LED显示屏技术基础知识

文章出处：佳帝作者：佳帝发表时间：2021.05.25

几十年前大型的电子显示屏是用灯泡或照明灯构成，发展到后来的显像管（CRT），主要用在运动场所转播比赛，如今最先进的电子显示屏是LED显示屏。其它一些显示技术，如LCD，机电结构类的显示屏和灯泡显示在某些特定的场合还有一定的用途，但 LED显示屏被证明是最可靠，高效，节能，明亮，在技术上也最方便实现.

LED发光技术的原理是某些半导体材料在通以电流的情况下会发出特定波长的光，这种电到光的转换效率非常高，对所用材料进行不同的化学处理，就可以得到各种亮度和视角的LED。

LED显示屏是将LED模块或像素管按照实际需要大小拼装排列成矩阵，配以专用显示电路，直流稳压电源，软件，框架及外装饰等，即构成一台LED显示屏。

一、LED显示屏概述

什么是LED？

在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED 。

LED的特点

LED是发光二极管的简称（Light Emetting Diodeo）。由于它具有亮度高、响应速度快、低电压、功耗小、耐震动、耐冲击、寿命长等优点，使其成为室内外信息显示终端的主要发光器件。

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：

① 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。

② 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。

③ 贴片式 LED 发光灯( 或称 SMD LED) 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 ) 。