1、LED 显 示 屏 操 作 简 易 流 程 :A 边 框 结 构 ( 户 内 屏 及 户 外 条 屏 ) : 框 架 制 作 : 材 料 一 般 是 ( 1) 方 管 或 不 锈 钢 焊 接 , 不 锈 钢 或 铝 塑 板 包 边 ,( 2) 铝 合 金 型 材 拼 装 , 建 议 用 显 示 屏 专 用 开 模 铝 合 金 , 操 作 起 来 简 单 方 便 , 美 观 大 方 ,目 前 价 格 是 150 元 /根 6 米 。 模 组 拼 装 : 根 据 客 户 要 求 选 择 模 组 的 规 格 , 模 组 之 间 的 连 接 材 料 一 般 是 角 铝 或 角铁 , 要 求 是 1 、
2、 模 组 方 向 正 确 , 2 、 拼 装 整 齐 。 装 配 : 将 拼 装 好 的 模 组 按 方 向 组 装 在 框 架 上 并 固 定 整 齐 。 接 线 : 要 求 1 、 正 负 级 不 要 接 错 , 2、 与 开 关 电 源 连 接 合 理 , 3 、 注 意 开 关电 源 的 功 率 选 择 及 数 量 , 4、 控 制 卡 与 模 组 及 电 源 的 连 线 。 检 测 电 路 及 试 灯 : 1 、 正 负 级 检 查 , 2 、 用 万 用 表 检 测 线 路 连 通 及 是 否 短路 。 程 序 输 入 : 1 、 控 制 卡 与 电 脑 的 连 接 , 2 、 与
3、 控 制 卡 配 套 的 软 件 熟 练 掌 握 。B 箱 体 结 构 ( 户 外 防 水 屏 )标 准 箱 体 , 装 配 简 单 , 接 线 、 测 试 、 程 序 输 入 等 与 边 框 结 构 相 同 。单 元 板 器 件 介 绍 :一 、 模 组 信 号 介 绍 1 、 供 电 电 压 : DC5V 2 、 数 据 接 口 方 式 : T12 , 每 区 8 行 、 每 区 8 列 、 上 数 据 、 OE 高 有 效 。 3 、 输 入 信 号 : A 、 B 、 OE 、 DR 、 STB 、 CLK 、 GND 4 、 输 入 信 号 介 绍 : A 和 B 为 扫 描 信 号
4、 ( 本 模 组 为 1/4 扫 描 ) 、 OE 为 使 能 、 DR为 数 据 、 STB 为 锁 存 、 CLK 为 时 钟 、 GND 为 地 ( 电 源 负 极 ) 二 、 IC 介 绍 ( 可 以 到 网 上 查 询 详 细 资 料 ) 1 、 U1 是 74HC245 、 U2 和 U3 是 4953 、 U4 是 74HC138 、 UR1UR16 是74HC595 2 、 74HC245 功 能 是 放 大 信 号 , 所 有 输 入 信 号 都 要 经 过 此 IC 。 有 时 整 板 有 问 题或 不 传 输 有 可 能 是 此 IC 损 坏 或 虚 焊 。 3 、 49
5、53 功 能 是 控 制 行 , 如 果 板 子 水 平 方 向 有 故 障 而 且 是 整 行 一 般 是 此 IC 的故 障 。 1 片 4953 控 制 8 行 。 4 、 74HC138 功 能 是 控 制 扫 描 的 , 输 入 A 、 B 和 OE 信 号 输 出 4 个 信 号 来 控 制2 片 4953。5 、 74HC595 功 能 是 控 制 列 显 示 的 , 输 入 STB 、 CLK 和 DR 信 号 输 出 8 个 信 号来 控 制 8 个 灯 宽 *4 个 灯 高 。三 、 户 外 模 组 故 障 维 修 ( 以 我 厂 生 产 P10-1R 为 例 )1 、 整
6、 板 不 亮 : 板 子 没 有 接 上 电 源 ; 输 入 排 线 插 反 ; 输 入 输 出 颠 倒 ; 电 源 正 负 极 接 反 ( 接 反 会 烧 掉 板 子 所 有 IC) 。 2 、 本 板 不 亮 传 输 正 常 : 保 护 电 路 损 坏 解 决 办 法 可 以 把 74HC138 第 4 脚 和 第5 脚 短 路 。 3 、 隔 三 行 有 一 行 不 亮 : 4953 损 坏 ( 是 其 中 一 个 损 坏 ) 。 4 、 隔 一 行 亮 一 行 : A 信 号 的 问 题 , 请 检 查 74HC245 和 74HC138 是 否 有 虚 焊 ; 可以 用 万 用 表
7、量 74HC138 第 1 脚 电 压 是 否 等 于 2.5V 左 右 , 如 果 有 更 换 74HC138;仔 细 量 金 针 带 ICA 信 号 的 通 路 情 况 。 5 、 隔 二 行 亮 二 行 : B 信 号 的 问 题 , 请 检 查 74HC245 和 74HC138 是 否 有 虚 焊 ; 可以 用 万 用 表 量 74HC138 第 2 脚 电 压 是 否 等 于 2.5V 左 右 , 如 果 有 更 换 74HC138;仔 细 量 金 针 带 ICA 信 号 的 通 路 情 况 。 6 、 上 半 板 正 常 下 半 板 全 亮 或 不 亮 : 如 果 是 T08A
8、接 口 有 这 种 情 况 , 这 是 应 检 查 下8 行 DR 数 据 信 号 是 否 通 路 , 如 正 常 先 更 换 74HC245 如 不 好 再 更 换 第 一 个74HC595. 7 、 此 板 上 半 板 和 下 板 板 STB 和 CLK 信 号 是 共 同 的 , 数 据 是 分 开 的 ( 如 果 是T12 接 口 数 据 也 是 1 个 ) 。 如 检 查 T08A 板 子 是 上 下 半 板 要 分 开 检 查 。 8 、 如 果 板 子 有 1 棵 灯 不 亮 : 检 查 是 否 虚 焊 、 更 换 此 灯 管 。 9 、 有 竖 着 有 4 棵 灯 不 亮 :
9、第 一 检 查 74HC595 是 否 有 虚 焊 ; 第 二 更 换74HC595; 第 三 更 换 灯 管 。 10 、 在 竖 着 4 棵 灯 里 有 3 棵 不 亮 有 1 棵 正 常 : 更 换 正 常 那 颗 灯 管 。 11 、 如 板 子 从 中 间 或 别 的 位 置 往 后 显 示 不 正 常 : 检 查 数 据 信 号 通 路 情 况 ; 更 换 最 后 一个 正 常 显 示 控 制 灯 的 74HC595; 如 未 排 除 更 换 第 一 个 显 示 不 正 常 的 灯 控 制 的74HC595。 每 个 74HC595 控 制 8 点 宽 *4 点 高 个 灯 管 。
10、 74HC595 是 用 DR 数 据 信号 串 联 起 来 的 也 就 是 DR 信 号 从 74HC595 的 第 14 脚 入 到 第 9 脚 出 接 到 下 一 片74HC595 的 第 14 脚 上 至 到 最 后 一 个 74HC595. 比 如 本 板 DR 数 据 从 金 针 到74HC345 放 大 后 到 UR1 到 UR2 到 UR3 一 直 到 UR8 后 到 输 出 金 针 。 12 、 有 时 在 调 试 整 屏 的 过 程 中 前 面 的 模 组 到 后 面 的 模 组 显 示 不 正 常 , 一 般 故 障 是 排 线的 没 有 插 好 或 损 坏 ; 也 可
11、以 用 稍 长 些 排 线 把 下 面 正 查 的 模 组 排 线 插 到 上 面 不 正 常 的 模组 上 来 , 看 显 示 如 何 , 也 可 以 把 上 面 不 正 常 处 前 面 正 常 模 组 输 出 接 到 下 一 排 模 组 上 去看 显 示 如 何 , 来 判 断 到 底 是 那 个 模 组 出 了 问 题 。注 : 其 他 型 号 维 修 是 一 致 的 原 理 相 同 。LED 显示屏简介 LED 显示屏(LED panel):LED 就是 light emitting diode ,发光二极管的英文缩写,简称 LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,其大概的
12、样子就是由很多个通常是红色的小灯组成,靠灯的亮灭来显示字符。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED 显示屏分为图文显示屏和视频显示屏,均由 LED 矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形;视频显示屏采用微型计算机进行控制,图文、图像并茂,以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息,还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD 节目以及现场实况。LED 显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强,静如油画,动如电影,广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、
13、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。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、全色化方向发展。第二:LED 显示屏的分类:1、按颜色基色可以分为单基色显示屏:单一颜色(红色或绿色)。双基色显示屏:红和绿双基色,256 级灰度、可以显示
14、65536 种颜色。全彩色显示屏:红、绿、蓝三基色,256 级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜 色。2、按显示器件分类LED 数码显示屏:显示器件为 7 段码数码管,适于制作时钟屏、利率屏等,显示数字的电子显示屏。LED 点阵图文显示屏:显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块,适于播放文字、图像信息。LED 视频显示屏:显示器件是由许多发光二极管组成,可以显示视频、动画等各种视频文件。3、按使用场合分类室内显示屏:发光点较小,一般 3mm-8mm,显示面积一般几至十几平方米。室外显示屏:面积一般几十平方米至几百平方米,亮度高,可在阳光下工作,具有防风、防雨、防水功能。
15、4、按发光点直径分类室内屏:3mm、3.75mm、5mm、室外屏:10mm、12mm、16mm、19mm、20mm、21mm、22mm、26mm室外屏发光的基本单元为发光筒,发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内共同发5.显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等。单块模块控制驱动 12 块(最多可控制 24 块)8X8 点阵,共 16X48 点阵(或 32X48 点阵),是单块 MAX7219(或 PS7219、HD7279、ZLG7289 及 8279 等类似 LED 显示驱动模块)的 12 倍(或 24 倍)!可采用“级联” 的方式组成任意点阵大显示屏。显示效果好,
16、功耗小,且比采用 MAX7219 电路的成本更低。第三 led 显示屏的技术优势评述:现有常见的室内全彩方案的比较:1 点阵模块方案: 最早的设计方案,由室内伪彩点阵屏发展而来优势: 原材料成本最有优势,且生产加工工艺简单,质量稳定。缺点: 色彩一致性差,马赛克现象较严重,显示效果较差。2单灯方案: 为解决点阵屏色彩问题,借鉴户外显示屏技术的一种方案,同时将户外的像素复用技术(又叫像素共享技术,虚拟像素技术)移植到了室内显示屏。优势: 色彩一致性比点阵模块方式的好。缺点: 混色效果不佳,视角不大,水平方向左右观看有色差。加工较复杂,抗静电要求高。实际像素分辨率做到 10000 点以上较难。3贴
17、片方案: 采用贴片发光管为显示元件的方案。优势:色彩一致性,视角等重要显示指标是现有方案里最好的一种,特别是三合一表贴的混色效果非常好。缺点:加工工艺麻烦,成本太高。4。亚表贴方案:实际上是单灯方案的一种改进,现在还在完善之中。优势:在显示色彩一致性,视角等首要指标和标贴方案差别不大了,但成本较低,显示效果很好,分辨率理论上可以做到 17200 以上。缺点:加工还是较复杂,抗静电要求高。第四:LED 显示屏关键技术指标:像素失控率像素失控率是指显示屏的最小成像单元(像素)工作不正常(失控)所占的比例。而像素失控有两种模式:一是盲点,也就是瞎点,在需要亮的时候它不亮,称之为瞎点;二是常亮点,在需
18、要不亮的时候它反而一直在亮着,称之为常亮点。一般地,像素的组成有 2R1G1B(2 颗红灯、1 颗绿灯和 1 颗蓝灯,下述同理)、 1R1G1B、2R1G、3R6G 等等,而失控一般不会是同一个像素里的红、绿、蓝灯同时全部失控,但只要其中一颗灯失控,我们即认为此像素失控。为简单起见,我们按 LED 显示屏的各基色(即红、绿、蓝)分别进行失控像素的统计和计算,取其中的最大值作为显示屏的像素失控率。失控的像素数占全屏像素总数之比,我们称之为“整屏像素失控率”。另外,为避免失控像素集中于某一个区域,我们提出“区域像素失控率”,也就是在 100100 像素区域内,失控的像素数与区域像素总数(即 100
19、00)之比。此指标对LED 显示屏通用规范SJ/T11141-2003 中“失控的像素是呈离散分布”要求进行了量化,方便直观。目前国内的 LED 显示屏在出厂前均会进行老化(烤机),对失控像素的LED 灯都会维修更换,“整屏像素失控率”控制在 1/104 之内、“区域像素失控率”控制在 3/104 之内是没问题的,甚至有的个别厂家的企业标准要求出厂前不允许出现失控像素,但这势必会增加生产厂家的制造维修成本和延长出货时间。在不同的应用场合下,像素失控率的实际要求可以有较大的差别,一般来说,LED 显示屏用于视频播放,指标要求控制在 1/104 之内是可以接受,也是可以达到的;若用于简单的字符信息
20、发布,指标要求控制在 12/104 之内是合理的灰度等级灰度也就是所谓的色阶或灰阶,是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言,灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高,显示的色彩越丰富,画面也越细腻,更易表现丰富的细节。灰度等级主要取决于系统的 A/D 转换位数。当然系统的视频处理芯片、存储器以及传输系统都要提供相应位数的支持才行。目前国内 LED 显示屏主要采用 8 位处理系统,也即 256(28)级灰度。简单理解就是从黑到白共有 256 种亮度变化。采用 RGB 三原色即可构成 256256256=16777216 种颜色。即通常所说的 16 兆色。国际品牌显示屏主要采用 10 位
21、处理系统,即 1024 级灰度,RGB 三原色可构成 10.7 亿色。灰度虽然是决定色彩数的决定因素,但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的分辨率是有限的,再者系统处理位数的提高会牵涉到系统视频处理、存储、传输、扫描等各个环节的变化,成本剧增,性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用 8 位系统,广播级产品可以采用 10 位系统。亮度鉴别等级亮度鉴别等级是指人眼能够分辨的图像从最黑到最白之间的亮度等级。前面提到显示屏的灰度等级有的很高,可以达到 256 级甚至 1024 级。但是由于人眼对亮度的敏感性有限,并不能完全识别这些灰度等级。也就是说可能很多相邻等级的灰度人眼看上去是一样的。
22、而且眼睛分辨能力每人各不相同。对于显示屏,人眼识别的等级自然是越多越好,因为显示的图像毕竟是给人看的。人眼能分辨的亮度等级越多,意味着显示屏的色空间越大,显示丰富色彩的潜力也就越大。亮度鉴别等级可以用专用的软件来测试,一般显示屏能够达 20 级以上就算是比较好的等级了。灰度非线性变换灰度非线性变换是指将灰度数据按照经验数据或某种算术非线性关系进行变换再提供给显示屏显示。由于 LED 是线性器件,与传统显示器的非线性显示特性不同。为了能够让 LED 显示效果能够符合传统数据源同时又不损失灰度等级,一般在 LED 显示系统后级会做灰度数据的非线性变换,变换后的数据位数会增加(保证不丢失灰度数据)。
23、现在国内一些控制系统供应商所谓的 4096 级灰度或 16384 级灰度或更高都是指经过非线性变换后灰度空间大小。4096 级是采用了 8 位源到 12 位空间的非线性变换技术,16384 级则是采用 8 位到 16 位的非线性变换技术。由 8 位源做非线性变换,转换后空间肯定比 8 位源大。一般至少是 10 位。如同灰度一样,这个参数也不是越大越好,一般 12 位就可以做足够的变换了。第五:LED 显示屏常用术语解释1、LED 亮度发光二极管的亮度一般用发光强度(Luminous Intensity)表示,单位是坎德拉 cd;1000ucd(微坎德拉)=1 mcd(毫坎德拉), 1000mc
24、d=1 cd。室内用单只 LED 的光强一般为 500ucd-50 mcd,而户外用单只 LED 的光强一般应为 100 mcd-1000 mcd,甚至 1000 mcd 以上。2、 LED 象素模块LED 排列成矩阵或笔段,预制成标准大小的模块。室内显示屏常用的有 8*8象素模块、8 字 7 段数码模块。户外显示屏象素模块有 4*4、8*8、8*16 象素等规格。户外显示屏用的象素模块因为其每一象素由两只以上 LED 管束组成,固又称其为集管束模块。3、 象素(Pixel)与象素直径LED 显示屏中每一个可被单独控制的 LED 发光单元(点)称为象素(或象元)。象素直径是指每一象素的直径,单
25、位是毫米。对于室内显示屏,一般一个为单个 LED,外形为圆形。室内显示屏象素直径校常见的有3.0、3.75、5.0、8.0 等,其中以3.75 和5.0 最多。在户外环境,为提高亮度,增加视距,一个象素含有两只以上集束 LED;由于两只以上集束 LED 一般不为圆形,固户外显示屏象素直径一般用两两象素平均间距表示:10、11.5、16、22、25。4、 点间距、象素密度与信息容量LED 显示屏的两两象素的中心距或点间距(Dot Pitch);单位面积内象素的数量称为象素密度;单位面积内所含显示内容的数量称为信息容量。这三者本质是描述同一概念:点间距是从两两象素间的距离来反映象素密度,点间距和象
26、素密度是显示屏的物理属性;信息容量则是象素密度的信息承载能力的数量单位。点间距越小,象素密度越高,信息容量越多,适合观看的距离越近。点间距越大,象素密度越低,信息容量越少,适合观看的距离越远。5、 分辨率LED 显示屏象素的行列数称为 LED 显示屏的分辨率。分辨率是显示屏的象素总量,它决定了一台显示屏的信息容量。6、 LED 显示屏(LED Panel)将 LED 象素模块按照实际需要大小拼装排列成矩阵,配以专用显示驱动电路,直流稳压电源,软件,框架以及外装饰等,即构成一台 LED 显示屏。7、 灰度灰度是指象素发光明暗变化的程度,一种基色的灰度一般有 8 级至 1024 级。例如,若每种基
27、色的灰度为 256 级,对于双基色彩色屏,其显示颜色为256256=64K 色,亦称该屏为 256 色显示屏。8、 双基色现今大多数彩色 LED 显示屏是双基色彩色屏,即每一个象素有两个 LED 管芯:一为红光管芯,一为绿光管芯。红光管芯亮时该象素为红色,绿光管芯亮时该象素为绿色,红绿两管芯同时亮时则该象素为黄色。其中红,绿称为基色。9、 全彩色红绿双基色再加上蓝基色,三种基色就构成全彩色。由于构成全彩色的蓝色管和纯绿色管芯较贵,故目前全彩色屏相对较少。第六:led 显示屏市场前景现状:目前由于 led 显示屏造价昂贵,主要应用于比较高档的场所,主要集中在城市的繁华场所,作为多媒体广告的一部分
28、。单双色 led 显示屏主要应用于交通,高速公路,银行、证券交易等金融场所LED 电子显示屏的用途:1.证券交易、金融信息显示。2.机场航班动态信息显示。3.港口、车站旅客引导信息显示。4.体育场馆信息显示。5.道路交通信息显示智能交通系统(LED 显示屏可变情报板、限速标志等),调度指挥中心信息显示。电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等6.邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。7.广告媒体新产品。视频屏显示功能 灵活多变的显示功能本屏采用了多媒体和同步控制技术,其显示与播放可与控制计算机屏幕上的内容完全一致,LED 显示屏上的图像色彩、缩放比例和显示尺寸,还可通过鼠标在计
29、算机上随意调整。具体功能如下: 文字显示 可以任意点阵显示中英文各种字体,有多种显示进入和退出方式,显示变换灵活。 表格显示 可绘制各种表格进行显示,表内数据既可利用编辑软件人工输入和更改,也可通过编制专用软件,从网上指定的数据库中自动采集显示。 图片显示 可将各种山水、人物图片放到屏上显示。 动画播放 可显示由动画软件制作的图文动画内容。 视频播放 接入 VCD/DVD、录像机、摄像机等视频信号源,屏上可显示视频画面;接入闭路电视信号,屏上便可收看各频道的电视节目。 组合显示 利用编辑软件可将文字、图片、表格、动画和视频进行组合、迭加显示。 时间显示 可采集计算机内的当前时间,并适时分幅显示
30、,内容可包括:年、月、日、星期、时、分、秒等LED 显示屏问题LED 显示屏问题所有问题!第一:什么是 led 显示屏?LED 显示屏(LED panel):LED 就是 light emitting diode ,发光二极管的英文缩写,简称 LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,其大概的样子就是由很多个通常是红色的小灯组成,靠灯的亮灭来显示字符。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED 显示屏分为图文显示屏和视频显示屏,均由 LED 矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形;视频显示屏采用微型计算机进行控制,图文、图
31、像并茂,以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息,还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD 节目以及现场实况。LED 显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强,静如油画,动如电影,广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 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
32、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、全色化方向发展。编辑本段第二:LED 显示屏发展历程 30 年回顾1970 年代最早的 GaP、GaAsP 同质结红、黄、绿色低发光效率的 LED 已开始应用于指示灯、数字和文字显示。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 一直受到颜色和发光效率的限制,但由于 GaP 和 GaAsP L
33、ED 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、全色化一直是 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 InGaA1P 620nm 橙色超高亮度 LED,1992 年InGaA1p590nm 黄色超高亮度 LED 实用化。
34、同年,东芝公司研制 InGaA1P 573nm黄绿色超高亮度 LED,法向光强达 2cd。1994 年日本日亚公司研制成 InGaN 450nm 蓝(绿)色超高亮度 LED。至此,彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的 LED 都达到了坎德拉级的发光强度,实现了超高亮度化、全色化,使发光管的户外全色显示成为现实。 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
35、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,比红色 GaAsP-GaP LED大 10 倍。超高亮度 InGaAlP LED 提供的颜色与 GaAsP-GaP LED 相同包括:绿黄色(560nm)、浅绿黄色(570nm)、黄色(585nm)、浅黄(590nm)、橙色(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
36、效率为 101m/w,透明衬底(TS)为201m/w,在 590626nm 的波长范围内比 GaAsP-GaP LED 的流明效率要高1020 倍;在 560570 的波长范围内则比 GaAsP-GaP LED 高出 24 倍。超高亮度 InGaN LED 提供了兰色光和绿色光,其波长范围兰色为 450480nm,兰绿色为 500nm,绿色为 520nm;其流明效率为 3151m/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色、橙色、绿色和兰色,
37、而用超高亮度 LED 则可得到相同的颜色。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色。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、全色显示的需要,用 LED 彩色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。 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 L
38、ED 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
39、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色均有明确规定。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 的颜色及照度有要求。GaP LED 早已用于车内,超高亮度 AlGaInP 和InGaN LED 由于在颜色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
40、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 个红色、黄色、蓝绿色信号灯。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
41、高亮度 LED 取代白炽灯后,其耗电量仅为原来的 12%。 交通信号灯每个国家的主管部门都要制定相应的规范,规定信号的颜色、最低的照明强度,光束空间分布的图样以及对安装环境的要求等。尽管这些要求是按白炽灯编写的,但对目前采用的超高亮度 LED 交通信号灯基本上是适用的。LED 交通信号灯与白炽灯相比,工作寿命较长,一般可达到 10 年,考虑到户外恶劣环境的影响,预计寿命要减少到 56 年。目前超高亮度 AlGaInP 红、橙、黄色 LED 已实现产业化,价格也比较便宜,若用红色超高亮度 LED 组成的模块取代传统的红色白炽交通信号灯头则可将因红色白炽灯突然失效给安全造成的影响低到最低程度。一般
42、 LED 交通信号模块由若干组串联的 LED 单灯组成,以12 英寸的红色 LED 交通信号模块为例,在 39 组串联的 LED 单灯,每组串联的 LED 单灯数为 7075 个(总数为 210675LED 单灯),当有一个 LED 单灯失效时,只会影响一组信号,其余各组减小到原来的 2/3(67%)或 8/9(89%),并不会像白炽灯那样使整个信号灯头失效。 LED 交通信号模块的主要问题是造介仍然显得高些,以 12 英寸的 TS-AlGaAs红色 LED 交通信号模块为例,最早应用于 1994 年,其造价为 350$,而到 1996年性能更好的 12 英的 AlGaInP LED 交通信号
43、模块,造价则为 200$。预计今后不会很久,InGaN 蓝绿色 LED 交通信号模块的价格将可与 AlGaInP 相比。白炽交通信号灯头的造价虽低,但耗电量大,一个直径 12 英寸的白炽交通信号灯头的耗电量为 150W,横过马路人行道的交通警示灯的耗电量为 67W,据计算,每个十字路口的白炽信号灯每年的耗电量为 18133KWh,折合每年电费为 1450$;然而 LED 交通信号模块则非常省电,每个 812 英寸的红色 LED 交通信号模块耗电量分别为 15W 和 20W,十字路口拐弯处的 LED 标志可用箭头开关显示,耗电量仅有 9w,据计算,每个十字路口每年可省电 9916KWh,相当每年
44、节省电费793$。按每个 LED 交通信号模块的平均造价 200$计,红色 LED 交通信号模块仅用其节省的电费,3 年后即可收回最初的成本造价,并开始不断得到经济回报。因此目前使用 AlGaInP LED 交通信息模块,尽管造价显得地,但从长看,还是合算的。 2大屏幕显示 大屏幕显示是超高亮度 LED 应用的另一巨大市场,包括:图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。在表 2 中列出了 LED 显示的各种用途。传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等;无源显示一般采用翻牌的方法。表 3 列出了几种显示的性能比较。LED 显示曾一直受到 LED 本身性能和颜色的限制。如今,超高亮
45、度 AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED 已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色,可完全满足实现全色大屏幕显示的要求。LED 显示屏可按像素尺寸装配成各种结构,小像素直径一般小于 5mm,单色显示的每个像素用一个 T-1(3/4)的 LED 灯,双色显示的每个像素为双色的 T-1(3/4)的LED 灯,全色显示则需要 3 个 T-1 红、绿、蓝色灯,或者装配一个多芯片的 T-1(3/4)的 LED 灯作为一个像素。大像素则是通过把许多 T-1(3/4)红、绿、蓝色LED 灯组合在一起构成的。用 InGaN(480nm)蓝、InGaN(515nm)绿和ALGaAS(637nm)
46、红 LED 灯作为 LED 显示的三基色,可以提供逼真的全色性能,而且具有较大的颜色范围包括:蓝绿、绿红等,与国际电视系统委员会(NTSC)规定的电视颜色范围基本相符。 3液晶显示(LCD)的背照明 在液晶显示中至少有 10%采用有源光作为背照明,光源可使 LCD 显示屏的黑暗的环境下易读,全色 LCD 显示也需要光源。LCD 背照明所需的光源主要有:白炽灯泡、场致发光、冷阴极荧光、LED 等,它们被列于表 4 进行比较,其中 LED在 LCD 背照明中最有竞争力,新型的超高亮度 AlGaInP、AlGaAs、InGaN LED 可以提供高效率的发光和宽范围的颜色。 LED 用于 LCD 背照
47、明主要有三种方式。(1)最简单是把 LED 灯直接安装在 LCD散射膜的后面,可用许多封装的 LED 灯,它们应当具有非常宽的光束角,以使轴向光均匀性较好。也可以采用未封装的管芯,一般用 GaP LED,然而用AlGaInP、TS-AlGaAs LED 则可在小电流下工作,减小功耗。(2)另一方式是边缘光 LCD 背照明,用一个透明或半透明的矩形塑料块作为导光体,将其直接安装在 LCD 散射膜的后面,塑料块的后表面涂上白色反光材料,LED 光从塑料块的一个侧边射入,其余侧边作以白色反光材料。(3)将 LED 发出的光导入光纤束之中,光纤束的散射膜后面构成一个平坦的薄片,可以用不同的方法将光从薄
48、片中取出作为 LCD 的背照明。采用 LED 作为背照明的液晶显示器可用于移动电话、笔记本电脑,随着小型液晶显示器在节电型通信产品中的广泛使用,将会对超高亮度 LED 有更大的需求。 4固体照灯 全色超高亮度 LED 的实用化和商品化,使照明技术面临一场新的革命,由多个超高亮度红、蓝、绿三色 LED 制成的固体照明灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光,而且还可以发出亮度可达几十到一百烛光的白色成为照明光源。最近,日本日亚公司利用其 InGaN 蓝光 LED 和荧光技术,又推出了白光固体发光器件产品,其色温为 6500K,效率达每瓦 7.5 流明。对于相同发光亮度的白炽灯和 LED 固体照明灯说
49、,后者的功耗只占前者的 10%20%,白炽灯的寿命一般不超过 2000 小时,而 LED 灯的寿命长达数万小时。这种体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、耐各种恶劣条件的固体光源必将对传统的光源市场造成冲击。尽管这种新型照明固体光源的成本依然偏高,但可以应用于一些特殊场合如矿山、潜水、抢险、军用装置的照明等。从长远看,如果超高亮度 LED的生产规模进一步扩大,成本进一步降低,其在节能和长寿命的优势足以弥补其价格偏高的劣势。超高亮度 LED 将有可能成为一种很有竞争力的新型电光源。编辑本段第三:LED 显示屏的分类:1、按颜色基色可以分为 单基色显示屏:单一颜色(红色或绿色)。 双基色显示屏:红和绿双基色,256 级灰度、可以显示 65536 种颜色。 全彩色显示屏:红、绿、蓝三基色,256 级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。 2、按显示器件分类 LED 数码显示屏:显示器件为 7 段码数码管,适于制作时钟屏、利率屏等,显示数字的电子显示屏。 LED 点阵图文显示屏:显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块,适于播放文字、图像信息。 LED 视频显示屏:显示器件是由许多发光二极管组成,可以