LED器件對(duì)LED全彩顯示屏性能參數(shù)的影響

李漫鐵
(深圳雷曼光電科技有限公司,深圳,518108)

摘要：本文從LED器件的參數(shù)著手，分析了LED器件的各類參數(shù)對(duì)LED全彩顯示屏整屏參數(shù)的影響，對(duì)LED顯示屏的參數(shù)控制和品質(zhì)提高具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：LED；全彩顯示屏

The Influence of Led Components on Full Color Led Display’s Performance
Li Mantie

(Ledman Optoelectronic Co.,Ltd.,Shenzhen,518108,China)

Abstract：This article tells us how the parameters of Led components influence the performance of full color Led display. It′s very useful to improve the quality and technology level for Led display manufacturer.
Keywords: Led；Full color display

一、概述

LED全彩顯示屏是一種新型的戶內(nèi)、戶外大尺寸的電子傳播媒體，它具有大尺寸、環(huán)境適應(yīng)性好、亮度高、動(dòng)態(tài)播放等特點(diǎn)，在戶內(nèi)外大尺寸電子傳播媒體領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。隨著性價(jià)比的進(jìn)一步提高，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，廣泛應(yīng)用在廣告、舞臺(tái)、招牌、交通設(shè)施、公眾場(chǎng)所等領(lǐng)域。近幾年的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)，均使用了LED全彩顯示屏作為背景及裝飾。2008年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)的舞臺(tái)設(shè)計(jì)，更是從正面背景、側(cè)面背景、天花背景等主要場(chǎng)景，大量使用了LED全彩顯示屏，使得舞臺(tái)美侖美奐，氣氛烘托效果一流。舞臺(tái)的應(yīng)用只是LED全彩顯示屏其中的一方面應(yīng)用，LED全彩顯示屏正以前所未有的速度進(jìn)入到各種應(yīng)用領(lǐng)域。

二、LED全彩顯示屏性能參數(shù)

近幾年，中國已成為全球LED全彩顯示屏的制造中心，技術(shù)質(zhì)量水平不斷提高。隨著技術(shù)水平的提高，用戶和廠家對(duì)LED全彩顯示屏的各項(xiàng)性能參數(shù)要求越來越高。LED全彩顯示屏的所有性能參數(shù)中，約有70%取決于LED器件的性能參數(shù)。因此，LED器件成為LED全彩顯示屏最主要的關(guān)鍵部件。加強(qiáng)對(duì)LED器件性能參數(shù)的了解，并選擇優(yōu)質(zhì)的LED器件，對(duì)LED全彩顯示屏的性能參數(shù)的提高起著重要和決定性作用。

三、LED器件參數(shù)對(duì)LED全彩顯示屏性能參數(shù)的影響

LED全彩顯示屏性能參數(shù)有幾十項(xiàng)，其中關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)有近二十項(xiàng)。下面就LED器件參數(shù)與對(duì)應(yīng)影響的LED全彩顯示屏性能參數(shù)做逐一敘述。

（1）亮度

亮度是LED全彩顯示屏的基本指標(biāo)。行業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為戶外顯示屏應(yīng)不低于5000nits，戶內(nèi)顯示屏不低于1000nits。整屏亮度取決于組成每個(gè)像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)三種LED的亮度值的疊加，紅、綠、藍(lán)的亮度值近似按照3：6：1的比例配比。在器件電流出廠標(biāo)稱值的基礎(chǔ)上設(shè)定紅、綠、藍(lán)的不同電流值以達(dá)到上述比例。例如：戶外P20全彩顯示屏綠管用1800mcd，紅管用900mcd，藍(lán)管用300mcd，則每個(gè)像素點(diǎn)的亮度為3000mcd，整屏最高亮度為2500點(diǎn)×3000mcd=7500nits。最后通過調(diào)整電流值可以達(dá)到規(guī)格書要求的亮度。亮度并不是越高越好，合適就行。

（2）波長

LED全彩顯示屏是由紅、綠、藍(lán)三種LED組成的，每種顏色均由波長來量度。顯示屏的色彩與此波長密切相關(guān)。顯示屏紅、綠、藍(lán)三種LED的平均波長決定了LED全彩顯示屏的動(dòng)態(tài)色域范圍。一般來說，紅色LED的波長選擇在625nm左右，綠色在525nm左右，藍(lán)色在470nm左右。高品質(zhì)的LED全彩顯示屏應(yīng)具有較寬的色域范圍。

（3）一致性

①亮度一致性

LED全彩顯示屏的亮度一致性取決于LED器件的亮度一致性。一般要求LED器件的每種顏色的最高與最低亮度比不高于1.3，然后按照科學(xué)的PCB插燈方式，保證相鄰的兩個(gè)同色的LED亮度差異小于10%。

②色度一致性

組成LED全彩顯示屏的LED器件均有要求一定的波長范圍，波長范圍過寬，會(huì)影響顯示屏色度的一致性。一般來說，紅、綠、藍(lán)每種顏色的波長范圍均要求在5nm以內(nèi)。

③角度一致性

LED全彩顯示屏是由一個(gè)個(gè)有角度的LED器件組成，LED器件角度的一致性會(huì)嚴(yán)重影響顯示屏不同角度的亮度、色度一致性。LED器件（尤其是橢圓燈）紅、綠、藍(lán)亮度隨著視角變化曲線的一致性也同樣嚴(yán)重影響顯示屏不同角度的亮度、色度的一致性。所有全彩顯示屏參數(shù)中，這項(xiàng)參數(shù)是一項(xiàng)最難達(dá)到的指標(biāo)。高檔LED全彩顯示屏的差異性主要在于此。

（4）功耗

LED是一種非常節(jié)能的發(fā)光器件。LED器件的功耗決定了LED全彩顯示屏的功耗。以P20全彩戶外顯示屏為例，在視頻播放狀態(tài)下，其平均功耗約為每平米250W左右。對(duì)于一些24小時(shí)播放的廣告客戶而言，由于面積大、播放時(shí)間長，耗電量是其關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)?？梢圆捎酶吡炼鹊腖ED來制作顯示屏，從而可以使用低電流。一般來說，紅、綠、藍(lán)LED標(biāo)稱亮度各提高20%，在顯示屏亮度不變的情況下，顯示屏的功耗會(huì)降低15%。

（5）視角

LED全彩顯示屏的視角決定于LED器件的視角。 目前戶外顯示屏大多選用水平視角100°、垂直視角50°的橢圓LED，戶內(nèi)顯示屏則選用水平垂直均為120°的貼片LED。高速公路上的顯示屏由于其特殊性一般選用30°視角的圓形LED就夠了。一些高樓上的顯示屏對(duì)垂直視角要求較高。視角與亮度互為矛盾，大視角必然會(huì)降低亮度。視角的選擇需要根據(jù)具體的用途來決定。

（6）失效率

LED全彩顯示屏的一個(gè)重要指標(biāo)是LED的盲點(diǎn)率，這完全取決于LED器件的質(zhì)量（排除顯示屏生產(chǎn)工藝中的虛焊、漏焊、接觸不良等影響）。LED器件在出廠前應(yīng)經(jīng)過各類抽樣測(cè)試，包括常溫點(diǎn)亮、高溫高濕、冷熱沖擊等系列試驗(yàn)，以保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性、連續(xù)性。一般來說，用于全彩顯示屏的高品質(zhì)的LED器件其1000小時(shí)的失效率應(yīng)低于萬分之一。

（7）衰減特性

LED全彩顯示屏長時(shí)間工作后會(huì)出現(xiàn)亮度下降和顯示屏顏色不一致的現(xiàn)象，主要是由于LED器件的亮度衰減造成的。LED亮度的衰減會(huì)造成顯示屏整屏亮度降低。紅、綠、藍(lán)LED亮度衰減幅度的不一致會(huì)造成LED顯示屏顏色的不一致，就是我們常說的顯示屏花了的現(xiàn)象。高品質(zhì)的LED器件能夠很好地控制亮度衰減幅度。按1000小時(shí)常溫點(diǎn)亮20mA標(biāo)準(zhǔn)，紅色衰減應(yīng)小于2%，藍(lán)、綠色衰減應(yīng)小于10%，故藍(lán)、綠色LED在顯示屏設(shè)計(jì)時(shí)盡量不要用到20mA電流，最好只用70%至80%的額定電流。[!--empirenews.page--]

衰減特性除與紅、綠、藍(lán)LED本身特性相關(guān)外，使用電流、PCB板散熱設(shè)計(jì)、顯示屏使用環(huán)境溫度等均對(duì)衰減造成影響。

（8）尺寸

LED器件的尺寸影響LED全彩顯示屏的像素點(diǎn)距離，即分辨率。5mm的橢圓燈主要用于P16以上的戶外顯示屏，3mm的橢圓燈主要用于P12.5、P12、P10的戶外顯示屏，3528型貼片LED主要用于P6、P8的戶內(nèi)顯示屏，5050型貼片LED主要用于P16、P12.5等半戶外顯示屏。在點(diǎn)間距不變的前提下，LED器件尺寸增大，能夠增加顯示面積，減少顆粒感，不過由于黑區(qū)面積減少，會(huì)降低對(duì)比度；相反，LED尺寸減小，減少了顯示面積，顆粒感增多，黑區(qū)面積增大，增加了對(duì)比度。

（9）壽命

LED器件的理論壽命為10萬小時(shí)，遠(yuǎn)大于LED全彩顯示屏其它部件的工作壽命，故只要LED器件品質(zhì)保證、工作電流合適、PCB散熱設(shè)計(jì)合理、顯示屏生產(chǎn)工藝嚴(yán)謹(jǐn)，LED器件將是顯示屏整機(jī)中最耐用的部件之一。

LED器件是LED全彩顯示屏最重要的部件，其性能參數(shù)對(duì)顯示屏的性能參數(shù)起決定性的作用，其成本也占了顯示屏總成本的一半。選好、用好、了解好LED器件對(duì)顯示屏參數(shù)的影響，對(duì)顯示屏的設(shè)計(jì)制造是十分必要的，尤其對(duì)于高質(zhì)量的LED全彩顯示屏是至關(guān)重要的。目前國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，全彩顯示屏所使用的LED的技術(shù)工藝水平已能與國外品牌相媲美，價(jià)格合適，已大量地應(yīng)用在08奧運(yùn)工程等重大項(xiàng)目，并且表現(xiàn)不俗，這必將促進(jìn)中國由LED顯示屏制造大國向LED顯示屏制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。

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作者簡(jiǎn)介：李漫鐵（1968—），男（漢族），湖南人，碩士，現(xiàn)任深圳雷曼光電科技有限公司總經(jīng)理。1990年本科畢業(yè)于華南理工大學(xué)無線電工程系，2005年畢業(yè)于上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院工商管理碩士EMBA。
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