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， 前跨进了一步 。
使我国 LED 的生产技术已向
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。
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