摘 要 從亮度, 色度,視覺及衰減等四個(gè)方面闡述用于
顯示屏的
發(fā)光二極管的特性,并討論在設(shè)計(jì)和制作
LED顯示屏?xí)r如何選擇和使用發(fā)光二極管
u<Y#J,p`e 關(guān)鍵詞 發(fā)光二極管 顯示屏 顯示屏設(shè)計(jì) 顯示屏技術(shù) 顯示屏特性
(J[Xryub zw[' hqW Abstract：This paper discusses the brightness, color , visual sense and optical
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Hkq attenuation of the Light-Emitting-Diodes,used in LED display-board.
#8|LPfA Keywords：LED；display board；design of LED
?u|@,tQ[ 發(fā)光二極管是構(gòu)成LED 顯示屏的最重要器件，其質(zhì)量優(yōu)劣直接決定顯示屏的品質(zhì)。一個(gè)好的顯示屏對發(fā)光二極管的要求是非常嚴(yán)格的，應(yīng)從①亮度及亮度均勻性；②色度及色度均勻性；③視角；④衰減特性
,$0- I@*V 等方面進(jìn)行選擇。
Y8zTw`:V 1 亮度及亮度均勻性
_]-4d_&3( 圖1～圖4 是某一型號發(fā)光二極管的特性曲線，我們結(jié)合這些曲線進(jìn)行討論。
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1h&`mqY)L. 圖1 和圖2 反映了一組特定的紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光二極管的正向電壓與正向電流以及正向電流與亮度之間的關(guān)系。對于不同品質(zhì)的管子，其對應(yīng)參數(shù)有較大差異，但基本特征與上圖相符。從圖1 可以看出，超過門限電壓后，隨著正向電壓的增加，發(fā)光管的正向電流先是緩慢增加而后便急劇增加。也就是說，電壓稍有波動，電流便會大幅變化。從圖2 可知，正向電流超過閥值后，隨著電流的增加，發(fā)光管亮度快速增加。當(dāng)電流達(dá)到一定值后，亮度隨電流增加的速度變緩，進(jìn)入了飽和區(qū)。這說明，當(dāng)亮度達(dá)到一定程度后，增加電流，亮度不會明顯增加，只會增加發(fā)光管的熱耗，甚至燒毀二極管。因此，我們只能根據(jù)使用場合的亮度要求來選擇發(fā)光管，而不能無限制地增加驅(qū)動電流來提高發(fā)光亮度。一般來說，亮度選擇原則大致如表1 所示。
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CZ<T@k 使用中，為避免電壓過高造成流過發(fā)光二極管的電流過大，損壞發(fā)光管，一般可采用恒流列驅(qū)動電路，
z Fo11;*D 或在列驅(qū)動電路與發(fā)光管之間串一限流電阻以保護(hù)發(fā)光管，如圖5 所示。
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<.Ws; HN} 除了對單管的亮度要求外，亮度均勻性也是一個(gè)主要參數(shù)。一個(gè)顯示屏所用發(fā)光管成千上萬甚至上百萬只，要求每只發(fā)光管的亮度完全一致是不可能的。一般發(fā)光管的亮度差異是以平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值來計(jì)算的，最大不應(yīng)超過5% ～10% 。如果發(fā)光管被封裝成模塊組件，則模塊與模塊之間的亮度差異應(yīng)小于5% ～10% 。具體要求視應(yīng)用情況而定：對單色屏的均勻性要求稍低；對紅、綠雙基色屏的均勻性要求稍高；對紅、綠、藍(lán)三基色屏的均勻性要求最高。對顯示圖像比對顯示文字的均勻性要求相對高些。如果單管亮度嚴(yán)重不均勻，觀察者就會感到圖像很粗糙，猶如粗布上繡花；若模塊之間亮度不均勻，圖像就會呈現(xiàn)嚴(yán)重的馬賽克現(xiàn)象。
J#zr50@@ 2 色度及色度均勻性
z5kAf~A 色度是反映顯示屏色彩品質(zhì)，即顏色純正程度的參數(shù)。目前顯示屏用發(fā)光二極管的顏色主要有橘紅、正紅、黃綠、純綠和純藍(lán)等，每個(gè)生產(chǎn)廠家、每一批號的色度都不一定相同，所以只能要求同一顯示屏采用同一廠家、同一批號的發(fā)光管，最大限度地保證發(fā)光管的色度一致。眾所周知，波長決定顏色，因此在選擇發(fā)光管時(shí)，應(yīng)對其發(fā)光波長提出嚴(yán)格要求。由圖3 可以看出，發(fā)光管發(fā)出的光有一個(gè)波譜寬度，波譜寬度越窄，光的純度就越高。因此，我們不僅要對波長提出嚴(yán)格要求，而且對半波波譜寬度也要有嚴(yán)格要求，這樣才能保證圖像質(zhì)量。一般單色或雙基色顯示屏對紅色、綠色的波長要求不太嚴(yán)格，圖像不要明顯偏紅或偏綠即可，但要求半波波譜寬度應(yīng)在20nm 以下，否則會有明顯的色差。全彩顯示屏要求達(dá)到純紅、純綠和純藍(lán)的波長值，半波波譜寬度在10nm 以下。由于顯示屏上使用的發(fā)光管很多，各發(fā)光管的發(fā)射光波長很難完全一致。因此對色度的均勻性有必要提出要求。普通單色、雙基色顯示屏要求發(fā)光管之間的波長差異不大于20nm ；全彩屏要求發(fā)光管之間的波長差異不大于5nm 。
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4"9K >#w;67he2 3 亮度衰減特性
!R=@Nr> 剛生產(chǎn)出來的發(fā)光二極管的亮度是最高的，使用一段時(shí)間后，亮度都會有一定程度的衰減。一般情況下，正常使用三個(gè)月后，亮度衰減不應(yīng)超過10% ，一年后不應(yīng)超過20% ，此后應(yīng)基本保持穩(wěn)定。亮度衰減與發(fā)光管的生產(chǎn)工藝、顯示屏的設(shè)計(jì)制作和散熱等有關(guān)。因此一定要選擇生產(chǎn)工藝完善，信譽(yù)好的企業(yè)訂購發(fā)光管，以保證發(fā)光管的質(zhì)量。顯示屏生產(chǎn)企業(yè)不要為了達(dá)到較高的亮度，而不恰當(dāng)?shù)匕寻l(fā)光管的工作電流提高到大于出廠要求，這樣會加速發(fā)光管的亮度衰減，縮短使用壽命。顯示屏過熱，特別是發(fā)光管過熱，同樣會加速亮度衰減，縮短使用壽命。因此，戶外顯示屏所用發(fā)光管應(yīng)采用散熱性能良好的銅支架，并在顯示屏內(nèi)采取較好的降溫措施。
{drc}BL_ 4 視角特性
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