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LED顯示屏的基本概念

編輯：chinafpd 2009-08-25 17:47:22 瀏覽：2723 來源：光電新聞網(wǎng)

　　 1.LED 發(fā)光材料

　　LED 發(fā)光管（或稱單燈）：發(fā)光二極管的簡稱（Light Emetting Diode）。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)合時會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。由于LED 工作電壓低（僅1.5V -3V），能主動發(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、壽命長（10 萬小時），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

　　LED 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)，常用的為8X8 點陣模塊。

　　 LED 集束管：為提高亮度, 增加視距，將兩只以上至數(shù)十只LED 集成封裝成一只集束管，作為一個像素。這種LED 集束管主要用于制作間距較大的戶外屏，又稱為像素筒。目前國內(nèi)應(yīng)用較少。

　　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，可實現(xiàn)單點維護，有效克服馬賽克現(xiàn)象。

　　 2.LED 顯示屏

　　LED 屏體：將LED 模塊或集束管按照實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LED 顯示屏。

　　屏體分辨率：LED 顯示屏橫向像素點數(shù)乘以縱向像素點數(shù)，即為屏體分辨率。

　　單元板：是顯示屏的主體組成單元，由發(fā)光材料及驅(qū)動電路構(gòu)成。室內(nèi)屏通常由單元板構(gòu)成。

　　模組：戶外顯示屏的最小顯示單元。由若干個發(fā)光二極管按照一定的排列順序，通過焊接、灌膠等工藝封裝在固定的模殼里，便成為一個模組。

　　單元箱體：是顯示屏的主體組成單元，由單元板按一定次序組成。戶外屏通常由單元箱體構(gòu)成。

　　 3.像素

　　象素（PIXEL）：是畫面上可以被獨立控制的最小單元，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，每一部分由一個或幾個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。

　　像素：LED 顯示屏中的每一個可被單獨控制的發(fā)光單元稱為像素。

　　像素直徑：像素直徑∮是指每一LED 發(fā)光像素點的直徑，單位為毫米。

　　像素間距：LED 顯示屏的倆倆像素間的中心距離稱為像素間距，又叫點間距。點間距越密，在單位面積內(nèi)像素密度就越高，分辨率亦高，成本也高。像素直徑越小，點間距就越小。

　　4.基色

　　單基色：每一個像素有一個LED 管芯，可以為紅光管芯，可以為綠光管芯，也可以為藍(lán)光管芯。由于藍(lán)光管芯較貴，故單基色使用藍(lán)光管芯較少。

　　雙基色：每一個像素有兩個LED 管芯：一為紅光管芯，一為綠光管芯。紅光管芯亮?xí)r該像素為紅色，綠光管芯亮?xí)r該像素為綠色，紅綠兩管芯同時亮?xí)r則該像素為黃色。其中紅，綠為基色

　　全彩色：紅綠雙基色再加上藍(lán)基色，三種基色就構(gòu)成全彩色。由于藍(lán)色管芯價格逐步下降，以及全彩色較強的表現(xiàn)力，全彩色屏市場需求正處于上升期。

　　5.灰度

　　灰度等級（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級灰度，可以產(chǎn)生256X256X256＝16,777,216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)。

　　灰度（Grey Levels）：是指像素發(fā)光明暗變化的程度。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，在標(biāo)準(zhǔn)的全彩顯示屏中為256級灰度，對于體育場館的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。

　　6.亮度

　　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LED的亮度通常用millicandelas，MCD，即千分之一CD，把一個平方米的LED亮度加在一起，就得到單位面積亮度，用尼特（NITS）表示，1 NITS＝1 CD/m2。紅綠藍(lán)三色的亮度必須平衡才能準(zhǔn)確的還原真實色彩，換句話說，LED的白色必須是白色，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)中須有一個或兩個的亮度調(diào)低，為了獲取正確的白色，必須反復(fù)測量調(diào)整亮度，這個過程稱白平衡。另外，在給定方向上，每單位面積上的發(fā)光強度。亮度的公制單位是cd/m2。

　　7.控制技術(shù)

　　占空比：在一定的顯示區(qū)域內(nèi)，同時點亮的行數(shù)與整個區(qū)域行數(shù)的比例。室內(nèi)屏一般為1/16掃描或1/8 掃描，戶外屏一般為靜態(tài)。

　　行驅(qū)動電路，列驅(qū)動電路，掃描頻率。

　　8.可視距離

　　間距（PITCH）：相鄰象素的中心距離。間距越小，可視距離越短

　　可視距離（Viewing Distance）：對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，這個距離大約是點間距的3400倍。電視和電腦的觀測距離通常要小于這個要求，但可接受的距離不能小于點間距的1700倍.

　　可視角度（Viewing Angle）：當(dāng)觀察者面對LED時可以看到LED的最大亮度，當(dāng)觀察者向左或右移動時，看到的亮度會減小，當(dāng)亮度減到最大亮度的一半時，此時所處的角度加上向反方向移動得到的角度之和，稱水平可視角度，垂直可視角度用同樣方式測量。LED的視角廠家會給出參數(shù).

　　最小視距：對于具有一定形狀、亮度、距離的兩個光點，無法分辯該兩點的位置點到該兩點的最小垂直距離，稱為最小視距，而該點與兩個光點聯(lián)線的夾角稱為最小視角。因此影響最小視距和最小視角的因素有：光點的形狀、亮度、距離。

　　最大視距：對于具有一定亮度、距離的矩形顯示畫面，無法分辯該矩形顯示畫面內(nèi)容的位置點到該矩形畫面的最小垂直距離，稱為最大視距。因此影響最大視距的因素有：矩形顯示畫面亮度、距離。

　　有效視距：大于最小視距，小于最大視距的范圍，稱為有效視距。

　　 9.分辨率

　　分辨率（Resolution）：通常用于數(shù)字顯示設(shè)備，表示總的象素數(shù)量，一般寫成寬X高的形式，如800X600、

　　 10.刷新率

　　刷新率（Refresh Rate）：顯示屏畫面更新的速率，通常用赫茲表示（Hz）。

　　其他關(guān)鍵概念：

　　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(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)

　　場頻（Field）：PAL和NTSC的一半幀，因為PAL和NTSC是隔行掃描，每次刷新只顯示半幀圖像。

　　純綠（Pure green）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，如果一個象素里綠管的數(shù)量很多，比紅管和藍(lán)管的數(shù)量多，那肯定是黃綠管，因為黃綠的亮度不夠，必須用多個，但黃綠LED價格低廉。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)生一個更接近真實環(huán)境的色彩和對比度。全彩屏實際表現(xiàn)的顏色受到很多限制，當(dāng)夜晚時，必須降低屏體亮度，此時能夠顯示的色彩就會減少，因此，數(shù)字RGB顯示的色彩肯定少于16M色，為了解決這個問題，需要更高層次的灰度，1Bill色的系統(tǒng)（紅綠藍(lán)各1024級色）可以表現(xiàn)更真實的色彩，因為從256級灰度擴大到1024級，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)時。他們的亮度，視角，還有其它的特性實際上都不統(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，人眼對顏色和亮度的敏感度相當(dāng)高，對于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，這些能被觀測的差異稱為色差。當(dāng)偏過一定角度觀察LED時，其顏色發(fā)生改變,人眼判斷真實畫面的色彩的能力（比如電影畫面）比觀測計算機產(chǎn)生的畫面要好。