led显示屏相关入门知识(精)复习课程

Led 入门知识第一、led 显示屏的概念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。

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 LED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GaAIAs、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。

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1 00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。

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①3mm--①8mm,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。

4、按发光点直径分类室内屏：① 3mm、① 3.75mm、① 5mm、室外屏：① 10mm、① 12mm、① 16mm、① 19mm、① 20mm、① 21mm、① 22mm ① 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光。

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，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100X100像素区域内，失控的像素数与区域像素总数（即10000 ）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发布，指标要求控制在12/104 之内是合理的。

灰度等级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256X256X256=16777216 种颜色。

即通常所说的1 6兆色。

国际品牌显示屏主要采用10 位处理系统，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。

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）。

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）, 1000mcd=1 cd 。