淺析LED顯示屏關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展前景

　　隨著公共場(chǎng)合信息的增多，建立性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的大面積信息宣傳媒體一直是技術(shù)人員所關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，要求的顯示性能以及對(duì)顯示系統(tǒng)成本的要求的不同，人們可以選擇不同的顯示媒體�？紤]到用于戶內(nèi)外的大屏幕顯示媒體對(duì)顯示設(shè)備的顏色、亮度、視頻效果、可靠性、壽命等性能要求比較苛刻。

　　一般來(lái)講，用戶既要求顯示系統(tǒng)能夠顯示出接近于自然色彩的真彩畫面，并且還要求具有較高的顯示亮度，無(wú)論是在白天還是在晚上，晴天還是陰天，都能夠讓觀眾清楚的看到其內(nèi)容、能夠根據(jù)外部自然光強(qiáng)度的變化自動(dòng)地對(duì)其顯示正在播放的視頻節(jié)目、具有較高的可靠性和性能價(jià)格比、易于維護(hù)。綜合上述諸多的因素，通過(guò)對(duì)磁翻版、真空像素管、電視墻、LED顯示屏的比較，發(fā)現(xiàn)LED作為顯示像素可以很好的滿足上述要求，是一種很好的戶內(nèi)外顯示屏媒體。

　　因此，利用LED器件制造大型平板顯示屏系統(tǒng)成為L(zhǎng)ED器件應(yīng)用的重要領(lǐng)域，進(jìn)而推動(dòng)了大型顯示屏系統(tǒng)發(fā)展并形成一種產(chǎn)業(yè)。用LED器件組成顯示屏的最大特點(diǎn)在于其制造不受面積限制，可以達(dá)到幾十甚至幾百平方米以上，應(yīng)用于室內(nèi)外的各種公共場(chǎng)合顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻圖像等各種信息，成百上千人同時(shí)駐足觀看，具有較強(qiáng)的廣告渲染力和震撼力，對(duì)都市的社會(huì)活動(dòng)有較強(qiáng)的氣氛渲染作用，美化和豐富了人們的生活環(huán)境。

　　目前，LED顯示屏的生產(chǎn)制造數(shù)量比較多，其技術(shù)也相對(duì)成熟。各個(gè)企業(yè)制造的顯示屏的結(jié)構(gòu)、原理基本相似，如何提高顯示屏的技術(shù)性能、降低成本是各個(gè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在�，F(xiàn)在，市場(chǎng)上銷售的LED顯示屏的價(jià)格基本相同，但是，不同的企業(yè)生產(chǎn)的顯示屏的質(zhì)量不同，其原因是多方面的，包括有LED顯示模塊的質(zhì)量、亮度、亮度均勻性、封裝等技術(shù)的差異，數(shù)據(jù)的通訊傳送方式、抗干擾能力的差異以及控制電路的差異，而對(duì)LED顯示屏進(jìn)行校正的技術(shù)可有效地幫助企業(yè)解決這些難題。目前采用LED顯示屏校正技術(shù)的企業(yè)仍然比較少，但隨著行業(yè)對(duì)高品質(zhì)顯示屏的需求越來(lái)越大，LED顯示屏的關(guān)鍵技術(shù)將會(huì)得到大力的推廣，并最終成為確保品質(zhì)的關(guān)鍵。

　　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(diǎn)，也就是瞎點(diǎn)，在需要亮的時(shí)候它不亮，稱之為瞎點(diǎn)；二是常亮點(diǎn)，在需要不亮的時(shí)候它反而一直在亮著，稱之為常亮點(diǎn)。一般地，像素的組成有2R1G1B（2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍(lán)燈，下述同理）、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一般不會(huì)是同一個(gè)像素里的紅、綠、藍(lán)燈同時(shí)全部失控，但只要其中一顆燈失控，我們即認(rèn)為此像素失控。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們按LED顯示屏的各基色（即紅、綠、藍(lán)）分別進(jìn)行失控像素的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，取其中的最大值作為顯示屏的像素失控率。

　　失控的像素?cái)?shù)占全屏像素總數(shù)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(gè)區(qū)域，我們提出“區(qū)域像素失控率”，也就是在100×100像素區(qū)域內(nèi)，失控的像素?cái)?shù)與區(qū)域像素總數(shù)（即10000）之比。此指標(biāo)對(duì)《LED顯示屏通用規(guī)范》SJ/T11141-2003中“失控的像素是呈離散分布”要求進(jìn)行了量化，方便直觀。

　　目前國(guó)內(nèi)的LED顯示屏在出廠前均會(huì)進(jìn)行老化（烤機(jī)），對(duì)失控像素的LED燈都會(huì)維修更換，“整屏像素失控率”控制在1/104之內(nèi)、“區(qū)域像素失控率”控制在3/104之內(nèi)是沒(méi)問(wèn)題的，甚至有的個(gè)別廠家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求出廠前不允許出現(xiàn)失控像素，但這勢(shì)必會(huì)增加生產(chǎn)廠家的制造維修成本和延長(zhǎng)出貨時(shí)間。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，像素失控率的實(shí)際要求可以有較大的差別，一般來(lái)說(shuō)，LED顯示屏用于視頻播放，指標(biāo)要求控制在1/104之內(nèi)是可以接受，也是可以達(dá)到的；若用于簡(jiǎn)單的字符信息發(fā)布，指標(biāo)要求控制在12/104之內(nèi)是合理的。

　　灰度等級(jí)

　　灰度也就是所謂的色階或灰階，是指亮度的明暗程度。對(duì)于數(shù)字化的顯示技術(shù)而言，灰度是顯示色彩數(shù)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(xì)膩，更易表現(xiàn)豐富的細(xì)節(jié)。

　　灰度等級(jí)主要取決于系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)。當(dāng)然系統(tǒng)的視頻處理芯片、存儲(chǔ)器以及傳輸系統(tǒng)都要提供相應(yīng)位數(shù)的支持才行。 目前國(guó)內(nèi)LED顯示屏主要采用8位處理系統(tǒng)，也即256（28）級(jí)灰度。簡(jiǎn)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(gòu)成256×256×256=16777216種顏色。即通常所說(shuō)的16兆色。 國(guó)際品牌顯示屏主要采用10位處理系統(tǒng)，即1024級(jí)灰度，RGB三原色可構(gòu)成10.7億色。

　　灰度雖然是決定色彩數(shù)的決定因素，但并不是說(shuō)無(wú)限制越大越好。因?yàn)槭紫热搜鄣姆直媛适怯邢薜模�再者系統(tǒng)處理位數(shù)的提高會(huì)牽涉到系統(tǒng)視頻處理、存儲(chǔ)、傳輸、掃描等各個(gè)環(huán)節(jié)的變化，成本劇增，性價(jià)比反而下降。一般來(lái)說(shuō)民用或商用級(jí)產(chǎn)品可以采用8位系統(tǒng)，廣播級(jí)產(chǎn)品可以采用10位系統(tǒng)。

　　亮度鑒別等級(jí)

　　亮度鑒別等級(jí)是指人眼能夠分辨的圖像從最黑到最白之間的亮度等級(jí)。前面提到顯示屏的灰度等級(jí)有的很高，可以達(dá)到256級(jí)甚至1024級(jí)。但是由于人眼對(duì)亮度的敏感性有限，并不能完全識(shí)別這些灰度等級(jí)。也就是說(shuō)可能很多相鄰等級(jí)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(duì)于顯示屏，人眼識(shí)別的等級(jí)自然是越多越好，因?yàn)轱@示的圖像畢竟是給人看的。人眼能分辨的亮度等級(jí)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(jí)可以用專用的軟件來(lái)測(cè)試，一般顯示屏能夠達(dá)20級(jí)以上就算是比較好的等級(jí)了。

　　灰度非線性變換

　　灰度非線性變換是指將灰度數(shù)據(jù)按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或某種算術(shù)非線性關(guān)系進(jìn)行變換再提供給顯示屏顯示。由于LED是線性器件，與傳統(tǒng)顯示器的非線性顯示特性不同。為了能夠讓LED顯示效果能夠符合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源同時(shí)又不損失灰度等級(jí)，一般在LED顯示系統(tǒng)后級(jí)會(huì)做灰度數(shù)據(jù)的非線性變換，變換后的數(shù)據(jù)位數(shù)會(huì)增加（保證不丟失灰度數(shù)據(jù)）�，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些控制系統(tǒng)供應(yīng)商所謂的4096級(jí)灰度或16384級(jí)灰度或更高都是指經(jīng)過(guò)非線性變換后灰度空間大小。4096級(jí)是采用了8位源到12位空間的非線性變換技術(shù)，16384級(jí)則是采用8位到16位的非線性變換技術(shù)。由8位源做非線性變換，轉(zhuǎn)換后空間肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一樣，這個(gè)參數(shù)也不是越大越好，一般12位就可以做足夠的變換了。

　　經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，我國(guó)LED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前已初具規(guī)模，基本形成了一批具有一定規(guī)模的骨干企業(yè)。2008年LED顯示屏市場(chǎng)規(guī)模約100億元。2009年中國(guó)LED顯示屏表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，當(dāng)然相比08年金融危機(jī)，09年我國(guó)LED顯示屏還是增長(zhǎng)明顯快于08年。通過(guò)2010年中國(guó)整個(gè)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，那么在2011年LED顯示屏市場(chǎng)增長(zhǎng)將開(kāi)始恢復(fù)增長(zhǎng)。從2008年到2013年，預(yù)計(jì)復(fù)合平均年增長(zhǎng)率為19.3%，在2013年LED顯示屏市場(chǎng)將會(huì)達(dá)到124億美元。隨著北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)等重大賽會(huì)的舉辦和籌備，體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車站、銀行、醫(yī)院、公共廣場(chǎng)商業(yè)場(chǎng)所、居民社區(qū)的大面積應(yīng)用，LED顯示屏的市場(chǎng)應(yīng)用空間將不斷擴(kuò)大。

　　另外，LED顯示屏不受空間限制，可以根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)屏的大小，表現(xiàn)文字、圖案、圖像。目前LED正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高發(fā)光密度、更高發(fā)光均勻性、全色化方向發(fā)展。現(xiàn)今無(wú)論全球的LED大屏幕產(chǎn)業(yè)還是中國(guó)LED大屏幕產(chǎn)業(yè)都處于一個(gè)高速增長(zhǎng)的階段。特別是近年來(lái)在“低碳”節(jié)能降耗的潮流驅(qū)動(dòng)下，LED技術(shù)進(jìn)一步得到廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)容量每年將保持15%以上的速度增長(zhǎng)。

　　值得關(guān)注的是：以前國(guó)內(nèi)顯示屏生產(chǎn)企業(yè)采用國(guó)外器件的比較多，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)器件的使用量在逐步加大，只要國(guó)產(chǎn)器件的性能能夠達(dá)到要求，還是會(huì)首先選擇國(guó)產(chǎn)器件。此外，近年我國(guó)LED顯示屏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)從業(yè)人員年輕化、行業(yè)增長(zhǎng)速度快、技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)等特點(diǎn)。正是由于從業(yè)人員技術(shù)創(chuàng)新能力的不斷提升，使得國(guó)內(nèi)LED顯示屏技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，相信，中國(guó)LED顯示屏不論是在技術(shù)創(chuàng)新上，還是在市場(chǎng)占有率上都會(huì)突飛猛進(jìn)。

LED顯示屏常用術(shù)語(yǔ)解釋：

　　1、LED亮度
　　戶外LED顯示屏-上海幸馬-陳曉翔：13651996328發(fā)光二極管的亮度一般用發(fā)光強(qiáng)度(Luminous Intensity)表示,單位是坎德拉cd；1000ucd（微坎德拉）=1 mcd（毫坎德拉）, 1000mcd=1 cd。室內(nèi)用單只LED的光強(qiáng)一般為500ucd-50 mcd，而戶外用單只LED的光強(qiáng)一般應(yīng)為100 mcd-1000 mcd，甚至1000 mcd以上。
　　2、 LED象素模塊
　　LED排列成矩陣或筆段，預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)大小的模塊。室內(nèi)顯示屏常用的有8*8象素模塊、8字7段數(shù)碼模塊。戶外顯示屏象素模塊有4*4、8*8、8*16象素等規(guī)格。戶外顯示屏用的象素模塊因?yàn)槠涿恳幌笏赜蓛芍灰陨螸ED管束組成，固又稱其為集管束模塊。
　　3、 象素(Pixel)與象素直徑
　　LED顯示屏中每一個(gè)可被單獨(dú)控制的LED發(fā)光單元(點(diǎn))稱為象素(或象元)。象素直徑∮是指每一象素的直徑，單位是毫米。
　　對(duì)于室內(nèi)顯示屏，一般一個(gè)為單個(gè)LED，外形為圓形。室內(nèi)顯示屏象素直徑校常見(jiàn)的有∮3.0、∮3.75、∮5.0、∮8.0等，其中以∮3.75和∮5.0最多。
在戶外環(huán)境，為提高亮度，增加視距，一個(gè)象素含有兩只以上集束LED；由于兩只以上集束LED一般不為圓形，固戶外顯示屏象素直徑一般用兩兩象素平均間距表示：□10、□11.5、□16、□22、□25。
　　4、點(diǎn)間距、象素密度與信息容量
　　LED 顯示屏的兩兩象素的中心距或點(diǎn)間距(Dot Pitch)；單位面積內(nèi)象素的數(shù)量稱為象素密度；單位面積內(nèi)所含顯示內(nèi)容的數(shù)量稱為信息容量。這三者本質(zhì)是描述同一概念：點(diǎn)間距是從兩兩象素間的距離來(lái)反映象素密度，點(diǎn)間距和象素密度是顯示屏的物理屬性；信息容量則是象素密度的信息承載能力的數(shù)量單位。
點(diǎn)間距越小，象素密度越高，信息容量越多，適合觀看的距離越近。
點(diǎn)間距越大，象素密度越低，信息容量越少，適合觀看的距離越遠(yuǎn)。
　　5、分辨率
　　LED顯示屏象素的行列數(shù)稱為L(zhǎng)ED顯示屏的分辨率。分辨率是顯示屏的象素總量，它決定了一臺(tái)顯示屏的信息容量。
　　6、LED顯示屏(LED Panel)
　　將LED象素模塊按照實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示驅(qū)動(dòng)電路，直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架以及外裝飾等，即構(gòu)成一臺(tái)LED顯示屏。
　　7、灰度
　　灰度是指象素發(fā)光明暗變化的程度，一種基色的灰度一般有8級(jí)至1024級(jí)。例如，若每種基色的灰度為256級(jí)，對(duì)于雙基色彩色屏，其顯示顏色為256×256=64K色，亦稱該屏為256色顯示屏。
　　8、雙基色
　　現(xiàn)今大多數(shù)彩色LED顯示屏是雙基色彩色屏，即每一個(gè)象素有兩個(gè)LED管芯：一為紅光管芯，一為綠光管芯。紅光管芯亮?xí)r該象素為紅色，綠光管芯亮?xí)r該象素為綠色，紅綠兩管芯同時(shí)亮?xí)r則該象素為黃色。其中紅，綠稱為基色。
　　9、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。由于構(gòu)成全彩色的藍(lán)色管和純綠色管芯的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成熟，故市面基本都用全彩色。

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文章來(lái)源：中國(guó)投影網(wǎng)