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當(dāng)前位置技術(shù)知識(shí) >> LED是如何實(shí)現(xiàn)顯示功效的

一、什么是LED？ 
　　
　　在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注進(jìn)的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把過(guò)剩的能量以光的情勢(shì)開(kāi)釋出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注進(jìn)，故不發(fā)光。這種利用注進(jìn)式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱(chēng)LED。 
　　
　　LED的發(fā)光色彩和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前廣泛應(yīng)用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于LED工作電壓低（僅1.5-3V），能主動(dòng)發(fā)光且有必定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動(dòng)、壽命長(zhǎng)（10萬(wàn)小時(shí)），所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無(wú)其他的顯示方法與LED顯示方法匹敵。 

　　把紅色和綠色的LED放在一起作為一個(gè)象素制作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏；把紅、綠、藍(lán)三種LED管放在一起作為一個(gè)象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。制作室內(nèi)LED屏的象素尺寸一般是2-10毫米，經(jīng)常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封裝成一體，室外LED屏的象素尺寸多為12-26毫米，每個(gè)象素由若干個(gè)各種單色LED組成，常見(jiàn)的成品稱(chēng)象素筒，雙色象素筒一般由3紅2綠組成，三色象素筒用2紅1綠1蘭組成。 
　　
　　無(wú)論用LED制作單色、雙色或三色屏，欲顯示圖象需要構(gòu)成象素的每個(gè)LED的發(fā)光明度都必需能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精致程度就是顯示屏的灰度等級(jí)。灰度等級(jí)越高，顯示的圖像就越細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示把持系統(tǒng)也越復(fù)雜。一般256級(jí)灰度的圖像，色彩過(guò)渡已十分柔和，而16級(jí)灰度的彩色圖像，色彩過(guò)渡界限十分明顯。所以，彩色LED屏當(dāng)前都請(qǐng)求做成256級(jí)灰度的。 

　　二、把持LED亮度的方法： 
　　
　　有兩種把持LED亮度的方法。一種是轉(zhuǎn)變流過(guò)LED的電流，一般LED管答應(yīng)持續(xù)工作電流在20毫安左右，除了紅色LED有飽和現(xiàn)象外，其他LED亮度基礎(chǔ)上與流過(guò)的電流成比例；另一種方法是利用人眼的視覺(jué)惰性，用脈寬調(diào)制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度把持，也就是周期性轉(zhuǎn)變光脈沖寬度（即占空比），只要這個(gè)重復(fù)點(diǎn)亮的周期足夠短（即刷新頻率足夠高），人眼是感到不到發(fā)光象素在抖動(dòng)。由于脈寬調(diào)制更合適于數(shù)字把持，所以在廣泛采用微機(jī)來(lái)供給LED顯示內(nèi)容的今天，幾乎所有的LED屏都是采用脈寬調(diào)制來(lái)把持灰度等級(jí)的。 
　　
　　LED的把持系統(tǒng)通常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。主控箱從盤(pán)算機(jī)的顯示卡中獲取一屏象素的各色亮度數(shù)據(jù)，然后重新分配給若干塊掃描板，每塊掃描板負(fù)責(zé)把持LED屏上的若干行（列），而每一行（列）上LED的顯控信號(hào)則用串行的方法傳送。目前有兩種串行傳送顯示把持信號(hào)的方法：一種是掃描板上集中把持各象素點(diǎn)灰度，掃描板將來(lái)自把持箱的各行象素的亮度值進(jìn)行分解（即脈寬調(diào)制），然后將各行LED的開(kāi)通信號(hào)以脈沖情勢(shì)（點(diǎn)亮為1，不亮為0）按行用串行方法傳輸?shù)较鄳?yīng)的LED上，把持其是否點(diǎn)亮。這種方法應(yīng)用器件較少，但串行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大，由于在一個(gè)重復(fù)點(diǎn)亮的周期內(nèi)，每個(gè)象素在16級(jí)灰度下需要16個(gè)脈沖，在256級(jí)灰度下需要256個(gè)脈沖，由于器件工作頻率限制，一般只能使LED屏做到16級(jí)灰度。
　　
　　另一種方法是掃描板串行傳輸?shù)膬?nèi)容不是每個(gè)LED的開(kāi)關(guān)信號(hào)而是一個(gè)8位二進(jìn)制的亮度值。每個(gè)LED都有一個(gè)自己的脈寬調(diào)制器來(lái)把持點(diǎn)亮?xí)r間。這樣，在一個(gè)重復(fù)點(diǎn)亮的周期內(nèi)，每個(gè)象素點(diǎn)在16級(jí)灰度下只需要4個(gè)脈沖，256級(jí)灰度下只需8個(gè)脈沖，大大下降了串行傳輸頻率。用這種疏散把持LED灰度的方法可以很方便地實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度把持。