led顯示屏實用手冊

1、led顯示屏使用手冊 幾十年前大型的電子顯示屏是用燈泡或照明燈構(gòu)成，發(fā)展到后來的顯像管（CRT），主要用在運動場所轉(zhuǎn)播比賽，如今最先進的電子顯示屏是LED顯示屏。其它一些顯示技術(shù)，如LCD，機電結(jié)構(gòu)類的顯示屏和燈泡顯示在某些特定的場合還有一定的用途，但LED顯示屏被證明是最可靠，高效，節(jié)能，明亮，在技術(shù)上也最方便實現(xiàn). LED發(fā)光技術(shù)的原理是某些半導(dǎo)體材料在通以電流的情況下會發(fā)出特定波長的光，這種電到光的轉(zhuǎn)換效率非常高，對所用材料進行不同的化學(xué)處理，就可以得到各種亮度和視角的LED。LED顯示屏是將LED模塊或像素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

2、裝飾等，即構(gòu)成一臺LED顯示屏。一、LED顯示屏概述什么是LED？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 。LED的特點LED是發(fā)光二極管的簡稱（Light Emetting Diodeo）。由于它具有亮度高、響應(yīng)速度快、低電壓、功耗小、耐震動、耐沖擊、壽命長等優(yōu)點，使其成為室內(nèi)外信息顯示終端的主要發(fā)光器件。LED與LED顯示屏LED 的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作 LED 的材料和工藝有關(guān)

3、， 目前廣泛使用的有紅、綠、藍三種。由于 LED 工作電壓低（僅 1.5-3V ），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。把紅色和綠色的 LED 放在一起作為一個象素制作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏 ； 把紅、綠、藍三種 LED 管放在一起作為一個象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。 制作室內(nèi) LED 屏的象素尺寸一般是 2-10 毫米， 常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的 LED 管芯封裝成一體， 室外 LED 屏的象素尺寸多為 12-26 毫米，每個象素由若干個各

4、種單色 LED 組成 ， 常見的成品稱象素筒，雙色象素筒一般由 3 紅 2 綠組成，三色象素筒用 2 紅 1 綠 1 蘭組成。無論用 LED 制作單色、雙色或三色屏， 欲顯示圖象需要構(gòu)成象素的每個 LED 的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)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(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)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(dāng)前都要求做成 256 級灰度的。應(yīng)用于顯示屏的 LED 發(fā)光材料有以下幾種形式： LED 發(fā)光燈(或稱單燈) 一般由單個 LED 晶

5、片，反光碗，金屬陽極，金屬陰極構(gòu)成，外包具有透光聚光能力的環(huán)氧樹脂外殼?？捎靡粋€或多個（不同顏色的）單燈構(gòu)成一個基本像素，由于亮度高， 多用于戶外顯示屏。 LED 點陣模塊 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)。適合行列掃描驅(qū)動，容易構(gòu)成高密度的顯示屏，多用于戶內(nèi)顯示屏。 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。二、LED顯示屏分類LED 顯示屏分類多種多樣，大體按照如下幾種方式分類：（1）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 ,

6、點密度較高， 在非陽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，點密度較稀 ( 多為 1000-4000 點每平米 ), 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)。（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(fā)光材料，多為單紅色， 在某些特殊場合也

7、可用黃綠色 ( 例如殯儀館 ) 。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，黃綠色 ( 波長 570nm) ， 藍色構(gòu)成及真彩色 (nature color), 由紅色，純綠色 ( 波長 525nm), 藍色構(gòu)成。（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(jiān)視器， 它以至少 30 場 / 秒的更新速率點點對應(yīng)地實監(jiān)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

8、口或其他網(wǎng)絡(luò)接口傳入 LED 屏 , 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(lián)網(wǎng)。（4） 按像素密度或像素直徑劃分由于戶內(nèi)屏采用的LED點陣模塊規(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： 3.0mm 60000 像素 / 平米 3.75mm 44000 像素 / 平米 5.0mm 17000 像素 / 平米戶外屏的像素直徑及像素間距目前沒有十分統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按每平米像素數(shù)量大約有 1024 點， 1600 點 ,2000 點 ,2500 點 ,4096 點等多種規(guī)格。（5）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

9、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(shù)碼管或單基色顯示屏；三、LED顯示屏特點全面了解LED顯示屏特點，是為了選擇高性價比LED顯示屏,與其它大屏幕終端顯示器相比,LED顯示屏主要有以下特點。? 亮度高：色彩豐富鮮艷，戶外顯示屏的亮度大于8000mcd/m2，是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型；? 壽命長：LED壽命長達100,000小時（十年）以上；? 視角大：室內(nèi)視角可大于160度，戶外視角可大于120度；結(jié)構(gòu)模塊化，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；? 易與計算機接口，支持軟件豐富，操作方便靈活，畫面清晰穩(wěn)定。顯示屏聯(lián)網(wǎng)：利用一臺微機可以同時

10、控制多個顯示屏顯示不同的內(nèi)容，顯示屏也可脫機工作。既可以顯示文字又可以顯示圖形圖像，字體字型變化豐富。注：常見大型顯示終端對比屏幕類型 優(yōu)點 缺點電視墻 全彩色、面積大 畫面有分隔感、亮度低不能在戶外用、色差大、造價高PDP 全彩色、畫面細膩 面積不大、亮度低、壽命短投影機 全彩色、畫面細膩 亮度低不能在戶外用、畫面受光不均。四、基本概念LED:Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫。單點直徑（Single dot diameter）指一個像素點的直徑，單位通常為mm。象素（PIXEL）：指每單個或多個發(fā)光管組成的發(fā)光點。是畫面上可以被獨立控制的最小單元 PIXEL是pi

11、cture 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，藍的亮度，可以表現(xiàn)出任意顏色。間距（PITCH）相鄰象素的中心距離。間距越小，可視距離越短。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?？梢暯嵌龋╒iewing 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，看到的亮度會減少，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

12、家會給出參數(shù)。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 NITS1 CD/m2。紅綠藍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?？梢暰嚯x

13、（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?；叶鹊燃墸℅rey Levels）也稱色彩深度，指不同亮度的數(shù)量，紅綠藍有各自的灰度，在全彩色系統(tǒng)中一般是256級灰度，可以產(chǎn)生256X256X25616,777,216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)。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，

14、無法準(zhǔn)確的恢復(fù)還原色彩。刷新率（Refresh Rate）顯示屏畫面更新的速率，通常用赫茲表示（Hz）。與幀頻是不同的。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。高級概念純綠（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

15、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，

16、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

17、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。單元板規(guī)格（Cell board size）指單元板的尺寸，通常用單元板長乘以寬的表達式表示，以毫米為單位。（48244）單元板的解析度（Cell board pixels）：指一塊單元板有多少個像素，通

18、常用單元板像素的行數(shù)乘以列數(shù)的表達式表示。（如：6432）像素密度（Lattice density）也稱點陣密度，通常指每平方米顯示屏上的像素個數(shù)。每平方米最大的功耗（Consumption per sqm）每平方米每小時的最大耗電量，通常是指顯示屏全白色工作情況下的耗電量。因為在電源設(shè)計上我們采用了增容設(shè)計，所以在顯示屏滿負荷情況下，也不會達到電源的最大功率，對顯示屏起到了很好的保護作用。重量（Kg）通常指每平方米屏體的重量（含電源、邊框等），但不包括框架的重量。通訊距離（Communication distance）操作平臺（電腦）與屏幕之間的距離。通常8芯網(wǎng)線傳輸不大于130米，光纖傳輸

19、在500米1300米。支持模式（Support mode）VGA的英文全稱是Video Graphic Array，即顯示繪圖陣列，通常說的顯卡接口。VGA支持在640X480的較高分辨率下同時顯示16種色彩或256種灰度，同時在320X240分辨率下可以同時顯示256種顏色.肉眼對顏色的敏感遠大于分辨率，所以即使分辨率較低圖像依然生動鮮明。VGA由于良好的性能迅速開始流行，廠商們紛紛在VGA基礎(chǔ)上加以擴充，如將顯存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768，這些擴充的模式就稱之為VESA（Video Electronics Standards Association，視

20、頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）的Super VGA模式，簡稱SVGA，現(xiàn)在的顯卡和顯示器都支持SVGA模式。不管是VGA還是SVGA，使用的連線都是15針的梯形插頭，傳輸模擬信號。計算 LED 屏體的方法 五、顯示屏大小的計算方式。1室內(nèi)顯示屏的計算方式。（1）給出屏的具體數(shù)據(jù)（長、寬，面積）。 a.例子：所做屏的規(guī)格是5(指像素的直徑)屏，屏長5.8米，寬2.6米。 b.首先，清楚5屏的技術(shù)參數(shù)單元板規(guī)格為488244mm，單元板解析度6432c.計算所用單元板的塊數(shù)。屏長或?qū)捰玫陌鍞?shù)預(yù)做屏長或?qū)拞卧宓拈L或?qū)捚灵L用的板數(shù)：5.8米1000488=11.8912屏寬用的板數(shù)：2.6米1000244=10.

21、6511d.計算實際的屏的大小。實際屏長或?qū)捰脝卧宓拈L或?qū)捚灵L或?qū)捰玫膲K數(shù) 實際屏長：48812=5856mm 即5.856米實際屏寬：24411=2684mm 即2.684米e.屏的面積：5.8562.684=15.72(平方米)注：通常清況屏體外邊框尺寸在屏體尺寸基礎(chǔ)上每邊各加5-10cm。 f.屏的分辨率=屏用的板數(shù)單元板的解板度 屏的分辨率=（1264）（1132）（2）只給出屏的面積，沒有長寬。a. 例子：做一個面積為9的屏，屏的規(guī)格是5(指像素的直徑)。b. 如果只給出了面積，長寬我們要自己算。可以按長、寬4：3或16：9的比例去算。這樣畫面效果好。(這里以4：3為例)c. 理論

22、屏屏長為：長=（面積12）的平方根4寬=（面積12）的平方根3 即：長=3.46m寬=2.60md. 長寬已經(jīng)求出來了，下邊的計算見（1）中的例子。2室外顯示屏的計算方式。（1）給出屏的具體數(shù)據(jù)（長、寬，面積）。a.例子：要做P20的戶外全彩屏長約10米，寬約6米b.首先清楚，單元箱體的規(guī)格 (箱體長寬) 為1280960mm，解析度為6448c.計算箱體的個數(shù)。屏長或?qū)捰玫南鋽?shù)預(yù)做屏長或?qū)拞卧涞拈L或?qū)?屏長用的箱體數(shù)：10米10001280=7.81238 屏寬用的箱體數(shù)：6米1000960=6.256d. 計算實際的屏的大小。實際屏長或?qū)捰孟潴w的(規(guī)格)長或?qū)捚灵L或?qū)捰玫南潴w個數(shù)實際屏長

23、：12808=10240mm 即10.24米實際屏寬：9606=5760mm 即5.76米e. 屏的面積：10.245.76=158.9824158.98(平方米)f. 屏的分辨率=箱體的解析度長寬箱體的長寬個箱=（6410）（486）（2）只給出屏的面積，沒有長寬。a.例子：如果做一個P20的戶外全彩屏面積大約為50平方米。b. 如果只給出了面積，長寬我們要自己算。可以按長、寬4：3或16：9的比例去算。這樣畫面效果好。(這里以4：3為例)c. 理論屏屏長為：長=（面積12）的平方根4寬=（面積12）的平方根3 即：長=8.16m寬=6.12md.大概長寬以求出，接下來的計算參考例(1)。

24、六、顯示屏的亮度計算方法以全彩屏為例，通常紅、綠、藍白平衡配比為3：4：1紅色LED 燈亮度：亮度（CD）/M2點數(shù)/M20.3(白平衡配比占30%)2綠色LED 燈亮度：亮度（CD）/M2點數(shù)/M20.6(白平衡配比占60%)藍色LED 燈亮度：亮度（CD）/M2點數(shù)/M20.1(白平衡配比占10%)(1) 已知整屏亮度求單管亮度。 例如：每平米2500 點密度，2R1G1B，每平米亮度要求為5000 cd/m2，則：紅色LED 燈亮度為：500025000.32=0.3cd=300mcd綠色LED 燈亮度為：500025000.6=1.2cd=1200mcd藍色LED 燈亮度為：50002

25、5000.1=0.2cd=200mcd每像素點的亮度為：0.32+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd(2) 已知單管亮度求整屏亮度。 例如：以P31.25，日亞管為例。HSM顯示屏主要管芯規(guī)格 紅 綠HSM-PH-A+(日亞) 180-440mcd 1020-2400 mcd因為白平衡配亮度配比 紅：綠：藍=3：6：1 ；又白平衡的配比以綠管亮度去配其它管。所以如下：由紅：綠=3：6 可知，綠管亮度是紅管的2倍，即紅管亮度為：2400(藍)2=1200mcd又因為紅、綠、藍四個管中，紅管有2個，所以，單個紅管的亮度為：12002=600mcd。由綠：藍=6：1可知，綠管亮度是藍管的6倍，即藍管亮度為：2400(藍)6=400mcd因，1個發(fā)光像素=2紅管+1綠管+1藍管；即一個像素的亮度=600(紅)2+2400(綠)+400(藍)=3400mcd=3.4cd每平方米亮度=1個發(fā)光像素的亮度每平方米的像素密度(個數(shù))=3.4cd