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。

　　1、面积延展性，LCD面积大了难以实现无缝拼接，LED显示屏可任意延展，并实现无缝拼接。

　　2、LCD等离子屏光通量衰减很快，一般运行一年半左右时间，就需要更换，但LED显示屏同等运行条件下至少五年没问题。

　　3、LED刷屏机可运用互动技术，增强刷屏机作为广告媒介与广告受众之间的互动，如定制触摸屏、实现云技术播控管理等。

　　4、在显示效果方面，LED显示屏的高亮度、较广的观看角度和良好的色彩还原能力也优于LCD屏。LED刷屏机一般用于机场、商场、酒店、高铁、地铁、影院、展会、写字楼等，目标客户消费能力强，具有巨大的广告价值。

　　对目前市场上种类繁多，价格差异巨大的LED显示屏，消费者非常头痛，关键就是不知道怎样才能买到质量好的显示屏。因为各个厂家在生产LED显示屏价格定位的不同，品质要求也就不同，那么针对不同价位的LED显示屏，到底存在怎样的差别呢?

　　造成LED显示屏不同价格的因素如下：

　　1、抗静电

　　LED属于低电压驱动，因而对高电压，抗静电能力比较敏感。抗静电大的LED自然价格就比较高。

　　2、亮度

　　LED是是一种直接把电能转化为光能的材料。发光效率决定LED本身的价值。

　　另外LED芯片尺寸大的发光亮度就越高，亮度越高，价格就越贵。

　　3、波长

　　LED发光后会产生波段，波段的最近距离到最远距离会划分成不同波长。显示屏对LED灯的波长有严格要求，波长一致的显示屏显示出来的效果就越好，如果波长不一致或偏差过大，LED显示屏从侧面观看，就有不同的色差感觉。

　　4、漏电电流

　　LED属于单向导电发光导体，再设计电路板的时候，对电路板的反相电流要求非常严格，如果存在反向电流，LED的寿命会缩短。

　　5、LED发光角度

　　LED发光角度会直接影响到显示屏的亮度及一致性，一致性概念为从任何角度去观看显示屏，显示的颜色是一样的，如果角度不一致，就会存在色差。

　　6、LED寿命

　　LED寿命由LED芯片、LED支架、LED金线及LED封装结构所决定。

　　LED寿命的关键因素是LED在工作状态下衰减的程度。衰减越快，寿命就越短。

　　7、LED芯片

　　在市场上，LED芯片有很多品牌，国外的有美国CREE，日本的日亚，另外就是台湾的，现在大陆也有芯片的生产商。不同的芯片，稳定性、亮度、寿命都不尽相同。

　　8、芯片尺寸大小

　　芯片有不同的尺寸，芯片尺寸有边长来界定。尺寸越大，性能越好，自然价格就越高。

　　9、环氧树脂胶体

　　LED经过封装之后为成品，常规的插件式LED芯片经固晶、焊线、点胶、环氧树脂封装冷却后会成为成品。环氧树脂属于透明状的固体，加有抗紫外线及防火特性的胶体价格就高。

　　如何辨别LED显示屏质量优劣?

　　一、LED波长控制范围

　　波长决定颜色是否纯正，颜色是否一致。分辨办法很简单;使用者一般都没有专业设备，怎样用眼睛分辨?第一：整屏打出白色，屏幕应该是纯白色，没有任何其它杂色。如果您认为有一点偏红或者偏蓝没关系，您就大错特错了，因为偏色证明这个显示屏材料和工艺质量控制等都有问题。使用时间久了，会越来越严重。第二：打出红、绿、蓝单色，中心波长的颜色就是平时我们说的正蓝正红正绿，如果深一点或者浅一点的颜色，证明是偏波长。如果某一颜色不一致，证明是波差太大，优质显示屏在中心波长的范围内，蓝绿波差控制在3nm,红色波差小于5nm。

　　二、发光管的视角

　　发光管的发光视角是指观察方向的亮度下降到LED显示屏法线方向亮度的二分之一时，同一平面两个观察方向与法线方向所成的夹角。分为水平视角和垂直视角。

　　对于户外LED显示屏一般使用椭圆发光管或者贴片发光管，椭圆发光管具有角度小，亮度高等特点，而贴片发光管的垂直视角要远大于椭圆管，但其亮度要小于椭圆发光管，从使用者的角度来说应根据LED显示屏的受众面及周边的光环境来选择不同视角的发光管。对于室内LED显示屏因其亮度要求低，受众面一般较广，所以贴片发光管是最佳的选择。需要说明的是，现在市场有部分发光管的制造商为降低成本，迷惑使用者，把发光管的亮度做得比较高，而视角做得比常规的发光管视角小，这会导致LED显示屏正面看亮度非常高，但是侧面比较大的角度观看就出现看不清图像的情况。

　　小尺寸的LED芯片为了提高亮度，通常采用小角度的封装。大尺寸的不需要小角度封装，因为不需要那么高的亮度。所以，大角度(110)高亮度低电流才是最好的。

　　三、最大亮度

　　最大亮度指在一定环境照度下，LED显示屏各基色在最高灰度级、最高亮度时的亮度。简而言之就是使用软件设定显示屏为白色255级时使用光枪在法线方向上所测得的亮度。

　　对于户外LED显示屏根据使用的环境，对最大亮度会有不同的要求，因为在环境光线比较强的场合，就要求LED显示屏的亮度要高一些，才能让群众看清楚画面上显示的内容。一般情况下，显示屏坐南朝北对最大亮度要求低一些，只要达到4000CD/m2就能满足要求，而坐北朝南的显示屏则要求整屏亮度能达到7000CD/m2，朝东和朝西与朝南的要求是一样的，因为都会有一部份的时间太阳光会直接照射到LED显示屏上。理论上亮度要求大于5500CD平米亮度就足够了。

　　四、平方功耗

　　平方功耗是指一平方米面积的LED显示屏所产生的功耗，单位为瓦，我们平时说的电量的单位为瓦/小时。比如一平方米LED显示屏的使用功耗是300瓦，则此显示屏每一平方米的每个小时会消耗300瓦/小时的电，也即是我们常说的0.3度电。LED显示屏的功耗一般会有两个指标，一个是最大功耗，一个是使用功耗。最大功耗是指LED显示屏最大亮度时的功耗，怎样用眼睛分辨最大功耗的大小?方法很简单：看箱体后边的电源数量，乘以每个电源的最大功率，根据箱体的大小就可以计算出平米最大功耗，一般使用的电源有两种，200W和300W电源。而使用功耗是指平时播放广告视频、文字、图片时的功耗，因使用功耗与播放的内容有直接的关系，所以很难有一个确切的值，但根据我司的经验，一般为最大功耗的1/3。更低的功耗代表更低的使用成本和更小的热量，热量的大小取决于电流大小，直接影响着显示屏的使用寿命和稳定性。

　　节能LED显示屏都是每平米使用四个200瓦电源，所以，最大功耗不会超过每平米680瓦。因为电源的有效输出基本是在85%

　　五、刷新频率

　　指LED显示屏显示信息每秒钟被完整显示的次数，单位为Hz。刷新频率过低，人眼观看LED显示会有抖动的现象，通过相机拍摄时会有扫描线出现。一般人眼对刷新频率的要求为300Hz以上，即刷新率只要超过300Hz，一般人用肉眼观看LED显示屏都不会有抖动的感觉，而如果使用相机去拍摄的话根据不同相机的不同设置，一般最少要求600Hz以上才能抓拍不到扫描线。高刷新可以提高显示屏的亮度和色彩逼真效果。用数码相机就可以检测出来，如果是高刷新，相机所拍出的图片很清晰，没有雪花点和扫描线。这一指标在租赁屏和电视转播时尤其重要。

　　图1　不同刷新频率对比

　　图1是使用同一相机对不同刷新频率的LED显示屏拍照后得到的，从图中可以看到左边的屏的刷新率满足相机的拍摄要求，右边的屏因为刷新率不够有明显的扫描线(右图中黑色横线为扫描线)。

　　六、关于对比度

　　对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小。对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽;而对比度小，则会让整个画面都灰蒙蒙的。为了提高LED显示屏的对比度，采用全黑LED是目前最有效的方法，从以下图中可以非常直观的看出。

　　图2　不同LED模组对比

　　左边的LED模组采用传统的白灯，右边的模组采用全黑LED，图中为非点亮效果，可以想像当LED显示屏显示内容有明暗对比时，右边的模组要远好于左边的，经我司实际测量采用全黑LED时对比度可提升一倍。

　　七、电路设计部分

　　电路板的设计及用料对LED显示屏的稳定性和显示效果有至关重要的作用。主要有以下几个方面的要求：

　　1、用料方面的要求：PCB板厚，一般使用1.6mm的厚度;材质：FR-4玻璃纤维板，一些厂家为了降低成本可能会使用FR-2的纸基板;铜箔厚度：铜箔的厚度对PCB板的散热及线路的稳定性有着不可忽视的作用，正常的铜箔厚度是35um(1Oz)，而有些厂家会使用18um(0.5Oz)的铜箔厚度来以次充好;那么作为消费者怎么来辨别呢?可以拿一块空的PCB通过重量来区别，正常情况下，越重越好。

　　2、设计方面的几个关键点：接插件，接插件是指模组与模组之间的连接件，现在市场上用得比较多的主要有两种，一种是牛角(图4红色圆圈)，一种是排针(图3红色圆圈)，牛角的优点是通过两个卡位能卡住排线，不容易出现因接插件问题而引起的故障;电解电容(圈3黄色圆圈)和钽电容(图4黄色圆圈)的选择，对于要求长寿命的场合，钽电容无疑是首选，对于要求低价的场合，电解电容是首选。

　　八、自动化生产设备

　　LED显示屏里面大部分为电子元器件，而静电对电子元器件有非常大的危害，有时静电直接击穿元器件使之损坏，有时它不直接击穿，但是留下隐患，带来的副作用就是元器件使用一段时间之后就损坏了。在电子制造业中，对于人工静电的处理人们想到了很多的办法，包括戴静电环、穿静电衣、使用无尘车间等等。实际上最有效的方法就是尽量避免人手去接触电子元器件，而自动化设备的使用实现了这个目的。作为使用者，怎么来检查是否是使用自动化设备生产的产品呢?通过以下两副图可以非常直观的辨别。

　　蓝光智能型显示屏使用和Avago HCMS-29XX智能型显示屏黄光、橘光、红光和绿光产品相同的ASIC，且封装尺寸以及引脚安排也和HCMS-29XX系列相同，它采用串行接口的5x7点矩阵。这些高性能点矩阵显示屏通过内藏于电路板上的CMOS芯片驱动，每个显示屏都可以直接和微处理器或微控制器连接，免除了额外接口器件的需求。采用串行接口可以通过最少的连接线数带来更多的显示字数，采用普遍易读的5x7像素显示格式还可以显示大小写罗马字母、片假名以及其他由使用者自行定义的符号或字元。这些蓝光显示屏在设计上可以进行纵向或横向堆栈，非常适合多字元数显示应用。

　　蓝光智能型显示屏具备和其他Avago智能型显示屏产品相当接近的特点，主要分别在于蓝光LED有高质量的色彩表现，而其他则为参数上的部分细微差异。

　　与其他智能型显示屏相同，蓝光智能型显示屏也使用两个独立的电力系统，其中一个做为显示屏逻辑电路供电，另一个则可以提供显示器用LED电源。采用两个电源系统可以保持逻辑电路电源的纯净，并且可以分别独立控制LED和逻辑电路的电压，LED电压可以在0V～5.5V之间变动而不会影响点矩阵寄存器或控制寄存器。

　　对于蓝光LED，电压可以在4.5V~5.5V之间变动而不会对光输出量造成任何明显的影响，或者带来令人不悦的像素差异。基本上，LED的电压不能低于4.0V，原因是蓝光LED拥有比传统采用GaP技术色彩更高的顺向导通电压;逻辑电压则可以在3V～5.5V之间变动而不会影响显示信息或显示强度，在低于4.5V下工作将会影响时序和逻辑电平，如果低于3V时则可能会造成点矩阵寄存器和控制寄存器内容的变化。

　　蓝光智能型显示屏可提供两种改变亮度的方法，分别为控制像素的尖峰电流和使用脉宽调制。除此之外，并不建议通过对LED的电源电压进行脉宽调制来控制显示屏的亮度。

　　LED显示屏行业迅速蓬勃发展起来，也形成了一个新的发展阶段。具体分为3个阶段：

　　1、LED显示屏实用新型阶段：LED显示屏具有环保、亮度高、高清晰、高可靠性等特性逐渐凸显出来，而上一个阶段，LED显示屏市场只是满足了人们的需求，但是在LED显示屏产品上却达不到要求，质量不过关。

　　随着LED显示屏的发展，如今LED产品又有了一个新的突破。至少比上一阶段又提升进步。也开发了一系列完全有别于传统光源应用的产品会大行其道。LED显示屏会出现更大更广的一个发展空间。LED显示屏不仅仅是美化作用，它的多变使得更贴切人们工作生活中的点点滴滴。如今各厂商要拼的是在设计应用和技术研发优势。

　　2、LED显示屏智能控制阶段：随着LED显示屏技术的不断进步与发展，LED作为半导体产业，也将搭上这趟高速列车，发挥出其高可控性特点。从家庭到办公楼，从道路到隧道，从汽车到步行，从室内到户外，都具备智能控制的LED显示屏系统将给人类带来更高等级的服务。LED显示屏行业也将由做产品，到设计产品，到提供整体解决方案的历程。

　　3、LED显示屏替代接受阶段：由于LED显示屏产品的特征主要体现在光效高(能耗小)，寿命长的特点这一阶段是LED显示屏发展初期，因此在售价方面，在客户看来有一定的比对。当然客户有一个接受的过程，客户在使用习惯和外观上的一个过渡和接受。让客户了解LED显示屏产品的特点，挑选一款具有节电长寿等特点。这样客户容易接受它的相对高价，尤其是在商用场合，何况如今客户在价格上也是其次，主要是在质量上要过关。因此各厂商如今拼的是在质量价格优势。画面的显示效果要求更高，当显示屏刷新率不足的情况下，会出现扫描横线，需要改进LED显示屏控制系统的扫描输出技术，使LED显示屏的刷新率高于一般相机的快门速度，在相机拍摄下消除扫描横线。

　　综上所述，LED显示屏正处在一个高速发展与成长崛起的阶段，相信不久的将来，LED显示屏会应用在更多的领域，同时市场上也会涌现出各式各样的LED显示屏的新产品，带给消费者更好，更便捷，更节能的LED显示屏。

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