LED電子顯示屏制作原理與教程.doc

LED電子顯示屏制作原理與教程 LED電子顯示屏制作原理與教程一、LED產(chǎn)品發(fā)展歷史 3 二、LED顯示屏市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域 3 三、LED顯示屏的基本構(gòu)成 4 四、LED顯示屏一般常見(jiàn)的幾種分類： 5 五、LED顯示屏的選擇時(shí)考慮因素 6 六、LED顯示屏系統(tǒng)要求和安裝 7 七、LED全彩屏系統(tǒng) 8 八、全彩LED大屏幕5大性能優(yōu)勢(shì)： 11 九、常見(jiàn)提高全彩屏像素控制技術(shù)對(duì)比 16 十、大屏幕售后服務(wù) 16 十一、05年LED大屏幕市場(chǎng)定位 17 十二、大屏幕產(chǎn)品資料的參數(shù) 18 一、LED產(chǎn)品發(fā)展歷 LED顯示設(shè)備從1923年，羅塞夫(lossenow)在研究半導(dǎo)體sic時(shí)有雜質(zhì)的p-n結(jié)中有光發(fā)射，研制出了發(fā)光二極管(led：light emitting diode)，一直不受重視。隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，在60年代，顯示技術(shù)得到迅速發(fā)展，人們研究出pdp激光顯示等離子顯示板、LED液晶顯示器、發(fā)光二極管led、等多種顯示技術(shù)。由于半導(dǎo)體的制作和加工工藝逐步成熟和完善，發(fā)光二極管已日趨在固體顯示器中占主導(dǎo)地位。LED之所以受到廣泛重視并得到迅速發(fā)展，是因?yàn)樗旧碛泻芏鄡?yōu)點(diǎn)。例如：亮度高、工作電壓低、功耗小、易于集成、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、耐沖擊且性能穩(wěn)定，其發(fā)展前景極為廣闊。目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性和發(fā)光密度、發(fā)光均勻性、全色化發(fā)展。隨著發(fā)展人們需要種大屏幕的顯示設(shè)備，于是有了投影儀，但是其亮度無(wú)法在自然光下使用，于是出現(xiàn)了LED顯示器(屏)，它具有視角大、亮度高、色彩艷麗的特點(diǎn)。 LED大屏幕的發(fā)展呈現(xiàn)如下幾個(gè)發(fā)展階段： 1 第一代 單色LED顯示屏 以單紅色為基色，顯示文字及簡(jiǎn)單圖案為主，主要用于通知通告及客流引導(dǎo)系統(tǒng)。 2 第二代 雙基色多灰度顯示屏 以紅色及黃綠色為基色，因沒(méi)有藍(lán)色，只能稱其為偽彩色，可以顯示多灰度圖像及視頻，目前在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用于電信，銀行，稅務(wù)，醫(yī)院，政府機(jī)構(gòu)等場(chǎng)合，主要顯示標(biāo)語(yǔ)，公益廣告及形象宣傳信息。 3 第三代 全彩色(full color)多灰度顯示屏 以紅色，藍(lán)色及黃綠色為基色，可以顯示較為真實(shí)的圖像，目前正在逐漸替代上一代產(chǎn)品。 4 第四代 真彩色(true color)多灰度顯示屏 以紅色，藍(lán)色及純綠色為基色，可以真實(shí)再現(xiàn)自然界的一切色彩(在色坐標(biāo)上甚至超過(guò)了自然色彩范圍)。可以顯示各種視頻圖像及彩色廣告，其艷麗的色彩，鮮亮的高亮度，細(xì)膩的對(duì)比度，在宣傳廣告領(lǐng)域應(yīng)用具有極好的視覺(jué)震撼力。真彩色5mm戶內(nèi)大屏幕屬于上述第四代產(chǎn)品。它具有高亮度，不受環(huán)境亮度影響，厚度薄，占用場(chǎng)地小，色彩鮮艷豐富，視角寬，可以在寬敞的廳堂環(huán)境應(yīng)用，沒(méi)有拼接圖像損失。 二、LED顯示屏市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域 LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括： （1）證券交易、金融信息顯示。這一領(lǐng)域的LED顯示屏占到了前幾年國(guó)內(nèi)LED顯示屏需求量的50%以上，目前仍為L(zhǎng)ED顯示屏的主要需求行業(yè)。上海證券交易所、深圳證券交易所及全國(guó)上萬(wàn)家證券、金融營(yíng)業(yè)機(jī)構(gòu)廣泛使用了LED顯示屏。 （2）機(jī)場(chǎng)航班、汽車站動(dòng)態(tài)信息顯示。民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)對(duì)信息顯示的要求非常明確，LED顯示屏是航班信息顯示系統(tǒng)的首選產(chǎn)品，首都機(jī)場(chǎng)、上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)、海口美蘭機(jī)場(chǎng)、珠海機(jī)場(chǎng)、廈門(mén)高崎機(jī)場(chǎng)、深圳黃田機(jī)場(chǎng)、廣州新機(jī)場(chǎng)及全國(guó)數(shù)十家新建和改擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)都選用了國(guó)產(chǎn)的LED顯示屏產(chǎn)品。 （3） 港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。以LED顯示屏為主體的信息系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)、列車到發(fā)揭示系統(tǒng)、票務(wù)信息系統(tǒng)等共同構(gòu)成客運(yùn)樞紐的自動(dòng)化系統(tǒng)，北京站、北京西站、南昌站、大連港等國(guó)內(nèi)重要火車站和港口都安裝了國(guó)內(nèi)廠家提供的產(chǎn)品和系統(tǒng)。 （4）體育場(chǎng)館信息顯示。LED顯示屏已取代了傳統(tǒng)的燈泡及CRT顯示屏，四十三屆世乒賽主場(chǎng)地天津體育中心首次采用了國(guó)產(chǎn)全彩色視頻LED顯示屏，受到普遍好評(píng)，上海體育中心、大連體育場(chǎng)等許多國(guó)內(nèi)重要體育場(chǎng)館相繼采用了LED顯示屏作為信息顯示的主要手段。 （5）道路交通信息顯示。智能交通系統(tǒng)（ITS）的興起，在城市交通、高速公路等領(lǐng)域，LED顯示屏作為可變情報(bào)板、限速標(biāo)志等，替代國(guó)外同類產(chǎn)品，得到普遍采用。 （6）調(diào)度指揮中心信息顯示。電力調(diào)度、車輛動(dòng)態(tài)跟蹤、車輛調(diào)高度管理等，也在逐步采用高密度的LED顯示屏。 （7）郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。遍布全國(guó)的服務(wù)領(lǐng)域均有國(guó)產(chǎn)LED顯示屏在信息顯示方面發(fā)揮作用。 （8）廣告媒體新產(chǎn)品。除單一大型戶內(nèi)、戶外顯示屏做為廣告媒體外，國(guó)內(nèi)城市出現(xiàn)了集群LED顯示屏廣告系統(tǒng)；商業(yè)大廈LED顯示屏廣告發(fā)布系統(tǒng)也已在全國(guó)中大城市主要地方得到采用并正在推廣。 （9）演出和集會(huì)。大型顯示屏越來(lái)越普遍的用于公共和政治目的的視頻直播，如在我國(guó)建國(guó)50周年大慶、美國(guó)總統(tǒng)大選、莫斯科850周年慶典、日本冬季奧運(yùn)會(huì)、波蘭教皇的訪問(wèn)、巴西狂歡節(jié)、世界各地的新千年慶典。這些節(jié)日中大型顯示屏增加了藝術(shù)影響力，在播放廣告和信息的同時(shí)也團(tuán)結(jié)了人們。 （10）展覽和租賃。在許多展覽會(huì)，LED顯示大屏幕作為展覽組織者提供的重要服務(wù)內(nèi)容之一，向參展商提供有償服務(wù)，國(guó)外還有一些較大的LED大屏幕的專業(yè)性租賃公司，也有一些規(guī)模較大的制造商提供租賃服務(wù)。 (11)學(xué)校和醫(yī)院。在高等院校應(yīng)用LED顯示屏作為對(duì)學(xué)生通知和科學(xué)宣傳是一個(gè)現(xiàn)代化都教育工具。在醫(yī)院主要用來(lái)宣傳藥品體格和康健知識(shí)。 以后LED全彩顯示屏在廣告業(yè)、體育場(chǎng)所、交通業(yè)是最有潛力市場(chǎng)！ 三、LED顯示屏的基本構(gòu)成 LED顯示屏就是由若干個(gè)可組合拼接的顯示單元(單元顯示板或單元顯示箱體)構(gòu)成屏體，再加上一套適當(dāng)?shù)目刂破?主控板或控制系統(tǒng))。所以多種規(guī)格的顯示板(或單元箱體)配合不同控制技術(shù)的控制器就可以組成許多種LED顯示屏，以滿足不同環(huán)境，不同顯示要求的需要。 仔細(xì)分解一個(gè)LED顯示屏，它由以下一些要素構(gòu)成(以較為復(fù)雜的同步視頻屏為例): 金屬結(jié)構(gòu)框架 戶內(nèi)屏一般由鋁合金(角鋁或鋁方管)構(gòu)成內(nèi)框架，搭載顯示板等各種電路板以及開(kāi)關(guān)電源，外邊框采用香檳色和銀白色鋁合金方管。戶外屏框架根據(jù)屏體大小及承重能力一般為角鋼或工字鋼構(gòu)成，外框可采用鋁塑板進(jìn)行裝飾。 顯示單元 是顯示屏的主體部分，由發(fā)光材料及驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。戶內(nèi)屏就是各種規(guī)格的單元顯示板，戶外屏就是單元箱體。 掃描控制板 該電路板的功能是數(shù)據(jù)緩沖，產(chǎn)生各種掃描信號(hào)以及占空比灰度控制信號(hào)。 開(kāi)關(guān)電源 將220V交流電變?yōu)楦鞣N直流電提供給各種電路。 雙絞線傳輸電纜和光纖 主控儀產(chǎn)生的顯示數(shù)據(jù)及各種控制信號(hào)由雙絞線電纜傳輸至屏體（主要用在單雙基色顯示屏）。全彩屏一般都用單模光纖傳輸！ 主控制儀 將輸入的RGB數(shù)字視頻信號(hào)緩沖，灰度變換，重新組織，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)。 專用顯示卡及多媒體卡 除具有電腦顯示卡的基本功能外還同時(shí)輸出數(shù)字RGB信號(hào)及行、場(chǎng)、消隱等信號(hào)給主控儀。多媒體除以上功能外還可將輸入的模擬Video信號(hào)變?yōu)閿?shù)字RGB信號(hào)(即視頻采集)。 電腦及其外設(shè) 其他信息源 電視機(jī)，DVD/VCD機(jī),攝錄像機(jī)及切換矩陣等。 四、LED顯示屏一般常見(jiàn)的幾種分類： 按使用環(huán)境分為戶內(nèi),戶外及半戶外 戶內(nèi)屏面積一般從不到1平米到十幾平米,點(diǎn)密度較高，在非陽(yáng)光直射或燈光照明環(huán)境使用，觀看距離在幾米以外，屏體不具備密封防水能力。 戶外屏面積一般從幾平米到幾十甚至上百平米，點(diǎn)密度較稀(多為1000-4000點(diǎn)每平米),發(fā)光亮度在3000-6000cd/平米(朝向不同，亮度要求不同)，可在陽(yáng)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(fēng)抗雨及防雷能力。 半戶外屏介于戶外及戶內(nèi)兩者之間,具有較高的發(fā)光亮度,可在非陽(yáng)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(nèi)。 按顏色分為單色，雙基色，三基色 單色是指顯示屏只有一種顏色的發(fā)光材料，多為單紅色。 雙基色屏一般由紅色和黃綠色發(fā)光材料構(gòu)成。 三基色屏分為全彩色(full color),由紅色，綠色(波長(zhǎng)570nm)，藍(lán)色構(gòu)成及真彩色(nature color),由紅色，純綠色(波長(zhǎng)525nm),藍(lán)色構(gòu)成。 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(jiān)視器，它以至少30場(chǎng)/秒的更新速率點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)地實(shí)時(shí)映射電腦監(jiān)視器上的圖像,通常具有多灰度的顏色顯示能力，可達(dá)到多媒體的宣傳廣告效果。 異步方式是指LED屏具有存儲(chǔ)及自動(dòng)播放的能力，在PC機(jī)上編輯好的文字及無(wú)灰度圖片通過(guò)串口或其他網(wǎng)絡(luò)接口傳入LED屏,然后由LED屏脫機(jī)自動(dòng)播放，一般沒(méi)有多灰度顯示能力，主要用于顯示文字信息，可以多屏聯(lián)網(wǎng)。 按像素密度或像素直徑劃分 由于戶內(nèi)屏采用的LED點(diǎn)陣模塊規(guī)格比較統(tǒng)一所以通常按照模塊的像素直徑劃分主要有： 3.75mm 44100像素/平米 4.8mm 27800像素/平米 5.0mm 17200像素/平米 戶外屏的像素直徑及像素間距目前沒(méi)有十分統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按每平米像素?cái)?shù)量大約有2500點(diǎn)、3086點(diǎn)、3906點(diǎn)、5102點(diǎn)等 五、LED顯示屏的選擇時(shí)考慮因素 1、屏體尺寸設(shè)計(jì)： 在設(shè)計(jì)屏體大小時(shí),有三個(gè)重要的因素: (1) 顯示內(nèi)容的需要 (2) 場(chǎng)地空間條件 (3) 顯示屏單元模板尺寸（室內(nèi)屏）或像素大?。☉敉馄粒?2、設(shè)計(jì)室內(nèi)顯示屏?xí)r：應(yīng)以顯示屏單元模板的尺寸為基礎(chǔ)。一塊單元模板分辨率一般為32行 80列，即共有2560個(gè)象素，其幾何尺寸如下： 3.75mm單元模板尺寸為：152mm（高）304 mm（寬） 5 mm單元模板尺寸為： 244mm（高）488mm（寬） 室內(nèi)顯示屏體外邊框的尺寸可按要求確定，一般應(yīng)與屏體大小成比例。外邊框的尺寸通常為5cm-10cm（每邊）。 3、設(shè)計(jì)戶外屏?xí)r：首先要確定像素尺寸。像素尺寸的選定除了應(yīng)考慮前面提到的顯示內(nèi)容的需要和場(chǎng)地空間因素外，還應(yīng)考慮安裝位置和視距。若安裝位置與主體視距越遠(yuǎn)，則像素尺寸應(yīng)越大，因?yàn)橄笏爻叽缭酱?，象素?nèi)的發(fā)光管就越多，亮度就越高，而有效視距也就越遠(yuǎn)。但是，像素尺寸越大，單位面積的像素分辨率就越低，顯示的內(nèi)容也就越少。 4、戶外屏須特別考慮的問(wèn)題： （1） 屏體及屏體與建筑的結(jié)合部必須嚴(yán)格防水防漏；屏體要有良好的排水措施，一旦發(fā)生積水能順利排放。 （2） 在顯示屏及建筑物上安裝避雷裝置。顯示屏主體和外殼保持良好接地，接地電阻小于3歐姆，使雷電引起的大電流及時(shí)泄放。 （3） 安裝通風(fēng)設(shè)備降溫，使屏體內(nèi)部溫度在-1040之間。屏體背后上方安裝軸流風(fēng)機(jī)，排出熱量。 （4） 選用工作溫度在-4080之間的工業(yè)級(jí)集成電路芯片，防止冬季溫度過(guò)低使顯示屏不能啟動(dòng)。 （5） 為了保證在環(huán)境光強(qiáng)烈的情況下遠(yuǎn)距離可視，必須選用超高亮度發(fā)光二極管。 （6） 顯示介質(zhì)選用新型廣視角管，視角寬闊，色彩純正，一致協(xié)調(diào),壽命超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)。顯示介質(zhì)的外封裝為目前最流行的帶遮沿方形筒體，硅膠密封，無(wú)金屬化裝配；其外型精致美觀，堅(jiān)固耐用，具有防陽(yáng)光直射、防塵、防水、防高溫、防電路短路五防特點(diǎn)。 六、LED顯示屏計(jì)算機(jī)運(yùn)行要求和系統(tǒng)安裝 1、計(jì)算機(jī)運(yùn)行要求 1、主機(jī)為PC586以上系列微機(jī)及兼容機(jī) 2、硬盤(pán)需有5G以上空間,內(nèi)存64M以上 3、主板須有AGP插槽和PCI插槽 3、操作系統(tǒng): Win98/win2000 2、LED系統(tǒng)的配置（每個(gè)屏配置以發(fā)貨清單為準(zhǔn)）： 1、帶DVI顯卡（七彩紅顯卡，安裝在電腦中） 1張 2、DVI主控卡（數(shù)據(jù)采集發(fā)送卡，安裝在電腦中） 1張 3、掃描板（數(shù)據(jù)接收顯示驅(qū)動(dòng)卡，配套集線板12張，安裝在顯示屏后）1張 4、DVI電纜線，RS232串口線 各1條 5、PCTV卡（可選） 1張 3、硬件安裝 安裝步驟如下： 1、把DVI顯示卡插于主板的AGP插槽，安裝好該卡的驅(qū)動(dòng)程序； 2、將數(shù)據(jù)采集卡插于空的PCI插槽； 3、用DVI電纜線把數(shù)據(jù)采集卡與顯示卡連接在一起； 4、把控制線與串口(Rs232)相連（可選）； 5、用1條網(wǎng)線與接收卡相連； 6、顯示驅(qū)動(dòng)卡與集線板用50P扁平線一一對(duì)應(yīng)連接好； 7、檢查連接無(wú)誤即可進(jìn)行設(shè)置或上電調(diào)試。 4、軟件安裝 1、顯卡驅(qū)動(dòng)安裝 將顯卡驅(qū)動(dòng)程序光盤(pán)插入光驅(qū)，即可自動(dòng)進(jìn)入安裝狀態(tài)，請(qǐng)按提示操作即可。首先安裝DirectX8.1；然后再安裝驅(qū)動(dòng)程序；最后安裝控制面板。 2、播放軟件 本屏附帶有大屏幕專用播放與設(shè)置軟件LED演播室,或LEDSHOW4.0, 可滿足大部分led大屏幕的要求，播放圖片文字以及VCD等。 將隨屏所附應(yīng)用軟件光碟插入光驅(qū)，復(fù)制或安裝所有的程序到計(jì)算機(jī)上。 3、PCTV卡軟件 將PCTV卡驅(qū)動(dòng)程序光盤(pán)插入光驅(qū)，即可自動(dòng)進(jìn)入安裝狀態(tài)，請(qǐng)按提示操作即可。本硬件和軟件適合播放VCD、DVD、TV等外接信號(hào)源。 七、LED全彩屏系統(tǒng) 一、顯示屏總體示意圖 本顯示系統(tǒng)為VGA、視頻同步顯示屏系統(tǒng)。VGA、視頻同步即VGA顯示器上的內(nèi)容及視頻信號(hào)可完全同步的在大屏上顯示，這種結(jié)構(gòu)的顯示屏由通訊卡、播出機(jī)、控制卡、錄像機(jī)、視頻卡、屏體等部分組成。相互間的連接關(guān)系如圖所示。圖中，播出機(jī)為一臺(tái)式PC機(jī)，內(nèi)含通訊卡、視頻卡、VGA顯示卡。播出機(jī)一方面負(fù)責(zé)待顯示內(nèi)容的信息收集，并將待顯示的內(nèi)容按大屏幕要求的特定格式和一定的播出順序在VGA監(jiān)視器上顯示；另一方面將VGA監(jiān)視器上顯示 的畫(huà)面通過(guò)通訊卡向控制卡發(fā)送。通訊卡是VGA顯示卡到大屏之間的接口卡，通過(guò)該卡，VGA顯示屏上的數(shù)據(jù)以72幀S的速率實(shí)時(shí)向大屏傳送；視頻卡的作用是在視頻顯示狀態(tài)將視頻信號(hào)源的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)動(dòng)態(tài)在VGA監(jiān)視器上顯示。通過(guò)該卡，視頻設(shè)備將視頻信號(hào)以50幀/S的