LED 顯示屏制作過(guò)程研究

張 蘭

（浙江方泰顯示技術(shù)有限公司，浙江 溫州 325011）

近年來(lái)LED 顯示屏的應(yīng)用非常廣泛，市場(chǎng)規(guī)模快速增大。但是根據(jù)筆者對(duì)于市場(chǎng)上LED 顯示屏產(chǎn)品的了解，不少產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制作方面對(duì)于節(jié)能問(wèn)題不夠重視，而很多用戶在訂購(gòu)產(chǎn)品時(shí)對(duì)能耗問(wèn)題也不甚了解。實(shí)際上，雖然LED 器件以其節(jié)能和壽命長(zhǎng)而著稱，但是在顯示屏產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，如果方法不當(dāng)，仍會(huì)造成能源的極大浪費(fèi)。對(duì)于節(jié)能問(wèn)題忽視的直接后果就是能源的浪費(fèi)、LED 亮度衰減加快、器件壽命縮短、顯示屏壽命降低。下面我們從幾個(gè)方面來(lái)討論顯示屏設(shè)計(jì)制作和使用過(guò)程中的節(jié)能問(wèn)題。

1 顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)描述

1） 地址生成部分是顯示屏控制系統(tǒng)中最重要的部分，這部分的主要作用是要通過(guò)視頻輸入接口信號(hào)的PCLK（像素時(shí)鐘）、HS（行同步信號(hào)）、DCLK（讀時(shí)鐘）生成整個(gè)系統(tǒng)的存地址，并且由DCLK 信號(hào)生成的讀地址還用根據(jù)顯示屏單元板上恒流驅(qū)動(dòng)芯片的具體控制燈點(diǎn)位置順序做一個(gè)相應(yīng)的地址變換。這也是我們所說(shuō)的“順存跳讀”這個(gè)設(shè)計(jì)步驟十分關(guān)鍵，讀地址的地址變換必須要結(jié)合燈板設(shè)計(jì)，否則在成像時(shí)就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，造成圖像錯(cuò)亂。2）存儲(chǔ)部分顯示屏的存儲(chǔ)在原理上采用的是“乒乓存儲(chǔ)”原理，即一個(gè)存儲(chǔ)器寫入時(shí)，一個(gè)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作，當(dāng)反轉(zhuǎn)信號(hào)作用時(shí)，兩個(gè)存儲(chǔ)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，讀操作的存儲(chǔ)器改成寫操作，寫操作的存儲(chǔ)器改成讀操作。每個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)永遠(yuǎn)只存儲(chǔ)一幀的圖像。作為控制兩個(gè)存儲(chǔ)器反轉(zhuǎn)的信號(hào)及反轉(zhuǎn)信號(hào)由VS（幀同步信號(hào)）產(chǎn)生。3）伽馬校正數(shù)據(jù)生成在處理與顏色空間有關(guān)的問(wèn)題時(shí)，“γ”校正是一種關(guān)鍵的技術(shù)。因?yàn)槿搜蹖?duì)亮度的感受和顯示本身存在的非線性。這種現(xiàn)象表現(xiàn)在兩方面：人眼對(duì)亮度的感受是非線性的，而物理輸出設(shè)備（例如CRT 和LCD）對(duì)亮度的顯示也是非線性的。人們發(fā)現(xiàn)巧合的是，人的視覺(jué)對(duì)亮度的靈敏度特性幾乎恰好與CRT 的輸出特性相反。換句話說(shuō)，顯示器的亮度大約與輸入的模擬信號(hào)電壓的γ 次方成正比。

2 LED 顯示屏制作過(guò)程

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

P10 室外全彩LED 顯示屏由單元板，電源設(shè)備，外框，ADM 控制卡和信號(hào)連接線組成。本項(xiàng)目選擇室外全彩LED顯示屏常用的P10 單元板，即選取像素間距為10mm 單元板，像素點(diǎn)由紅色、綠色和藍(lán)色組成。LED 顯示屏由8 個(gè)P10 單元板組成，LED 顯示屏的供電方式采用5-200 一S 型顯示專用電源，即DC5V40A 電源DC5V40A 電源的功率為200W，P10 室外全彩LED 顯示屏的一個(gè)單元板功率約為38W，所以需要配備2 個(gè)DC5V40A 電源P10 室外全彩LED顯示屏外框采用A107 型型材，即9x2.5cm，壁厚09mm，配ABS 角。由于本項(xiàng)目采用8 塊P10 室外全彩單元板組成，所以其型材尺寸為橫向長(zhǎng)度為133cm，縱向長(zhǎng)度為32cm。

2.2 LED 顯示屏的安裝環(huán)境

LED 顯示屏的安裝環(huán)境差別很大，有的環(huán)境光線充足，有的環(huán)境幽暗。因此在設(shè)計(jì)制作和使用過(guò)程中，根據(jù)環(huán)境確定顯示屏的亮度，以達(dá)到節(jié)電目的。在幽暗的環(huán)境下，適當(dāng)降低顯示屏的亮度，既節(jié)電又讓人感覺(jué)畫面很舒服。

2.3 LED 顯示屏組裝

在已經(jīng)做好的條屏邊框后用鉆尾螺絲固定五個(gè)鐵質(zhì)背條。注意背條放置方向嚴(yán)格豎直，以免使表框受力不均而發(fā)生扭曲或變形，兩個(gè)鉆尾螺絲分別固定在卜下水平條屏邊框的背部。將ADM 控制卡以及8 塊單元板背面組裝卜螺絲和磁鐵并將單元板按正確方向固定在背條上。在條屏邊框上固定5-200-5 型顯示屏專業(yè)電源。正確連接電源線到各個(gè)單元板上，連接控制卡與PC 之間數(shù)據(jù)傳輸線，控制卡與單元板之間數(shù)據(jù)線以及單元板與單元板之間數(shù)據(jù)線。

2.4 LED 顯示屏的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)

LED 顯示屏定時(shí)或自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，既能使人觀看顯示屏?xí)r有舒服感，又能起到有效節(jié)電的作用。因此，顯示屏的控制系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)功能或通過(guò)軟件時(shí)亮度調(diào)節(jié)的功能。在人員培訓(xùn)時(shí)，要教會(huì)他們?nèi)绾握_使用這些功能。

2.5 膠膜厚度的理論設(shè)計(jì)

記錄過(guò)程中，參考光束與物光束干涉的結(jié)果形成了駐波干涉的周期分布，因此，在記錄介質(zhì)內(nèi)部交替地產(chǎn)生強(qiáng)曝光面和弱曝光面。經(jīng)顯影及定影處理后，介質(zhì)的折射率出現(xiàn)周期性變化，其中，折射率的極大值對(duì)應(yīng)于強(qiáng)曝光面，極小值對(duì)應(yīng)于弱曝光面，在全息圖內(nèi)部形成沿光柵矢量方向周期性變化的折射率調(diào)制。把具有這種折射率分布結(jié)構(gòu)的全息圖看作是折射率高低交替變化的分層光學(xué)介質(zhì)膜系，那么就可以應(yīng)用薄膜干涉理論加以分析。這就是分層介質(zhì)膜理論模型的基本思想。由于前面所述的原因，實(shí)際制作的DCG 反射全息圖的折射率調(diào)制和調(diào)制面間距的變化是不均勻的，對(duì)分層介質(zhì)膜理論模型來(lái)說(shuō)，即相當(dāng)于一折射率和厚度變化的不規(guī)則膜系。對(duì)不規(guī)則膜系光學(xué)特性的分析，要分別計(jì)算每一膜層的特征矩陣，過(guò)程復(fù)雜、計(jì)算量大。而且，我們要對(duì)全息圖內(nèi)部每一部分的折射率和條紋間距的變化歸納總結(jié)出確定的規(guī)律是不可能的。我們注意到，從空氣-膠膜面到膠膜-基底面，折射率調(diào)制度由大到小變化，而條紋間距由小到大變化，這兩種變化導(dǎo)致光在介質(zhì)中傳播的光程幾乎不發(fā)生變化，為此，我們大膽地提出了均勻光學(xué)厚度的假設(shè)。

3 結(jié)語(yǔ)

LED 顯示屏由硬件部分和軟件部分組成。本文以P10 室外全彩LED 顯示屏為例，硬件部分由8 塊P10 單元板、5-200-S 型顯示屏專業(yè)電源、A107 型號(hào)型材配ABS 角和信號(hào)連接線組成，軟件部分由ADM 控制卡對(duì)應(yīng)的LED 控制卡V1.0組成，通過(guò)組裝調(diào)試，完成了LED 顯示屏的制作。本文的研究為L(zhǎng)ED 顯示屏制作方面提供了一定的技術(shù)參考。