LED的几项重要参12说课材料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LED的几项重要参12-LED的几项重要参数色彩一致性HYPERLINK/LED全彩显示屏是一种新型的户内、户外大尺寸的电子传播媒体，它具有大尺寸、环境适应性好、亮度高、动态播放等特点，在户内外大尺寸电子传播媒体领域独树一帜。随着性价比的进一步提高，应用领域越来越广，广泛应用在广告、舞台、招牌、交通设施、公众场所等领域。近几年的春节联欢晚会，均使用了HYPERLINK/LED全彩显示屏作为背景及装饰。2008年春节联欢晚会的舞台设计，更是从正面背景、侧面背景、天花背景等主要场景，大量使用了HYPERLI

2、NK/t_blankLED全彩显示屏，使得舞台美仑美奂，气氛烘托效果一流。舞台的应用只是HYPERLINK/LED全彩显示屏其中的一方面应用，HYPERLINK/LED全彩显示屏正以前所未有的速度进入到各种应用领域。LED全彩显示屏性能参数近几年，中国已成为全球LED全彩显示屏的制造中心，技术质量水平不断提高。随着技术水平的提高，用户和厂家对LED全彩显示屏的各项性能参数要求越来越高。LED全彩显示屏的所有性能参数中，约有70%取决于LED器件的性能参数。因此，LED器件成为LED全彩显示屏最主要的关键部件。加强对LED器件性能参数的了解，并选择优质的LED器件，对LED全彩显示屏的性能参数的

3、提高起着重要和决定性作用。LED器件参数对LED全彩显示屏性能参数的影响LED全彩显示屏性能参数有几十项，其中关键参数指标有近二十项。下面就LED器件参数与对应影响的LED全彩显示屏性能参数做逐一叙述。(1)亮度亮度是LED全彩显示屏的基本指标。行业内通常认为户外显示屏应不低于5000nits,户内显示屏不低于1000nits.整屏亮度取决于组成每个像素点的红、绿、蓝三种LED的亮度值的叠加，红、绿、蓝的亮度值近似按照3:6:1的比例配比。在器件电流出厂标称值的基础上设定红、绿、蓝的不同电流值以达到上述比例。例如：户外P20全彩显示屏绿管用1800mcd,红管用900mcd,蓝管用300mcd

4、,则每个像素点的亮度为3000mcd,整屏最高亮度为2500点3000mcd=7500nits.最后通过调整电流值可以达到规格书要求的亮度。亮度并不是越高越好，合适就行。(2)波长LED全彩显示屏是由红、绿、蓝三种LED组成的，每种颜色均由波长来量度。显示屏的色彩与此波长密切相关。显示屏红、绿、蓝三种LED的平均波长决定了LED全彩显示屏的动态色域范围。一般来说，红色LED的波长选择在625nm左右，绿色在525nm左右，蓝色在470nm左右。高品质的LED全彩显示屏应具有较宽的色域范围。(3)一致性亮度一致性LED全彩显示屏的亮度一致性取决于LED器件的亮度一致性。一般要求LED器件的每种颜

5、色的最高与最低亮度比不高于1.3,然后按照科学的PCB插灯方式，保证相邻的两个同色的LED亮度差异小于10%.色度一致性组成LED全彩显示屏的LED器件均有要求一定的波长范围，波长范围过宽，会影响显示屏色度的一致性。一般来说，红、绿、蓝每种颜色的波长范围均要求在5nm以内。角度一致性LED全彩显示屏是由一个个有角度的LED器件组成，LED器件角度的一致性会严重影响显示屏不同角度的亮度、色度一致性。LED器件(尤其是椭圆灯)红、绿、蓝亮度随着视角变化曲线的一致性也同样严重影响显示屏不同角度的亮度、色度的一致性。所有全彩显示屏参数中，这项参数是一项最难达到的指标。高档LED全彩显示屏的差异性主要在

6、于此。(4)功耗LED是一种非常节能的发光器件。LED器件的功耗决定了LED全彩显示屏的功耗。以P20全彩户外显示屏为例，在视频播放状态下，其平均功耗约为每平米250W左右。对于一些24小时播放的广告客户而言，由于面积大、播放时间长，耗电量是其关注的一项指标。可以采用更高亮度的LED来制作显示屏，从而可以使用低电流。一般来说，红、绿、蓝LED标称亮度各提高20%,在显示屏亮度不变的情况下，显示屏的功耗会降低15%.(5)视角LED全彩显示屏的视角决定于LED器件的视角。目前户外显示屏大多选用水平视角100、垂直视角50的椭圆LED,户内显示屏则选用水平垂直均为120的贴片LED.高速公路上的显

7、示屏由于其特殊性一般选用30视角的圆形LED就够了。一些高楼上的显示屏对垂直视角要求较高。视角与亮度互为矛盾，大视角必然会降低亮度。视角的选择需要根据具体的用途来决定。(6)失效率LED全彩显示屏的一个重要指标是LED的盲点率，这完全取决于LED器件的质量(排除显示屏生产工艺中的虚焊、漏焊、接触不良等影响)。LED器件在出厂前应经过各类抽样测试，包括常温点亮、高温高湿、冷热冲击等系列试验，以保证产品的稳定性、一致性、连续性。一般来说，用于全彩显示屏的高品质的LED器件其1000小时的失效率应低于万分之一。(7)衰减特性LED全彩显示屏长时间工作后会出现亮度下降和显示屏颜色不一致的现象，主要是由

8、于LED器件的亮度衰减造成的。LED亮度的衰减会造成显示屏整屏亮度降低。红、绿、蓝LED亮度衰减幅度的不一致会造成LED显示屏颜色的不一致，就是我们常说的显示屏花了的现象。高品质的LED器件能够很好地控制亮度衰减幅度。按1000小时常温点亮20mA标准，红色衰减应小于2%,蓝、绿色衰减应小于10%,故蓝、绿色LED在显示屏设计时尽量不要用到20mA电流，最好只用70%至80%的额定电流。衰减特性除与红、绿、蓝LED本身特性相关外，使用电流、PCB板散热设计、显示屏使用环境温度等均对衰减造成影响。(8)尺寸LED器件的尺寸影响LED全彩显示屏的像素点距离，即分辨率。5mm的椭圆灯主要用于P16以

9、上的户外显示屏，3mm的椭圆灯主要用于P12.5、P12、P10的户外显示屏，3528型贴片LED主要用于P6、P8的户内显示屏，5050型贴片LED主要用于P16、P12.5等半户外显示屏。在点间距不变的前提下，LED器件尺寸增大，能够增加显示面积，减少颗粒感，不过由于黑区面积减少，会降低对比度;相反，LED尺寸减小，减少了显示面积，颗粒感增多，黑区面积增大，增加了对比度。(9)寿命LED器件的理论寿命为10万小时，远大于LED全彩显示屏其它部件的工作寿命，故只要LED器件品质保证、工作电流合适、PCB散热设计合理、显示屏生产工艺严谨，LED器件将是显示屏整机中最耐用的部件之一。LED器件是

10、LED全彩显示屏最重要的部件，其性能参数对显示屏的性能参数起决定性的作用，其成本也占了显示屏总成本的一半。选好、用好、了解好LED器件对显示屏参数的影响，对显示屏的设计制造是十分必要的，尤其对于高质量的LED全彩显示屏是至关重要的。目前国内LED产业发展迅猛，全彩显示屏所使用的LED的技术工艺水平已能与国外品牌相媲美，价格合适，已大量地应用在08奥运工程等重大项目，并且表现不俗，这必将促进中国由LED显示屏制造大国向LED显示屏制造强国的转变。LED与LED显示屏LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于LED工作电压低（仅1.5-3V），能主

11、动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10万小时），所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。把红色和绿色的LED放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏；把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。制作室内LED屏的象素尺寸一般是2-10毫米，常常采用把几种能产生不同基色的LED管芯封装成一体，室外LED屏的象素尺寸多为12-26毫米，每个象素由若干个各种单色LED组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一般由3红2绿组成，三色象素筒用2红1绿1兰组成。无论用LED制作单色、双色或三色屏，欲显示

12、图象需要构成象素的每个LED的发光亮度都必须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高，显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。一般256级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。所以，彩色LED屏当前都要求做成256级灰度的。应用于显示屏的LED发光材料有以下几种形式：LED发光灯(或称单灯)一般由单个LED晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个（不同颜色的）单灯构成一个基本像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。LED点阵模块由若干晶片构成发光矩阵,用环氧树脂封装于塑料

13、壳内。适合行列扫描驱动，容易构成高密度的显示屏，多用于户内显示屏。贴片式LED发光灯(或称SMDLED)就是LED发光灯的贴焊形式的封装，可用于户内全彩色显示屏，可实现单点维护，有效克服马赛克现象。二、LED显示屏分类LED显示屏分类多种多样，大体按照如下几种方式分类：（1）按使用环境分为户内,户外及半户外户内屏面积一般从不到1平米到十几平米,点密度较高，在非阳光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外，屏体不具备密封防水能力。户外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米，点密度较稀(多为1000-4000点每平米),发光亮度在3000-6000cd/平米(朝向不同，亮度要求不同)，可在阳光直射

14、条件下使用，观看距离在几十米以外，屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。半户外屏介于户外及户内两者之间,具有较高的发光亮度,可在非阳光直射户外下使用，屏体有一定的密封，一般在屋檐下或橱窗内。（2）按颜色分为单色，双基色，三基色(全彩)单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料，多为单红色，在某些特殊场合也可用黄绿色(例如殡仪馆)。双基色屏一般由红色和黄绿色发光材料构成。三基色屏分为全彩色(fullcolor),由红色，黄绿色(波长570nm)，蓝色构成及真彩色(naturecolor),由红色，纯绿色(波长525nm),蓝色构成。（3）按控制或使用方式分同步和异步同步方式是指LED显示屏的工作方式基本等

15、同于电脑的监视器，它以至少30场/秒的更新速率点点对应地实监视器上的图时映射电脑像,通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告效果。异步方式是指LED屏具有存储及自动播放的能力，在PC机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入LED屏,然后由LED屏脱机自动播放，一般没有多灰度显示能力，主要用于显示文字信息，可以多屏联网。（4）按像素密度或像素直径划分由于户内屏采用的LED点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要有：3.0mm60000像素/平米3.75mm44000像素/平米5.0mm17000像素/平米户外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准，按

16、每平米像素数量大约有1024点，1600点,2000点,2500点,4096点等多种规格。（5）按显示性能可分为视频显示屏：一般为全彩色显示屏文本显示屏：一般为单基色显示屏图文显示屏：一般为双基色显示屏行情显示屏：一般为数码管或单基色显示屏；三、LED显示屏特点全面了解LED显示屏特点，是为了选择高性价比LED显示屏,与其它大屏幕终端显示器相比,LED显示屏主要有以下特点。?亮度高：色彩丰富鲜艳，户外显示屏的亮度大于8000mcd/m2，是目前唯一能够在户外全天候使用的大型；?寿命长：LED寿命长达100,000小时（十年）以上；?视角大：室内视角可大于160度，户外视角可大于120度；结构模

17、块化，屏幕面积可大可小，小至不到一平米，大则可达几百、上千平米；?易与计算机接口，支持软件丰富，操作方便灵活，画面清晰稳定。显示屏联网：利用一台微机可以同时控制多个显示屏显示不同的内容，显示屏也可脱机工作。既可以显示文字又可以显示图形图像，字体字型变化丰富。注：常见大型显示终端对比屏幕类型优点缺点电视墙全彩色、面积大画面有分隔感、亮度低不能在户外用、色差大、造价高PDP全彩色、画面细腻面积不大、亮度低、寿命短投影机全彩色、画面细腻亮度低不能在户外用、画面受光不均。四、基本概念LED:LightEmittingDiode（发光二极管）的缩写。单点直径（Singledotdiameter）指一个像

18、素点的直径，单位通常为mm。象素（PIXEL）：指每单个或多个发光管组成的发光点。是画面上可以被独立控制的最小单元PIXEL是pictureelement的缩写，在三基色显示屏上，象素由三部分组成：红，绿，篮，每一部分由一个或几个LED组成，理论上，分别调节红，绿，蓝的亮度，可以表现出任意颜色。间距（PITCH）相邻象素的中心距离。间距越小，可视距离越短。分辨率（Resolution）通常用于数字显示设备，表示总的象素数量，一般写成宽X高的形式，如800X600。可视角度（ViewingAngle）当观察者面对LED时可以看到LED的最大亮度，当观察者向左或右移动时，看到的亮度会减少，当亮度减

19、到最大亮度的一半时，此时所处的角度加上向反方向移动得到的角度之和，称水平可视角度，垂直可视角度用同样方式测量。LED的视角厂家会给出参数。亮度（Brightness）亮度在任何显示设备中都是最重要的参数。亮度的主单位叫烛光（candela），用CD表示，单个LED的亮度通常用millicandelas，MCD，即千分之一CD，把一个平方米的LED亮度加在一起，就得到单位面积亮度，用尼特（NITS）表示，1NITS1CD/m2。红绿蓝三色的亮度必须平衡才能准确的还原真实色彩，换句话说，LED的白色必须是白色，而不是粉红色。如果红绿蓝都处于最高亮度，混合出的色彩通常不是白色，为了得到白色（通常称为

20、6500K色温），红绿蓝中须有一个或两个的亮度调低，为了获取正确的白色，必须反复测量调整亮度，这个过程称白平衡。可视距离（ViewingDistance）对于各种显示器件来说，最佳的观察距离应该是人眼无法分辨出象素的最小距离，这个距离大约是点间距的3400倍。电视和电脑的观测距离通常要小于这个要求，但可接受的距离不能小于点间距的1700倍。灰度等级（GreyLevels）也称色彩深度，指不同亮度的数量，红绿蓝有各自的灰度，在全彩色系统中一般是256级灰度，可以产生256X256X25616,777,216种颜色，在PC中称为24位色，在LED显示系统中称为8位系统。LED显示屏能表现的色彩数量

21、取决于RGB三色的灰度等级，在标准的全彩显示屏中为256级灰度，对于体育场馆的LED全彩系统，256灰度是不够的，无法准确的恢复还原色彩。刷新率（RefreshRate）显示屏画面更新的速率，通常用赫兹表示（Hz）。与帧频是不同的。帧频（FrameRate）显示屏每秒显示的图像帧的数量，通常取决于输入的信号(25fpsforPAL,30fpsforNTSC)场频（Field）PAL和NTSC的一半帧，因为PAL和NTSC是隔行扫描，每次刷新只显示半帧图像。高级概念纯绿（Puregreen）和真绿（truegreen）过去30年，各种颜色LED被相继开发出来，首先是红色，黄色，黄绿色，蓝色LED

22、和纯绿LED在90年代相继被日亚工程师发明。至此,制造LED全彩色显示屏成为可能。播放视频的LED显示屏必须用纯绿，如果用黄绿来做，颜色肯定不真实，如果一个象素里绿管的数量很多，比红管和蓝管的数量多，那肯定是黄绿管，因为黄绿的亮度不够，必须用多个，但黄绿LED价格低廉。该种显示屏俗称伪彩屏。GAMMA矫正（gammacorrection）这是一种通过变换函数来减少灰度数量，从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比度，全彩屏实际表现的颜色受到很多限制，当夜晚时，必须降低屏体亮度，此时能够显示的色彩就会减少，因此，数字RGB显示的色彩肯定少于16M色，为了解决这个问题，需要更高层次的灰度，1Bill

23、色的系统（红绿蓝各1024级色）可以表现更真实的色彩，因为从256级灰度扩大到1024级，极大的丰富了可表现的色彩数目。虚拟象素技术（VirtualResolution）也称共享象素或动态象素，将4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上显示，其效果相当于将间距缩小一半，其成本与传统做法基本相比，基本没增加，但可以做到原来4倍的分辨率。一致性（Uniformity）整个画面的质量很大程度上取决于LED的一致性。一致性的问题是LED固有的问题，当LED生产时。他们的亮度，视角，还有其它的特性实际上都不统一，这些参数分布在某一范围，制造商工艺控制的越好，这个范围越小，选用优质厂

24、商提供的LED可以减少调试的工作量，人眼对颜色和亮度的敏感度相当高，对于LED之间的差别很容易察觉，特别在高亮的显示系统中，这种差别更大，设计者必须采用各种技术来消除这种差别，增加一致性。色差（ColourShift）LED显示屏由红绿蓝三色组合来产生各种颜色，但这三种颜色由不同材料做成，视角是有差异的，不同LED的光谱分布都是变化的，这些能被观测的差异称为色差。当偏过一定角度观察LED时，其颜色发生改变,人眼判断真实画面的色彩的能力（比如电影画面）比观测计算机产生的画面要好。单元板规格（Cellboardsize）指单元板的尺寸，通常用单元板长乘以宽的表达式表示，以毫米为单位。（48244）

25、单元板的解析度（Cellboardpixels）：指一块单元板有多少个像素，通常用单元板像素的行数乘以列数的表达式表示。（如：6432）像素密度（Latticedensity）也称点阵密度，通常指每平方米显示屏上的像素个数。每平方米最大的功耗（Consumptionpersqm）每平方米每小时的最大耗电量，通常是指显示屏全白色工作情况下的耗电量。因为在电源设计上我们采用了增容设计，所以在显示屏满负荷情况下，也不会达到电源的最大功率，对显示屏起到了很好的保护作用。重量（Kg）通常指每平方米屏体的重量（含电源、边框等），但不包括框架的重量。通讯距离（Communicationdistance）操作

26、平台（电脑）与屏幕之间的距离。通常8芯网线传输不大于130米，光纤传输在500米1300米。支持模式（Supportmode）VGA的英文全称是VideoGraphicArray，即显示绘图阵列，通常说的显卡接口。VGA支持在640X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度，同时在320X240分辨率下可以同时显示256种颜色.肉眼对颜色的敏感远大于分辨率，所以即使分辨率较低图像依然生动鲜明。VGA由于良好的性能迅速开始流行，厂商们纷纷在VGA基础上加以扩充，如将显存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768，这些扩充的模式就称之为VESA（VideoElec

27、tronicsStandardsAssociation，视频电子标准协会）的SuperVGA模式，简称SVGA，现在的显卡和显示器都支持SVGA模式。不管是VGA还是SVGA，使用的连线都是15针的梯形插头，传输模拟信号。计算LED屏体的方法五、显示屏大小的计算方式。1室内显示屏的计算方式。（1）给出屏的具体数据（长、宽，面积）。a.例子：所做屏的规格是5(指像素的直径)屏，屏长5.8米，宽2.6米。b.首先，清楚5屏的技术参数单元板规格为488244mm，单元板解析度6432c.计算所用单元板的块数。屏长或宽用的板数预做屏长或宽单元板的长或宽屏长用的板数：5.8米1000488=11.891

28、2屏宽用的板数：2.6米1000244=10.6511d.计算实际的屏的大小。实际屏长或宽用单元板的长或宽屏长或宽用的块数实际屏长：48812=5856mm即5.856米实际屏宽：24411=2684mm即2.684米e.屏的面积：5.8562.684=15.72(平方米)注：通常清况屏体外边框尺寸在屏体尺寸基础上每边各加5-10cm。f.屏的分辨率=屏用的板数单元板的解板度屏的分辨率=（1264）（1132）（2）只给出屏的面积，没有长宽。a.例子：做一个面积为9的屏，屏的规格是5(指像素的直径)。b.如果只给出了面积，长宽我们要自己算。可以按长、宽4：3或16：9的比例去算。这样画面效果好

29、。(这里以4：3为例)c.理论屏屏长为：长=（面积12）的平方根4宽=（面积12）的平方根3即：长=3.46m宽=2.60md.长宽已经求出来了，下边的计算见（1）中的例子。2室外显示屏的计算方式。（1）给出屏的具体数据（长、宽，面积）。a.例子：要做P20的户外全彩屏长约10米，宽约6米b.首先清楚，单元箱体的规格(箱体长宽)为1280960mm，解析度为6448c.计算箱体的个数。屏长或宽用的箱数预做屏长或宽单元箱的长或宽屏长用的箱体数：10米10001280=7.81238屏宽用的箱体数：6米1000960=6.256d.计算实际的屏的大小。实际屏长或宽用箱体的(规格)长或宽屏长或宽用的

30、箱体个数实际屏长：12808=10240mm即10.24米实际屏宽：9606=5760mm即5.76米e.屏的面积：10.245.76=158.9824158.98(平方米)f.屏的分辨率=箱体的解析度长宽箱体的长宽个箱=（6410）（486）（2）只给出屏的面积，没有长宽。a.例子：如果做一个P20的户外全彩屏面积大约为50平方米。b.如果只给出了面积，长宽我们要自己算。可以按长、宽4：3或16：9的比例去算。这样画面效果好。(这里以4：3为例)c.理论屏屏长为：长=（面积12）的平方根4宽=（面积12）的平方根3即：长=8.16m宽=6.12md.大概长宽以求出，接下来的计算参考例(1)。

31、六、显示屏的亮度计算方法以全彩屏为例，通常红、绿、蓝白平衡配比为3：4：1红色LED灯亮度：亮度（CD）/M2点数/M20.3(白平衡配比占30%)2绿色LED灯亮度：亮度（CD）/M2点数/M20.6(白平衡配比占60%)蓝色LED灯亮度：亮度（CD）/M2点数/M20.1(白平衡配比占10%)(1)已知整屏亮度求单管亮度。例如：每平米2500点密度，2R1G1B，每平米亮度要求为5000cd/m2，则：红色LED灯亮度为：500025000.32=0.3cd=300mcd绿色LED灯亮度为：500025000.6=1.2cd=1200mcd蓝色LED灯亮度为：500025000.1=0.2cd=200mcd每像素点的亮度为：0.32+1.2+0.2=2.0cd=2000mcd(2)已知单管亮度求整屏亮度。例如：以P31.25，日亚管为例。HSM显示屏主要管芯规格红绿HSM-PH-A+(日亚)180-440mcd1020-2400mcd因为白平衡配亮度配比红：绿：蓝=