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)把過剩的能量以光的情勢開釋出來,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(10萬小時(shí)),所以在大型的顯示設(shè)備中,目前尚無其他的顯示方法與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,常見的成品稱象素筒,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)?;叶鹊燃?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,色彩過渡已十分柔和,而16級(jí)灰度的彩色圖像,色彩過渡界限十分明顯。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)上與流過的電流成比例;另一種方法是利用人眼的視覺惰性,用脈寬調(diào)制方法來實(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的開通信號(hào)以脈沖情勢(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。
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LED是如何實(shí)現(xiàn)顯示功效的
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