LED器件對LED全彩顯示屏性能參數的影響

LED器件對LED全彩顯示屏性能參數的影響

?? 摘要：本文從LED器件的參數著手，分析了LED器件的各類參數對LED全彩顯示屏整屏參數的影響，對LED顯示屏的參數控制和品質提高具有指導意義。

一、概述

　　LED全彩顯示屏是一種新型的戶內、戶外大尺寸的電子傳播媒體，它具有大尺寸、環境適應性好、亮度高、動態播放等特點，在戶內外大尺寸電子傳播媒體領域獨樹一幟。隨著性價比的進一步提高，應用領域越來越廣，廣泛應用在廣告、舞臺、招牌、交通設施、公眾場所等領域。近幾年的春節聯歡晚會，均使用了LED全彩顯示屏作為背景及裝飾。2008年春節聯歡晚會的舞臺設計，更是從正面背景、側面背景、天花背景等主要場景，大量使用了LED全彩顯示屏，使得舞臺美侖美奐，氣氛烘托效果一流。舞臺的應用只是LED全彩顯示屏其中的一方面應用，LED全彩顯示屏正以前所未有的速度進入到各種應用領域。

二、LED全彩顯示屏性能參數

　　近幾年，中國已成為全球LED全彩顯示屏的制造中心，技術質量水平不斷提高。隨著技術水平的提高，用戶和廠家對LED全彩顯示屏的各項性能參數要求越來越高。LED全彩顯示屏的所有性能參數中，約有70%取決于LED器件的性能參數。因此，LED器件成為LED全彩顯示屏最主要的關鍵部件。加強對LED器件性能參數的了解，并選擇優質的LED器件，對LED全彩顯示屏的性能參數的提高起著重要和決定性作用。

三、LED器件參數對LED全彩顯示屏性能參數的影響

　　LED全彩顯示屏性能參數有幾十項，其中關鍵參數指標有近二十項。下面就LED器件參數與對應影響的LED全彩顯示屏性能參數做逐一敘述。

????? （1）亮度

　　亮度是LED全彩顯示屏的基本指標。行業內通常認為戶外顯示屏應不低于5000nits，戶內顯示屏不低于1000nits。整屏亮度取決于組成每個像素點的紅、綠、藍三種LED的亮度值的疊加，紅、綠、藍的亮度值近似按照3：6：1的比例配比。在器件電流出廠標稱值的基礎上設定紅、綠、藍的不同電流值以達到上述比例。例如：戶外P20全彩顯示屏綠管用1800mcd，紅管用900mcd，藍管用300mcd，則每個像素點的亮度為3000mcd，整屏最高亮度為2500點×3000mcd=7500nits。最后通過調整電流值可以達到規格書要求的亮度。亮度并不是越高越好，合適就行。

????? （2）波長

LED全彩顯示屏是由紅、綠、藍三種LED組成的，每種顏色均由波長來量度。顯示屏的色彩與此波長密切相關。顯示屏紅、綠、藍三種LED的平均波長決定了LED全彩顯示屏的動態色域范圍。一般來說，紅色LED的波長選擇在625nm左右，綠色在525nm左右，藍色在470nm左右。高品質的LED全彩顯示屏應具有較寬的色域范圍。

????? （3）一致性

????? ①亮度一致性

　　LED全彩顯示屏的亮度一致性取決于LED器件的亮度一致性。一般要求LED器件的每種顏色的最高與最低亮度比不高于1.3，然后按照科學的PCB插燈方式，保證相鄰的兩個同色的LED亮度差異小于10%。

????? ②色度一致性

　組成LED全彩顯示屏的LED器件均有要求一定的波長范圍，波長范圍過寬，會影響顯示屏色度的一致性。一般來說，紅、綠、藍每種顏色的波長范圍均要求在5nm以內。

????? ③角度一致性

　　LED全彩顯示屏是由一個個有角度的LED器件組成，LED器件角度的一致性會嚴重影響顯示屏不同角度的亮度、色度一致性。LED器件（尤其是橢圓燈）紅、綠、藍亮度隨著視角變化曲線的一致性也同樣嚴重影響顯示屏不同角度的亮度、色度的一致性。所有全彩顯示屏參數中，這項參數是一項最難達到的指標。高檔LED全彩顯示屏的差異性主要在于此。

????? （4）功耗

　　LED是一種非常節能的發光器件。LED器件的功耗決定了LED全彩顯示屏的功耗。以P20全彩戶外顯示屏為例，在視頻播放狀態下，其平均功耗約為每平米250W左右。對于一些24小時播放的廣告客戶而言，由于面積大、播放時間長，耗電量是其關注的一項指標?？梢圆捎酶吡炼鹊腖ED來制作顯示屏，從而可以使用低電流。一般來說，紅、綠、藍LED標稱亮度各提高20%，在顯示屏亮度不變的情況下，顯示屏的功耗會降低15%。

????? （5）視角

　　LED全彩顯示屏的視角決定于LED器件的視角。 目前戶外顯示屏大多選用水平視角100°、垂直視角50°的橢圓LED，戶內顯示屏則選用水平垂直均為120°的貼片LED。高速公路上的顯示屏由于其特殊性一般選用30°視角的圓形LED就夠了。一些高樓上的顯示屏對垂直視角要求較高。視角與亮度互為矛盾，大視角必然會降低亮度。視角的選擇需要根據具體的用途來決定。

????? （6）失效率

　　LED全彩顯示屏的一個重要指標是LED的盲點率，這完全取決于LED器件的質量（排除顯示屏生產工藝中的虛焊、漏焊、接觸不良等影響）。LED器件在出廠前應經過各類抽樣測試，包括常溫點亮、高溫高濕、冷熱沖擊等系列試驗，以保證產品的穩定性、一致性、連續性。一般來說，用于全彩顯示屏的高品質的LED器件其1000小時的失效率應低于萬分之一。

????? （7）衰減特性

　　LED全彩顯示屏長時間工作后會出現亮度下降和顯示屏顏色不一致的現象，主要是由于LED器件的亮度衰減造成的。LED亮度的衰減會造成顯示屏整屏亮度降低。紅、綠、藍LED亮度衰減幅度的不一致會造成LED顯示屏顏色的不一致，就是我們常說的顯示屏花了的現象。高品質的LED器件能夠很好地控制亮度衰減幅度。按1000小時常溫點亮20mA標準，紅色衰減應小于2%，藍、綠色衰減應小于10%，故藍、綠色LED在顯示屏設計時盡量不要用到20mA電流，最好只用70%至80%的額定電流。

　衰減特性除與紅、綠、藍LED本身特性相關外，使用電流、PCB板散熱設計、顯示屏使用環境溫度等均對衰減造成影響。

????? （8）尺寸

　　LED器件的尺寸影響LED全彩顯示屏的像素點距離，即分辨率。5mm的橢圓燈主要用于P16以上的戶外顯示屏，3mm的橢圓燈主要用于P12.5、P12、P10的戶外顯示屏，3528型貼片LED主要用于P6、P8的戶內顯示屏，5050型貼片LED主要用于P16、P12.5等半戶外顯示屏。在點間距不變的前提下，LED器件尺寸增大，能夠增加顯示面積，減少顆粒感，不過由于黑區面積減少，會降低對比度；相反，LED尺寸減小，減少了顯示面積，顆粒感增多，黑區面積增大，增加了對比度。

????? （9）壽命

　　LED器件的理論壽命為10萬小時，遠大于LED全彩顯示屏其它部件的工作壽命，故只要LED器件品質保證、工作電流合適、PCB散熱設計合理、顯示屏生產工藝嚴謹，LED器件將是顯示屏整機中最耐用的部件之一。

　　LED器件是LED全彩顯示屏最重要的部件，其性能參數對顯示屏的性能參數起決定性的作用，其成本也占了顯示屏總成本的一半。選好、用好、了解好LED器件對顯示屏參數的影響，對顯示屏的設計制造是十分必要的，尤其對于高質量的LED全彩顯示屏是至關重要的。目前國內LED產業發展迅猛，全彩顯示屏所使用的LED的技術工藝水平已能與國外品牌相媲美，價格合適，已大量地應用在08奧運工程等重大項目，并且表現不俗，這必將促進中國由LED顯示屏制造大國向LED顯示屏制造強國的轉變。