或像素大?。☉敉馄粒?;

    4)顯示屏一般的長寬比例;

    5)圖文屏:根據顯示的內容確定;

    6)視頻屏:一般為43或接近43;理想的比例為169。

    如何辨別LED屏的好壞:

    1平整度:LED顯示屏的表面平整度要在±1mm以內,以保證顯示圖像不發生扭曲,局部凸起或凹進會導致顯示屏的可視角度出現死角。車載LED顯示屏廠家介紹平整度的好壞主要由生產工藝決定。

    2亮度及可視角度:室內全彩屏的亮度要在8002000cd/m2,室外全彩屏的亮度要在50007500cd/m2,才能保證顯示屏的正常工作,否則會因為亮度太低或太高看不清所顯示的圖像。亮度的大小主要由LED管芯晶體尺寸大小來決定??梢暯嵌鹊拇笮≈苯記Q定顯示屏受眾的多少,故而角度越大越好。而其大小主要由管芯的封裝方式來決定。

    3白平衡效果:白平衡效果是顯示屏最重要的指標之一,色彩學上當紅綠藍三原色的比例為14.60.16時才會顯示出純正的白色,如果實際比例有一點偏差則會出現白平衡的偏差,一般要注意白色是否有偏藍色,偏黃綠色現象。車載LED顯示屏廠家介紹白平衡的好壞主要有顯示屏的控制系統來決定,管芯對色彩的還原性也有影響。

    4有無色塊色差:色塊是指相鄰模組之間存在較明顯的色差,顏色的過渡以模塊為單位了,引起色塊現象主要是由控制系統較差,灰度等級不高,掃描頻率較低造成的。

    5色彩的還原性:色彩的還原性是指顯示屏對色彩的還原性,既顯示屏顯示的色彩要與播放源的色彩保持高度一致,這樣才能保證圖像的真實感。

    6有無馬賽克、死點現象:馬賽克是指顯示屏上出現單元模組的顏色不均勻的效果,常亮或常黑的小四方塊,即模組壞死現象,其主要原因為顯示屏所采用的接插件質量不過關。死點指顯示屏上出現的常亮或常黑的單個點,死點的多少主要由管芯的好壞來決定。


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