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2019-12-07 07:51:01 562次浏览

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LED显示屏(LED display)是一种平板显示器,由一个个小的LED模块面板组成,用来显示文字、图像、视频、录像信号等各种信息的设备。

LED ,发光二极管(light emitting diode缩写)。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,铟镓氮二极管发蓝光。

LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关 ,灯球刚开始全是蓝光的,后面再加上荧光粉,根据用户的不同需要,调节出不同的光色,广泛使用的有红、绿、蓝、黄四种。由于LED工作电压低(仅 1.2~4.0V),能主动发光且有一定亮度 ,亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长(10 万小时),所以在大型的显示设备中,尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。

把红色和绿色的LED晶片或灯管放在一起作为一个像素制作的显示屏称为三色或双基色屏,把红、绿、蓝三种LED晶片或灯管放在一起作为一个像素的显示屏叫三基色屏或全彩屏。如果只有一种色就叫做单色或单基色屏,制作室内 LED 屏的像素尺寸一般是1.5-12 毫米,常常采用把几种能产生不同基色的LED管芯封装成一体,室外LED 屏的像素尺寸多为6-41.5毫米,每个像素由若干个各种单色LED组成,常见的成品称象素筒,双色象素筒一般由2红1绿组成,三色象素筒用1红1绿1蓝组成。

无论用LED制作单色、双色或三色屏,欲显示图象需要构成像素的每个LED的发光亮度都必须能调节,其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高,显示的图像就越细腻,色彩也越丰富,相应的显示控制系统也越复杂。一般 256 级灰度的图像,颜色过渡已十分柔和,而16级灰度的彩色图像,颜色过渡界线十分明显。所以,彩色LED屏当前都要求做成256级到4096级灰度的。

应用于显示屏的LED发光材料有以下几种形式:

① LED发光灯(或称单灯) 一般由单个LED晶片,反光杯,金属阳极,金属阴极构成,外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个(不同颜色的)单灯构成一个基本像素,由于亮度高,多用于户外显示屏。

② LED点阵模块 由若干晶片构成发光矩阵,用环氧树脂封装于塑料壳内。适合行列扫描驱动,容易构成高密度的显示屏,多用于户内显示屏。

③ 贴片式LED发光灯(或称SMD LED) 就是LED发光灯的贴焊形式的封装,可用于户内全彩色显示屏,可实现单点维护,有效克服马赛克现象。

1.历史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga),其正向PN结压降(VF,可以理解为点亮或工作电压)为1.424V,发出的光线为红外光谱。

2.另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga),其正向PN结压降为2.261V,发出的光线为绿光。

3. 基于这两种材料,早期 LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构,理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED,下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过PN结压降可以确定LED的波长颜色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的红光 LED,GaAs0.35P0.65 的橙光LED,GaAs0.14P0.86 的黄光LED等。由于制造采用了镓、砷、磷三种元素,所以俗称这些LED为三元素发光管。而GaN(氮化镓)的蓝光LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED,被称为二元素发光管。而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED,可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。

发光强度的衡量单位有照度单位(勒克司Lux)、光通量单位(流明Lumen)、发光强度单位(烛光Candle power)

1CD(烛光)指完全辐射的物体,在白金凝固点温度下,每六十分之一平方厘米面积的发光强度。(以前指直径为2.2厘米,质量为75.5克的鲸油烛,每小时燃烧7.78克,火焰高度为4.5厘米,沿水平方向的发光强度)

1Lm(流明)指1 CD烛光照射在距离为1厘米,面积为1平方厘米的平面上的光通量。

1Lux(勒克司)指1L的光通量均匀地分布在1平方米面积上的照度。

一般主动发光体采用发光强度单位烛光CD,如白炽灯、LED等;反射或穿透型的物体采用光通量单位流明L,如LCD投影机等;而照度单位勒克司Lux,一般用于摄影等领域。三种衡量单位在数值上是等效的,但需要从不同的角度去理解。比如:如果说一部LCD投影机的亮度(光通量)为1600流明,其投影到全反射屏幕的尺寸为60英寸(1平方米),则其照度为1600勒克司,假设其出光口距光源1厘米,出光口面积为1平方厘米,则出光口的发光强度为1600CD。而真正的LCD投影机由于光传播的损耗、反射或透光膜的损耗和光线分布不均匀,亮度将大打折扣,一般有50%的效率就很好了。

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