LED显示屏基础培训资料.doc

LED基础资料大家都知道，LED的最主要优点是；环保、节能、寿命长。那什么是LED？ L-E-D是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写，是一种能够将电能转化为可见光的半导体。他的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，如果有电流通过，晶体就会发光，不同的半导体晶体发不同颜色的光。LED内部是LED芯片，LED质量的好坏取决于芯片的材料和封装技术。芯片常见的有日本日亚（B），美国CREE（G）、惠普（R），国产（大连路美）AXT，台湾芯片（华上、国联/光磊（R）、广稼、晶元）等。LED的特点：效率高、光线质量高、光色纯、能耗低、寿命长、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活。LED的分类：按发光颜色可分成红色、橙色、白色、紫色、绿色（黄绿、标准绿和纯绿）、蓝色等；按出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管等；按结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等；按发光强度分有普通亮度（发光强度小于10mcd）、超高亮度（发光强度大 于100mcd）和高亮度（发光强度在10100 mcd）LED芯片的发光颜色及对应波长范围：红（RED）：R（610nm-640nm）、 黄（YELLOW）：Y（580nm-595nm）、蓝（BLUE）：B（455nm-490nm）、 蓝绿（CYAN）：C（490nm-515nm）、 绿（GREEN）：G（501nm-540nm）、 黄绿（KELLY）：K（560nm-580nm）、 紫（PURPLE）：P（380nm-410nm）、 琥珀（AMBER）：A（590nm-610nm）、 白（WHITE）：W2、 暖白（WORM WHITE）：W3。L-E-D单灯工作电压：红灯（R）：1.8-2.2V；绿灯（G）：3.2-3.5V；蓝灯（B）：3.0-3.3V ；由于蓝光管芯相对较贵点，故单基色使用蓝光管芯较少。LED显示屏概述：LED显示屏是利用发光二极管（LED）作为发光体制作的平板显示器。LED具有光电转换效率高、驱动电压低，易于与计算机接口、使用寿命长的特性，屏幕的大小可按需要无缝拼接。视屏LED屏幕与其控制计算机的显示器具有点-点对应的映射关系，视屏具有灰度控制，并且与计算机显示器同步显示，因此可以播放动画、VCD，配接专用的多媒体卡，可以播放视频信号，具有丰富的表现力。视屏不能脱离计算机工作，一般情况下，一台计算机控制一块视屏。LED显示屏系统作为光、电、声结合的多媒体高科技产品，主要包括以下部分：显示屏体 控制主机及通讯系统 计算机及计算机外设备 系统软件系统结构图：显示系统为DVI同步显示系统，DVI同步即VGA显示器(电脑显示器)上的内容可完全同步地在大屏上显示，这种结构的显示屏由播出机、控制系统、屏体等组成，相互连接的关系如图所示，图中播出机为一台PC计算机，内含双输出（VGA DVI）显卡、发送卡。播出机一方面负责显示内容的信息收集，并将待显示的内容按LED显示屏要求的特定格式和一定的播出顺序在VGA显示器上显示；另一方面把VGA显示器上显示的画面通过发送卡，向接收卡上发送，发送卡通过DVI接口采集电脑显示器上的数据，并对它进行效果处理后打包发送对接收卡，接收卡智能截取各自要显示的信息，分析处理发送到LED显示屏的每个单元板，从而完成显示屏所需要的各种信号，使LED显示屏体显现出色彩逼真、动态感强的画面。屏体是LED最终显示单元，它由LED显示模块框架、电源和各种信号连线而构成。LED屏体：将LED模块或集束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LED显示屏。 屏体分辨率：LED显示屏横向像素点数乘以纵向像素点数，即为屏体分辨率。屏幕的分辨率是指屏幕具有的像素点的数量，目前主要比例是4:3和16:9，电脑的主要工作模式有640X480、800X600、1024X768三种。屏幕的分辨率越高，可以显示的内容越多，画面越细腻，但是，分辨率越高，造价也就越昂贵。灰度：是指像素发光明暗变化的程度。每种基色具有的亮度等级称为灰度级，灰度级越高，色彩再现越逼真。灰度的实现是通过控制LED管的电流的占空比来实现的。亮度(Luminance)：在给定方向上， 每单位面积上的发光强度。亮度的单位是cd/m2。亮度与单位面积的LED数量、LED本身的亮度成正比。LED的亮度与其驱动电流在一定范围内成正比，但寿命与其电流的平方成反比，所以不能为了追求亮度过分提高驱动电流。对比度的定义：对比度发光时的亮度（发光亮度）/不发光时的亮度（反射亮度），为了能够显示出亮度均一的文字和图像，不受周围光线的影响，屏幕应具有足够的对比度。屏幕的均匀性：由于屏幕画面是由很多个像素组成的，所以控制像素的亮度差就是一个很重要的课题，像素的亮度差用屏幕的均匀性来衡量，均匀性定义如下：均匀性白平衡时最暗像素点的亮度/白平衡时最亮像素点的亮度。在调节LED显示屏白平衡时，红、绿、蓝三色亮度配比方面：简单红绿蓝亮度比为：3：6：1；精确红绿蓝亮度比为：3.0：5.9：1.1一般情况下显示屏亮度：（1）室内：800CD/m2（2）半室内：2000CD/m2（3）户外（坐南朝北）：4000CD/m2，（坐北朝南）：8000CD/m2。 显示屏（户外全彩、虚拟全彩LED屏多是静态扫描的，全彩屏亮度每平米达到5500CD以上，户外单双色的是1/4扫描，每平米亮度在3500CD以上；室内全彩屏一般1/16、1/8、1/4扫描，亮度在1000CD以上，室内单双色是1/16扫描，每平米的亮度在150CD以上）扫描都可做成静态扫描的，亮度可以增加，每平米多加至少800元以上。在明确亮度及点密度的要求条件下，如何计算机单管的亮度？如：（以两红、一绿、一蓝为例）0Q7Q-?2g%t-G.s0S:a!ZQ&N半导体技术天地,I0-o-,D例如：P20 每平米2500 点密度，2R1G1B，每平米亮度要求为5000 CD/M2，则：,S7Y3a8Y56m$红色LED 灯亮度为：500025000.32=0.3 8?$D+l&u&_k&J2u&C Bwww.2ic绿色LED 灯亮度为：500025000.6=1.26l4Z5t7i0s2k2i+*w$q/u;P&E3:y,c蓝色LED 灯亮度为：500025000.1=0.2 /N3_;z5_/e.CL9s1j每像素点的亮度为：0.32+1.2+0.2=2.0 CD要清楚了解客户做室内还是户外LED显示屏？全彩屏可以用来播放电视，DVD：双色屏可以显示一般图片，但效果不好。单色屏主要是文字为主。全彩屏显示效果，最基本要求全屏点数在7万以上。观看效果距离，一般来说是点间距乘以1000m。LED显示屏的分类按照安装环境分：室内LED显示屏、半户外LED显示屏、户外LED显示屏；按照颜色分：单色LED显示屏、双色LED显示屏、全彩LED显示屏、虚拟LED显示屏；根据功能区可分为条屏、图文屏、视屏、数码屏、点阵数码混合屏。注：汉字都是16*16（最小单位）点阵；即四个模块可以显示一个汉字。室内LED显示屏的构成：模块单元板LED显示屏 边框 户外LED显示屏构成 LED单灯模组箱体LED显示屏套件其中室内屏也可以作成箱体结构！LED显示屏的特点：亮度高，目前户外单灯的亮度已超过6,000mcd；功耗低，具有较高的光电转换效率；寿命长，LED寿命长达100,000小时以上；响应速度快，ns级，无余灰；低电压低电流驱动，易于与计算机接口；屏幕尺寸可大可小；视角大，室内屏视角大于80度，室外屏视角大于70度；视距可通过选择不同直径与不同点距的产品来调整，小到几十厘米，大到几百米均可满足要求；组态灵活，简单到数码显示，复杂到全彩色视屏都有不同种类的产品可以满足要求，室内室外都有相应的产品；易与计算机接口，支持软件丰富。LED显示产品可广泛应用于：交通、广告、新闻、体育、金融、舞台、证券。在商业领域，各商场都可采用LED显示屏作为商业广告和顾客引导的媒体。LED显示屏安装方式：贴墙、屋顶、吊挂、镶墙、落地式像素密度=（1000/点间距）的平方，点间距单位mm1R 指1个单红色灯2R1PG 指2个红色灯和1个绿色灯2R1G1B 指2个红色灯、1个绿色灯和1个蓝色灯（就是说一个像素点有4个灯）LED显示屏专业术语1、 什么是像素，像素直径，点间距LED显示屏的最小发光单位，同普通电脑显示器中所说的像素含义相同；LED显示屏中的每一个可被单独控制的发光单元称为像素。像素直径：像素直径是指每一LED发光像素点的直径，单位为毫米。像素间距：LED显示屏的俩俩像素间的中心距离称为像素间距，又叫点间距。点间距越密，在单位面积内像素密度就越高，分辨率亦高，成本也高。像素直径越小，点间距就越小。2、 什么是LED显示模块 LED显示模块：由若干个显示像素组成的，结构上独立、能组成LED显示屏的最小单元，典型的有8*8点阵模块等。3、单元板：是显示屏的主体组成单元，由发光材料及驱动电路构成。室内屏通常由单元板构成。模组：户外显示屏的最小显示单元。由若干个发光二极管按照一定的排列顺序，通过焊接、灌胶等工艺封装在固定的模壳里，便成为一个模组。单元箱体：是显示屏的主体组成单元，由单元板按一定次序组成。户外屏通常由单元箱体构成。 3、 什么是DIP？DIP是 DOUBLE IN-LINE PACKAGE 的缩写，双列直插式组装，主要用于室内全彩屏4、 什么是SMT？什么是SMD？SMT就是表面组装技术（SURFACE MOUNTED technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术与工艺；SMD是表面组装器件（surface mounted device的缩写），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。5、 什么是插灯模组，优点与缺点各是什么？是指DIP封装的灯将灯脚穿过PCB板，通过焊接将锡灌满在灯孔内，由这种工艺作成的模组就是插灯摸组，优点是：亮度高，散热好，缺点是像素密度小。6、什么是表贴模组？优点与缺点是什么？表贴也叫SMT，将SMT封装的灯通过焊接工艺焊接在PCB板的表面，灯脚不用穿过PCB板，由这种工艺作成的模组叫表贴模组，优点是：显示效果好，像素密度大，适合室内观看：缺点是亮度不够高，灯管自身散热不够好。7、什么是亚表贴模组？优点和缺点是什么？亚表贴是介于DIP与SMT之间的一种产品，其LED灯的封装表面和SMT一样，但是它的正负级引脚和DIP的一样，生产时也是穿过PCB来焊接的，其优点是：亮度高，显示效果好，缺点是：工艺复杂，维修困难8、什么是三合一？其优点与缺点是什么？是指将RGB三种不同颜色的LED晶片封装的SMT灯按照一定的间距垂直并列在一起；三合一的优点：效果好；缺点：工艺复杂，维修困难；成本高。9、 什么是三并一？是将RGB三种独立封装的SMT灯按照一定的间距垂直并列在一起；10、 室内模块全彩屏与贴片全彩屏有什么区别？ ,q4?)?.?9_+M4w5e7_)i3T0J+b（1）发光部分：模块全彩屏的显示模块一般为黄绿的，纯绿的模块价格较贵； 贴片全彩屏一般使用纯绿管芯3h#r8|4$v7k1d w半导体,芯片,集成电路,设计,版图,晶圆,制造,工艺,制程,封装,测试,wafer,chip,ic,design,eda,fabrication,process,layout,package,test,FA,RA,QA,photo,etch,implant,diffustion,lithography,fab,fabless3q(V7R-H E/T（2）显示效果：模块全彩屏像素点视觉感觉较粗，亮度较低，容易有马赛克现象；2n z&M3Nx%v-r,K!W半导体技术天贴片全彩屏一致性较好，亮度较高,n-ha5W/Y半导体技（3）维护：模块全彩不易维护，整块模块更换成本较高；贴片全彩易维护，可进行单灯维修更换11、户外屏的生产周期为什么比较长？ （1）原料采购：LED 灯管采购周期较长，尤其进口管芯，订货周期需46 周5u%F5?+GN)N:Y（2）生产工艺复杂：需经过PCB 设计、罩壳制作、灌胶、调白平衡等,m)d-H4u.j%_半导体,芯片,集成电路,设计,版图,晶圆,制造,工艺,制程,封装,测试,wafer,chip,ic,design,eda,fabrication,process,layout,package,test,FA,RA,QA,photo,etch,implant,diffustion,lithography,fab,fables（3）结构要求严格：一般为箱体设计，需考虑防风、防雨、防雷等13、什么是同步系统，什么是异步系统？同步和异步是相对于电脑所言的，所谓的同步系统，是指显示屏所显示的内容和电脑显示器同步显示的LED显示屏控制系统；异步系统是指，将计算机编辑好的显示数据事先存储在显示屏控制系统内，计算机关机后不会影响LED显示屏的正常显示，这样的控制系统就是异步控制系统14、什么是实像素？什么是虚拟像素？虚拟像素分那几种？什么是像素共享？实像素是指显示屏上的物理像素点数和实际显示的像素点是1：1的关系，显示屏实际有多少点，只能显示多少点的图像信息。虚拟像素就是指显示屏的物理像素点数和实际显示的像素点数的1：N（N=2、4）的关系，它能显示的图像像素比显示屏的实际像素多2倍或者4倍；虚拟像素按照虚拟的方式可分为：软件虚拟与硬件虚拟：按照倍数关系分为2倍虚拟和4倍虚拟，按照一个模组上的排灯方式分为：1R1G1B虚拟和2R1G1B虚拟。实像素屏与虚拟屏是相对应的，简单来说，实像素屏就是指构成显示屏的红绿蓝三种发光管中的每一种发光管最终只参与一个像素的成像使用，以获得足够的亮度。 虚拟屏则是利用软件算法控制每种颜色的发光管最终参与到多个相邻像素的成像当中，从而使得用较少的灯管实现较大的分辨率，能够使显示分辨率约提高四倍。众所周知，显示屏当中成本支出最大的在于灯管，如何在在不损失亮度的情况下为用户节省灯管成本，是显示技术追求的目标之一。而虚拟技术正是一个发展方向。而虚拟技术也决非是灯管的简单参与成像，对于亮度、灰度的影响也是十分大的。这就要求控制系统与驱动芯片的配合，利用软件算法与驱动芯片的响应时间相结合，达到基本无损亮度的前提下，节约灯管成本的目的。15、什么是远程控制？在什么情况下使用？所谓的远程并不一定是远距离。远程控制包括主控制端与被控制端在一个局域网内，而空间距离并不远；及主控制端和被控制端在比较远的空间距离内两种，客户要求或者根据客户控制位置超出光纤直接控制的距离，那么就用远程控制。显示屏到电脑距离传输：光纤还是网线，一般建议用光纤，因为传输信号好，不容易失真。多模可以在500m以上，单模在10公里，五类双绞线100以下。当显示屏和控制电脑的布线距离小于100米时，用网线传输；当两者间的距离小于500米大于100米时，用多模光纤，当距离大于500米以上时，用单模光纤。控制系统技术要求：有没有远程控制和局域网控制要求，通常我们与电脑联在一起控制来播放电视，DVD等信号，电脑基本要求AGP插槽和PCI-E插槽。16、静态屏是与扫描屏相对应的，静态屏是指LED显示屏在显示文字、图像、视频时，LED显示屏的上的灯点在显示时是同时点亮发光的；而不是象扫描屏一样利用人眼的视觉暂留特性，在很短的时间周期内将LED显示屏的各行分别点亮。众所周知，LED显示屏是利用占空比来驱动的（占空比：在一定的显示区域内，同时点亮的行数与整个区域行数的比例。室内屏一般为1/16扫描或1/8 扫描，户外屏一般为静态。），所以，显示的亮度与点亮的时间周期有很大的关系，在同样的发光管亮度相同的情况下，静态屏要比扫描屏的亮度高，所以静态屏常用在户外需要高亮度显示的情况下，而扫描屏常用在室内对亮度要求不高的情况下，以节省驱动成本。 现在在户外也有使用扫描的方式来制做LED显示屏，以节省成本。当然，在户外使用扫描屏对于控制与驱动部分的要求相当高，对于驱动芯片的性能要求也是非同一般的。17、什么是视角？什么是可视角？什么是最佳视角？视角是观察方向的亮度下降到LED显示屏法线的亮度的1/2时。同一个平面两个观察方向与法线方向所成的夹角。分为水平与垂直视角；可视角是刚好能看到显示屏上图像内容的方向，与显示屏法线所成的角。最佳视角是能刚好地看到显示屏上的内容，且不扁色，图像内容最清晰的方向与法线所成的夹角18、什么是最佳视距？是能刚好完整地看到显示屏上的内容，且不扁色，图像内容最清晰的位置相对于屏体的垂直距离。对于具有一定形状、亮度、距离的两个光点，无法分辩该两点的位置点到该两点的最小垂直距离，称为最小视距，而该点与两个光点联线的夹角称为最小视角。因此影响最小视距和最小视角的因素有：光点的形状、亮度、距离。对于具有一定亮度、距离的矩形显示画面，无法分辩该矩形显示画面内容的位置点到该矩形画面的最小垂直距离，称为最大视距。因此影响最大视距的因素有：矩形显示画面亮度、距离。大于最小视距，小于最大视距的范围，称为有效视距。如何选择适合的显示屏？ 2k:B8i4l/h8j!U半导体技术天地（1）显示内容的需要 (L R0q)Z9c(A$?半导体,芯片,集成电路,设计,版图,芯片,制造,工艺,制程,封装,测试,wafer,chip,ic,design,eda,process,layout,package,FA,QA,diffusion,etch,photo,implant,metal,cmp,lithography,fab,fabless（2）可视距离、视角的确认-D|7H:G4s（3）屏体分辩率的要求（6q1|.)Q%-l6u(4.N半导体技4）安装环境的要求9U$q!D+M3z:B)T4z-D半导体,芯片,集成电路,设计,版图,芯片,制造,工艺,制程,封装,测试,wafer,chip,ic,design,eda,process,layout,package,FA,QA,diffusion,etch,photo,implant,metal,cmp,lithography,fab,fabless0E#o7F#E$r)Yc3O1V/G L+z*（5）成本的控制21%N:S7i半导体技