一块LED电视碎屏维修多少钱钱

产地:深圳
最小起订量:1平方米
LED广告显示屏后期维护费用计算
产品价格:电议&人民币
所属行业:电子产品制造设备
发 货 地:深圳
观注次数:1920次
发布日期:
公司名称:
联 系 人:王铭
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联系固话:0134-
联系地址:深圳市宝安区福永镇凤凰村兴围兴业一路2号
联系邮箱:wm@led-yd.com
联系我时,请说是在机电之家上看到的,谢谢!
说明书,报价手册及驱动
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视觉盛宴 极致享受 - 元鼎LED大屏世界
模组采用灯驱一体设计,散热性能良好。LED采用1.1倍分光,一致性好。
可采用SMD3528黑灯,对比度高。IC采用台湾聚积芯片,电流小,功耗低,亮度高。
元鼎LED显示屏控制系统特点
支持10位颜色
旧系统的8位颜色只能显示256X256X256=1677216种颜色,新系统颜色数为24=种颜色,新系统颜色数是旧系统的64倍。
智能连接功能
同一块显示屏的多块接收卡/箱体(含备用的)可以任意交换而不需重新设置,接收卡能智能地动识别需显示的内容。
每块接收卡均有温度检测和四路风扇监控输出,可根据用户设定的温度上限智能地控制四路风扇转速。
公司图标显示
当发送卡电源没开启时显示屏自动显示设点的公司图片,图片像素为128X128,颜色数为 16K色。
支持容余点插入
可设定每多少点接入一个或多个空像素,用于异型屏。
逐点校正、逐卡(箱体)校正功能
逐点校正支持单点、2×2点、4×4点和8×8点四种校正模式,最大校正6144点/模块,红绿蓝各256级。逐卡(箱体)校正用于显示屏各箱体间色差校正,红绿蓝各256级。
智能识别一卡通功能
智能化的识别程序可识别双色、全彩、虚拟、灯饰等的各种驱动板的各种扫描方式及各种信号走向,识别率达99%,一套卡在手,做屏无忧。
65536级(64K)灰度内任意设定功能
客户可根据显示屏的情况从无灰度到65536级(64K)灰度之间任意调整,让你的显示屏达到最佳显示效果。
刷新率任意设置、锁相、同步功能
刷新率可从10Hz-3000Hz任意设定,刷新率锁相功能使显示屏的刷新锁定在电脑显示器刷新率的整数倍上,杜绝图像撕裂,保证图像完美再现。锁相同步范围为47Hz-76Hz。
多屏同步及组合功能
支持一块发送卡控制带多块屏,多块屏的工作状态可任意组合、同步显示、独立播放等,可通过快捷按键,快速切换。
256级亮度自动调节
256级亮度自动调节功能让你的显示亮度调节更加有效。
程序在线升级功能
如果显示屏的接收卡程序需升级,只需打开大屏电源通过LED演播室即可升级程序,无需把接收卡拆离大屏即可升级。
接收卡集成测试功能,不用接发送卡即可测试显示屏,斜线、灰度、红、绿、蓝、全亮等多种测试模式。
重视品质要付出代价,忽视品质代价更高
如果您想对户外室内LED全彩广告显示屏及广场电视“工程预算” “如何施工” “型号选择”“手续审批”等相关问题有更深入的了解,请来电咨询! 深圳市元鼎光电科技有限公司
联系人: 王经理 电话: 在线咨询QQ:
致各位全彩LED显示屏客户的几句话:
价格的另一头是质量,切莫一味追求最低价格。
耳听为虚,眼见为实。来工厂看看很有必要。
显示屏售后服务是第二价格。良好的售后将给您带来意想不到的价值。
尽量选择常规稳定成熟LED产品。
LED发光芯片只是显示屏重要组成之一,驱动IC、电源等材料品牌一样重要,切不可厚此薄皮,对比时需做到全面细致。
全彩LED显示屏节能省电设计,就是为客户提高利润——降低成本
客户定制购买全彩LED显示屏需提供以下信息:
1:显示屏的使用场合,室内还是户外。
2:显示屏的大概面积,我们根据16:9或4:3的高清比例算出具体尺寸。
3:对显示屏的显示要求,需要实现什么样的特殊功能。
元鼎承诺:绝不以质次价低LED显示屏作为吸引客户手段
我们服务更加给力 价格更加实惠 产品更加丰富
全彩LED显示屏最新优惠活动
元鼎一重喜:任意下单客户(工程项目整屏、模组电源控制系统批发)均额外(LED工程整屏备品另计)赠送合同相同型号模组5张,电源2个。
元鼎二重喜:任意下单客户凭有效合同可认购其他任何型号显示屏,可享出厂批发价再9折优惠。
元鼎三重喜:任意下单客户,免费制作标准CAD施工图纸,免费上门指导显示屏钢构制作。
元鼎四重喜:20平米以上LED显示屏项目质保实行2+1增值服务,在原有2年免费质保下延长质保1年。
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元鼎打造,高端LED小间距显示屏,无缝高清显示视频墙,高端LED显示屏工程服务专家
(以下图片为我司承制高清全彩LED显示屏工程案例)
元鼎五重喜:50平米以上LED整屏厂家免费配备电脑、避雷器、电视卡。
元鼎六重喜:60平米以上LED显示屏厂家免费派遣安装团队上门安装调试,无需雇佣工人协助,不花您一分钱,将您的利益实现最大化。
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元鼎八重喜:80平米以上电子屏免费赠送灵星雨正品控制系统(数据发送卡,数据接收卡),最高可省2万元。
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全彩LED显示屏的组成部分:
1.显示屏体部分:
①:单元模组。
②:单元箱体。
③:开关电源。
④:配电柜。
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元鼎光电获得3C、ROSH、CE等出口认证证书,打造世界一流品牌LED显示屏幕
2.控制系统部分:
①:接收卡——根据显示屏的面积来计算数量,装在显示屏箱体内部。
②:发送卡——装在控制电脑主板的PCI插槽上。
③:控制主机——也就是电脑,配置要求不需要太高,必须是独立显卡。
3.附带设备(客户可选择自己采购)
①:制冷空调——户外显示屏一般需要根据显示屏的面积安装多台空调,空调需具备来电自启功能,室内屏由于亮度没户外那么高,所以不需要要安装散热空调。
②:音响设备——根据安装场合的开阔空间大小而选择相对适合的大小功率功放,户外屏需要时防水音柱。
③:视频处理器——根据客户使用要求进行配置,比如室内显示屏客户是应用于婚庆或演出,那就需要配视频处理器,可以对多种信号进行转换再显示到大屏上面,比如摄像机信号、DVD信号等。
4.钢结构部分(客户可选择自己制作,我们提供图纸)
①:户外显示屏钢结构——根据不同的安装方式进行钢结构制作,一般户外显示屏常用的有壁挂式和立柱式两种安装方式,钢结构制作的主要材料为:角铁+方管+槽钢。
②:室内显示屏钢结构——室内屏的钢结构较简单,如果是固定安装在室内墙面,整个钢结构的厚度可以在十公分左右,如果是租赁移动应用,就只需制作简易的日字架,对显示屏租赁箱体进行固定。
LED显示屏1/4扫描电路分析
电路分析:
1、这个电路是行选择电路,作用在于选中并驱动相应的行。4953芯片起到放大的作用。
2、该电路为1/4扫描电路。可以看出,从HC245芯片出来的A、B、C、D信号没有经3-8译码器直接连接到4953芯片,说明整个电路没有3-8译码器,该电路使用A、B、C、D共4根信号线做行选择。当A信号有效时,会选中4行。同理可得B、C、D信号有效时,都会选中4行。扫描4次完成一个周期,因此为1/4扫描。换一个角度去理解该电路的扫描方式,电路总共控制16行,共用了4根信号线做选择,因此4/16=1/4。因此为4扫描电路。
3、该电路说明,实现扫描方式工作并不一定要使用3-8译码器。也不是像很多资料所说的只要接口定义中有A、B、C、D信号即为16扫描方式。判断是什么扫描方式,看A、B、C、D信号的同时,还要看有没有3-8译码器。如果有A、B、C信号,1个3-8译码器,则为1/8扫描方式。如果有A、B、C、D信号,同时有2个3-8译码器,则为1/16扫描。
LED显示屏灰度知识介绍
灰度也就是所谓的色阶或灰阶,是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言,灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高,显示的色彩越丰富,画面也越细腻,更易表现丰富的细节。
灰度等级主要取决于系统的A/D转换位数。当然系统的视频处理芯片、存储器以及传输系统都要提供相应位数的支持才行。目前国内LED显示屏主要采用8位处理系统,也即256(28)级灰度。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。采用RGB三原色即可构成256×256×256=种颜色。即通常所说的16兆色。国际品牌显示屏主要采用10位处理系统,即1024级灰度,RGB三原色可构成10.7亿色。
灰度虽然是决定色彩数的决定因素,但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的分辨率是有限的,再者系统处理位数的提高会牵涉到系统视频处理、存储、传输、扫描等各个环节的变化,成本剧增,性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用8位系统,广播级产品可以采用10位系统。
二、灰度非线性变换
灰度非线性变换是指将灰度数据按照经验数据或某种算术非线性关系进行变换再提供给显示屏显示。由于led是线性器件,与传统显示器的非线性显示特性不同。为了能够让LED显示效果能够符合传统数据源同时又不损失灰度等级,一般在LED显示系统后级会做灰度数据的非线性变换,变换后的数据位数会增加(保证不丢失灰度数据)。现在国内一些控制系统供应商所谓的4096级灰度或16384级灰度或更高都是指经过非线性变换后灰度空间大小。4096级是采用了8位源到12位空间的非线性变换技术,16384级则是采用8位到16位的非线性变换技术。由8位源做非线性变换,转换后空间肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一样,这个参数也不是越大越好,一般12位就可以做足够的变换了。
LED显示屏驱动芯片分析比较
TLC5941驱动芯片
TLC5941芯片是TI(德州仪器)公司推出的,具有点校正、高灰度等级(PWM控制)等特点。TLC5941所有内部数据寄存器,灰度寄存器,点校正寄存器和错误状态信息都通过串行接口存取,最大串行时钟频率30MHz,片间电流误差一般在±6%以内,位间电流误差一般在±4%以内,每通道最大输出电流80mA。
TLC5941每个通道可用PWM方式根据内部灰度寄存器的值进行4096级灰度控制,该寄存器是12位的,每个通道LED驱动电路由6位点校正寄存器的值进行64级控制,且驱动电流的最大值可通过片外电阻设定。64级电流控制提供了led点灰度校正的能力,4096级灰度调整则保证了即使在较低的灰度等级下,点阵中的每个点也有多达256级的灰度表示,从而红绿蓝全彩屏可有16M色的色彩表达能力,这两点对于高质量的彩色大屏幕显示是格外重要的相对于传统的彩色大屏幕显示系统,集中产生PWM进行灰度控制,可编程逻辑芯片(或高速CPU只需要处理缓存管理、灰度和点校正数据的输出,设计复杂度降低,且由于PWM灰度控制与数据串行移出无关,可很方便地获得较高帧频,取得很好的动态显示效果。
为了保障彩色大屏幕的可靠运行,TLC5941提供了每一路LED开路和过温检测能力,内置集电极开路输出电路,用于出错时报警。16个通道中无论哪个通道有错误发生,内置集电极开路输出电路的输出管脚就会被拉到低电平,通过查询芯片的内部状态信息,就可知道哪一路出现故障,系统中所有TLC5941内置集电极开路输出电路的输出管脚可接到一起,通过上拉电阻接到高电平,通过监控这个信号,系统可在运行过程中进行自我诊断。TLC5941适用于工作环境比较恶劣同时对显示效果要求很高以及对安全性能要求很高的场合,比如高速公路的LED信息指示牌,大型的露天LED电视等。
MBI5028驱动芯片
MBI5028台湾MBI聚积科技)公司推出的一款有可编程电流增益功能的LED屏驱动芯片。内置串并移位寄存器和输出锁存器,且采用PrecisiONDr技术以得到更优良的电气特性。MBl5028最大串行时钟频率为25MHz,片间电流误差一般在±6%以内,位间电流误差一般在±3%以内,最大输出电流为90mA。
MBI5028内建电流增益控制逻辑单元,可编程电流增益功能采用Share-IO技术,无须增加额外的管脚,只需在对应的管脚输入一特定的序列信号,就可进入MBI5028特殊功能模式--电流调整模式。该模式下,可通过系统微控制器,向电流增益控制逻辑单元写入不同电流增益的数据,锁存这些数据,并通过内建数字与模拟共享的转换器,有效控制电流的输出。由于工作环境的变化和LED屏老化,LED屏亮度将会降低,如以一个固定顺向电流,LED屏的亮度偏差就会较小。通过可编程的电流增益功能和PrecisionDr技术,可调整电流偏差,补偿LED屏的亮度,同时获得比较高质量的图像。利用PrecisionDr技术并内建数字与模拟共享的转换器,相同精确度下,通过改变数字码的方式,从而获得相对的输出电流,进而提高LED屏的成像质量。
目前的技术可以为LED显示屏提供提供256个输出电流等级。电气特性和芯片封装方面,MBI5026兼容性比较好,使用者不用更改以前为同类型芯片设计的PCB板,就可获得具有Share-IO技术的电流增益技术,能大大地降低升级成本。MBI5026适用于工作环境条件并不苛刻,但要求高质量成像的LED屏驱动方案上,比如室内的大型LED显示屏等中低端屏幕。同时MBI5028还适用于老驱动芯片的升级。
ST2221C驱动芯片
ST2221C中国台湾SITI点晶科技公司推出的一款LED屏驱动芯片。内置串并移位寄存器单元、输出锁存器单元和电流输出控制单元,电气特性较为优良。ST2221C最大串行时钟频率为25MHz,片间电流误差一般在±10%以内,位间电流误差一般在±6%以内,最大输出电流为120mAST2221C包含16通道恒流驱动单元,能同时驱动16路LED适用于一些低端屏的驱动,比如室内信息屏等低端LED显示屏。
从上面的介绍看,目前主流芯片主要分为3个档次。第一档次是具有灰度机制的芯片,这类芯片内部具有PWM功能,可以根据输入的数据产生灰度,更易形成深层次灰度,显示高品质画面。第二档次是具有输出开路检测和温度过热保护、亮度调节功能的芯片,这些芯片由于有了附加功能而更适用于特定场合,如用于可变情报板,则要求芯片具有侦测LED错误的功能。第三档为不带任何附加功能的恒流源芯片,此类芯片只为LED提供恒流源,保证屏体显示画面质量良好。
LED显示屏室外全彩模组维修实例总结
一、室外P12全彩模组
1、一列R(G、B)灯连亮:在模组中一个TB62726(R)控制4行16列红色LED灯4个灯串联,其中3个灯长亮,更换不亮的R(G、B)灯即可。
2、R(G、B)灯串点:控制该点的芯片引脚短路,输出排针短路,重新焊接芯片引脚。
3、一列R(G、B灯长亮:点亮模组时这列中一个灯相对于其他三个较暗,这个灯装反,取下重新装上。若亮度一样可能是芯片输出引脚短路,每一列(4个灯)对应一串行输出口。
4、数行灯不亮:相对应的IC4953坏或引脚短路,PCB板开路,更换IC,重新连接电路。
5、色差:相应R(G、B)灯的外接电阻焊错,或是总电阻焊错。更换新的电阻。
6、一列R(G、B)灯不亮:可能是IC到排针或排针到灯管脚发生断路,用万用表测试排针到灯管脚的连线,若灯亮则是排针到灯管脚断路,在正面用跳线连接上。若不亮则可能是IC到排针断路,可取下控制板看排针引脚是否松动,重新焊牢。
二、室外P14全彩模组
1、R(G、B)灯长亮:模组中两个灯串联在一起,组合成一象素点,一灯损坏导致另一灯长亮,更换损坏的R(G、B)灯。
2、R(G、B)灯暗亮:灯管坏,更换暗亮的灯管。
3、R(G、B)灯不亮:可能是PCB板出现断路,或排针焊接短路。用万用表检测对应的线路,找出并用跳线连接好。
4、R(G、B)灯连亮:IC或排针短路,找出短路处并排除。
5、局部色差:一小块R(G、B)灯不亮,总电阻焊错。更换新的电阻。
6、R(G、B)灯串点:IC引脚短路,重新焊接引脚。
三、室外P16全彩模组
1、R(G、B)灯瞎点:可能是IC到排针或排针到灯管脚发生断路,用完万用表测试出断路,如果是在排针到灯管脚间的断路则需要用跳线来连接。
LED显示屏单元板上控制信号分布及走向分析
单元板芯片分析说明
1、图中红色为HC245芯片,起到信号放大的作用。其中芯片1放大单元板上半部分的信号,即第一组RGB数据和第二组RGB数据。芯片2放大单元板下半部分的信号,即第三组RGB数据和第四组RGB数据。芯片3放大ABCD行信号,CLK信号,SC锁存信号,OE控制信号。芯片4将所有信号放大送至单元板输出接口。
2、图中蓝色为LED灯的驱动芯片,可以是TB62726,MBI5024等芯片。主要功能是控制单元板上的列显示,图中为TB62726,第1和4列蓝色是控制红灯,第2和5列蓝色是控制绿灯,第3和6列是控制蓝灯。1个TB62726控制16列,一组有3个TB62726,分别对应红绿蓝3种led灯。
3、图中绿色为4953芯片。主要功能是控制单元板上的行显示,1个4953控制2行,8个控制16行。
信号走向分析
1、CLK信号,SC锁存信号,OE控制信号走向:输入—同时进入红色芯片3、芯片4—同时进入芯片2、芯片1—并联接入每个TB62726芯片。
2、ABCD行信号走向:输入—同时进入红色的芯片3、芯片4—芯片3输出接到4个绿色的4953芯片,芯片4输出接到4个绿色的4953芯片。
3、RGB数据信号走向:输入—第一组RGB数据和第二组RGB数据进入芯片1,第三组RGB数据和第四组RGB数据进入芯片2—第一组RGB数据中R1数据串行进入蓝色的芯片1,芯片4;G1数据串行进入蓝色芯片2,芯片5。B1数据串行进入到蓝色芯片3,芯片6。其它组的RGB数据依次类推。
接口定义图
图2接口定义图
双色LED显示屏扫描走线方式
1、1/16扫描走线方式
16扫描走线方式
实现1/16扫描,一般会有A、B、C、D共4路信号。然后可以选择1片4-16译码器或者2片3-8译码器实现16行扫描。
2、1/8扫描走线方式
一般情况下电路板上都会有A、B、C共3路信号。然后选用1片3-8译码器即可实现1/8扫描。
3、1/4扫描走线方式
一般情况下电路板上会有A、B共2路信号,然后选用2-4译码器即可。如果不选用译码器,则需要A、B、C、D共4路信号,即每路信号选中一行。
灵星雨802发送卡级联控制超大LED显示屏方法
一、硬件准备
1、一条DVI线(DVI线一头转两头的线)
2、2张灵星雨802发送卡
3、一条十针的排线
二、硬件连接
1、用十针排线把两张发送卡级联起来,如图1。
用十针排线连接两张发送卡
图1用十针排线连接两张发送卡
2、802发送卡上各有个红色按键,把其中一个发送卡的按键设置为1,另一张发送卡的按键不变。如图2。
图2按键设置
3、把两发送卡插入电脑的PCI插口,用DVI一转二的线把显卡的DVI和两发送卡相连,一头的插入显卡的DVI口,两头的分别插入两个发送卡的DVI口。如图3。
图3连接两张发送卡的DVI接口
三、软件设置
两802发送卡级联后最高可带到个像素点,两发送卡共有四个RJ45信号输出口,分别是1U1D2U2D,如图4。红色按键没改的发送卡的RJ45分别是1U1D,另一个发送卡的RJ45分别是2U2D
两卡级联后输出口关系
图4两卡级联后输出口关系
操作CON文件时按照屏幕的连接方式进行设置,因每个发送卡的RJ45带400点的高度,高于400点的用另一个RJ45口,以此往上推,先从1U口开始,1U-1D-2U-2D,设置CON文件时如下。
图5设置CON文件
用网线1从1U口接入发送卡时,如图5,在主线上选择1号发送卡U线(1U)
用网线2连接到接收卡时,如图6在主线上选择号发送卡D线(1D)
用网线3连接到接收卡时:如图7所示,在主线上选择2号发送卡U线(2U)
用网线4连接到接收卡时,如图8所示,在主线上选择2号发送卡D线(2D)
具体做法按照现场连线方式设置,设置完后发送到接收卡,并保存到接收卡就行。
LED显示屏维修的检测方法及步骤
一、LED显示屏维修的检测方法
1、短路检测法,将万用表调到短路检测挡(一般具有报警功能,如导通则发出鸣叫声),检测是否有短路的现象出现,发现短路后应马上解决,短路现象也是最常见的led显示屏模块故障。有的通过观察IC引脚和排针引脚就能发现。短路检测应在电路断电的情况下操作,避免损坏万用表。这个方法是最常用到的方法,简单、高效。90%的故障都可以通过这个方法检测判断。
2、电阻检测法,将万用表调到电阻档,检测一块正常的电路板的某点的到地电阻值,再检测另一块相同的电路板的同一个点测试与正常的电阻值是否有不同,若不同则就确定了问题的范围。
3、电压检测法,将万用表调到电压档,检测怀疑有问题的电路的某个点的到地电压,比较是否与正常值相似,可以方便的确定问题的范围。
4、压降检测法,将万用表调到二极管压降检测档,因为所有的IC都是由基本的众多单元件组成,只是小型化了,所以在当它的某引脚上有电流通过时,就会在引脚上存在电压降。一般同一型号的IC相同引脚上的压降相似,根据引脚上的压降值比较好坏,须在电路断电的情况下操作。
二、LED显示屏维修必备工具
1、电烙铁+吸枪各1个,焊锡若干
2、5V稳压电源1个,给接收卡和维修的模组或者单元板供电
3、电批1个,用于快速拆卸模组或者单元板
4、电脑+发送卡,用于给接收卡发送程序
5、接收卡+HUB板,用于观测模组或者单元板故障现象
6、万用表一个,用于检测模组或者单元板具体故障
7、镊子、剪刀、剪钳各1把
三、LED显示屏维修基本步骤
1、确定模组或者单元板使用的HUB板类型,这样排线的接口定义才能一样
2、根据不同型号的模组或者单元板,给接收卡发送相应的程序,确保模组和单元板在正确的程序下显示,这是找出故障原因的前提。一般PCB板上都会印有该模组或者单元板的型号。
3、观测模组或者单元板现象,确定初步故障。例如常见的瞎灯,串点,小方块等。
5、使用万用表找出故障,主要是利用上面的短路检测法,对芯片和灯脚之间进行检测。
7、再次检测
LED照明及LED显示屏发展历程解读
作为目前全球最受瞩目的新一代光源,led因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。我国的LED产业起步于20世纪70年代,经过近40年的发展,现已形成上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄7个国家半导体照明工程产业化基地,产品广泛应用于景观照明和普通照明领域,我国已成为世界第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国。
LED照明在北京奥运会开幕式盛典上的惊艳亮相,美轮美奂、气势磅礴,给全世界留下震撼的印象,也让国人对LED有了全新的认识。中国半导体照明行业是很幸运的,在产业起飞的时候就可以遇到难得的奥运契机。对于这场奥运饕餮大宴,LED行业无疑是其中的一大受益者,LED在奥运场馆、景观照明、室内外全彩显示屏、指示等方面的出色表现,增强了社会各界对半导体照明未来发展的信心,有专家认为,中国LED照明产业将在2010年前后迎来新的发展高峰,期待上海世博会成为半导体照明应用又一个里程碑。
然而,在应用技术集成方面取得的令人瞩目的成就,并不能掩盖中国与世界强国之间在上游核心技术上存在的差距。奥运会中所选用的LED器件和灯具绝大多数的封装制造和生产都是中国企业完成的,但是功率型芯片还是需要大量从国外进口。在奥运会上,大量世界顶尖照明企业大家耳熟能详,但中国民族品牌的照明企业却鲜有人知,不得不说是个不小的遗憾,中国作为照明产品的生产和消费大国,中国的照明企业能否在新一轮照明技术革命与照明工业转型中占有一席之地,是共同面对的问题。望中国能秉承“更高、更快、更强”的奥运精神,冲出亚洲,走向世界,早日实现半导体照明产业的腾飞!
LED在照明领域的发展历程
从1962年第一只红光半导体发光二极管诞生起,人们不断开发出橙、黄、绿等多种单色LED,并用于各种信号指示、标识、数码显示,逐步发展到小型LED显示屏等。1991年业界采用MOCVD外延生长四元系材料,开发出高亮度发光二极管;1994年在GaN基片上研制出第一只蓝色的发光二极管;1997年通过蓝光激发荧光粉,做出第一只白光LED;2001年用紫外光激发荧光粉做成了白光LED。
高亮度半导体发光二极管作为光源已逐步进入光色照明、装饰照明领域,并形成产业。由于技术不断突破,发光效率不断提高,功率LED已经产业化,多芯片组合的白光LED功率更是大幅提高。LED逐步进入照明领域,如LED汽车灯、LED背光源、LED手电筒、LED台灯、LED射灯、LED路灯、LED隧道灯、LED室内普通照明等。
LED显示屏在中国的发展历程
LED在中国的发展,在七十年代开始,产业出现在八十年代。全国100多家公司,95%的制造商都在从事生产,封装,所需的管芯几乎全部从国外进口。有几个“五年计划“的技术创新,技术研究,引进国外先进设备和关键技术,使LED技术的生产一直在大步向前迈进了一步。
1990年形成成长时期。一方面,受LED材料限制,LED显示屏是没有得到广泛的应用领域扩大,另一方面,显示屏控制技术基本上是通讯控制方式,显示屏的目标。在此期间,LED显示屏在国外被广泛使用,国内少,产品以红,绿两色为主,控制通信控制,四个灰色的,比较高的产品成本单点灰度的调整方法。
年,这一阶段是LED显示屏的快速发展时期。进入九十年代,全球信息产业快速增长,继续在信息技术各个领域取得突破,LED显示屏在LED材料和控制技术也得到了新的成果出现。成功开发的蓝色LED芯片,全彩色LED显示屏进入市场;计算机和微电子技术,在视频控制技术,实现16级灰度和64灰度显示,灰场调显示控制技术领域,屏幕动态显示效果大大提高。这一阶段,LED显示屏从最初的年产值几千万到几十家公司发展的速度非常快,在中国的发展,一些公司,年产值几亿元,产品应用领域,包括金融,证券,年产值,体育,机场,车站,道路交通,广告,邮政,电信等许多领域,特别是在1993年,在更多的股票证券业的发展,LED显示器市场大幅增长。在平板显示领域的LED显示屏的主流产品基本形成,LED进入一个新的高新技术产业显示产业。
自1995年以来,LED显示屏发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。与此同时,LED的同业竞争显示,许多中小型企业,产品,价格下跌,更广泛的应用领域,产品在质量,标准化的形成等方面出现一系列新问题,对LED显示屏发展的相关部门非常重视并作出相应的标准和指导下,在这一领域目前的工作正逐步深化。中国LED显示屏产业步入快速发展通道,具有一定规模的骨干企业集团也开始崭露头角,至止才算基本形成了中国的LED显示屏产业。
什么叫LED?
LED(LightEmittingDiode),中文含义是发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,可以直接把电转化为光,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、环保、耐用等特点。主要应用于各种室内、户外显示屏,汽车内部的仪表板、刹车灯、尾灯,电子手表,手机等。
LED产业链包括哪几部分?
LED产业链主要包括4个部分:LED外延片、LED芯片制造、LED器件封装和产品应用,此外,还包括相关配套产业。
一般来说,外延属于LED产业链的上游,芯片属于中游,封装和应用属于下游。上游属于资本、技术密集型的领域,而中游和下游的进入门槛则相对较低。
LED照明及LED显示屏发展历程
作为目前全球最受瞩目的新一代光源,led因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。我国的LED产业起步于20世纪70年代,经过近40年的发展,现已形成上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄7个国家半导体照明工程产业化基地,产品广泛应用于景观照明和普通照明领域,我国已成为世界第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国。
LED照明在北京奥运会开幕式盛典上的惊艳亮相,美轮美奂、气势磅礴,给全世界留下震撼的印象,也让国人对LED有了全新的认识。中国半导体照明行业是很幸运的,在产业起飞的时候就可以遇到难得的奥运契机。对于这场奥运饕餮大宴,LED行业无疑是其中的一大受益者,LED在奥运场馆、景观照明、室内外全彩显示屏、指示等方面的出色表现,增强了社会各界对半导体照明未来发展的信心,有专家认为,中国LED照明产业将在2010年前后迎来新的发展高峰,期待上海世博会成为半导体照明应用又一个里程碑。
然而,在应用技术集成方面取得的令人瞩目的成就,并不能掩盖中国与世界强国之间在上游核心技术上存在的差距。奥运会中所选用的LED器件和灯具绝大多数的封装制造和生产都是中国企业完成的,但是功率型芯片还是需要大量从国外进口。在奥运会上,大量世界顶尖照明企业大家耳熟能详,但中国民族品牌的照明企业却鲜有人知,不得不说是个不小的遗憾,中国作为照明产品的生产和消费大国,中国的照明企业能否在新一轮照明技术革命与照明工业转型中占有一席之地,是共同面对的问题。望中国能秉承“更高、更快、更强”的奥运精神,冲出亚洲,走向世界,早日实现半导体照明产业的腾飞!
LED在照明领域的发展历程
LED这个产业已经在世界上发展多年了,那么你知道LED是怎么进入照明领域的吗,下面OFweek半导体照明网编辑来讲讲LED进入照明领域的历程:
从1962年第一只红光半导体发光二极管诞生起,人们不断开发出橙、黄、绿等多种单色LED,并用于各种信号指示、标识、数码显示,逐步发展到小型LED显示屏等。1991年业界采用MOCVD外延生长四元系材料,开发出高亮度发光二极管;1994年在GaN基片上研制出第一只蓝色的发光二极管;1997年通过蓝光激发荧光粉,做出第一只白光LED;2001年用紫外光激发荧光粉做成了白光LED。
高亮度半导体发光二极管作为光源已逐步进入光色照明、装饰照明领域,并形成产业。由于技术不断突破,发光效率不断提高,功率LED已经产业化,多芯片组合的白光LED功率更是大幅提高。LED逐步进入照明领域,如LED汽车灯、LED背光源、LED手电筒、LED台灯、LED射灯、LED路灯、LED隧道灯、LED室内普通照明等。
LED显示屏在中国的发展历程
LED在中国的发展,在七十年代开始,产业出现在八十年代。全国100多家公司,95%的制造商都在从事生产,封装,所需的管芯几乎全部从国外进口。有几个“五年计划“的技术创新,技术研究,引进国外先进设备和关键技术,使LED技术的生产一直在大步向前迈进了一步。
1990年形成成长时期。一方面,受LED材料限制,LED显示屏是没有得到广泛的应用领域扩大,另一方面,显示屏控制技术基本上是通讯控制方式,显示屏的目标。在此期间,LED显示屏在国外被广泛使用,国内少,产品以红,绿两色为主,控制通信控制,四个灰色的,比较高的产品成本单点灰度的调整方法。
年,这一阶段是LED显示屏的快速发展时期。进入九十年代,全球信息产业快速增长,继续在信息技术各个领域取得突破,LED显示屏在LED材料和控制技术也得到了新的成果出现。成功开发的蓝色LED芯片,全彩色LED显示屏进入市场;计算机和微电子技术,在视频控制技术,实现16级灰度和64灰度显示,灰场调显示控制技术领域,屏幕动态显示效果大大提高。这一阶段,LED显示屏从最初的年产值几千万到几十家公司发展的速度非常快,在中国的发展,一些公司,年产值几亿元,产品应用领域,包括金融,证券,年产值,体育,机场,车站,道路交通,广告,邮政,电信等许多领域,特别是在1993年,在更多的股票证券业的发展,LED显示器市场大幅增长。在平板显示领域的LED显示屏的主流产品基本形成,LED进入一个新的高新技术产业显示产业。
OFweek半导体照明网的数据表明:自1995年以来,LED显示屏发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。与此同时,LED的同业竞争显示,许多中小型企业,产品,价格下跌,更广泛的应用领域,产品在质量,标准化的形成等方面出现一系列新问题,对LED显示屏发展的相关部门非常重视并作出相应的标准和指导下,在这一领域目前的工作正逐步深化。中国LED显示屏产业步入快速发展通道,具有一定规模的骨干企业集团也开始崭露头角,至止才算基本形成了中国的LED显示屏产业。
什么叫LED?
LED(LightEmittingDiode),中文含义是发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,可以直接把电转化为光,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、环保、耐用等特点。主要应用于各种室内、户外显示屏,汽车内部的仪表板、刹车灯、尾灯,电子手表,手机等。
LED产业链包括哪几部分?
LED产业链主要包括4个部分:LED外延片、LED芯片制造、LED器件封装和产品应用,此外,还包括相关配套产业。
一般来说,外延属于LED产业链的上游,芯片属于中游,封装和应用属于下游。上游属于资本、技术密集型的领域,而中游和下游的进入门槛则相对较低。
LED显示屏在中国的发展历程
led中国的发展,七十年代开始,产业出现在八十年代。全国100多家公司,95%的制造商都在从事生产,封装,所需的管芯几乎全部从国外进口。有几个“五年计划“技术创新,技术研究,引进国外先进设备和关键技术,使LED技术的生产一直在大步向前迈进了一步。1990年形成成长时期。一方面,受LED材料限制,LED显示屏是没有得到广泛的应用领域扩大,另一方面,显示屏控制技术基本上是通讯控制方式,显示屏的目标。此期间,LED显示屏在国外被广泛使用,国内少,产品以红,绿两色为主,控制通信控制,四个灰色的比较高的产品成本单点灰度的调整方法。
年,这一阶段是LED显示屏的快速发展时期。进入九十年代,全球信息产业快速增长,继续在信息技术各个领域取得突破,LED显示屏在LED材料和控制技术也得到新的成果出现。成功开发的蓝色LED芯片,全彩色LED显示屏进入市场;计算机和微电子技术,视频控制技术,实现16级灰度和64灰度显示,灰场调显示控制技术领域,屏幕动态显示效果大大提高。这一阶段,LED显示屏从最初的年产值几千万到几十家公司发展的速度非常快,中国的发展,一些公司,年产值几亿元,产品应用领域,包括金融,证券,年产值,体育,机场,车站,道路交通,广告,邮政,电信等许多领域,特别是1993年,更多的股票证券业的发展,LED显示器市场大幅增长。平板显示领域的LED显示屏的主流产品基本形成,LED进入一个新的高新技术产业显示产业。
LED显示屏的数据表明:自1995年以来,LED显示屏发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。与此同时,LED同业竞争显示,许多中小型企业,产品,价格下跌,更广泛的应用领域,产品在质量,标准化的形成等方面出现一系列新问题,对LED显示屏发展的相关部门非常重视并作出相应的标准和指导下,这一领域目前的工作正逐步深化。中国LED显示屏产业步入快速发展通道,具有一定规模的骨干企业集团也开始崭露头角,至止才算基本形成了中国的LED显示屏产业。
基于51单片机的LED显示屏控制电路设计
led显示屏广泛应用于工矿企业、学校、商场、店铺、公共场所等进行图文显示,广告宣传,信息发布。本文设计一种由4个16×16点阵LED模块组成的显示屏,由单片机作控制器,平滑移动显示任意多个文字或图形符号,本电路可级联扩展实现由任意多个16×16点阵LED模块组成的显示屏。
控制电路由AT89C51单片机作控制器,显示屏由4个16×16点阵LED模块组成,每个16×16点阵LED模块由4个8×8点阵LED模块组成,用户可根据需要扩展增加任意多个16×16点阵LED模块。8×8点阵LED模块结构如图1所示,共8行8列,每个发光二极管放置在行线和列线的交叉点上,共64个发光二极管。当某一列为高电平,某一行为低电平时,则对应的发光二极管点亮。
单片机P3.0引脚接串入并出移位寄存器74LS164(U10)的串行数据输入端,8个74LS164(U10~U17)级联,P3.1引脚接8个74LSl64的时钟脉冲输入端;8个74LS164分别接8个锁存器74LS373(U18~U25),8个锁存器的数据输出端接4个16×16点阵LED模块的行线,每个16×16点阵LED模块的行线是独立控制的。P1.O接8个74LS164(U2~U9)的时钟脉冲输入端,P1.1接U2、U4、U6、U8的串行数据输入端,每两个74LSl64(U2和U3,U4和U5,U6和U7,U8和U9)级联;U2~U9的并行数据输出端接4个16×16点阵LED模块的64条列线。P1.2接所有74LSl64的清0端,P1.3接锁存器的锁存控制端。设计完成的电路如图2所示。
本电路利用串行通信口工作于方式0,同时利用P1.O和P1.1模拟串行输出,来实现led显示屏字符平滑移动显示。由于LED模块为16×16点阵,所以字符点阵也为16×16点阵,即每个字符由32个字节即16个字数据组成,每个字数据决定了每列LED点亮的情况。16×16点阵字符数据由字符点阵提取软件获得。
首先单片机P1.1串行输出一位二进制位“1”,经4组74LSl64给4个16×16点阵LED模块的第1列送入一高电平,接着由P3.O串行输出4个16×16点阵LED模块的第1列行数据,即Y1,Y17,Y33,Y49列的行数据,经74LS373锁存后送led显示屏的行线,此时每个LED模块第1列对应的LED点亮。每列的行数据为1个字数据,4列共4个字数据,每个字数据首字节在字符点阵数据表中的地址相差32,此时每个LED模块显示每个字符的第1列。接着P1.1串行输出一位二进制位“0”,经4组74LS164移位后给4个LED模块的第2列送入一高电平,再由P3.O串行输出4个16×16点阵LED模块的第2列行数据,即Y2,Y18,Y34,Y50列的行数据,经74LS373锁存后送led显示屏的行线,此时每个LED模块第2列对应的LED点亮,即显示每个字符的第2列。如此循环,依次点亮每个LED模块每列对应的LED,直到点亮每个LED模块的第16列,即依次显示每个字符的各列。只要每列交替显示的时间适当,利用人眼的视觉暂留特性,看上去16列LED同时点亮,即看上去整个字符同时显示。然后再从第1列依次扫描显示至16列,如此循环多次,以确保显示出的字符具有足够的亮度。
为实现字符平滑移动显示的效果,在上面实现的4个字符静态显示一定时间后,再次扫描显示时,每个LED模块的第1列从每个字符的第2列数据开始扫描显示,即第1个LED模块显示第1个字符的第2列、第3列、……、第16列和第2个字符的第1列,第2个LED模块显示第2个字符的第2列、第3列、……、第16列和第3个字符的第1列、第2列、……。当第三次扫描显示时,每个LED模块的第1列从每个字符的第3列数据开始扫描显示,即第1个LED模块显示第1个字符的第3列、第4列、……、第16列和第2个字符的第1列、第2列,第2个LED模块显示第2个字符的第3列、第4列、……、第16列和第3个字符的第1列、第2列、……。如此实现了字符的平滑移动显示。
根据以上电路设计及工作原理,绘制出本电路的控制程序流程图如图3所示。按程序流程图编写出控制程序,用Wave或Keil软件调试通过后,产生目标代码文件。
将目标代码文件加入用Proteus软件绘制的led显示屏控制电路仿真图中的单片机中,仿真运行,运行结果如图4所示。
该led显示屏控制电路用单片机作为控制器,采用串行移位输出方式,实现了一行字符的平滑移动显示,在实际应用时还应加上相关驱动电路。本电路可扩展实现由任意多个16×16点阵LED模块组成的led显示屏显示控制。经实际应用表明,该电路稳定可靠,效果良好。
关于LED显示屏技术升级方向
随着led显示屏发展时间增长,应用领域越来越广,人民对led显示屏的认识、认知度也随之越深,之前没了解问题的也逐渐展显出来,从技术方面来讲,目前我国#/#185#/#技术主要存在以下问题:
一是亮度不足问题。#/#185#/#的主要优势是对多变复杂的户外环境的超强适应力,户外环境的特点要求led显示屏要在晴天、阴天、雨雪天气、远距离、多视角上都能保证足够的亮度来传递信息,因此亮度尤为重要,而由于LED亮度不足,使得目前LED在照明行业中只能充当配角,主要用于装饰,这对于上万颗LED的综合运用更是一项巨大的挑战。
二是LED色差问题。单个LED的应用,基本上不存在色差问题,但将众多LED进行综合运用的话,色差问题就会凸现出来。虽然已有技术来改善此问题,但由于国内技术和生产水平所限,同一色区同一批次LED中仍然存在差异,而且这种差异很难逃脱肉眼的挑剔,从而难以保证led显示屏的色彩还原性和逼真性。
三是LED显示控制芯片。真彩高分辨率LED电子显示屏作为一种新的显示媒体,以其清晰的图像和高性能的播放能力,愈来愈受到人们的重视。而对于LED显示单元来讲,三基色LED管芯是其核心器件,因此应使用波长相差小和发光强度一致性好的高质量管芯,而此种技术主要掌握在世界知名大公司手中,如日本的日亚公司等。
四是散热性。由于户外环境温度变化极大,再加之显示屏工作时本身要产生一定的热量,如果环境温度过高又加之散热不良,将很可能导致集成电路工作不正常,甚至被烧毁,从而使显示系统无法正常工作。
任一行业的发展都都会遇到技术问题这一颈瓶,特别是像led显示屏这一类高新技术行业。只有生产者正视问题了,才能促进整个行业的发展。
关于LED显示屏色度处理技术
色度处理技术对于led显示屏的图像质量至关重要。色度处理技术主要包括基色波长的选择、白场色坐标的调配、色度均匀性的处理、色彩还原处理技术等以及本文提出的3+2多基色led显示屏色度处理方法,该方法可再现更多的自然界色彩,使led显示屏更加五彩斑斓、绚丽多姿。
led显示屏技术从二十世纪80年代初的单色显示屏,到80年代末的双基色显示屏,再到90年代中期的三基色(全彩色)显示屏,直到今天我们在平板显示领域广泛讨论的多基色(大于三基色)处理技术。led显示屏的色度处理技术从最基本的基色波长选择、到白场色温的调配、再到为提高色彩还原度而进行的色彩空间变换处理和为改善画质的色度均匀性处理、直到今天我们为了扩大色域再现更多的自然界色彩而采取的多基色(大于三基色)处理。各种色度处理技术贯穿着led显示屏的发展史,成为led显示屏这门综合性学科中最核心的技术之一。
2各类色度处理技术
2.1基色波长的选择
led显示屏在各行各业有着非常广泛的应用,而在不同的应用场所对LED的基色波长有着不同的要求,对于LED基色波长的选择有些是为了取得良好的视觉效果,有些是为了符合人们的习惯,而有些更是行业标准、国家标准甚至国际标准的规定。比如,对全彩色LED显示屏中绿管基色波长的选择;早期大家普遍选用波长为570nm黄绿色LED,虽然成本较低,但显示屏的色域较小、色彩还原度差、亮度低。而在选择了波长为525nm的纯绿管之后,显示屏色域扩大了近一倍,且色彩还原度大幅提高,极大地提高了显示屏的视觉效果。再比如,证券行情显示屏,人们通常习惯于用红色表示股价上涨、用绿色表示股价下跌、而用黄色表示平盘。而在交通行业则是由国家标准严格规定了蓝绿波段表示通行、红色波段为禁行。因而,基色波长的选择是led显示屏重要环节之一。
2.2白场色坐标的调配
白场色坐标调配是全彩色LED显示屏最基本的技术之一。但是在二十世纪90年代中期,由于缺乏行业标准和基本的测试手段,通常只是靠人眼、凭感觉确定白场色坐标,从而造成严重偏色和白场色温的随意性。随着行业标准的颁布和测试手段的完备,许多制造商开始规范全彩屏配色工艺。但是仍然有部分制造商由于缺乏配色的理论指导,常常以牺牲某些基色的灰度等级来调配百场色坐标,综合性能得不到提高。
led显示屏巨场色坐标调配的理论指导请参阅《现代显示》(2004年第2期,LED全彩色显示屏的白平衡和色度均匀问题,作者:李熹霖),在此不再赘述。
2.3色度均匀性处理
led显示屏色度均匀性问题一直以来是困扰业内人士的一大难题,一般认为LED的亮度不均匀可以进行单点校正,来改善亮度均匀性。而色度不均匀是无法进行校正的,只能通过对LED色坐标进行细分和筛选来改善。
随着人们对led显示屏的要求越来越高,只对LED色坐标进行细分和筛选已无法满足人们挑剔的目光,对显示屏进行综合校正处理,使色度均匀性得到改善是可实现的。
如图1所示(□abcd),我们发现即使是国际第一品牌同一档LED也存在较大的波长偏差和色饱和度偏差,而且该偏差范围大大超过了人眼对绿色色差鉴别的阈值因此,进行色度均匀性校正是有重要意义的。
在CIE1931色度图中,按重力中心定律,我们发现:在G档范围内(□abcd)的任意一点绿色混合一定比例的红色和蓝色,都可以将混合色的色坐标调整到直线cR和直线dB的交叉点O。
当然,从图一中我们可以看出该方法虽然可以使色度均匀性极大地改善。但是,经过校正后的色饱和度明显下降。同时,采用红和蓝来校正绿色色度均匀性的另一个前提是同一个象素内红绿蓝三种LED尽可能采用集中分布使得红绿蓝的混色距离尽可能的近,才能取得较好的效果。而目前业内通常采用的是LED均匀分布方法将会给色度均匀性校正带来混乱。另外,数以万计的红绿蓝LED色坐标的测量工作如何展开也是一个极为棘手的难题。对此我们给了提示。
2.4色彩还原处理
纯蓝、纯绿LED的诞生,使全彩色LED显示屏以其色域范围宽、亮度高受到业内的追捧。但是,由于红绿蓝LED的色品坐标与PAL制电视红绿蓝的色品坐标有较大的偏差(见表1),使得LED全彩屏的色彩还原度较差。尤其在表现人的肤色时,视觉上存在较为明显的偏差。由此,色彩还原处理技术应运而生。在此笔者推荐两种色彩还原处理的方法:
其一:对红绿蓝三基色LED进行色坐标空间变换,使LED与PAL制电视两者之间的三基色色坐标尽可能靠近,从而大大提高led显示屏的色彩还原度。但是,该方法大幅度缩减了led显示屏的色域范围,使画面的色饱和度大幅下降。
其二:只对人眼最敏感的肤色色域进行适当校正;而对其它人眼不够敏感的色域尽可能少降低原有的色饱和度。如此处理,可在色彩还原度和色彩饱和度之间得到平衡。
2.53+2多基色色度处理方法
春天万物复苏,在蓝天的辉映下,绿草青青;秋天麦浪滚滚;在阳光的普照下,一片金黄。五彩缤纷的大自然是那么的美好,遗憾的是现有的led显示屏无法完全再现这美好的景色。LED虽然属于单色光,但是各色LED仍然有30~50nm左右的半波宽,因此其色饱和度是有限的。从图3中可以看出:在大自然界色彩极为丰富的黄色和青色区域LED全彩屏的色饱和度是严重不足的。
近年来,在平板显示领域热衷于讨论3+3多基色显示(红、绿、蓝加黄、青、紫),以扩大色域,再现更为丰富的自然界色彩。那么,led显示屏可否实现3+3多基色显示?
我们知道在可见光范围内,黄、青为单色光,我们已拥有高饱和度的黄色、青色LED。而紫色为复色光,单芯片紫色LED则是不存在的。虽然我们无法实现红、绿、蓝加黄、青、紫3+3多基色led显示屏。但是,研究红、绿、蓝加黄、青3+2多基色led显示屏却是可行的。由于自然界存在大量高饱和度的黄色和青色;因此,该项研究是有一定价值的。
在现行的各种电视标准中,视频源只有红绿蓝三基色,而没有黄、青二色。那么,显示终端黄、青二基色如何驱动?其实,在确定黄、青二基色驱动强度时;我们因遵循以下三点原则:
(1)增加黄、青二基色的目的是为了扩大色域,从而提高色饱和度。而总体亮度值不能改变;
(2)在提高色饱和度的同时,不得改变色调;
(3)以D65为中心;以RYGCB色域边界为端点,在色域范围内各点作线性扩张。
在上述三原则的指导下;按重力中心定律,我们可以找到3+2多基色色度处理方法。但是,要想真正实现3+2多基色全彩屏,我们还要克服黄、青色LED亮度不足;成本上升较大等困难,目前仅限于理论探讨。
综上所述,我们主要讨论了三个方面的问题:
(1)如何提高led显示屏色度均匀性;(2)如何提高led显示屏的色彩还原度;(3)如何扩大色域,还原更多自然界色彩。
上述各项色度处理技术在具体实施时,都是相互关联的,某些方面甚至是鱼和熊掌不可兼得的。综合led显示屏还须进行亮度均匀性校正、灰度非线性变换、降噪处理、图像增强处理、动态象素处理等,整个信号处理流程非常复杂。因此,我们必须从系统的角度对各项性能进行综合权衡,把握好各项处理的次序,并加大信号处理的深度,才能使LED全彩色显示屏展现一个五彩缤纷、绚丽多姿的精彩世界。
实验室设备解析LED专用恒温恒湿箱技术
LED专用恒温恒湿箱技术解析
LED专用恒温恒湿测试箱,是东莞市东莞市贝尔试验设备有限公司于1988年以来根据市场的需求,专门研发设计的一款用于LED灯、led显示屏等光电产品的温湿度试验设备。LED专用恒温恒湿试验机,是根据LED的发光原理以及LED的内在特征的要求,对LED产品进行温湿度环境试验,从而达到进一步掌握和改进LED的工作性能以及存储环境。
一、特点:
1.LED专用可程式恒温恒湿试验箱箱体内部能与外部通电,从而有利于LED产品在通电运行情况下,测试产品在复杂环境下的运行状态和运行寿命。
2.LED专用可程式恒温恒湿测试箱,箱体能根据LED产品的外观形状,人性化设计测试区,使得LED产品在做测试的时候,从不同角度和方向,对LED产品进行全方位试验(传统的恒温恒湿试验箱难以满足)。
3.LED恒温恒湿试验箱能针对LED的温差、发热、潮湿等几个主要产品性质作出重要的温湿度测试。
二、型号:
工作室尺寸MM
外形尺寸MM
400*500*400
500*600*500
500*750*600
600×850×800
BE-TH-1000
三、控制方式与特殊
平衡调温调湿控制系统(BTHC),以P.I.D.方式控制SSR,使系统之加热加湿量等于热湿损耗量,故能长期稳定的使用。
四、LED专用恒温恒湿试验箱本产品满足GB/T1GB/T3GB/T1等国家标准,以及其它相关标准的要求。
五、LED专用恒温恒湿试验箱的专业贡献:
LED应用产品散热难,是LED行业普遍存在的问题,如何进一步提升技术,环节和解决LED应用产品散热难,是我国LED产品亟需解决的重要课题,而LED专用恒温恒湿试验箱,从某种程度来说,已经为LED应用产品解决散热难提供了向导性指南,只有通过LED专用恒温恒湿试验箱的专业测试,才能进一步了解LED应用产品的耐热性,从而进一步解决LED应用产品散热难课题。
基于芯片与封装的两种LED分选方法
人眼对于光的颜色及亮度的分辨率非常高,特别是对于颜色的差别和变化非常敏感。对于不同颜色波长的光人眼的敏感度是不同的。例如,对于波长是585nm光,当颜色变化大于1nm时,人眼就可以感觉到;而对于波长为650nm的红光,当颜色变化在3nm的时候,人眼才能察觉到。
在早期,由于LED主要被用作指示或显示灯用,而且一般以单颗器件出现,所以对于其波长的分选和亮度的控制要求并不高。但随着LED的效率和亮度的不断提高,其应用范围越来越广。当LED作为阵列显示和显示屏器件时,由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性,用没有分选过的LED变就会产生不均匀的现象,进而影响人们的视觉效果。波长和光亮度的不均匀都会给人产生不舒服的感觉。这是各LED显示器制造厂家都不愿意看到的,也是人们无法接受的。
LED通常按照主波长、发光强度、光通亮、色温、工作电压、反向击穿电压等几个关键参数进行测试与分选。LED的测试与分选是LED生产过程中的一项必要工序。目前,它是许多LED芯片和封装厂商的产能瓶颈,也是LED芯片生产和封装成本的重要组成部分。
1、LED的分选方法
LED的分选有两种方法:一是以芯片为基础的测试分选,二是对封装好的LED进行测试分选。
(1)芯片的测试分选
LED芯片分选难度很大,主要原因是LED芯片尺寸一般都很小,从9mil到14mil(0.22-0.35nm)。这样小的芯片需要微探针才能够完成测试,分选过程需要精确的机械和图像识别系统,这使得设备的造价变得很高,而且测试速度受到限制。现在的LED芯片测试分选机价格约在100万元人民币\台,其测试速度在每小时10000只左右。如果按照每月25天计算,每一台分选机的产能为每月5KK。
目前,芯片的测试分选有两种方法:
一种方法是测试分选由同一台机器完成,它的优点是可靠,但速度很慢,产能低;
另一种方法是测试和分选由两台机器完成,测试设备记录下每个芯片的位置和参数,然后把这些数据传递到分选设备上,进行快速分选、这样做的优点是快速,但缺点是可靠性比较低,容易出错,因为在测试与分选两个步骤之间通常还有衬底减薄和芯片分离的工艺过程,而在这个过程中,外延片有可能碎裂、局部残缺碎裂或局部残缺,使得实际的芯片分布与储存在分选机里的数据不符,造成分选困难。
从根本上解决芯片测试分选瓶颈问题的关键是改善外延片均匀性。如果一片外延片波长分布在2nm之内,亮度的变化在+15%之内,则可以将这个片子上的所有芯片归为一档(Bin),只要通过测试把不合格的芯片去除即可,将大大增加芯片的产能和降低芯片的成本。在均匀性不是很好的情况下,也可以用测试并把“不合格产品较多”的芯片区域用喷墨涂抹的方式处理掉,从而快速地得到想要的“合格”芯片,但这样做的成本太高,会把很多符合其他客房要求的芯片都做为不合格证的废品处理,最后核算出的芯片成本可能是市场无法接受的水平。
(2)LED的测试分选
封装后的LED可以按照波长、发光强度、发光角度以及工作电压等进行测试分选。其结果是把LED分成很多档(Bin)和类别,然后测试分选机会自动地根据设定的测试标准把LED分装在不同的Bin盒内。由于人们对于LED的要求越来越高,早期的分选机是32Bin,后来增加到64Bin,现在已有72Bin的商用分选机。即使这样,分Bin的LED技术指标仍然无法满足生产和市场的需求。
LED测试分选机是在一个特定的工作台电流下(如20mA),对LED进行测试,一般还会做一个反向电压值的测试。现在的LED测试分选机价格约在40~50万人民币/台,其测试速度在每小时18000只左右。如果按照每月25天,每天20小时的工作时间计算,每一台分选机的产能为每月9KK。
大型显示屏或其他高档应用客户,对LED的质量要求较高。特别是在波长与亮度一致性的要求上很严格。假如LED封装厂在芯片采购时没有提出严格的要求,则这些封装厂在大量的封装后会发现,封装好的LED中只有很少数量的产品能满足某一客户的要求,其余大部分将变成仓库里的存货。这种情形迫使LED封装厂在采购LED芯片时提出严格的要求,特别是波长、亮度和工作台电压的指标;比如,过去对波长要求是+2nm,而现在则要求为+1nm,甚至在某些应用上,已提出+0.5nm的要求。这样对于芯片厂就产生了巨大的压力,在芯片销售前必须进行严格的分选。
从以上关于LED与LED芯片分选取的分析中可以看出,比较经济的做法是对LED进行测试分选。但是由于LED的种类繁多,有不同的形式,不现的形状,不同的尺寸,不同的发光角度,不同的客户要求,不同的应用要求,这使用权得完全通过LED测试分选取进行产品的分选变得很难操作。而且目前LED的应用主要分布在几个波长段和亮度段的范围,一个封装厂很难准备全部客户需要的各种形式和种类的LED.所以问题的关键又回到MOCVD的外延工艺过程,如何生长出所需波长及亮度的LED外延片是降低成本的关键点,这个问题不解决,LED的产能及成本仍将得不到完全解决。但在外延片的均匀度得到控制以前,比较行之有效的方法是解决快速低成本的芯片分选问题。
2、分选设备
目前,LED芯片的测试分选设备主要由美国和日本厂商提供,而LED的测试分选设备大多由台湾地区、香港厂商提供,中国大陆还没有能提供类似设备的厂家。LED芯片分选机主要包括两大硬件部分(机器手、微探针和光电测试仪)和一套系统软件,而这三部分分别由不同厂家提供再集成起来;而LED测试分选取机则包括LED的机械传输,储存和光电测试两部分。
3、LED分选取技术发展趋势
(1)在外延片的均匀度得到控制以前,研发快速低成本芯片分选工艺和设备。
(2)随着W级功率LED技术的发展,传统LED产品参数检测标准及测试方法已不能满足照明应用的需要,须开发全新的测试标准和方法,包含更多的与照明相关的光学内容。
(3)在LED系统寿命测试中,研发LED系统的长期性能和寿命快速测定评价技术。
(4)照明用LED是处于大电流驱动下工作,这就对其提出更高的可靠性要求。传统LED的筛选方式不合适照明用大功率LED,必须开发新的筛选试验办法,剔除早期失效品,保证产品的可靠性。
LED分选的两种方法和发展趋势
人眼对于光的颜色及亮度的分辨率非常高,特别是对于颜色的差别和变化非常敏感。对于不同颜色波长的光人眼的敏感度是不同的。例如,对于波长是585nm光,当颜色变化大于1nm时,人眼就可以感觉到;而对于波长为650nm的红光,当颜色变化在3nm的时候,人眼才能察觉到。
在早期,由于LED主要被用作指示或显示灯用,而且一般以单颗器件出现,所以对于其波长的分选和亮度的控制要求并不高。但随着LED的效率和亮度的不断提高,其应用范围越来越广。当LED作为阵列显示和显示屏器件时,由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性,用没有分选过的LED变就会产生不均匀的现象,进而影响人们的视觉效果。波长和光亮度的不均匀都会给人产生不舒服的感觉。这是各LED显示器制造厂家都不愿意看到的,也是人们无法接受的。LED通常按照主波长、发光强度、光通亮、色温、工作电压、反向击穿电压等几个关键参数进行测试与分选。LED的测试与分选是LED生产过程中的一项必要工序。目前,它是许多LED芯片和封装厂商的产能瓶颈,也是LED芯片生产和封装成本的重要组成部分。
1、LED的分选方法
LED的分选有两种方法:一是以芯片为基础的测试分选,二是对封装好的LED进行测试分选。
(1)芯片的测试分选
LED芯片分选难度很大,主要原因是LED芯片尺寸一般都很小,从9mil到14mil(0.22-0.35nm)。这样小的芯片需要微探针才能够完成测试,分选过程需要精确的机械和图像识别系统,这使得设备的造价变得很高,而且测试速度受到限制。现在的LED芯片测试分选机价格约在100万元人民币\台,其测试速度在每小时10000只左右。如果按照每月25天计算,每一台分选机的产能为每月5KK.
目前,芯片的测试分选有两种方法:一种方法是测试分选由同一台机器完成,它的优点是可靠,但速度很慢,产能低;另一种方法是测试和分选由两台机器完成,测试设备记录下每个芯片的位置和参数,然后把这些数据传递到分选设备上,进行快速分选、这样做的优点是快速,但缺点是可靠性比较低,容易出错,因为在测试与分选两个步骤之间通常还有衬底减薄和芯片分离的工艺过程,而在这个过程中,外延片有可能碎裂、局部残缺碎裂或局部残缺,使得实际的芯片分布与储存在分选机里的数据不符,造成分选困难。
从根本上解决芯片测试分选瓶颈问题的关键是改善外延片均匀性。如果一片外延片波长分布在2nm之内,亮度的变化在+15%之内,则可以将这个片子上的所有芯片归为一档(Bin),只要通过测试把不合格的芯片去除即可,将大大增加芯片的产能和降低芯片的成本。在均匀性不是很好的情况下,也可以用测试并把“不合格产品较多”的芯片区域用喷墨涂抹的方式处理掉,从而快速地得到想要的“合格”芯片,但这样做的成本太高,会把很多符合其他客房要求的芯片都做为不合格证的废品处理,最后核算出的芯片成本可能是市场无法接受的水平。
(2)LED的测试分选
封装后的LED可以按照波长、发光强度、发光角度以及工作电压等进行测试分选。其结果是把LED分成很多档(Bin)和类别,然后测试分选机会自动地根据设定的测试标准把LED分装在不同的Bin盒内。由于人们对于LED的要求越来越高,早期的分选机是32Bin,后来增加到64Bin,现在已有72Bin的商用分选机。即使这样,分Bin的LED技术指标仍然无法满足生产和市场的需求。
LED测试分选机是在一个特定的工作台电流下(如20mA),对LED进行测试,一般还会做一个反向电压值的测试。现在的LED测试分选机价格约在40~50万人民币/台,其测试速度在每小时18000只左右。如果按照每月25天,每天20小时的工作时间计算,每一台分选机的产能为每月9KK.
大型显示屏或其他高档应用客户,对LED的质量要求较高。特别是在波长与亮度一致性的要求上很严格。假如LED封装厂在芯片采购时没有提出严格的要求,则这些封装厂在大量的封装后会发现,封装好的LED中只有很少数量的产品能满足某一客户的要求,其余大部分将变成仓库里的存货。这种情形迫使LED封装厂在采购LED芯片时提出严格的要求,特别是波长、亮度和工作台电压的指标;比如,过去对波长要求是+2nm,而现在则要求为+1nm,甚至在某些应用上,已提出+0.5nm的要求。这样对于芯片厂就产生了巨大的压力,在芯片销售前必须进行严格的分选。
从以上关于LED与LED芯片分选取的分析中可以看出,比较经济的做法是对LED进行测试分选。但是由于LED的种类繁多,有不同的形式,不现的形状,不同的尺寸,不同的发光角度,不同的客户要求,不同的应用要求,这使用权得完全通过LED测试分选取进行产品的分选变得很难操作。而且目前LED的应用主要分布在几个波长段和亮度段的范围,一个封装厂很难准备全部客户需要的各种形式和种类的LED.所以问题的关键又回到MOCVD的外延工艺过程,如何生长出所需波长及亮度的LED外延片是降低成本的关键点,这个问题不解决,LED的产能及成本仍将得不到完全解决。但在外延片的均匀度得到控制以前,比较行之有效的方法是解决快速低成本的芯片分选问题。
2、分选设备
目前,LED芯片的测试分选设备主要由美国和日本厂商提供,而LED的测试分选设备大多由台湾地区、香港厂商提供,中国大陆还没有能提供类似设备的厂家。LED芯片分选机主要包括两大硬件部分(机器手、微探针和光电测试仪)和一套系统软件,而这三部分分别由不同厂家提供再集成起来;而LED测试分选取机则包括LED的机械传输,储存和光电测试两部分。
3、LED分选取技术发展趋势
(1)在外延片的均匀度得到控制以前,研发快速低成本芯片分选工艺和设备。
(2)随着W级功率LED技术的发展,传统LED产品参数检测标准及测试方法已不能满足照明应用的需要,须开发全新的测试标准和方法,包含更多的与照明相关的光学内容。
(3)在LED系统寿命测试中,研发LED系统的长期性能和寿命快速测定评价技术。
(4)照明用LED是处于大电流驱动下工作,这就对其提出更高的可靠性要求。传统LED的筛选方式不合适照明用大功率LED,必须开发新的筛选试验办法,剔除早期失效品,保证产品的可靠性。
基于线阵LED的动态显示系统设计
LED点阵作为一种新型的显示材料,近年来发展很快,市场前景良好.其中led大屏幕幕显示屏被广泛地应用于工业、交通、商业广告、新闻发布、体育比赛、电子景物模拟等领域.但现有的led大屏幕幕,要求数量众多的LED和驱动芯片,并且控制复杂,使得显示屏价格昂贵,不易操作.目前国内有一些研究成果存在显示亮度不均匀、不能实时显示等缺点.据了解,一般都是将要显示的内容烧录进芯片,内容固定循环显示,无法实时变更显示内容及显示方式,不方便使用,而且价格昂贵.本文将应用视觉暂留的原理,研制出一种新型环形显示系统.通过电机带动一列64位LED高速旋转,由单片机精确控制实现字符、图形及简单动态画面的清晰显示,可实时变更显示内容及显示方式.系统原理应用巧妙、技术含量高、成本低廉、市场前景广阔,可成为新的经济增长点.
1.1视觉暂留效应
视觉暂留效应是指景物发出或反射的光,在人的视网膜上所形成的光像会在人的视觉中保留一段时间,即使景物从视野中消失,所成的光像也不会马上消逝.暂留时间约为0.05~0.2s.实验表明,当外界光源突然消失时,人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减少的.这样当一个光源反复通断,在通断频率较低时,人眼可以发现亮度的变化;而通断频率增高时,眼睛就逐渐不能发现相应的亮度变化了.通过实验证明临界闪烁频率大约为24Hz.因此采用每秒24幅画面的电影,在人看起来就是连续活动的图像了.由于视觉具有暂留性,人们在高于临界闪烁频率的反复通断的光线时,所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值.视觉暂留效应可以说是静态图像和运动图像显示的视觉生理基础.当光源是以脉冲式发光时(间隔很小时),人看上去会感觉到它是一直发光的,是平均的亮度.
1.2显示基本原理
本系统是利用视觉暂留原理来实现字符或图像的显示.把64个超高亮度的LED并排成一列,然后将要显示的汉字分解为32×32的点阵式、图型分解为64×64的点阵式,通过单片机编程把每一列的数据按顺序送给LED点阵,通过电机的高速转动带动LED旋转,每一圈就重新刷新要显示的内容,这样由于人眼的视觉暂留效应,使人看到的显示内容效果跟平面连续显示效果一样.
硬件系统主要有移动控制器和显示屏两部分组成,如图1所示.移动控制器主要负责接收PC机端软件取摸数据、加入控制字符并保存,还能向显示屏发送特定控制命令、切换显示内容、改变显示效果.显示屏主要有电机控制转速和单片机控制E3jLED显示内容等.
2.1移动控制器
移动控制器是由5部分组成:单片机AT89C55、串行口收发器、无线发送模块、键盘、液晶显示屏.
单片机选用AT89C55,内存量较大;串行口收发器,利用成熟的串行收发芯片MAX232组成;无线发送模块,采用RFW102芯片组,它是一种半双工DSSS的无线收发两用Ic,采用ASK调制方式,工作频率是2.4GHz,功耗非常低.该芯片组是短程无线收发Ic,最高传输速率为1Mb/s;键盘控制键由4个键组成,分别为“确定”、“退出”、“左移”、“右移”,由于键数较少,所以分别直接接到4个I/O口;液晶显示屏,选用128x64的液晶模块,可与CPU直接通讯.键盘和液晶组成了强大的遥控控制菜单.通过“退出”、“确定”、“左移”、“右移”4个键实现从PC机接受数据、保存数据、无线发送数据等强大功能.
2.2显示屏
显示屏主要由单片机控制电路、一列64位超高亮度LED组成的列点阵、电机3部分组成.
单片机控制电路主要由89S8252单片机、无线接收模块和若干7415373锁存器组成.利用高性价比的AT89S8252单片机作为主控制器,它自带EEPROM,可作为显示缓存,省去常规的扩展外部存储器,简化外围电路,兼容MCS51指令,是功能强大的单片机.电路设计了有线和无线两种接收数据方式,无线方式接收数据后,把数据存储在EEPROM中,这样断电后也不会丢失数据.另外在单片机的总线上扩展了8个7415373,每个7415373控制8个LED,因此单片机能灵活控制64个LED的亮灭状态.
电机部分由可调速直流电机、直流调速器、电刷组成.电机选用Panasonic公司所生产的一款速度可调的直流电机,它的额定工作电压是220V,可调速度范围是0~6000r/min.调速系统采用端电压调速法.
3.1PC机软件
PC机软件采用VisualBasic6.0编程.能直接取字模、发送数据,界面友好,操作简单.主要功能是实时将汉字、英文、数字以及图型在PC机上转换为一定规则的数据信息,并将此数据通过Pc机的串行口传送到单片机处理.
3.1.1设计思路
软件采用实时的方式取模:数据图形—数据.通过引入图形这个中间量,使得提取字模变得灵活,无论任何字体、符号,都可以实现即时转换.Pc机软件主程序流程图见图2.
3.1.2字符取模流程
当用户点击文本框时文本框的内容设置为空.待输入完毕,用户按下取模按钮,程序首先判断人口为字符还是图形.若确定为字符模式时,将取出的单个字符映射至图片框.判断当前字符是汉字还是非汉字,是汉字则采用32x32点阵,是英文、数字、和符号则采用16x32点阵.取模部分采用交点取模.字符映射至图片框后,进行交点颜色判断,黑色判为0,白色判为1.并把取模数据输出到输出文本框.字符延拓功能是针对32×32点阵精度不够,取宋体字时有些点显示不出来而设计的,取色不仅是32×32个交点,而是每个交点以及以该交点为中心的一个小范围内的点取色,一旦该范围内的某个点颜色被判断为黑色时,该交点处的布尔值被设置为0.黑体字是默认的字体.
3.1.3图形取模流程
当选择为图形模式时,字符取模功能设置为锁定,只留下字符功能主按钮为可激活状态,界面上只出现图形框,用户可以进行画图或者载入图像.待输入完毕,用户按下取模按钮,程序首先判断入口为字模还是图形.确定为图形模式时自动跳入图形字模段代码.取模部分采用交点取模.图形映射至图片框后,进行交点颜色判断,黑色判为0,白色判为1.并把取模数据输出到输出文本框.
3.2移动控制器程序
程序上电初始化后,处于等待状态.当串口中断一来I临,优先处理串口中断.发送无线数据是通过键盘、菜单控制.移动控制器主程序流程图见图3;无线发送子程序见图4.
图4无线发送子程序流程图
3.3显示屏程序
由单片机控制LED的亮灭和无线数据的接收.数据通过无线模块接收后,单片机的串行接口收到数据并传到主控芯片AT89S8252中处理,当有无线数据传到时,优先处理接收数据.显示屏主程序流程图见图5.无线数据接收子程序流程图见图6.显示屏能否清晰显示内容主要从以下几方面考虑:1)单片机控制LED的亮灭时间:T=S/V,S为LED面宽度,为电机转动线速度;2)电机转动时轴心保持平衡;3)环境光线对比度.
本系统显示英文字符采用16×32点阵方式,汉字采用32×32点阵方式,图形采用64×64点阵方式.人们可在360度范围内看到清晰的动
态显示内容.采用VisualBasic6.0编写的取模软件,能及时取模并通过COM口发送数据.能实时输入内容,实现字符图形的取摸;能手写输入图形,可实现任意图形的显示,能显示简单动态画面.系统采用类蓝牙无线技术,数据传输稳定,准确安全可靠.无线和有线两种数据传输方式都能保证数据的准确传输.选择LED面宽度为3mm、轴心到列点阵LED距离为160mm、满屏可显示约22个汉字,显示内容大小主要由以上条件和转速决定.系统具有结构简单、视角独特、设计新颖、使用方便等特点,有较高的社会应用价值,可广泛应用于商业广告、会议通知、标语、环境装饰以及高等物理教学中的视觉暂留现象演示实验等方面.
元鼎光电推出具有突破性的1.9mm精细节距LED显示面板技术
加州米尔皮塔斯--(美国商业资讯)--领先的半导体技术供应商元鼎光电科技有限公司(SiliconCoreTechnology)今天推出用于室内应用的突破性1.9mm点距LED显示面板技术。由于存在高功耗造成过热以及缺乏高集成度LED驱动电路等数项限制,此类精细点距设计直到现在才成功问世。这一突破性技术是采用元鼎光电科技有限公司所开发的高度集成、低功耗LED驱动芯片所成功实现的。该芯片可驱动高达128个RGB(红-绿-蓝)LED像素,从而使元件数量大幅减少。该精细点距技术还开创性地采用“共阴极”RGBLED结构,可将功耗降低30%,并解决高功耗过热的问题。其他创新技术包括消除鬼影效应,真彩16位色,EMI(电磁干扰)发射大幅减少,以及刷新率高达16KHz。元鼎光电科技有限公司的精细点距面板核心技术目前正在美国和中国申请专利中。
元鼎光电科技有限公司LED显示器具有一流的品质与性能,最小视距降至仅1米,并且具有极宽视角,不存在色移问题。该技术完美适用于室内应用的全高清LED显示面板安装,如广播电视、零售展示、赌场、银行、门厅、医疗与公共活动等。该精细点距显示面板技术将由元鼎光电科技有限公司及其子公司SiliconSignTechnology进行市场推广。
元鼎光电科技有限公司总裁兼首席执行官EricLi表示:“很高兴能够推出此项突破性显示面板技术,该技术让我们公司一举占据了该市场的领先地位。随着我们从芯片供应商向垂直整合的技术解决方案供应商转型,这成为元鼎光电科技有限公司发展的关键一步。我们可利用独有的芯片专长推动实现该技术所需的架构创新。”
浅析LED及驱动IC、材料的技术市场
LED应用像早晨太阳
如有说在低迷的半导体产业中还有一些亮点,LED光源及其驱动器可以算做一个了。尤其在2008年的北京奥运中,光彩夺目的LED灯光秀让全世界都叹为观止,可谓将中国的LED显示技术划下一个完美的惊叹号。
最近几年是LED发展的生长期,主要有几大类应用:1,LED照明应用正如早晨六七点钟的太阳徐徐升起。LED灯具有绿色、节能、长寿命的特点,户外照明的动力来源于政府的节能及环保政策,广告灯饰来自企业买单,因此需求数量庞大,发展可观;室内照明作为千家万户都需要的海量产品,随着LED成本的进一步降低,发展潜力巨大。2,LED背光应用涉及到人们日常应用的手机、MP3、NB(笔记本电脑)等便携式产品,到电视等大型消费电子的LCD屏。3,LED汽车照明,主要是车前后灯应用,尤其究高能效汽车的兴起,使之升温。除此之外,还有工业照明、照相机闪光灯等特殊应用。
因此,隶属半导体产业的LED光源及其驱动IC技术发展迅猛。目前全球白光LED光源专利主要掌握厂商为日本的Nichia、TG,美国的Cree及欧洲的Philip和欧司朗[1]。LED产业也不知不觉间进入了我们的视野,成就了很多新厂商,例如Lighthouse(兆光科技)成立只有11年,已经成为全球领先的led显示屏供应商,我国知名的led显示屏制造商北京利亚德(Leyard)为北京奥运会开幕式的画卷搭配了台湾省聚积科技57万块驱动芯片——MBI5030,韩国Seoul半导体、DiodesZetex(注:Diodes收购了Zetex)、Leadis等公司也日益壮大。
“中国的LED市场目前看来还是比较分散,主要集中在标识、信号、移动以及照明应用方面。中国的LED市场份额还比较小,但是在过去几年保持了非常快的增长速度。”道康宁电子产品工业部光学材料全球市场总监BillyHan说,“LED行业的发展相当迅速,特别是在照明领域,而成本的竞争力是非常重要的。鉴于此,预计中国的LED行业将会继续保持高于行业平均的增长速度成长。”
照片:道康宁电子产品工业部光学材料全球市场总监BillyHan
照明的四个驱动力
LED最主要的应用还有路灯和普通的照明灯。因为LED的省电效能是白炽灯的20倍,荧光灯的5倍。“传统的钨丝灯、高放电电流灯泡(HID)和冷阴极萤光灯(CCFL)将会被淘汰,取而代之的是能耗较低、公害较少的LED灯。”美国国家半导体(NS)中国区业务总经理何贤斌指出。因为LED不含任何危险材料,不像CFL在其灯管内部存在有毒的汞蒸气,可谓“绿色环保”。
照片NS中国区业务总经理何贤斌
美国能源部指出:照明所消耗的能量占美国年发电量的22%,因此LED的节能作用颇具意义。LED照明的广泛使用将使此项能耗下降50%。如果客观地考虑到这一点,那么到2027年,LED照明所实现的年度能耗减少量将相当于5亿桶石油,同时还减少了二氧化碳的排放量。
@LED光输出
高功率LED的光输出已经实现了具有重要里程碑意义的100流明/瓦,有的制造商甚至声称其LED光输出达到了120流明/瓦。这意味着,就能量效率而言,LED如今已经超越了CFL(其光输出为80流明/瓦)。据预测,到2012年,LED的光输出将达到150流明/瓦。
@LED成本下降
“价格是一个关键的因素,特别是在中国市场。”DiodesZetex公司亚太区技术市场总监梁后权说。Intersil工业和通信电源部市场行销经理RobertL.Lucas说,目前照明用单LED每个2美元,相比之下,LED的驱动价格倒显得不贵。如果有机会使LED的价格大幅下调的话,LED普及问题可以迎刃而解。PowerIntegrations公司(简称PI)对此也有同感,市场营销副总裁DougBailey认为普通LED照明市场所面临的主要障碍是,还无法证明其整体拥有成本(TCO)与其他照明产品(白炽灯、卤素灯、LFL/CFL等)相比具有竞争优势。如果你的产品具有非常长的使用寿命(35~50~100K小时)并采用高效驱动器的话,那么问题就解决。效率高出10%、使用寿命为50K小时的10WLED驱动器可以节省10美元的电费。节省的这笔费用可以降低TCO,从而使LED灯的优势凸现出来。
不过,“LED照明的成本下降得非常快。”凌力尔特公司电源产品部产品市场主管TonyArmstrong举例说,“Polybrite公司(一家采用LED技术的照明产品领先供应商)指出:在过去的12个月里,个别白光二极管(某些已被LED灯泡所采用并占据其大部分成本)的价格已经从8美元降至1.50美元。他们进一步预测,在2009年,用LED灯泡替换白炽灯泡的价位将为消费者所接受。”
LED的应用以照明和背光为主,除此之外,还有汽车车灯应用。
其中大型led显示屏增长最快。据DIGITIMES的预估,大型led显示屏用LED产值2008年至2010年分别为11.8亿、16.4亿、23.2亿美元,年成长率分别为34.1%、39%、41.5%,可谓是LED众应用领域当中,年成长率最显著的产品。
由于led显示屏采用了低电压扫描驱动,具有耗电省、寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远、防水、规格品种多等优点,可以满足各种不同应用场景的需求,即便是在太阳光直射下,屏幕也可以调整自身亮度来适应高亮度环境的需求。
此外,外形技术的突破也将进一步拓宽led显示屏的应用领域。在外形变化方面,led显示屏的形状也不仅仅局限于传统的方形;随着不同应用需要,led显示屏也可设计成不同的形状。比如,链条状led显示屏,突破传统LED显示器设置场所限制,其可绕在圆柱上、铺在弯曲阶梯、或如瀑布般垂下等。同时led显示屏随着技术的进步,也正朝着不断减小像素间距的方向发展,这些都将使得led显示屏的成长潜力不可限量。
高亮LED及驱动技术动向
高亮度LED(HBLED)成为2009年的热门话题,近来在各个领域得到了广泛应用,其中包括LCD背光模组,汽车照明,普通照明以及半导体照明,这些应用使得高亮度LED未来5年的成长前景相当乐观。“我们估计年均复合增长率为20%。”道康宁的Billy说道。
高亮度(HB)LED的最新趋势是大功率、更高的流明/瓦特,以及更高的光电效率。DiodesZetex公司亚太区技术市场总监梁后权解释说,白光或暖白光高亮度LED是室内照明的最佳选择,而RGB高亮度LED则适用于装饰及情调照明。高亮度LED的另一个市场是汽车的车头及车尾灯。虽然HID灯及传统的电灯泡仍然主导该市场,不过高亮度LED应用拥有更好色温及更长使用寿命的优点,所以逐渐在中国普及起来。
众所周知,高亮度LED系统的热性能是设计人员的重要考虑。这是由于LED应用与一般灯泡及低强度的3或5mm轴向LED不同,它所产生的热量非常低。灯泡也会产生大量热能,但这并不会构成任何问题。但是,高亮度LED产生过多热度时,热能需要在最短时间内散去,以避免对LED造成损害。因此,从设计的角度来讲,系统的热量问题是一项重大的挑战。梁后权说:“DiodesZetex的高亮度LED驱动器的操作温度可维持于世界级的125℃。凭藉此优势,整体系统的可靠性能够在高操作温度下提升。这个特性是照明系统——特别是高亮度LED照明系统的必要条件。”
由于高亮度LED的使用寿命长达5万小时,所以高亮度LED系统设计人员一直都需要寻求可靠的设计。系统的具体考虑包括光电效率、流明/瓦特、色温漂移、光强度随时日衰减的情况,以及封装的热阻性。此外,设计人员也一直寻求高正向电压、高色温及高强度的高亮度LED。这些参数对系统的可视功能发挥着重大的作用。市场需要的LED驱动器需拥有细小、低热阻的封装,并具有高可靠性、高效率,还有良好的LED调光功能,如高调光比的PWM及DC调光功能。
另一项挑战可说是系统的光学设计,因为这涉及各种各样的参数,例如外壳、透镜及反射镜的用料及设计,甚至是LED的观看角度。系统的整体效率则是最终的考验。低效率的系统会造成很多问题,例如过热、缩短使用寿命、降低可靠性,更严重的问题是周边温度上升,使高亮度LED的光衰弱加深。因此,这为LED驱动器厂商提出了挑战。DiodesZetex称能够帮助设计人员克服这些问题,包括提供评估板、应用及设计资料、模拟模型和Excel计算器,并由经验丰富的应用工程人员为客户提供协助,可显著缩减设计周期。
亮度调节方面需要微控制器驱动器。因为高级LED灯具设备需要通过控制LED的电流和实时监测设备的智能驱动电子技术来实现。因为LED本身并不能像传统白炽灯和荧光灯一样发出高亮度的白光。并且当今绝大多数基于LED的设备要求实现能够随时间而变化的光线输出。这些特性和要求给很多照明制造厂商带来困扰。“Cypress可以提供特殊的方案帮助解决这些问题,”Cypress公关总监DonaldParkman说,“使用我们的软件设计人员可以轻松编写程序,确保LED保持精准的颜色和强度输出。”
DCLED光源及其驱动IC的设计、生产技术都已日益完善,价格呈每年20%~30%的下降,为LED灯具的广泛应用创造了良好的氛围。华润矽威科技有限公司的高工颜重光介绍道,ACLED还是刚刚起步的新产品[2],性能还需要完善,目前的价格离民用水平还有很大差距,可能还要几年的时间才能达到今天DCLED的水平。不过,很多驱动器厂家没有考虑做DCLED。对此,Intersil的Robert解释说,首尔半导体等公司采用ACLED的原因是该公司也同时做LED光源,因此直接做用AC驱动LED的方案。但大部分独立的IC厂商仍然采用直流的驱动器方案,好处是AC和DC隔离开来,这样可以起到保护LED消费端的作用。例如,Intersil的方案能支持110~220V交流电,最高耐压可达277V。
*照明用单LED驱动器将保持增长势头
由于LED驱动器需要集成到单个灯体中,PI公司认为对LED驱动器的主要要求如下:
*效率更高,以降低灯内的功率耗散并使LED驱动器能够在可接受的温度下进行工作;
*具备功率因数校正电路,以满足新出台的能源之星规范;
*外形尺寸小,以便装入灯壳内;
*优先采用隔离式设计方案,更容易符合安全要求;
*在现行要求下,普通照明用单LED芯片将继续保持增长势头(使得LED灯更难满足高能效要求)。
不过,中国虽然目前的LED设计活动非常活跃。但大部分的设计活动是针对欧美市场的,并非针对本国市场。
部分LED驱动器及调光方案
安森美:多样的LED驱动器及调光芯片
包括多样化的元件驱动LED及调光。“每瓦流明数不断提升的LED技术在2009年将继续向前推进,恒流驱动架构是驱动LED的关键。”安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮说,“此外,要实现强固的LED驱动产品,需要采用系统导向的方法,考虑光源、电源转换、LED控制和驱动、散热和光学等多种因素。”
安森美专注于运用低电压和高电压技术,以及在电源管理方面的专长,不断推出领先的技术和产品,例如最新的CAT3224驱动器,是业界首款4A单芯片LED驱动器,为基于超级电容的LED相机闪光和工业应用提供高强度LED闪光能力,在这些应用中LED被用于替代氙气闪光。
安森美的LED驱动电源解决方案产品系列,满足从高压离线型AC-DC开关电源到宽输入范围的中等电压LED电源,以及便携产品背光和闪光驱动应用的广泛需求。
例如离线式PWM开关稳压器NCP,含集成的700V高压MOSFET,具有输出开路电压钳位、采用频率抖动减少电磁干扰(EMI)信号以及内置热关闭保护等特性,适合于LED镇流器、建筑物照明、显示器背光、标志和通道照明及作业灯等应用。或替代E27/GU10灯。
华润矽威:将推出E27灯方案
华润矽威在2006年已量产LED驱动IC。PT4115、PT4107已被国内外客户用于大批量生产各种LED灯具。2008年起向客户提供可直接用于LED灯具生产的MR16、LED日光灯、LED吸顶灯等方案的DEMO板、BOM、PCB板图;2009年推出可直接用于E27LED灯具生产方案的DEMO板、BOM、PCB板图;还有不少新的系统应用方案在设计中,如LED路灯、太阳能LED灯等。
聚积科技:首款内建16位PWM的LED驱动器
MBI5030号称是业内第一款内建16位元PWM的智能型LED驱动芯片,可建立最高达65,536种灰阶应用的全彩显示屏,足以提供较宽影像处理能力,符合高阶的led显示屏对于色彩表现、灰阶表现的高规格要求。此外,MBI5030改善传统PWM的功能,将一个影像导通的时间分散成数个较短的导通时间,以增加整体的视觉更新率,最高可达7680Hz(@GCLK=8MHz),能够让高速摄影机在拍摄时不闪烁地捕捉画面。
PI:可靠性和集成度高
该公司IC具有极高的可靠性,其失效率(FIT)约为1。PI的电源IC采用开/关或多模式控制,能提高驱动器的能效水平。此外,PI产品还可减少对外部元件数量的要求,从而延长驱动器的平均无故障时间(MTBF)。只使用15个外部元件完全可以设计出350mA,12V的LED驱动器。
ST:太阳能LED街灯
ST在今年2月推出了太阳能LED(SolarLED)街灯(照片1),并在与合作伙伴共同推广。整体方案由两个模块构成:一个85W太阳能充电器和一个25W发光二极管驱动器,节能并提高照明效果。
照片1ST的太阳能街灯方案
NS:RGB背

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