LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀探討

王明

摘 要：自改革開放以來，我國的科技水平不斷提升，LED作為一種高科技的電子產(chǎn)品，之泛應(yīng)用于各行各業(yè)，滿足人們生產(chǎn)生活的要求。文章主要基于LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，并介紹了LED顯示屏由LED矩陣塊組成，分為圖文顯示屏和視頻顯示屏。

關(guān)鍵詞：超大的畫面；亮度高；工作壽命長；超強(qiáng)視覺；靈活多變；工作電壓低；微型化；性能穩(wěn)定；耐沖擊

1 研究目的和意義

LED顯示屏起初由純粹的硬件技術(shù)，進(jìn)化成如今的軟硬結(jié)合，由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、集光電子、微電子技術(shù)、于一體的屏幕同步的高技術(shù)產(chǎn)品。它以其超大的畫面、亮度高、工作壽命長、超強(qiáng)視覺、靈活多變、工作電壓低、微型化、性能穩(wěn)定、耐沖擊的顯示方式等獨(dú)具一格的優(yōu)勢(shì)，成為目前國際目前使用廣泛的顯示系統(tǒng)。LED矩陣塊組成LED顯示屏，它分為兩種。一是圖文顯示屏，可運(yùn)用計(jì)算機(jī)同步，控制顯示屏上的文字和圖形。二是視頻顯示屏運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行傳輸控制，單片機(jī)就是微型計(jì)算機(jī)。文字、圖像、音頻可以實(shí)時(shí)、同步、清晰的在顯示屏上播放，技術(shù)含量高點(diǎn)的還可顯示逼真的2D、3D的動(dòng)畫效果，能將VCD、錄像、電視節(jié)目等進(jìn)行實(shí)況轉(zhuǎn)播等等。21世紀(jì)隨著信息科技的不斷更新，利用LED大屏幕展示品牌信息的廣告方式已經(jīng)是全球廣告業(yè)的一種潮流，該設(shè)備不僅外形獨(dú)特美觀，其大小面積可以根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整，不僅能播放音視頻廣告節(jié)目，還能播放視頻廣告，設(shè)備的周圍還可按裝固定燈箱廣告位。商家為了包裝自己，同時(shí)各地政府都鼓勵(lì)推行使用戶外LED屏，布廣告、燈箱廣告陸續(xù)被取代。傳統(tǒng)的廣告形式以帆布、燈箱為主，隨著LED顯示屏的逐漸普及，已經(jīng)成為了傳統(tǒng)廣告方式的代替品。LED顯示屏被廣泛應(yīng)用在廣告宣傳、公共場所，同時(shí)在交通領(lǐng)域起到非常大的作用。LED顯示屏讓廣告的內(nèi)容更加顯眼，更加的吸引人們的眼球。特別是在晚上，可視條件很差的情況下，它顯示了超高的亮度、展示了獨(dú)特的商品信息，這樣更能吸引人們的注意力。同時(shí)你可以隨時(shí)改變廣告內(nèi)容，通過電腦、USB等設(shè)備輕易的更改顯示屏的內(nèi)容。LED屏幕相比以前的霓虹燈，功能更強(qiáng)大，更時(shí)尚，它是通過控制LED燈泡的發(fā)光規(guī)則改變內(nèi)容。通過電腦、USB可以隨時(shí)更改廣告內(nèi)容，LED上可以顯示“歡迎顧客光臨”，每逢節(jié)假日，像國慶節(jié)，圣誕節(jié)等節(jié)日促銷活動(dòng)消息的展示。如今的顯示屏不僅可以用文字顯示商品的內(nèi)容，同時(shí)可以從商品的圖像以及動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行播放。隨著LED顯示屏的普及，橫幅從此開始退出歷史舞臺(tái)。商家減少了平時(shí)不停換橫幅的麻煩，而且更美觀更高檔。LED電子顯示屏是以平方米為單位計(jì)算收費(fèi)的，相對(duì)于按路段的繁華程度收費(fèi)的大型戶外廣告牌以及三面翻等來說，其整體性價(jià)比很高，具有極大的優(yōu)勢(shì)。

2 LED顯示屏構(gòu)造原理

LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，將電轉(zhuǎn)化為光的一種發(fā)光二極管。LED的核心是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，大概分為三端，一端是負(fù)極，一端連接電源的正極，晶片的一端附在一個(gè)支架上，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩端組成，一端是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一部分是N型半導(dǎo)體，這部分主要由電子組成。P與N兩個(gè)半導(dǎo)體相連接時(shí)，兩端之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子由N區(qū)推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，以上就是LED顯示屏發(fā)光的原理及構(gòu)造。P-N結(jié)的材料決定了光的波長，也就是光的顏色。

LED按照形狀和顏色分為兩種，一種按出光面特征；一種按發(fā)光顏色。按發(fā)光管出光面特征我們可以分圓燈、方燈、矩形、表面安？準(zhǔn)2mm、？準(zhǔn)4.4mm、？準(zhǔn)5mm、？準(zhǔn)8mm、？準(zhǔn)10mm及？準(zhǔn)20mm等，在國外則有另一種標(biāo)準(zhǔn)；按發(fā)光管發(fā)光顏色分，分成綠色、紅色、橙色。如果細(xì)分，分為黃綠、純綠，標(biāo)準(zhǔn)綠、藍(lán)光等。

3 LED發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向

我國的LED發(fā)展共經(jīng)過三個(gè)過程，分別是成長期；迅速成長期；成熟期。1990年以前是LED顯示屏的成長期，受LED材料的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛展開；1990年至1995年這五年時(shí)間中，LED顯示屏屬于迅速成長期，這個(gè)時(shí)間段全球信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的如火如荼，信息技術(shù)在各大行業(yè)都有非常大的進(jìn)步，LED顯示屏在材料、控制技術(shù)、功能方面也得到了質(zhì)的突破；從1995年至今，LED顯示屏的發(fā)展逐漸成熟，各種形式，各種材質(zhì)，各種軟件的支持，各電子公司展現(xiàn)出“五花八門”、“百花齊放”的狀態(tài)。256級(jí)灰度視頻控制技術(shù)更是達(dá)到了國際水平。

從2000年以來，我國LED顯示應(yīng)用行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，總體規(guī)模逐年提升，目前已經(jīng)成為LED產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分，以LED顯示屏為代表的LED顯示應(yīng)用產(chǎn)品在社會(huì)經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，LED顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為了優(yōu)勢(shì)和特色明顯、發(fā)展欣欣向榮的新興產(chǎn)業(yè)。市場規(guī)模增長一成。2014年度，全國LED顯示應(yīng)用行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到300億元，比2013年度的270億元增長了10%左右。全國從事LED顯示應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、工程應(yīng)用的主要企業(yè)有500余家，全行業(yè)從業(yè)人員規(guī)模在50000人以上。LED顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè)比較集中在華東、華南地區(qū)，華北地區(qū)近兩年的發(fā)展提升比較明顯。據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2014年，華東地區(qū)的LED顯示應(yīng)用生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品銷售額占到全國的33%，華南地區(qū)占到41%，華北地區(qū)占到17%，西南、西北、華中地區(qū)占到8%，而東北地區(qū)只占不到1%，產(chǎn)業(yè)的區(qū)域集中度比較明顯。在整個(gè)LED銷售總額中，顯示屏銷售尤為出色，它約占銷售總額的八成，而利用LED照明卻只占銷售總額的兩成。同時(shí)LED顯示屏應(yīng)用也分室外和室內(nèi)。室外顯示屏銷售總額占全部銷售總額的60%左右，而室內(nèi)占銷售總額的40%左右。隨著我國LED顯示屏的不斷成熟與發(fā)展，產(chǎn)品更是遠(yuǎn)銷國外，出口額占到總體銷售額的15%～20%左右，2014年一年內(nèi)我國LED顯示屏出口額在55億元左右。LED顯示應(yīng)用產(chǎn)品應(yīng)用在信息發(fā)布、廣告?zhèn)髅健?huì)議展覽等，應(yīng)用廣泛導(dǎo)致對(duì)其需求市場逐年攀升。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛躍發(fā)展，我國成為LED顯示應(yīng)用產(chǎn)品的超級(jí)制造大國與消費(fèi)大國，慢慢的從中國制造到中國發(fā)明，逐步的走向技術(shù)強(qiáng)國。同時(shí)，中國LED顯示的飛速發(fā)展讓一些公司茁壯成長，不管是技術(shù)還是設(shè)計(jì)內(nèi)涵逐步與國際接軌。全國LED顯示應(yīng)用行業(yè)年度銷售額超過億元的規(guī)模企業(yè)有50家左右，年度銷售額在2億-5億元的企業(yè)有20家左右，年度銷售額在5億-10億元的企業(yè)大概有10家左右，有三家企業(yè)年度銷售額在10億元。規(guī)模比較大的成熟企業(yè)的銷售額占到同類行業(yè)的50%左右。2014年度銷售額在5億元以上的主要企業(yè)包括：上海三思科技發(fā)展有限公司、南京洛普股份有限公司、洲明科技股份有限公司、深圳市艾比森光電股份有限公司等。截至2014年年底，行業(yè)內(nèi)擁有聯(lián)建光電、洲明科技、聯(lián)騰、邁瑞、信茂等。還有一批新三板的掛牌公司，包括易事達(dá)、元亨光電、齊普光電等企業(yè)。

LED顯示屏因?yàn)槠淦聊怀蟮漠嬅妗⒘炼雀?、工作壽命長、超強(qiáng)視覺、靈活多變、工作電壓低、微型化、性能穩(wěn)定、耐沖擊而廣受大眾的熱捧，此行業(yè)得到迅速的發(fā)展。如今信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各電子產(chǎn)品更新更是眼花繚亂。隨著產(chǎn)品成本的降低，功能的成熟。商店、學(xué)校、大型公司企業(yè)等，成為了LED的忠實(shí)支持者，使它成為了一個(gè)大家的必須品，一個(gè)展示商品信息、企業(yè)文化的一種媒介。我們相信不久的將來，LED顯示屏功能會(huì)更強(qiáng)大，材質(zhì)會(huì)更先進(jìn)，運(yùn)用會(huì)更人性，將為人類的生活添加更多的色彩，同時(shí)人工智能將全面的貼近我們的生活。