把紅色和綠色的LED晶片或燈管放在一起作為一個(gè)像素制作的顯示屏稱為三色或雙基色屏,把紅、綠、藍(lán)三種LED晶片或燈管放在一起作為一個(gè)像素的顯示屏叫三基色屏或全彩屏。如果只有一種色就叫做單色或單基色屏,制作室內(nèi) LED 屏的像素尺寸一般是1.5-12 毫米,常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封裝成一體,室外LED 屏的像素尺寸多為6-41.5毫米,每個(gè)像素由若干個(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2紅1綠組成,三色象素筒用1紅1綠1藍(lán)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)成像素的每個(gè)LED的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié),其調(diào)節(jié)的精細(xì)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)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。一般 256 級(jí)灰度的圖像,顏色過(guò)渡已十分柔和,而16級(jí)灰度的彩色圖像,顏色過(guò)渡界線十分明顯。所以,彩色LED屏當(dāng)前都要求做成256級(jí)到4096級(jí)灰度的。
LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展,是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是:亮度高、工作電壓低、功耗小、大型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊,正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性,可靠性、全色化方向發(fā)展。LED顯示屏廣泛應(yīng)用在體育場(chǎng)館、商業(yè)應(yīng)用、銀行、證劵、郵政、碼頭、商場(chǎng)、車站、郵政、電訊、機(jī)關(guān)、監(jiān)控、學(xué)校、餐廳、酒店、娛樂(lè)、等不同戶外場(chǎng)所的廣告宣傳,2013年俄羅斯大運(yùn)會(huì)UNILUMIN采用Umesh25樓宇屏實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播畫面流暢細(xì)膩。
LED的色彩與工藝制造LED的材料不同,可以產(chǎn)生具有不同能量的光子,借此可以控制LED所發(fā)出光的波長(zhǎng),也就是光譜或顏色。
1.歷史上個(gè)LED所使用的材料是砷(As)化鎵(Ga),其正向PN結(jié)壓降(VF,可以理解為點(diǎn)亮或工作電壓)為1.424V,發(fā)出的光線為紅外光譜。
2.另一種常用的LED材料為磷(P)化鎵(Ga),其正向PN結(jié)壓降為2.261V,發(fā)出的光線為綠光。
3. 基于這兩種材料,早期 LED工業(yè)運(yùn)用GaAs1-xPx材枓結(jié)構(gòu),理論上可以生產(chǎn)從紅外光一直到綠光范圍內(nèi)任何波長(zhǎng)的LED,下標(biāo)X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通過(guò)PN結(jié)壓降可以確定LED的波長(zhǎng)顏色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的紅光 LED,GaAs0.35P0.65 的橙光LED,GaAs0.14P0.86 的黃光LED等。由于制造采用了鎵、砷、磷三種元素,所以俗稱這些LED為三元素發(fā)光管。而GaN(氮化鎵)的藍(lán)光LED 、GaP 的綠光 LED和GaAs紅外光LED,被稱為二元素發(fā)光管。而目前的工藝是用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED,可以涵蓋所有可見光以及部份紫外光的光譜范圍。
國(guó)內(nèi)的LED顯示屏在出廠前均會(huì)進(jìn)行老化(烤機(jī)),對(duì)失控像素的LED燈都會(huì)維修更換,“整屏像素失控率”控制在1/104之內(nèi)、“區(qū)域像素失控率”控制在3/104之內(nèi)是沒(méi)問(wèn)題的,甚至有的個(gè)別廠家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求出廠前不允許出現(xiàn)失控像素,但這勢(shì)必會(huì)增加生產(chǎn)廠家的制造維修成本和延長(zhǎng)出貨時(shí)間。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下,像素失控率的實(shí)際要求可以有較大的差別,一般來(lái)說(shuō),LED顯示屏用于視頻播放,指標(biāo)要求控制在1/104之內(nèi)是可以接受,也是可以達(dá)到的;若用于簡(jiǎn)單的字符信息發(fā)布,指標(biāo)要求控制在12/104之內(nèi)是合理的