論LED顯示屏及其發(fā)展

文丨袁加琳

（浙江廣播電視集團(tuán)，杭州 310005）

1 關(guān)于LED

約在80年代中期，LED開(kāi)始在顯示屏領(lǐng)域得到應(yīng)用，并在90年代以后迅速發(fā)展。此后的LED，在制造材料和工藝方面都擁有了突飛猛進(jìn)的提高，特別是在亮度和顏色方面，更是有了質(zhì)的飛躍。為了規(guī)范LED產(chǎn)業(yè)，國(guó)家還在1998年正式公布實(shí)施了《LED顯示屏技術(shù)條件》，以促進(jìn)和保障LED的有序發(fā)展。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步不斷向前邁進(jìn)，科技發(fā)展的速度也越來(lái)越快，在這樣的大背景下，半導(dǎo)體工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。LED顯示屏的制造價(jià)格越來(lái)越低，并逐漸出現(xiàn)在我們的日常生活中，得到普遍應(yīng)用。所謂LED，即英文light emitting diode的縮寫(xiě)，翻譯過(guò)來(lái)就是發(fā)光二級(jí)管。LED是對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光二極管進(jìn)行控制來(lái)顯示所有信息的，如文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等形式。所謂LED顯示屏，用英文表示是LED display或者LED Screen，又稱電子電視屏或者飄字屏幕，它顯示出來(lái)的文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等，是通過(guò)控制紅色、綠色、藍(lán)色的LED燈來(lái)布置LED點(diǎn)陣形成的。

目前，LED在國(guó)際國(guó)內(nèi)都被廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗哪苌?、亮度高、使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓低、性能十分穩(wěn)定。LED具有十分強(qiáng)大的性能，它可以控制灰度范圍很大，可以顯示16.7M以上的顏色；另外，LED的亮度夠高，即使是在太陽(yáng)直射LED屏幕的時(shí)候，它也可以顯示具有很強(qiáng)立體感的信息，方便觀看者進(jìn)行閱讀。在掃描方面，LED大功率驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)所存掃描，充分保障發(fā)光亮度；在亮度調(diào)節(jié)方面，LED具有自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)功能；在處理技術(shù)方面，LED具有技術(shù)分布式掃描、模塊化設(shè)計(jì)、自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的功能，并能遠(yuǎn)程控制各種信息顯示等。LED能夠在各種惡劣的環(huán)境下進(jìn)行全天候工作，并便于調(diào)試維護(hù)。

2 LED顯示屏的技術(shù)指標(biāo)

“無(wú)規(guī)矩不成方圓”，標(biāo)準(zhǔn)化管理是行業(yè)發(fā)展的有效保障。LED顯示屏行業(yè)的發(fā)展，需要國(guó)家或者行業(yè)部門制定相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)進(jìn)行規(guī)范，以保證其健康有序的發(fā)展。技術(shù)指標(biāo)是LED顯示屏發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，要想保障LED顯示屏的質(zhì)量，以下四個(gè)技術(shù)指標(biāo)是制定LED顯示屏制定行業(yè)指標(biāo)的關(guān)鍵。

2.1 灰度等級(jí) 所謂的灰度等級(jí)，又稱色階或者灰階，是指LED顯示屏的明亮程度。它是LED顯示屏數(shù)字化后色彩顯示數(shù)的決定因素，也就是說(shuō)，灰度等級(jí)越高，LED顯示屏顯示出的畫(huà)面就越清晰，細(xì)節(jié)越明顯，色彩就越豐富。雖然灰色等級(jí)是決定色彩數(shù)的因素，但是并不意味著灰色等級(jí)越大越好。因?yàn)殡S著系統(tǒng)處理位數(shù)的增多，各個(gè)環(huán)節(jié)隨之發(fā)生變化，如視頻的存儲(chǔ)、傳送和處理等，這增加了LED顯示屏的成本，使得其性價(jià)比下降；況且人的眼睛的分辨率是有限的，所以要將灰色控制在一定等級(jí)上。

2.2 像素失控率 所謂像素失控率是指顯示屏最小成像單元不正常工作在整個(gè)過(guò)程中所站的比率。像素失控率表現(xiàn)為兩種模式，一種是盲點(diǎn)，即瞎點(diǎn)，就是打開(kāi)亮度開(kāi)關(guān)時(shí)它不顯示亮度；另一種是常亮點(diǎn)，就是在關(guān)閉亮度開(kāi)關(guān)時(shí)它一直在亮。像素由2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍(lán)燈組成，在同一個(gè)像素里，這幾個(gè)燈不會(huì)同時(shí)失控，但是只要有一個(gè)燈失控，我們就稱之為像素的失控。像素的失控?cái)?shù)與全屏像素總數(shù)的比率，我們稱之為“整屏像素失控率”。相對(duì)應(yīng)的，還有“區(qū)域像素失控率”，即在在100×100像素區(qū)域內(nèi)，失控的像素?cái)?shù)占區(qū)域像素總數(shù)（即10000）的比率。

2.3 灰度非線性變換 灰度非線性變換，就是說(shuō)在系統(tǒng)在把灰度數(shù)據(jù)傳送給LED顯示屏幕之前，首先對(duì)灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整的依據(jù)是經(jīng)驗(yàn)性數(shù)據(jù)或是算術(shù)上的非線性關(guān)系。與以前顯示器所依照的非線性并不相同，LED本身是線性器件，如果讓顯示屏顯示信息的效果與原始數(shù)據(jù)和灰度級(jí)別相符，LED系統(tǒng)就需要對(duì)灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性變換。目前，我國(guó)市場(chǎng)上的LED控制系統(tǒng)中所說(shuō)的4096或16384級(jí)灰度，都是進(jìn)行非線性變換處理之后的結(jié)果。

2.4 亮度等級(jí)鑒別 所謂亮度鑒別，是指圖像依靠人眼能夠分辨的從最黑到最白之間的亮度等級(jí)。人的眼睛對(duì)于亮度的鑒別是有限的，很可能相鄰的亮度等級(jí)在我們用眼睛看來(lái)沒(méi)有什么區(qū)別，但是對(duì)LED來(lái)講,人眼的識(shí)別度與顯示屏質(zhì)量成正比。由于人眼對(duì)亮度識(shí)別程度越高，說(shuō)明顯示屏的色彩空間越大，對(duì)色彩顯示進(jìn)行豐富的空間也提高，所以人眼對(duì)屏幕亮度識(shí)別等級(jí)越高，說(shuō)明顯示屏越好。

3 關(guān)于LED顯示屏的維護(hù)

LED顯示屏在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用的越來(lái)越普遍，良好的使用習(xí)慣，可以增加顯示屏的使用壽命，在保證LED顯示屏質(zhì)量的前提下，為我們良好的使用效果帶來(lái)便利。在日常使用LED顯示屏?xí)r，我們要注意以下事項(xiàng)：1）打開(kāi)顯示屏?xí)r，要先開(kāi)機(jī)，再開(kāi)顯示屏；關(guān)閉顯示屏?xí)r，要先關(guān)顯示屏，再關(guān)機(jī)。開(kāi)關(guān)顯示屏的時(shí)間間隔要在5分鐘以上。2）盡量在啟動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制之后，再對(duì)屏幕進(jìn)行通電。3）系統(tǒng)在白屏?xí)r，遭受的沖擊電流壓力最大，這個(gè)時(shí)候盡量讓顯示屏在關(guān)閉狀態(tài)。4）計(jì)算機(jī)在失控時(shí)，遭受的沖擊電流壓力也很大，這種情況也不宜打開(kāi)顯示屏。一旦出現(xiàn)計(jì)算機(jī)失控，要立即進(jìn)行檢查，確定計(jì)算機(jī)是否通電、電源是否打開(kāi)、計(jì)算機(jī)程序是否正常運(yùn)行等。5）當(dāng)顯示屏處于高溫狀態(tài)，或是散熱條件不好，盡量不要打開(kāi)顯示屏。6）在LED屏幕中間出現(xiàn)一道亮線或亮點(diǎn)時(shí)，要在第一時(shí)間關(guān)閉顯示屏，縮短開(kāi)屏?xí)r間。7）如果顯示屏開(kāi)關(guān)經(jīng)常自動(dòng)關(guān)閉，就要對(duì)顯示屏進(jìn)行全面檢查，或是更換控制開(kāi)關(guān)。8）對(duì)顯示屏的懸掛進(jìn)行檢查：掛屏是否牢固、屏幕是否完好、環(huán)境是否發(fā)生變化。

4 關(guān)于LED顯示屏的發(fā)展

LED技術(shù)因其節(jié)能、環(huán)保、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在照明、顯示器、顯示屏等各個(gè)方面都有發(fā)展，且發(fā)展前景良好。LED發(fā)展技術(shù)經(jīng)歷了從材料發(fā)展到波長(zhǎng)擴(kuò)展、從GaN基藍(lán)光、熒光粉到白光、發(fā)光效率的提升、單色效率的提升的過(guò)程。在此過(guò)程中，LED技術(shù)在芯片上引入了MOCVD外延生長(zhǎng)技術(shù)、分布式布拉格反射(DBR)的結(jié)構(gòu)、光學(xué)微腔(RC)以及量子阱結(jié)構(gòu)(QW)、功率型LED的多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)等，這使得LED的發(fā)光效率不斷提高。據(jù)了解，LED照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在2010年超過(guò)了1500億元，并預(yù)計(jì)在2015年將會(huì)占中國(guó)照明市場(chǎng)的20%。

隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED顯示屏的發(fā)展前景也是有跡可循的。LED顯示屏的加工工藝會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展不斷提高，在顯示屏的顏色、亮度、角度、壽命和密度等方面也在逐步完善，LED顯示屏的關(guān)鍵管制技術(shù)隨著新型超大規(guī)模集成電路（VISI）的發(fā)展也會(huì)有所提高。科技的不斷更新，使得通用的集成電路產(chǎn)品性能在提高的同時(shí)，LED的生產(chǎn)成本在不斷下降，那么LED價(jià)格就會(huì)隨之降低，這將推動(dòng)LED顯示屏的應(yīng)用將進(jìn)一步得到推廣。

LED顯示屏的應(yīng)用，符合可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，與建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)的口號(hào)一致，具有良好的國(guó)內(nèi)發(fā)展環(huán)境和國(guó)際發(fā)展環(huán)境。LED顯示屏的發(fā)展前途廣闊。

5 總結(jié)

LED顯示屏?xí)r現(xiàn)代科技發(fā)展的成果，具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，是一項(xiàng)具有良好前景的發(fā)展行業(yè)。維護(hù)和使用好當(dāng)前現(xiàn)有的LED顯示屏，促進(jìn)LED顯示屏的研發(fā)，是我國(guó)發(fā)展LED的重要步驟。

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