关于LED显示屏的一些简单知识

关于LED显示屏的一些简单知识,第1张

第一:什么是led显示屏

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。

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Φ3mm--Φ8mm,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:Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、

室外屏:Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm

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

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100×100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

灰度等级

灰度也就是所谓的色阶或灰阶,是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言,灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高,显示的色彩越丰富,画面也越细腻,更易表现丰富的细节。

灰度等级主要取决于系统的A/D转换位数。当然系统的视频处理芯片、存储器以及传输系统都要提供相应位数的支持才行。 目前国内LED显示屏主要采用8位处理系统,也即256(28)级灰度。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。采用RGB三原色即可构成256×256×256=16777216种颜色。即通常所说的16兆色。 国际品牌显示屏主要采用10位处理系统,即1024级灰度,RGB三原色可构成10.7亿色。

灰度虽然是决定色彩数的决定因素,但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的分辨率是有限的,再者系统处理位数的提高会牵涉到系统视频处理、存储、传输、扫描等各个环节的变化,成本剧增,性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用8位系统,广播级产品可以采用10位系统。

亮度鉴别等级

亮度鉴别等级是指人眼能够分辨的图像从最黑到最白之间的亮度等级。前面提到显示屏的灰度等级有的很高,可以达到256级甚至1024级。但是由于人眼对亮度的敏感性有限,并不能完全识别这些灰度等级。也就是说可能很多相邻等级的灰度人眼看上去是一样的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。对于显示屏,人眼识别的等级自然是越多越好,因为显示的图像毕竟是给人看的。人眼能分辨的亮度等级越多,意味着显示屏的色空间越大,显示丰富色彩的潜力也就越大。亮度鉴别等级可以用专用的软件来测试,一般显示屏能够达20级以上就算是比较好的等级了。

灰度非线性变换

灰度非线性变换是指将灰度数据按照经验数据或某种算术非线性关系进行变换再提供给显示屏显示。由于LED是线性器件,与传统显示器的非线性显示特性不同。为了能够让LED显示效果能够符合传统数据源同时又不损失灰度等级,一般在LED显示系统后级会做灰度数据的非线性变换,变换后的数据位数会增加(保证不丢失灰度数据)。现在国内一些控制系统供应商所谓的4096级灰度或16384级灰度或更高都是指经过非线性变换后灰度空间大小。4096级是采用了8位源到12位空间的非线性变换技术,16384级则是采用8位到16位的非线性变换技术。由8位源做非线性变换,转换后空间肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一样,这个参数也不是越大越好,一般12位就可以做足够的变换了。

第五:LED显示屏常用术语解释

1、LED亮度

发光二极管的亮度一般用发光强度(Luminous Intensity)表示,单位是坎德拉cd;1000ucd(微坎德拉)=1 mcd(毫坎德拉), 1000mcd=1 cd。室内用单只LED的光强一般为500ucd-50 mcd,而户外用单只LED的光强一般应为100 mcd-1000 mcd,甚至1000 mcd以上。

2、 LED象素模块

LED排列成矩阵或笔段,预制成标准大小的模块。室内显示屏常用的有8*8象素模块、8字7段数码模块。户外显示屏象素模块有4*4、8*8、8*16象素等规格。户外显示屏用的象素模块因为其每一象素由两只以上LED管束组成,固又称其为集管束模块。

3、 象素(Pixel)与象素直径

LED显示屏中每一个可被单独控制的LED发光单元(点)称为象素(或象元)。象素直径∮是指每一象素的直径,单位是毫米。

对于室内显示屏,一般一个为单个LED,外形为圆形。室内显示屏象素直径校常见的有∮3.0、∮3.75、∮5.0、∮8.0等,其中以∮3.75和∮5.0最多。

在户外环境,为提高亮度,增加视距,一个象素含有两只以上集束LED;由于两只以上集束LED一般不为圆形,固户外显示屏象素直径一般用两两象素平均间距表示:□10、□11.5、□16、□22、□25。

4、 点间距、象素密度与信息容量

LED 显示屏的两两象素的中心距或点间距(Dot Pitch);单位面积内象素的数量称为象素密度;单位面积内所含显示内容的数量称为信息容量。这三者本质是描述同一概念:点间距是从两两象素间的距离来反映象素密度,点间距和象素密度是显示屏的物理属性;信息容量则是象素密度的信息承载能力的数量单位。

点间距越小,象素密度越高,信息容量越多,适合观看的距离越近。

点间距越大,象素密度越低,信息容量越少,适合观看的距离越远。

5、 分辨率

LED显示屏象素的行列数称为LED显示屏的分辨率。分辨率是显示屏的象素总量,它决定了一台显示屏的信息容量。

6、 LED显示屏(LED Panel)

将LED象素模块按照实际需要大小拼装排列成矩阵,配以专用显示驱动电路,直流稳压电源,软件,框架以及外装饰等,即构成一台LED显示屏。

7、 灰度

灰度是指象素发光明暗变化的程度,一种基色的灰度一般有8级至1024级。例如,若每种基色的灰度为256级,对于双基色彩色屏,其显示颜色为256×256=64K色,亦称该屏为256色显示屏。

8、 双基色

现今大多数彩色LED显示屏是双基色彩色屏,即每一个象素有两个LED管芯:一为红光管芯,一为绿光管芯。红光管芯亮时该象素为红色,绿光管芯亮时该象素为绿色,红绿两管芯同时亮时则该象素为黄色。其中红,绿称为基色。

9、 全彩色

红绿双基色再加上蓝基色,三种基色就构成全彩色。由于构成全彩色的蓝色管和纯绿色管芯较贵,故目前全彩色屏相对较少。

第六:led显示屏市场前景

现状:目前由于led显示屏造价昂贵,主要应用于比较高档的场所,主要集中在城市的繁华场所,作为多媒体广告的一部分。单双色led显示屏主要应用于交通,高速公路,银行、证券交易等金融场所。

以后:随着人们生活水平的提高,户外led显示屏将逐渐应用于各个行业。

第七 LED显示屏技术优势

(1)采用进口LED优质管芯制作全彩显示屏:具有视角大、功耗小、色彩均匀一致、屏厚超薄、屏体重量轻、故障率低、易维护等优势.

(2)采用PCTV卡:该卡是一块性能卓越的集显示、采集、视频捕获等功能的多媒体显示卡,该卡附有一个Studio编辑软件.Studio是Pinnacle Systems公司的一个备受赞誉的软件,其与现有通用普通多媒体卡相比较

它有如下优势:

①使用户能够在自己的PC机上制作数字电影、捕获视频、编辑和添加风格化的标题、转换,甚至自己的乐曲以及数字视频制作的叙述.

②Studio可以让用户选择以MPEG或者AVI文件的格式输出视频并且存储到CD盘上,或者在Web站点上展示,或者创建视频电子邮件.由于Studio可以和Pinnacle Systems公司的一系列的捕获装置进行工作,视频捕获变得前所没有的轻而易举.

③Studio的应用软件象一个VCR有从容易到用着好、更好、最好的质量形式,并且计算计算机能存储多少视频.Studio自动发现和记录场景变化,使编辑变的轻而易举

④使用Studio来创作是一个快速的和交互的过程.使用即时预览视窗可以在编辑的任何时候预览电影,即所看即所得.

⑤如果不喜欢标题或者效果,可以做一个改变并且可以立即看到这种改变,视频编辑从来没有象这样快速和有趣.够自由、够个性化,还具有背景音乐、画外音等效果.

(3)采用最新DVI 接口技术: DVI接口(Digital Visual Interface)是PC机与数字式平板显示器(包括)接口的工业标准,众所周知,计算机是数字式的,即它所处理的信息全是数字量,但是迄今用得最广泛的CRT显示器(如电视机)是模拟式的.因此在将计算机处理好的数据送往显示器显示之前,必须做一个数/模转换(D/A),这种处理造成了信息的损失和显示效果的缺陷.LCD、PDP、HDTV等新一代显示器本身就是数字式的,用传统的方式,计算机图形卡的输出(模拟量)还要再经过模数转换(A/D)才能送往显示器,这又造成新的损失和麻烦.采用DVI接口,开发的LED显示系统可直接从PC机的DVI接口取数,不需要银河卡之类的专用显卡,也不需要特殊的采集卡,可不受PC机的限制,由于没有D/A和MD转换过程,避免了图像细节的丢失,从而保证了计算机图像在显示屏中的完美再现.同时由于DVI是工业标准所以虽然带宽高达83MHZ,也能很好地工作.现在DVI可支持VGA(640×480)到HDTV(1920×1080)和QXGA(2048×1536)的所有显示模式.除此以外采用DVI接口,开发的LED显示系统,在获得稳定可靠的显示数据的基础上,还能将许多重要的功能集成在一起

例如:①无数据损失,②不受到PC机限制, ③方便升级,一般显示卡内存为8M,而该卡内存为128-256M,④窗口位置和大小的调整⑤帧频高达60HZ⑥非线性调整输出,更适合人眼观看⑦100级屏体亮度控制⑧恒流驱动⑨单元板红、绿、蓝三色亮度分别可调,消除马赛克.

(4)采用室内全彩系统:该芯片除了完成显示数据的分配任务之外,其特性是将接收的8位(8 bit)显示数据转换成12位的PWM输出脉冲,使显示屏实现4096(12bit)级灰度控制,保证非线性256级视觉灰度的实现,达到全真彩色的视觉效果,能在根本上解决了数字显示系统由于数据传输量过大造成的系统复杂.

具有如下特点:

①简单性 由于系统最为复杂的数据转换部分都以芯片内部逻辑的形式实现,使系统变得非常简单.

②易维护性 与简单性直接相关的是系统的易维护性,由于免去了复杂的控制部分,系统维护变成了一项由初级技术人员就可以完成的工作,这既降低了总体维护成本、又提高了用户满意度.

③高可靠性 系统控制部分的简单进一步带来了系统的高可靠性,这也主要是因为集成芯片技术相比于分离器件技术具有数倍的稳定性.

④高性价比 系统以最可靠的性能实现屏幕基色4096级灰度的控制,图象显示逼真、自然,实现同等显示控制效果.

⑤单元化、结构化设计 与目前行业的发展方向相一致,大型显示屏系统在屏体结构上采用单元化设计,系统连线直观简便,不但保证了显示屏体的大小可以根据需要拼接调整,而且使系统的安装、调试与维护变得极为简便,从而最大程度地降低显示屏系统的不可见故障率.

⑥工业化可靠性设计 系统采用单元化设计,取代了传统设计中大量的分离器件,使系统的可靠性与稳定性大幅度提高.

⑦全套方案组成 系统包含数据源、传输设备、数据处理、数据分配及软件管理工具等,使LED显示屏的建设变为简单标准化.该技术在实际应用过程不断得到发展与完善,已经成为一套最为成熟、稳定、便于实施的系统方案.

⑧等同CRT的显示效果 LED显示屏最为核心的性能指标是对每一基色(红、绿、兰)所实现的灰度即亮度等级,目前国际的显示标准是要求每一基色达到视觉的256级灰度.专用灰度控制芯片内置的处理逻辑可以输出达到4096级的灰度,并从中选取与CRT显示器相拟合的256级灰度输出,使整体图像效果更加清晰、逼真,富有感染力.

⑨高解析度和高刷新频率 除了灰度等级之外,显示屏的另外两个性能指标是其解析度和刷新频率.由于LED显示屏本身的特点和要求,传统的解决方案往往要以丧失其中的一项或两项标准作为另一项指标提高的代价.由于芯片每个管脚的每秒数据输出量达到1兆,远远超过了传统方案的数据输出能力,从而使该问题在根本上得到解决.本全彩系统可以在同时支持1024×768的屏幕解析度和高达300Hz的屏幕刷新频率,远远超过了传统解决方案的性能指标,使显示画面稳定、无闪烁、无拖尾.

(5)采用恒流驱动:该电路技术成熟运行可靠,已经在全彩显示屏上广泛的运用,性能价格比高,为目前众多公司常用的恒流驱动芯片,较好解决LED管压降离散性之缺陷且性能良好,消除马赛克.

(6)光纤传输,不衰减的光纤传输技术:

①光纤传输频带宽,通信容量大. 光纤可利用的带宽约为1.25G,频带宽,提高了扫描频率和刷新频率,本公司设计的LED全彩屏幕刷新频率≥200Hz/s.

② 光纤传输损耗低,中继距离长.其最大中继距离则可达15000米,提高了可靠性和稳定性.

③ 光纤传输抗电磁干扰. 光纤是绝缘体材料,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰.

④光纤线径细、重量轻、柔软.光纤的芯径很细,约为0.1mm,它只有单管同轴电缆的百分之一光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm.利用光纤这一特点,使传输系统所占空间小.使施工布线方便快捷.

⑤光纤传输除具有以上突出的优点外,还具有耐腐蚀力强、抗核辐射、能源消耗小等优点.

1. LED灯具的基础知识有哪些

一、LED灯具的特性: 

LED灯珠是属于发光二极管的一种,能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。LED灯具可采用直流DC220V电压,不需要启辉器和镇流器。启动时间短,无闪频。 LED灯具的主要特点为:

①新型绿色环保光源:LED运用冷光源,眩光小,无辐射,使用中不产生有害物质。LED的工作电压低,采用直流驱动方式,超低功耗(单管0.03~0.06W),电光功率转换接近100%,在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。LED的环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,而且废弃物可回收,没有污染,不含汞元素,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。

②寿命长:LED为固体冷光源,环氧树脂封装,抗震动,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万~10万小时,是传统光源使用寿命的10倍以上。LED性能稳定,可在-30~+50oC环境下正常工作。

③多变换:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256X256X256(即16777216)种颜色,形成不同光色的组合。LED组合的光色变化多端,可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

④高新技术:与传统光源的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功地融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术等。传统LED灯中使用的芯片尺寸为0.25mmX0.25nm,而照明用LED的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上。LED裸片成型的工作台式结构、倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善其发光效率,从而发出更多的光。LED封装设计方面的革新包括高传导率金属块基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等,采用这些方法都能设计出高功率、低热阻的器件,而且这些器件的照度比传统LED产品的照度更大。

二、LED灯具产品主要参数:      

光通量(单位:LM)、显色指数(单位:Ra) 、色温(单位: K)、功率因素(单位:PF)、散热能力 

①光通量:主要指产品的亮度,灯具通过消耗电能而发出光能,光通量越大、发出的光能越多。因此它是表征光源发光能力的指标,当两盏灯功耗相同时,光通量越大,灯具越好。一般的LED灯具及时能达到90-110LM/W 好的灯具甚至能达到120-150LM/W。(传统白炽灯 10-15LM/W  节能灯30-65LM/W) 

②显色指数:显色指数指对一个颜色的再现能力。显色指数越高,颜色越正。通过与同色温的参考或基准光源(白炽灯或画光)下物体外观颜色的比较。还原物体本真色彩的百分比,能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数高的光源,其数值接近100,显色性最好。白炽灯97-100  LED灯85-12

③色温:指光发出的颜色,色温越高发的光偏蓝,色温越低。发的光偏红。是以太阳光为参照标准。常规的色温有3种。 暖光(黄光)2700-3500K  代表符号:RN。中性白 4300-5000K 代表符合:RZ 白光(冷白)5800-6500K 代表符号:RR。  

具体色温图表如下:

④功率因素:及电源转换光源的功率补偿。功率因素的大小取决于驱动电源的功率因素。功率因素越大,转换效率越好   

⑤散热能力: LED产品的散热能力直接影响到产品的使用寿命,光衰率等。功率越高的产品和点亮时间越长的产品对散热的要求越高。常规的LED产品会使用金属外壳加内置或外置散热片为灯具散热。

三、LED产品与传统白炽灯、节能灯省电节能对比     

假设一场所或一家庭满足其照明需要的总亮度要求是: 900-1200LM*10

2. LED基本知识

一, LED的结构及发光原理 50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于1960年.LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它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,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好. LED结构图如下图所示 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结.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. 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关. 二,LED光源的特点 1. 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所. 2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 3. 适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境 4. 稳定性:10万小时,光衰为初始的50% 5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级 6. 对环境污染:无有害金属汞 7. 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光.如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色 8. 价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成. 三,单色光LED的种类及其发展历史 最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初.当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的发光效率约0.1流明/瓦. 70年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦. 到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光效达到10流明/瓦. 90年代初,发红光,黄光的GaAlInP和发绿,蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高.在2000年,前者做成的LED在红,橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿 *** 域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦. 四,单色光LED的应用 最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益.以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光.经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光.而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效. 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域.1987年,我国开始在汽车上安装高位刹车灯,由于LED响应速度快(纳秒级),可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况,减少汽车追尾事故的发生. 另外,LED灯在室外红,绿,蓝全彩显示屏,匙扣式微型电筒等领域都得到了应用. 五,白光LED的开发 :对于一般照明而言,人们更需要白色的光源.1998年发白光的LED开发成功.这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成.GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射,峰值550nm.蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm. LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光.现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光. 在LED业者中,日亚化学是最早运用上述技术工艺研发出不同波长的高亮度LED,以及蓝紫光半导体激光(Laser DiodeLD),是业界握有蓝光LED专利权的重量级业者.在日亚化学取得兰色LED生产及电极构造等众多基本专利后,坚持不对外提供授权,仅采自行生产策略,意图独占市场,使得蓝光LED价格高昂.但其他已具备生产能力的业者相当不以为然,部分日系LED业者认为,日亚化工的策略,将使日本在蓝光及白光LED竞争中,逐步被欧美及其他国家的LED业者抢得先机,届时将对整体日本LED产业造成严重伤害.因此许多业者便千方百计进行蓝光LED的研发生产.目前除日亚化学和住友电工外,还有丰田合成,罗沐,东芝和夏普,美商Cree,全球3大照明厂奇异,飞利浦,欧司朗以及HP,Siemens, Research,EMCORE等都投入了该产品的研发生产,对促进白光LED产品的产业。

3. 谁能告诉我,LED显示屏 基础知识

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。

LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。

而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。 LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。

据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过150lm/W(2010年)。

将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比,结果显示:普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W,寿命可大于100000小时。有人还预测,未来的LED寿命上限将无穷大。

然而,LED灯的工作原理使得在大功率LED照明行业里散热问题变得非常突出,许多LED照明方案不够重视散热,或者是技术水平有限,所以目前量产的大功率LED灯普遍存在实际使用寿命远远不如理论值,性价比高于传统灯具的尴尬情况。为了提高LED灯具的使用寿命,真正做到适合商业化的量产,LED照明行业正在独立或者和专业的导热材料供应商合作加紧研制新型导热材料,比如导热塑料等等。

大功率,一般指大于0.65W,这一点不同公司内部也会有不同的标准,因为目前在大功率LED领域还没有形成大家一致认可的行业标准。光强与流明比小功率大,但同样散热也很大,现在大功率大多是单颗应用,加上有效散热面积很大的散热片,也出现了集成在一起的LED灯矩阵,但是散热效果不是很好。

小功率一般是0.06W左右的。现在LED手电一般是用小功率用的,光散不散,取决于LED的发光角度,有大角度小角度之分,小角度不散,大角度才散。

市面上的手电筒一般是用草帽头做的。效果很好。

现在就担心有些厂家不重质量,拿的次品LED做电筒,用不了多久就有死灯。 LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家用的都是那几家国外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一万多两万MCD的亮度了,亮度相差好几十倍了,如果是用于照明用的,在户外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,单个功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百都有. 色温和亮度没关系,而亮度和流明值有关 来看几个相关概念: 光通量(lm) 由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度,我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量,必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。

光通量用符号Φ表示,单位为流明(lm)。 发光强度(cd) 光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。

不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉,符号为cd,它表示光源在某单位球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的光通量。

1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立体角的球面度单位)。 亮度(cd/m2) 亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。

单位为坎德拉/平方米[cd/m2],符号为L,表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量,它等于1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。 色温 ( Color Temperature ) 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,用绝对温度K(开尔文,开氏度 = 摄氏度 + 273.15 )表示。

显色性(Color rendering property) 原则上,人造光线应与自然光线相同,使人的肉眼能正确辨别事物的颜色,当然,这要根据照明的位置和目的而定。 光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。

通常叫做"显色指数"(Ra)。显色性是指事物的真实颜色(其自身的色泽)与某一标准光源下所显示的颜色关系。

Ra值的确定,是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较,色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。 Ra值为100的光源表示,事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。

编辑本段基本信息。

4. LED灯的使用小常识

摘自山东普瑞斯照明官网

LED安装方法

(1)注意各类器件外线的排列,以防极性装错。器件不可与发热元件靠得太近,工作条件不要超过其规定的极限。

(2)务必不要在引脚变形的情况下安装LED。

(3)当决定在孔中安装时,计算好面孔及线路板上孔距的尺寸和公差以免支架受过度的压力。

(4)安装LED时,建意用导套定位。

(5)在焊接温度回到正常以前,必须避免使LED受到任何的震动或外力。

LED的清洗要注意什么?

当用化学品清洗胶体时必须特别小心,因为有些化学品对胶体表面有损伤并引起褪色如三氯乙烯、丙酮等。可用乙醇擦拭、浸渍,时间在常温下不超过3分钟。

LED适当的工作及储存温度:

(1)LED LAMPS发光二极管 Topr-25℃~85℃ 、Tstg-40℃~100℃

(2)LED DISPLAYS显示器 Topr-20℃~70℃ 、Tstg-20℃~85℃

(3)OUT-DOOR LED LAMPS 像素管 Topr-20℃~60℃ 、Tstg-20℃~70℃

LED产品应用常识和LED性能检测如下:

(1)烙铁焊接:烙铁(最高30W)尖端温度不超过300℃;焊接时间不超过3秒;焊接位置至少离胶体2毫米。

(2)浸焊:浸焊最高温度260℃;浸焊时间不超过5秒;浸焊位置至少离胶体2毫米。

引脚成形方法:

(1)必需离胶体2毫米才能折弯支架。

(2)支架成形必须用夹具或由专业人员来完成。

(3)支架成形必须在焊接前完成。

(4)支架成形需保证引脚和间距与线路板上一致。

5. led模组基础知识有哪些

LED模组就是把LED(发光二极管)按一定规则排列在一起再封装起来,加上一些防水处理组成的产品。

LED模组是LED产品中应用比较广的产品,在结构方面和电子方面也存在很大的差异.简单的就是用一个装有LED的线路板和外壳就成了一个LED模组,复杂的就加上一些控制,恒流源和相关的散热处理使LED寿命和发光强度更好。 主要用于展示广告字体(压克力、吸塑)和标识的夜间效果,它以文字或标识为媒介,安装在楼宇顶部或墙面,既能表现标识白天效果,又能利用LED作为发光光源,在夜间表现出另外一种效果,再配以LED照明应用控制系统,对文字或标识进行动态视频控制,在一些娱乐气氛较浓的场所,LED光源模组已经成了企业展示自我形象的最重要的选择之一 现在我们主要对LED模组的参数进行一个详细的说明:

(1)颜色:

这是一基本的参数,不同颜色应用在不同的场合。按颜色种类可以分为单色、七 彩、全彩单点控制三种。单色就是单种颜色, 不能改变。接上电源就可以工作了。七彩就是整个 一串模组只能同一种色,不能实现单个模组不同的色,简单的来讲就是只 能所有的模组在同一时候只能实现同一颜色,不同的时间可以七种颜色之间变化。全彩单点就是可以控制到每一个模组的颜色, 在模组的数量达到一 定程度的时候可以实现显示图片和视频的效果。七彩和全彩单点要加上控制系统才能实现效果,我们在 控制系统章节中详细介绍控制系统 选择和应用。

(2)电压:

这是一个很重要的参数,目前12V的低压模组是比较普遍的。在连接电源和控制系统的时候一定要检查电压值的正确性,才能通 电,否则就会损坏LED模组。

(3)工作温度:

就是说LED正常工作的温度。通常情况在-20℃~+60℃之间,如果要求范围比较高的场合就要进行特殊的处理。

(4)发光角度:

没有带透镜的LED模组发光角度主要由LED来决定,LED的不同发光角度也不同,一般以厂家提供的LED的发光角度为LED模组的角度。

(5)亮度:

这个参数是人们比较关注的一个参数,亮度在LED里面是比较复杂的问题,我们通常在LED模组中所说的亮度通常是发光强度和 流明度,在小功率中通常说发光强度(MCD),在大功率中通常说流明度(LM).,我们所说LED说的模组的流明度就是把每个LED的流明度相加就行啊,虽然说不是很精确,但这样子也基本能合要求了,哈哈,个人的意见!

(6)防水等级:

如果要户外用LED模组的话这个参数就很重要了,这个保证LED模组能不能在户外长期工作的重要指标。通常情况在全露天的情 况最好防水等级要达到IP65

(7)尺寸:

这个比较简单,就是通常所说的长 宽 高等尺寸。

(8)单条连接的最大长度:

这个参数我们在做大型工程的时候用得比较多,它的意思就是在一条串联LED模组中,所连接的LED模组的个数。这个与LED模组的连接线的大小有关系。也要根据实际情况来定做。

(9)功率:

关于LED模组的功率一个经验公式: LED模级的功率=单个LED的功率 ⅹ LED的个数 ⅹ 1.1。

6. LED行业知识

MOCVD金属有机物化学气相淀(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,简称 MOCVD),1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。

该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、电脑多学科为一体,是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备,主要用于GaN(氮化镓)系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极体芯片的制造,也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。 LED芯片产生前的LED外延片生长的基本原理是:在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石和、SiC、Si)上,气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。

目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积(MOCVD)方法。 外延片技术的成功需要具备以下三个条件: 1.对设备的精确掌握。

MOVCD由于各项成本很高,保养周期以及配件的准备充分都很重要。 2.外延原理的掌握,材料的成长需要具备物理、材料学和分析技术三项基本功夫,能掌握这些,材料的生长就可具备一定的能力。

3.持之以恒的实验精神,外延结果需要恒心的等待,因为除了基本的分析外,结果的观察与纪录,做成LED芯片结果的分析,都需要耐心与恒心。 LED芯片的生产过程LED外延片的生产制作过程比较复杂: 1.展完外延片后在每张外延片随意抽取九点做测试。

符合要求的为良品,其他为不良品(电压偏差很大,波长偏短或偏长等)。 2.良品的外延片要做电极(P极,N极)。

接下来就用镭射切割外延片,然后100%分捡,根据不同的电压,波长,亮度进行全自动化分检,形成LED芯片(方片)。 3.最后还要进行目测,把有缺陷或者电极有磨损的分捡出来,这些就是后面的散晶。

此时在蓝膜上有不符合出货要求的芯片,这些就成了边片或毛片等。不良品的外延片,一般不用来做方片,就直接做电极(P极,N极),也不用做分检,这些就是目前市场上的LED大圆片。

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,简称LED,,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。 它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,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。由于具有容易控制、低压直流驱动、组合后色彩表现丰富、使用寿命长等优点,广泛应用于城市各工程中、大屏幕显示系统。LED可以作为显示屏,在计算机控制下,显示色彩变化万千的视频和图片。 LED是一种能够将电能转化为可见光的半导体。

LED外延片工艺[2]流程:

近十几年来,为了开发蓝色高亮度发光二极管,世界各地相关研究的人员无不全力投入。而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管LED及激光二级管LD的应用无不说明了III-V族元素所蕴藏的潜能。在目前商品化LED之材料及其外延技术中,红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延成长法为主,而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷化镓GaAsP材料为主。

一般来说,GaN的成长须要很高的温度来打断NH3之N-H的键解,另外一方面由动力学仿真也得知NH3和MO Gas会进行反应产生没有挥发性的副产物。

LED外延片工艺流程如下:

衬底 - 结构设计 - 缓冲层生长 - N型GaN层生长 - 多量子阱发光层生 - P型GaN层生长 - 退火 - 检测(光荧光、X射线) - 外延片

外延片- 设计、加工掩模版 - 光刻 - 离子刻蚀 - N型电极(镀膜、退火、刻蚀) - P型电极(镀膜、退火、刻蚀) - 划片 - 芯片分检、分级


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