發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.1發(fā)光二極管基本知識(shí)4.2發(fā)光二極管顯示器件4.3有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示技術(shù)

習(xí)題四引言1、什么是led顯示屏？

LED就是lightemittingdiode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡(jiǎn)稱LED。LED是一種固態(tài)發(fā)光，是利用半導(dǎo)體或類似結(jié)構(gòu)把電能轉(zhuǎn)換成光能的元件，屬于低場(chǎng)下的注入式電致發(fā)光。LED顯示屏（LEDpanel）是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，大概的樣子就是由很多個(gè)通常是紅色的小燈組成，靠燈的亮滅來顯示字符。用來顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。

LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于金融、稅務(wù)、工商、郵電、體育、廣告、廠礦企業(yè)、交通運(yùn)輸、教育系統(tǒng)、車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。

LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

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)概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、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。白色LED照明燈地磚燈禮品燈手電筒360°LED環(huán)形顯示器360°LED環(huán)形顯示器發(fā)光二極管(LED)2、簡(jiǎn)史1907年HenryJosephRound第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實(shí)際應(yīng)用;更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)，研究被摒棄了。二十年代晚期BernhardGudden和RobertWichard

在德國(guó)使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。1936年,GeorgeDestiau出版了一個(gè)關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報(bào)告。隨著電流的應(yīng)用和廣泛的認(rèn)識(shí)，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個(gè)術(shù)語。二十世紀(jì)50年代，英國(guó)科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED,并于60年代面世。據(jù)說在早期的試驗(yàn)中，LED需要放置在液化氮里，更需要進(jìn)一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工作。第一個(gè)商用LED僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應(yīng)用于感應(yīng)與光電領(lǐng)域。

60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個(gè)可見的紅光LED。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。到70年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED采用雙層磷化鎵蕊片(一個(gè)紅色另一個(gè)是綠色)能夠發(fā)出黃色光。就在此時(shí)，俄國(guó)科學(xué)家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED。盡管它不如歐洲的LED高效。但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。80年代早期到中期對(duì)砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。到20世紀(jì)90年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。第一個(gè)有歷史意義的藍(lán)光LED也出現(xiàn)在90年代早期，再一次利用金鋼砂-早期的半導(dǎo)體光源的障礙物。依當(dāng)今的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)去衡量，它與俄國(guó)以前的黃光LED一樣光源暗淡。

90年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED，隨即又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)度的綠光和藍(lán)光銦氮鎵Led。超亮度藍(lán)光蕊片是白光LED的核心，在這個(gè)發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸收來自蕊片上的藍(lán)色光源再轉(zhuǎn)化為白光。就是利用這種技術(shù)制造出任何可見顏色的光。今天在LED市場(chǎng)上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。有科學(xué)思想的讀者到現(xiàn)在可能會(huì)意識(shí)到LED的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而曲折的歷史過程。事實(shí)上，最近開發(fā)的LED不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實(shí)的“黑色”紫外光。那么LED發(fā)展史到低能走多遠(yuǎn)，不得而知。也許某天就能開發(fā)出能發(fā)X射線的LED。然而，LED的發(fā)展不單純是它的顏色還有它的亮度，像計(jì)算機(jī)一樣，遵守摩爾定律的發(fā)展。每隔18個(gè)月它的亮度就會(huì)增加一倍。早期的LED只能應(yīng)用于指示燈、早期的計(jì)算器顯示屏和數(shù)碼手表。而現(xiàn)在開始出現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域。將會(huì)在接下的一段時(shí)間繼續(xù)下去。例如，到2005年美國(guó)所有的交通信號(hào)指示燈將被LED所取代;美國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)也會(huì)于十年內(nèi)停止使用白熾燈而采用LED燈，包括汽車前燈。大多數(shù)的大型戶外顯示屏也采用成千上萬個(gè)LED以便產(chǎn)生高質(zhì)量視頻效果。不久，LED將會(huì)照亮我們的家、辦公室甚至街道。高效節(jié)能的LED意味著太陽能充電電池能夠通過太陽光為其沖電。從而能夠把光源帶到第三世界及其他沒有電能的地方。曾經(jīng)暗淡的發(fā)光二極管現(xiàn)在真正預(yù)示著LED新時(shí)代的來臨。①1962年,GE、Monsanto、IBM的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了發(fā)紅光的磷砷化鎵(GaAsP)半導(dǎo)體化合物，從此可見光發(fā)光二極管步入商業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。②1965年，全球第一款商用化發(fā)光二極管誕生，它是用鍺材料做成的可發(fā)出紅外光的LED，當(dāng)時(shí)的單價(jià)約為45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化紅色LED。這種LED的效率為每瓦大約0.1流明，比一般的60至100瓦白熾燈的每瓦15流明要低上100多倍。③1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進(jìn)展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達(dá)到了1流明/瓦，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃色光。④1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GaP綠色芯片LED。⑤到20世紀(jì)70年代，由于LED器件在家庭與辦公設(shè)備中的大量應(yīng)用，LED的價(jià)格直線下跌。事實(shí)上，LED在那個(gè)時(shí)代主打市場(chǎng)是數(shù)字與文字顯示技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。⑥80年代早期的重大技術(shù)突破是開發(fā)出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的發(fā)光效率發(fā)出紅光。這一技術(shù)進(jìn)步使LED能夠應(yīng)用于室外信息發(fā)布以及汽車高位剎車燈(CHMSL)設(shè)備。⑦1990年，業(yè)界又開發(fā)出了能夠提供相當(dāng)于最好的紅色器件性能的AlInGaP技術(shù)，這比當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的GaAsP器件性能要高出10倍。⑧在1991年至2001年期間，材料技術(shù)、芯片尺寸和外形方面的進(jìn)一步發(fā)展使商用化LED的光通量提高了將近30倍。1994年，日本科學(xué)家中村修二在GaN基片上研制出了第一只藍(lán)色發(fā)光二極管，由此引發(fā)了對(duì)GaN基LED研究和開發(fā)的熱潮。⑨20世紀(jì)90年代后期，研制出通過藍(lán)光激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生白光的LED，但色澤不均勻，使用壽命短，價(jià)格高。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來白光LED的發(fā)展相當(dāng)迅速，白光LED的發(fā)光效率已經(jīng)達(dá)到38lm/W，實(shí)驗(yàn)室研究成果可以達(dá)到70lm/W，大大超過白熾燈，向熒光燈逼近。⑩今天，白光LED發(fā)光效率最高已超過100lm/W,市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的白光LED光效一般約在70lm/W左右，盛麗光電的超高亮LED燈具光效約為100lm/W，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)節(jié)能燈3：LED顯示屏的分類：

1）、根據(jù)基色分類單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。灰度等級(jí)主要取決于系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)。目前國(guó)內(nèi)LED顯示屏主要采用8位處理系統(tǒng)，也即256（28）級(jí)灰度。簡(jiǎn)單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。采用RGB三原色即可構(gòu)成256×256×256=16777216種顏色。即通常所說的16兆色。國(guó)際品牌顯示屏主要采用10位處理系統(tǒng)，即1024級(jí)灰度，RGB三原色可構(gòu)成10.7億色單基色單基色：每個(gè)像素點(diǎn)只有一種顏色，多數(shù)用紅色，因?yàn)榧t色的發(fā)光效率較高，可以獲得較高的亮度，也可以用綠色，還可以是混色，即一部分用紅色，一部分用綠色，一部分用黃色等。雙基色每個(gè)像素點(diǎn)有紅綠兩種基色，可以疊加出黃色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠不同灰度的變化，可以組合出多種灰度顏色。三基色（全彩）也稱全彩色，每個(gè)像素點(diǎn)有紅綠藍(lán)三種基色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠藍(lán)不同灰度的變化，可以很好地還原自然界的色彩，組合出上萬種顏色。2）、根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所分類

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所的不同，可將LED顯示屏分為戶內(nèi)、戶外及半戶外三種。室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。戶內(nèi)屏在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒做成點(diǎn)陣模塊，再由點(diǎn)陣模塊拼接為一定尺寸的顯示單元板，根據(jù)用戶要求，以單元板為基本單元拼接成用戶所需要的尺寸。戶內(nèi)屏面積一般從不到1平米到十幾平米,點(diǎn)密度較高，

在非陽光直射或燈光照明環(huán)境使用，觀看距離在幾米以外，屏體不具備密封防水能力。戶外屏在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒封裝成單個(gè)的發(fā)光二極管，稱之為單燈，一般都采用具有聚光作用的反光杯來提高亮度；再由多只LED單燈封裝成像素模組，而由像素模組組成點(diǎn)陣式的顯示單元箱體，根據(jù)用戶需要及顯示應(yīng)用場(chǎng)所，以一個(gè)顯示單元箱體為基本單元組成所需要的尺寸。箱體在設(shè)計(jì)上需要密封，以達(dá)到防水防霧的目的，使之適應(yīng)室外環(huán)境，一般正面采用灌膠的方式來密封。半戶外屏

半戶外屏介于戶外及戶內(nèi)兩者之間,具有較高的發(fā)光亮度,

可在非陽光直射戶外下使用，屏體有一定的密封，一般在屋檐下或櫥窗內(nèi)。3）根據(jù)功能分類根據(jù)屏幕所具有的功能，可將LED顯示屏分為條屏，圖文屏，視屏以及數(shù)碼混合屏四種。

LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。

LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。

LED視頻顯示屏：顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動(dòng)畫等各種視頻文件。。

條屏系列條屏系列：這類顯示屏主要用于顯示文字，可用遙控器輸入，也可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)使用，通過計(jì)算機(jī)發(fā)送信息。可以脫機(jī)工作。因?yàn)檫@類屏幕多做成條形，故稱為條屏。。

圖文屏系列這類顯示屏主要用于顯示文字和圖形，一般無灰度控制。它通過與計(jì)算機(jī)通訊輸入信息。與條屏相比，圖文屏的優(yōu)點(diǎn)是顯示的字體字型豐富，并可顯示圖形，與視屏相比，圖文屏最大的優(yōu)點(diǎn)是一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以控制多塊屏，且可以脫機(jī)顯示。。

視屏系列這類顯示屏屏幕像素與控制計(jì)算機(jī)監(jiān)視器像素點(diǎn)呈一對(duì)一的映射關(guān)系，有256級(jí)灰度控制，所以其表現(xiàn)力極為豐富，配置多媒體卡，視屏還可以播放視頻信號(hào)。視屏開放性好，對(duì)操作系統(tǒng)沒有限制，軟件也沒有限制，能實(shí)時(shí)反映計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的顯示。。

數(shù)碼混合屏系列數(shù)碼屏廣泛用于證券交易所股票行情顯示、銀行匯率、利率顯示、酒店海鮮價(jià)目表、客房?jī)r(jià)目表等。多數(shù)情況下，在數(shù)碼屏上加裝條屏來顯示歡迎詞、通知、廣告等。支持遙控器輸入。

4）根據(jù)屏顯示面形狀分類除了常見的平面屏以外，還有曲面屏，如弧形屏、球面屏等。

。

5)、按發(fā)光點(diǎn)直徑分類室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光。6).顯示方式有靜態(tài)、橫向滾動(dòng)、垂直滾動(dòng)和翻頁顯示等。4.1發(fā)光二極管基本知識(shí)半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的特點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)光二極管分類1．按發(fā)光管發(fā)光顏色分可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。

2．按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。3．按發(fā)光管出光面特征分按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。

4．按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度<10mcd）；超高亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度>100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。

除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。

超亮發(fā)光二極管有三種顏色，然而三種發(fā)光二極管的壓降都不相同。

紅色的壓降為2.0--2.2V

黃色的壓降為1.8—2.0V

綠色的壓降為3.0—3.2V。正常發(fā)光時(shí)的額定電流均為20mA。4.1.1半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)發(fā)光二極管（LED）：固態(tài)半導(dǎo)體器件核心：半導(dǎo)體的晶片

P型半導(dǎo)體：空穴占主導(dǎo)地位N型半導(dǎo)體：電子占主導(dǎo)地位++++++++++++++++++++NP內(nèi)建電場(chǎng)空間電荷區(qū)空穴電子擴(kuò)散漂移LED發(fā)光機(jī)理：電子與空穴發(fā)生復(fù)合時(shí)放出的能量半導(dǎo)體中晶體中電子可能存在的三種能態(tài)

1）價(jià)帶：參與原子間鍵合的電子可能存在的能帶

2）導(dǎo)帶：脫離原子束縛在晶體內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的電子可能存在的能帶

3）禁帶：位于價(jià)帶和導(dǎo)帶之間，不存在電子的能帶半導(dǎo)體晶體發(fā)光是穿越這種材料固有禁帶的電子與價(jià)帶的空穴復(fù)合時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。發(fā)光二極管(LED)晶片的發(fā)光顏色暗紅色（700nm）深紅色(640-660nm)橘紅色（615-635nm）琥珀色（600-610nm）黃色(590-595nm)黃綠色（565-575nm)純綠色（500-540nm）藍(lán)色（435-490nm）紫色(380-430nm)

紅色LED的中心材料是以Zn-O對(duì)作為發(fā)光中心的GaP，Zn-O對(duì)在其中起等電子捕集器的作用。GaP為間接躍遷型，在其中導(dǎo)入雜質(zhì)Zn-O對(duì)作為發(fā)光中心，已實(shí)現(xiàn)較高效率的紅色LED，發(fā)光波長(zhǎng)為700nm，晶體不發(fā)生自吸收現(xiàn)象，可以在低電流密度下獲得高輝度。

發(fā)光二極管(LED)在橙色、黃色LED中，使用的是以N為等電子捕集器的GaAsP；在綠色LED中，使用的是摻雜有高濃度N的間接遷移型GaP。而且，在純綠色LED中，正在使用不摻入雜質(zhì)的GaP。發(fā)光二極管(LED)

藍(lán)色LED需要采用禁帶寬度大的材料已經(jīng)在研究開發(fā)的有SiC，GaN，ZnSe，ZnS等。SiC是容易形成P-N結(jié)的材料，屬于間接躍遷型，依靠摻入雜質(zhì)Al和N能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生發(fā)光。GaN，ZnSe，ZnS為直接躍遷型，可獲得高輝度發(fā)光。這些材料的研究開發(fā)近年來獲得重大突破，高輝度藍(lán)色LED正在達(dá)到實(shí)用化。發(fā)光二極管(LED)LED晶片材料:發(fā)光半導(dǎo)體，具有單向?qū)щ娦詫?duì)LED材料的要求：

1）電子與空穴的數(shù)量盡量多

2）要求電子與空穴復(fù)合時(shí)放出的能量應(yīng)與所需要的發(fā)光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)晶片的組成：磷化鎵(GaP)鎵鋁砷(GaAlAs)砷化鎵(GaAs)氮化鎵（GaN）等材料組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有單向?qū)щ娦?。半?dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)LED材料折射率很高ni

3.6在空氣中的反射率=(n1-1)2/(n1+1)2提高外部出光效率的方法：降低反射率，提高透過率（1）用折射率高的透明材料（環(huán)氧樹脂）覆蓋在芯片表面。（2）把芯片晶體表面加工成半球形

4.1.2發(fā)光二極管(LED)的結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)一、支架：

1）、支架的作用：用來導(dǎo)電和支撐

2）、支架的組成：支架由支架素材經(jīng)過電鍍而形成，由里到外是素材、銅、鎳、銅、銀這五層所組成。

3）、支架的種類：帶杯支架做聚光型，平頭支架做大角度散光型的Lamp。

二、銀膠銀膠的作用：固定晶片和導(dǎo)電的作用。銀膠的主要成份：銀粉占75-80%、EPOXY（環(huán)氧樹脂）占10-15%、添加劑占5-10%。銀膠的使用：冷藏，使用前需解凍并充分?jǐn)嚢杈鶆?，因銀膠放置長(zhǎng)時(shí)間后，銀粉會(huì)沉淀，如不攪拌均勻?qū)?huì)影響銀膠的使用性能。三、晶片（Chip）：

焊單線正極性（P/N結(jié)構(gòu)）晶片，雙線晶片。晶片的焊墊一般為金墊或鋁墊。其焊墊形狀有圓形、方形、十字形等四、金線：金線的作用：連接晶片PAD（焊墊）與支架，并使其能夠?qū)?。金線的純度為99.99%Au；金線的尺寸有：0.9mil、1.0mil、1.1mil(密耳（千分之一寸）)等。五、環(huán)氧樹脂：環(huán)氧樹脂的作用：保護(hù)Lamp的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可稍微改變Lamp的發(fā)光顏色，亮度及角度；使Lamp成形。封裝樹脂包括：A膠（主劑）、B膠（硬化劑）、DP（擴(kuò)散劑）、CP（著色劑）四部份組成。其主要成分為環(huán)氧樹脂（EpoxyResin）、酸酐類（酸無水物Anhydride）、高光擴(kuò)散性填料（Lightdiffusion）及熱安定性染料（dye）

白色發(fā)光二極管的發(fā)光原理與其它發(fā)光二極管的發(fā)光原理稍有一點(diǎn)不同。目前有兩種發(fā)光模式能使發(fā)光二極管發(fā)出白色光。一種是采用二波長(zhǎng)藍(lán)色光＋黃色光

發(fā)光模式的白色發(fā)光二極管，其基礎(chǔ)部分是一顆藍(lán)色發(fā)光二極管，在藍(lán)色發(fā)光二極管芯片的外面覆蓋一層熒光體層，當(dāng)藍(lán)色發(fā)光二極管芯片發(fā)射出來的藍(lán)色光，有一部分在透過熒光體時(shí)被熒光體吸收，變成了黃光，黃光又與透過熒光體的藍(lán)光混合后就發(fā)出白色光。例如有的白色發(fā)光二極管發(fā)出的光是純白的，而有的發(fā)出的光是白偏藍(lán)的。另一種是采用三波長(zhǎng)藍(lán)色光＋綠色光＋紅色光

發(fā)光模式的全彩色發(fā)光二極管。將紅、綠、藍(lán)三顆發(fā)光二極管封裝在同一個(gè)管殼中，三種原色的光混合也可以產(chǎn)生出白光，但是由于制作全彩色發(fā)光二極管的成本要相對(duì)較高，所以一般不會(huì)用全彩色發(fā)光二極管來制作照明燈，全彩色發(fā)光二極管主要是用來制造全彩色顯示屏，用全彩色發(fā)光二極管制作照明燈會(huì)大大增加產(chǎn)品的成本。

白色發(fā)光二極管的正向電壓降與其他發(fā)光二極管的正向電壓降不同。

白色發(fā)光二極管的正向電壓降約為3.5V左右，需要正向工作電流≥15mA左右時(shí)，才能使其正常發(fā)光。白光LED的原理和應(yīng)用驅(qū)動(dòng)電路是LED(發(fā)光二極管)產(chǎn)品的重要組成部分，其技術(shù)成熟度正隨著LED市場(chǎng)的擴(kuò)張而逐步增強(qiáng)。無論在照明、背光源還是顯示板領(lǐng)域，驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)架構(gòu)的選擇都應(yīng)與具體的應(yīng)用相匹配。作為L(zhǎng)CD（液晶顯示器）的背光源，LED在便攜產(chǎn)品中的地位不可動(dòng)搖，即便是在大尺寸LCD的背光源當(dāng)中，LED也開始挑戰(zhàn)CCFL(冷陰極熒光燈)的主流地位；而在照明領(lǐng)域，LED作為半導(dǎo)體照明最關(guān)鍵的部件，更是因?yàn)樗?jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而受到市場(chǎng)的追捧。4.1.3發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)

直流驅(qū)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)前很多廠家生產(chǎn)的LED燈類產(chǎn)品都采用這種驅(qū)動(dòng)方式，即采用阻、容降壓，然后加上一個(gè)穩(wěn)壓二極管，向LED供電，如圖4.3（a）所示。由于LED器件的正向特性比較陡，以及器件的分散性，使得在電壓和限流電阻相同的情況下，各器件的正向電流并不相同，從而引起發(fā)光強(qiáng)度的差異。以白光LED為例，白光LED需要大約3.6V的供電電壓才能實(shí)現(xiàn)合適的亮度控制。

直流驅(qū)動(dòng)：電阻，電容，發(fā)光二極管電池：Vmax=4.2V,

Vmin=2.8V大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品都采用鋰離子電池作電源，它們?cè)诔錆M電之后約為4.2V，安全放完電后約為2.8V，顯然白光LED不能由電池直接驅(qū)動(dòng)。如果能夠?qū)ED的正向電流直接進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)的話，只要恒流值相同，各LED的發(fā)光強(qiáng)度就比較相近。考慮到晶體管的輸出特性具有恒流的性質(zhì)，所以可以用晶體管來驅(qū)動(dòng)LED，如圖4.3（b）所示。TRLEDVcc恒流驅(qū)動(dòng)：采用晶體管

此外，利用人眼的視覺暫留特性，采用反復(fù)通斷電的方式使LED器件點(diǎn)燃的方法就是脈沖驅(qū)動(dòng)法，如圖4.3（c）所示。脈寬調(diào)制（Pulse-WidthModulation，PWM）技術(shù)是一種傳統(tǒng)的調(diào)光方式，它利用簡(jiǎn)單的數(shù)字脈沖，反復(fù)開關(guān)LED驅(qū)動(dòng)器，系統(tǒng)只需要提供寬窄不同的數(shù)字式脈沖，即可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)改變輸出電流，從而調(diào)節(jié)LED的亮度。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠提供高質(zhì)量的白光、應(yīng)用簡(jiǎn)單、效率高。但有一個(gè)致命的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生電磁干擾，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生人耳能聽見的噪聲。LavgImaxTonT脈沖驅(qū)動(dòng)：視覺暫留白光質(zhì)量高，應(yīng)用簡(jiǎn)單，效率高a)脈沖驅(qū)動(dòng)種類：圖集成電路脈沖源對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)-1b）脈沖驅(qū)動(dòng)圖CMOS-IC對(duì)LED的脈沖驅(qū)動(dòng)-2C）脈沖驅(qū)動(dòng)種類：圖IC+T對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)-3LED驅(qū)動(dòng)器為滿足不同的輸入電壓，不同的輸出電流及不同的LED數(shù)量等要求，各半導(dǎo)體器件公司紛紛開發(fā)出各種新型白光LED驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器除可驅(qū)動(dòng)白光LED外，也可驅(qū)動(dòng)藍(lán)光LED或其他顏色的LED。另外，驅(qū)動(dòng)器具有穩(wěn)定輸出或者可編程恒流輸出的特點(diǎn)，故可用驅(qū)動(dòng)器作為穩(wěn)壓電源或者可編程恒流源。1、常用的LED電源驅(qū)動(dòng)方案無論采用哪種電源驅(qū)動(dòng)方案一般都不能直接給LED供電，對(duì)于不同的使用情況，在LED電源變換器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有不同的方案。（1）低壓驅(qū)動(dòng)由于電池供電時(shí)，電壓一般為0.8-1.65V，一般LED導(dǎo)通壓降在2V左右。低壓驅(qū)動(dòng)LED需要把電壓升到足以使LED導(dǎo)通的電壓值。對(duì)于LED這樣的低功耗照明器件，這是一種常見的使用情況，這種方法主要用于便攜式電子產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)小功率及中功率的白光LED，比如：LED手電筒，LED應(yīng)急燈、節(jié)能燈等。（2）過渡電壓驅(qū)動(dòng)是指給LED供電的電源電壓值在LED管壓降附近變動(dòng)，這個(gè)電壓有時(shí)可能略高于LED的管壓降，有時(shí)可能略低于LED的管壓降，如一節(jié)鋰電池或兩節(jié)串聯(lián)的鉛蓄電池，滿電電壓在4V以上，電快用完的時(shí)候在3V以下，過渡電壓驅(qū)動(dòng)LED的電源變換電路紀(jì)要解決升壓?jiǎn)栴}又要解決降壓?jiǎn)栴}。例如LED礦燈（采用高亮度LED光源替代傳統(tǒng)燈珠作為發(fā)光體，配合鋰離子電池生產(chǎn)的礦燈

)。（3）高壓驅(qū)動(dòng)高壓驅(qū)動(dòng)是指給LED供電的電壓始終高于LED的管壓降，始終大于5V，由穩(wěn)壓電源或者蓄電池供電，用于驅(qū)動(dòng)LED燈，典型應(yīng)用有太陽能草坪燈，機(jī)動(dòng)車的燈光系統(tǒng)等。高壓驅(qū)動(dòng)LED需要解決壓降問題，由于高壓驅(qū)動(dòng)一般是由普通蓄電池供電，會(huì)用到比較大的功率，應(yīng)該有盡量低的成本，變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開關(guān)降壓電路。（4）市電驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體照明普及應(yīng)用必須要解決好的問題。市電是交流電，而且輸出電壓值很高，達(dá)到220V。用市電驅(qū)動(dòng)首先要解決降壓和整流問題。另外，還應(yīng)解決安全隔離。2、LED顯示驅(qū)動(dòng)方式

LED顯示驅(qū)動(dòng)方式可分為靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)。（1）靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)法是指每一個(gè)LED燈分別對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的I/O驅(qū)動(dòng)口，其點(diǎn)亮和關(guān)閉由該驅(qū)動(dòng)口對(duì)其控制，互不干擾。常采用的驅(qū)動(dòng)電路7406、7407專用驅(qū)動(dòng)電路如ULN2003/2008,74HC373、244、245、74LS244/245等有些單片機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)使用串行芯片的靜態(tài)顯示RXDTXDP1.0QAQHQH/RCLKSRCLKSERQAQHQH/RCLKSRCLKSERVCCVCC74HC594移位寄存器74HC594帶輸出鎖存的8位串入并出移位寄存器

靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示法一般應(yīng)用在單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)或者LED數(shù)量比較少，并且所選的MCU的I/O驅(qū)動(dòng)口比較充裕的條件下，由于每一個(gè)LED均由獨(dú)立的I/O口來控制，因此這種顯示驅(qū)動(dòng)軟件的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)：電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，編程簡(jiǎn)單，而且LED的亮度控制容易，只需在驅(qū)動(dòng)兩端增加相應(yīng)的電流調(diào)節(jié)電阻即可方便的實(shí)現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：由于每個(gè)LED需要一個(gè)I/O口，因此對(duì)I/O口需求量大，不能實(shí)現(xiàn)大數(shù)量的LED顯示要求。（２）動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)法將不同的LED模塊的所有LED驅(qū)動(dòng)端一對(duì)一的連接到一起，其公共極分別由不同的I/O口來驅(qū)動(dòng)稱為掃描線或者地址線，用這些地址線來選定某一個(gè)LED

。

單片機(jī)P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3想一想：和靜態(tài)連接的區(qū)別在哪里？

單片機(jī)

P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3電路的接法決定了必須采用逐位掃描顯示方式。即從段選口送出某位LED的字型碼，然后選通該位LED，并保持一段延時(shí)時(shí)間。然后選通下一位，直到所有位掃描完。怎樣實(shí)現(xiàn)顯示呢？簡(jiǎn)單的程序流程選中第一個(gè)LED(P0.0為1，其他為0)送“1”的字型碼延時(shí)選中第二個(gè)LED送“2”的字型碼延時(shí)選中第三個(gè)LED送“3”的字型碼延時(shí)選中第四個(gè)LED送“4”的字型碼延時(shí)延時(shí)時(shí)間若為1S、10mS看到的現(xiàn)象分別是什么？靜態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示方式總結(jié)靜態(tài)顯示所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND，每個(gè)LED的8根段選線分別連接一個(gè)8位并行I/O口。原理簡(jiǎn)單；顯示無閃爍；占用I/O資源較多。動(dòng)態(tài)顯示所有LED的段選線共同連接在一起共用一個(gè)8位I/O口而每個(gè)LED的位選分別由一根相應(yīng)的I/O口線控制。因此必須采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。LED與驅(qū)動(dòng)器的匹配

LED作為驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載經(jīng)常需要幾十個(gè)或者幾百個(gè)組合在一起構(gòu)成發(fā)光組件，，選用什么樣的驅(qū)動(dòng)器，以及LED作為負(fù)載選用什么樣的連接方式，直接關(guān)系到可靠性和壽命。將多個(gè)LED連接到一起的時(shí)候，正向電壓和電流均需要匹配，這樣整個(gè)組件才能產(chǎn)生一致的亮度。1、LED全部串聯(lián)的方式

優(yōu)點(diǎn)是通過每個(gè)LED的工作電流相等，一般應(yīng)串入限流電阻Ｒ，要求驅(qū)動(dòng)器輸出較高的電壓。當(dāng)LED的一致性差別較大時(shí)，雖然分配到不同LED兩端的電壓不同，但通過每只LED的電流相同，故各LED的亮度一致。

當(dāng)一只LED品質(zhì)不良斷路后，串聯(lián)在一起的LED將全部不亮，解決的辦法是在每一只LED兩端并聯(lián)一個(gè)齊納二極管。當(dāng)某一只LED品質(zhì)不良短路的時(shí)候，如果采用穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)方式，由于驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓不變，那么分配在剩余的LED兩端的電壓將升高，驅(qū)動(dòng)輸出的電流將增大，容易損壞余下的LED

。如果采用恒流方式驅(qū)動(dòng)，這時(shí)候由于驅(qū)動(dòng)器輸出的電流保持不變，不影響余下的LED正常工作。2、LED全部并聯(lián)方式

在并聯(lián)設(shè)計(jì)中多只LED由具備獨(dú)立電流的驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)，并聯(lián)設(shè)計(jì)基于低驅(qū)動(dòng)電壓，因此無需帶電感的升壓電路。

此外并聯(lián)設(shè)計(jì)具有低電磁干擾，低噪聲和高效率等特點(diǎn)，且容錯(cuò)性強(qiáng)。

LED采用全部并聯(lián)方式時(shí)，要求LED驅(qū)動(dòng)器輸出較大的電流，負(fù)載電壓較低，由于分配在所有LED兩端的電壓相同，當(dāng)LED的一致性差別較大時(shí)，而通過每只LED的電流不一致，LED的電流亮度也不同。

LED采用全部并聯(lián)方式適合于電源電壓較低的產(chǎn)品供電場(chǎng)合（比如太陽能或電池供電）。當(dāng)一只LED因品質(zhì)不良短路，所有的LED將不亮，但如果并聯(lián)LED的數(shù)量較多，通過短路的LED的電流較大，足以將短路的LED燒成斷路。當(dāng)一只LED因品質(zhì)不良而斷路時(shí)，采用穩(wěn)壓LED驅(qū)動(dòng)方式，驅(qū)動(dòng)器的輸出電流將減小，但不影響余下的所有的LED工作。如果采用恒流驅(qū)動(dòng)方法，驅(qū)動(dòng)器輸出電流沒有變化，但是分配在其余LED上的電流將增大，容易損壞所有的LED。解決辦法：盡量多的并聯(lián)LED，使分配在其余LED上的電流不大，不影響其余LED的工作。3、混聯(lián)方式

混聯(lián)連接方式有兩種，一種是先將LED串聯(lián)，然后再并聯(lián)。

電路性能分析：

當(dāng)一串聯(lián)支路上有一只LED短路時(shí)，該串聯(lián)電路上的電流增大，容易損壞該支路中的LED。

LED斷路時(shí)，采用穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)方式，電流減小，不影響余下的LED工作。另一種連接方式為先并聯(lián)再串聯(lián)試分析該電路的性能（1）一只LED短路（2）一只LED斷路應(yīng)用于顯示屏的LED發(fā)光材料有以下幾種形式：①LED發(fā)光燈（或稱單燈）一般由單個(gè)LED晶片，反光碗，金屬陽極，金屬陰極構(gòu)成，外包具有透光聚光能力的環(huán)氧樹脂外殼。可用一個(gè)或多個(gè)（不同顏色的）單燈構(gòu)成一個(gè)基本像素，由于亮度高，多用于戶外顯示屏。②LED點(diǎn)陣模塊由若干晶片構(gòu)成發(fā)光矩陣，用環(huán)氧樹脂封裝于塑料殼內(nèi)。適合行列掃描驅(qū)動(dòng)，容易構(gòu)成高密度的顯示屏，多用于戶內(nèi)顯示屏。③貼片式LED發(fā)光燈（或稱SMDLED）就是LED發(fā)光燈的貼焊形式的封裝，可用于戶內(nèi)全彩色顯示屏，可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)維護(hù)，有效克服馬賽克現(xiàn)象。

4.1.4發(fā)光二極管的特點(diǎn)及應(yīng)用1.LED的主要特點(diǎn)：

(1)LED為非相干光，光譜較寬，發(fā)散角大；

(2)LED的發(fā)光顏色非常豐富；紅色：GaP:ZnO或GaAaP

材料橙色、黃色：GaAaP

材料藍(lán)色：GaN

材料通過紅、綠、藍(lán)三原色的組合，可以實(shí)現(xiàn)全色化。

(3)LED的輝度高，即使在日光下，也能視認(rèn)；

(4)LED的單元體積??；

(5)壽命長(zhǎng)，基本上不需要維修。電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境穩(wěn)定性：10萬小時(shí)，光衰為初始的50%響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí).發(fā)光二極管(LED)特點(diǎn)對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色價(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上300～500只二極管構(gòu)成。發(fā)光二極管(LED)特點(diǎn)

2.LED的主要應(yīng)用:

指示燈：LED正在成為指示燈的主要光源數(shù)字顯示用顯示器：點(diǎn)矩陣型和字段型兩種方式平面顯示器：可進(jìn)行電視畫面顯示光源：電視機(jī)、空調(diào)等的遙控器的光源干涉儀的光源低速率、短距離光纖通信系統(tǒng)的光源。超高亮度LED的應(yīng)用

1．信息指示燈

汽車信號(hào)指示:汽車指示燈在車的外部主要是方向燈、尾燈和剎車燈；在車的內(nèi)部主要是各種儀表的照明和顯示。超高亮度LED用于汽車指示燈與傳統(tǒng)的白熾燈相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，在汽車工業(yè)中有著廣泛的市場(chǎng)。LED能夠經(jīng)受較強(qiáng)的機(jī)械沖擊和震動(dòng)。平均工作壽命MTBF比白熾燈泡高出幾個(gè)量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出汽車本身的工作壽命，因此LED剎車燈可封裝成一個(gè)整體，而不必考慮維修。

交通信號(hào)指示:用超高亮度LED取代白熾燈，用于交通信號(hào)燈、警示燈、標(biāo)志燈現(xiàn)已遍及世界各地，市場(chǎng)廣闊，需求量增長(zhǎng)很快。交通信號(hào)燈每個(gè)國(guó)家的主管部門都要制定相應(yīng)的規(guī)范，規(guī)定信號(hào)的顏色、最低的照明強(qiáng)度，光束空間分布的圖樣以及對(duì)安裝環(huán)境的要求等。

2．大屏幕顯示

大屏幕顯示是超高亮度LED應(yīng)用的另一巨大市場(chǎng)，包括:圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。在表2中列出了LED顯示的各種用途。傳統(tǒng)的大屏幕有源顯示一般采用白熾燈、光纖、陰極射線管等；無源顯示一般采用翻牌的方法。表3列出了幾種顯示的性能比較。3．液晶顯示(LCD)的背照明

在液晶顯示中至少有10%采用有源光作為背照明，光源可使LCD顯示屏的黑暗的環(huán)境下易讀，全色LCD顯示也需要光源。4．固體照燈

全色超高亮度LED的實(shí)用化和商品化，使照明技術(shù)面臨一場(chǎng)新的革命，由多個(gè)超高亮度紅、藍(lán)、綠三色LED制成的固體照明燈不僅可以發(fā)出波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)的各種色光，而且還可以發(fā)出亮度可達(dá)幾十到一百燭光的白色成為照明光源。

LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，

主要包括：交易、金融信息顯示1機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示2港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示3體育場(chǎng)館信息顯示4調(diào)度指揮中心信息顯示5LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：道路交通信息顯示6服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示7演出和集會(huì)8廣告媒體新產(chǎn)品9展覽和租賃104.2.1LED數(shù)碼顯示器1、LED顯示器的結(jié)構(gòu)

基本的LED數(shù)碼管由7個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片按照一定的方法排列而成，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字0-9的顯示，其具體結(jié)構(gòu)有反射罩式、條形7段式及單片集成多位數(shù)字式等等。4.2發(fā)光二極管顯示器件（1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個(gè)LED貼在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的印刷電路板上，每個(gè)反射腔底部的中心位置就是LED芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好φ30μm的硅鋁絲或金屬引線，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對(duì)位粘合，然后固化。

反射罩式數(shù)碼管的封裝方式有空封和實(shí)封兩種。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹脂，較多地用于一位或雙位器件?？辗夥绞绞窃谏戏缴w上濾波片和勻光膜，為提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。這種方式一般用于四位以上的數(shù)字顯示（或符號(hào)顯示）。（2）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。它是把做好管芯的磷化鎵或磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只LED發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形“可伐”框上，用壓焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹脂包封起來。（3）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過劃片把合格芯片選出，對(duì)位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上“魚眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。2、LED數(shù)碼顯示器的分類（1）按字高分：筆畫顯示器字高最小有1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在2～3mm）。其他類型筆畫顯示器最高可達(dá)12.7mm（0.5英寸）甚至達(dá)數(shù)百mm。（2）按顏色分有紅、橙、黃、綠等數(shù)種。（3）按結(jié)構(gòu)分，有反射罩式、單條七段式及單片集成式。（4）從各發(fā)光段電極連接方式分有共陽極和共陰極兩種。（4）符號(hào)管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類似。（5）矩陣管（發(fā)光二極管點(diǎn)陣）也可采用類似于單片集成式多位數(shù)字顯示器工藝方法制作。

共陽極（anode）：發(fā)光二極管的所有陽極連在一起，為公共端，接VCC，用陰極來驅(qū)動(dòng)。

共陰極（cathode）：發(fā)光二極管的所有陰極連在一起為公共端，接地，用陽極來驅(qū)動(dòng)。14段LED顯示器段排列方式如圖。經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合，可顯示數(shù)字和26個(gè)英文字母的大寫與小寫。字形碼要占雙字節(jié)。14段LED顯示器也分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。14段LED顯示器七段LED顯示器4.2.2圖文顯示屏1、特點(diǎn)圖文顯示屏的主要特征是只控制LED點(diǎn)陣的各個(gè)發(fā)光器件的通斷，而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED可以是單色的也可以是雙色的。甚至是多色。圖文顯示屏的外觀可以做成長(zhǎng)條形，也可以做成矩形的平面圖文顯示屏。不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的LED器件發(fā)光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對(duì)于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個(gè)LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的1位（1bit），在需要該LED器件發(fā)光時(shí)數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填1，否則填0。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對(duì)自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫字模，例如漢字就有宋體、仿宋體、楷體、黑體等多種可供選擇的方案。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有16*16、24*24、32*32、48*48等不同規(guī)格。

條屏常用于簡(jiǎn)短明確的信息，例如顯示車站、機(jī)場(chǎng)的車次、航班信息，或者商廈的歡迎詞，或?qū)懽謽寝k公區(qū)的簡(jiǎn)短通知等等。平面顯示屏多用來顯示比較復(fù)雜的信息，如車站顯示多列列車的到開時(shí)刻、機(jī)場(chǎng)顯示各航班運(yùn)行情況以及證券交易所顯示股票行情等等。

圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色和多色幾種。最常用的是單色圖文屏。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色LED點(diǎn)陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在LED點(diǎn)陣的每一個(gè)“點(diǎn)”上布置有兩個(gè)或多個(gè)不同顏色的LED發(fā)光器件。換句話說，對(duì)應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時(shí)候，各顏色的顯示點(diǎn)陣是分開控制的。2、顯示屏的結(jié)構(gòu)組成部分：屏體，計(jì)算機(jī)，控制器，智能點(diǎn)陣顯示單元，電源。（1）屏體主要部分是顯示點(diǎn)陣和行列驅(qū)動(dòng)電路。如下圖所示，單色和雙色的屏。（2）智能點(diǎn)陣顯示單元該單元是獨(dú)立完成顯示任務(wù)的小系統(tǒng)，或者是整個(gè)圖文顯示屏的某一個(gè)局部，可以顯示漢字，線條，簡(jiǎn)單圖形，主控用單片機(jī)。（3）主控器主控器采用單片機(jī)，有擴(kuò)展的漢字庫，帶掉電保護(hù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘，兩個(gè)RS-485通信接口，均嵌入到LED中。（4）計(jì)算機(jī)將更換的現(xiàn)實(shí)內(nèi)容送到主控器中，4.2.3LED圖像顯示屏圖像顯示屏是具有灰度級(jí)顯示功能的系統(tǒng)，它所顯示的圖像畫面更逼真，單色圖像顯示屏就如黑白電視一樣，灰度控制是產(chǎn)生單色的有深淺過渡的畫面。多色圖像顯示屏和彩色電視機(jī)一樣，由于每一種基色的灰度級(jí)均可單獨(dú)控制，因此可以得到從白到黑的各種不同顏色的組合。視頻屏又叫同步屏，它接收的是實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)，如電視、DVD、錄像等，且需對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。視頻屏的顯示信號(hào)與計(jì)算機(jī)或其它視頻同步一致。實(shí)時(shí)、同步、清晰地播放各種信息，可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況等。一般情況下一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制一塊顯示屏，LED顯示屏上的圖像與控制機(jī)上顯示的圖像點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。視頻屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如繪畫作品，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、商場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、銀行、建筑市場(chǎng)、拍賣行、展覽展示現(xiàn)場(chǎng)及其它公共場(chǎng)所。4.2.4LED顯示器件的顯示原理

LED顯示屏是通過一定的控制方式，用于顯示文字、文本、圖像、圖形和行情等各種信息以及電視、錄像信號(hào)并由LED器件陣列組成的顯示屏幕。

圖4.3LED顯示系統(tǒng)原理圖典型的LED顯示系統(tǒng)一般由信號(hào)控制系統(tǒng)、掃描和驅(qū)動(dòng)電路以及LED陣列組成,如圖4.3所示。信號(hào)控制系統(tǒng)可以是嵌入式LED顯示屏的單片機(jī)系統(tǒng)、獨(dú)立的微機(jī)系統(tǒng)、傳呼接收與控制系統(tǒng)等。其任務(wù)是生成或接收LED顯示所需要的數(shù)字信號(hào)，并控制整個(gè)LED顯示系統(tǒng)的各個(gè)不同部件按一定的分工和時(shí)序協(xié)調(diào)工作。信號(hào)控制單元控制掃描單元驅(qū)動(dòng)單元LED陣列LED顯示器件的顯示原理

信號(hào)控制單元控制掃描單元驅(qū)動(dòng)單元LED陣列信號(hào)控制單元：可以由單片機(jī)系統(tǒng)、獨(dú)立的微機(jī)系統(tǒng)、傳呼接收與控制系統(tǒng)等組成。任務(wù)：生成或接收LED顯示所需要的數(shù)字信號(hào)，并控制整個(gè)LED顯示系統(tǒng)的各個(gè)不同部件按一定的分工和時(shí)序協(xié)調(diào)工作掃描控制單元：由譯碼器組成，用于循環(huán)選通LED陣列驅(qū)動(dòng)單元：三極管陣列，給LED提供大電流

行掃描電路主要由譯碼器組成，用于循環(huán)選通LED陣列行。列驅(qū)動(dòng)電路多分為三級(jí)管陣列，給LED提供大電流。移位寄存器/鎖存器由傳入并出寄存器和鎖存器（或帶所存功能的移位寄存器）構(gòu)成。待顯示數(shù)據(jù)就緒后，控制系統(tǒng)首先將第一行數(shù)據(jù)打入移位寄存器并鎖存，然后由行掃描電路選通LED陣列的第一行，持續(xù)一定時(shí)間后，在用同樣方法顯示后續(xù)行，直至完成一幀顯示，如此循環(huán)往復(fù)。LED顯示器件的顯示原理顯示數(shù)據(jù)就緒后，信號(hào)控制單元首先將第一行數(shù)據(jù)傳到掃描控制單元的位移寄存器并鎖存，然后由行掃描電路選通LED陣列的第一行，持續(xù)一定時(shí)間后，再用同樣方法顯示后續(xù)行，直至完成一幀顯示。如此循環(huán)，根據(jù)視覺暫留，屏幕刷新速率>25F/s以上就沒有閃爍感

大屏幕可采用分區(qū)并行顯示

灰度的實(shí)現(xiàn)：通過調(diào)制LED的發(fā)光時(shí)間與掃描周期的比值（占空比）

色彩的實(shí)現(xiàn)：不同基色LED灰度組合便可調(diào)配出多種色彩

4.2.5LED顯示器件的掃描驅(qū)動(dòng)電路

LED顯示器件掃描驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏所要顯示的信息內(nèi)容的接收、轉(zhuǎn)換及處理功能。一般地說，顯示屏的控制系統(tǒng)包括了輸入接口電路、信號(hào)的控制、轉(zhuǎn)換和數(shù)字化處理電路、輸出接口電路等，涉及的具體技術(shù)很多。其關(guān)鍵技術(shù)包括1.串行傳輸（被廣泛采用）與并行傳輸2.動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存3.校正技術(shù)4.輸入接口技術(shù)5.自動(dòng)檢測(cè)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)等1.串行傳輸與并行傳輸。

LED顯示屏上數(shù)據(jù)的傳輸方式主要有串行和并行兩種，目前廣為采用的主要為串行控制技術(shù)。這種控制方式的顯示屏的每一個(gè)單元內(nèi)部的不同驅(qū)動(dòng)電路、各級(jí)聯(lián)單元之間每個(gè)時(shí)鐘僅傳送一個(gè)位(具體實(shí)現(xiàn)時(shí)每種顏色各一位)的數(shù)據(jù)。采用這種方式，可采用的驅(qū)動(dòng)IC種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元上的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動(dòng)元件，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和具體工程實(shí)現(xiàn)的容易程度。2.動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存。從系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)顯示信息的刷新原理有動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)和靜態(tài)鎖存技術(shù)，一般室內(nèi)顯示屏多采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，若干行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動(dòng)寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動(dòng)寄存器的發(fā)光二極管像素?cái)?shù)目，具體有1/4、1/16掃描等。室外顯示屏基本上采用的是靜態(tài)鎖存技術(shù)，即每一個(gè)發(fā)光二極管都對(duì)應(yīng)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)寄存器。相對(duì)于掃描而言，靜態(tài)鎖存控制的驅(qū)動(dòng)寄存器無需時(shí)分工作，從而保證了每一個(gè)發(fā)光二極管的亮度占空比為100%。3.Υ校正技術(shù)(GAMMACORRECTION)。由于LED顯示屏本身不具有CRT的T特性，因此，在全彩色顯示屏的控制技術(shù)上，通常對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行Υ校正處理。所謂Υ校正就是對(duì)色度曲線的選擇，色度曲線的不同對(duì)圖像顏色、亮度、對(duì)比及色度有極大影響。在不同情況下適度調(diào)整色度曲線可以達(dá)到最佳質(zhì)量畫面。Υ校正一般有模擬校正和數(shù)字校正兩種處理方法。目前有些廠家在全彩屏的每一控制板內(nèi)都嵌入了Υ校正功能，可以靈活選擇所要的色度，其曲線數(shù)值在控制板上存儲(chǔ)，且對(duì)紅、綠、藍(lán)每色的曲線數(shù)值分別單獨(dú)存儲(chǔ)。4.輸入接口技術(shù)。目前在信號(hào)輸入接口上可以滿足全數(shù)字化信號(hào)輸入、模擬信號(hào)輸入、全數(shù)字化信號(hào)和模擬信號(hào)二者兼容的輸入以及高清晰度電視信號(hào)輸入等多種方式。

全數(shù)字化信號(hào)輸入方式接受外部全數(shù)字化輸入信號(hào)，在使用多媒體卡的顯示屏系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的輸入接口即為全數(shù)字化信號(hào)輸入方式。多媒體卡將視頻模擬信號(hào)及計(jì)算機(jī)自身的信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合控制系統(tǒng)輸入要求的數(shù)字信號(hào)，這種形式顯示計(jì)算機(jī)信息時(shí)效果很好。在顯示視頻圖像時(shí)，如果由于計(jì)算機(jī)本身及軟件的性能不好，容易出現(xiàn)圖像模糊以及馬賽克等現(xiàn)象。

模擬信號(hào)輸入方式只能接受外部模擬輸入信號(hào)。這種輸入方式的顯示屏增加了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將視頻信號(hào)或來自計(jì)算機(jī)顯卡的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為全數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行處理。在顯示視頻圖像時(shí)效果很好，但顯示計(jì)算機(jī)信息有時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部拖尾。

全數(shù)字化信號(hào)和模擬信號(hào)二者兼容的輸入方式是優(yōu)勢(shì)二種輸入方式的有機(jī)結(jié)合，能接受模擬輸入信號(hào)以及全數(shù)字化輸入信號(hào)，在顯示視頻圖像和計(jì)算機(jī)信息時(shí)均能達(dá)到理想的顯示效果。在此基礎(chǔ)上，增加部分轉(zhuǎn)換電路，將高清晰度電視信號(hào)還原成紅、綠、藍(lán)三基色數(shù)字信號(hào)以及外同步信號(hào)，可顯示高清晰度電視(HDTV)的圖像。5.自動(dòng)檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)

LED顯示屏構(gòu)成復(fù)雜，特別是室外顯示屏，供電、環(huán)境亮度、環(huán)境溫度條件等對(duì)顯示屏的正常運(yùn)行都直接影響，在LED顯示屏的控制系統(tǒng)中可根據(jù)需要對(duì)溫度、亮度、電源等進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)控制。也可根據(jù)需要遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的亮度調(diào)節(jié)、色度調(diào)節(jié)、圖像水平和垂直位置的調(diào)節(jié)、工作方式的轉(zhuǎn)換等等。繼灰階響應(yīng)時(shí)間，動(dòng)態(tài)對(duì)比度之后，2008年液晶顯示器的焦點(diǎn)技術(shù)將轉(zhuǎn)移到色域上，這一點(diǎn)已經(jīng)是所有業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。但是目前市場(chǎng)上可以購(gòu)買到的廣色域產(chǎn)品還非常少，價(jià)格也相對(duì)較高一些，普通的消費(fèi)者對(duì)于色域還不甚了解。下面介紹各種控制機(jī)制●單片機(jī)控制單片機(jī)控制是LED顯示屏控制中的簡(jiǎn)單的一種方式。待顯示信息固化在ROM里或來自傳感器等，由單片機(jī)讀取并控制LED顯示。多用于簡(jiǎn)單固定文字或監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示的條形屏等。這種控制方式簡(jiǎn)單，靈活，成本低。但是，內(nèi)容和顯示方式的編輯、更改較麻煩，使用不方便。

●微機(jī)控制

微機(jī)控制LED顯示屏一般都需要專用的接口電路如LED專用顯示卡、LED專用多媒體卡等。此類控制中較多的是VGA（VideoGraphicsArray）同步技術(shù)。LED顯示屏的VGA同步控制技術(shù)是指LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤微機(jī)CRT窗口上的顯示信息，是LED顯示屏成為微機(jī)的大型顯示終端。一般是對(duì)顯示卡的RGB信號(hào)輸出進(jìn)行采樣，或直接從VGA卡上的特征插座上取得RGB的數(shù)字信號(hào)，處理后用于驅(qū)動(dòng)LED顯示屏電路。這種控制方式充分發(fā)揮了豐富強(qiáng)大的微機(jī)軟件功能，而且具有較強(qiáng)的編輯功能，內(nèi)容和顯示方式的更改、增刪簡(jiǎn)單方法，便于顯示數(shù)據(jù)的保存、管理和打印輸出；但是成本較高，每個(gè)顯示屏都要附帶微機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于一些室外、遠(yuǎn)距離、分散的應(yīng)用場(chǎng)合，工程施工和日常維護(hù)都有諸多不便?！裰鲝目刂撇捎梦C(jī)（上位機(jī)）和單片機(jī)（下位機(jī)）分布管理和控制LED的顯示。上位機(jī)負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)處理與顯示任務(wù)分配，有時(shí)還要與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信；下位機(jī)作為控制器件，接收并執(zhí)行來自上位機(jī)的任務(wù)，指揮控制LED顯示屏上各部件協(xié)調(diào)工作。上位機(jī)與下位機(jī)一般通過RS232或RS422通信，一臺(tái)上位機(jī)可以管理、控制多個(gè)下位機(jī)同時(shí)顯示。紅外遙控在LED顯示屏控制板（一般為單片機(jī)系統(tǒng)）前端加入紅外遙控接收器編解碼電路，解碼電路先將紅外接收探頭解調(diào)后分離出的16位PCM(脈沖編碼調(diào)制)串行碼值進(jìn)行校驗(yàn)，提取有效的8位數(shù)據(jù)碼值，提供給控制板驅(qū)動(dòng)LED顯示屏。采用紅外遙控可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)屏幕及文字編輯，無需專用計(jì)算機(jī)或其它外設(shè)配置，遙控距離可達(dá)十幾米。這種控制方式常與其它方式結(jié)合使用。通信傳輸和網(wǎng)絡(luò)控制

根據(jù)對(duì)信息傳輸顯示的實(shí)時(shí)性，LED顯示屏的傳輸控制有通信傳輸和視頻傳輸。通信傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-232或RS-485計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)串行通訊方式，通過串口按一定的通訊協(xié)議接收來自計(jì)算機(jī)串口或其它設(shè)備串口的信號(hào)，經(jīng)過處理后按一定的規(guī)律傳送到顯示屏上顯示。這種控制方式的顯示屏的功能比較單一，適用于簡(jiǎn)單文字、圖形顯示，主要是單色及雙基色顯示屏控制使用，一般情況下直接傳輸距離可達(dá)千米。視頻傳輸方式則是把LED顯示屏與多媒體技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了在LED顯示屏上實(shí)時(shí)顯示計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上的內(nèi)容，也可播放錄像及電視節(jié)目，一般用于播放實(shí)時(shí)信息的顯示屏都采用視頻控制方式，具體傳輸是采用成對(duì)的專用長(zhǎng)線傳輸接口電路。

●GPRS/GSM無線控制

利用遍布全國(guó)的GPRS/GSM基站，通過GPRS/接收模塊遠(yuǎn)程接收信號(hào)并通過單片機(jī)處理對(duì)各類遠(yuǎn)端顯示屏實(shí)施控制。此類技術(shù)在城市群顯、銀行IC卡收費(fèi)、系統(tǒng)掛失、卡號(hào)廣播、機(jī)動(dòng)車輛防盜定位報(bào)警等方便已有應(yīng)用。LED顯示原理舉例1、數(shù)碼管顯示器2、LED點(diǎn)陣模塊顯示屏1、數(shù)碼顯示器（1）驅(qū)動(dòng)電路如果數(shù)碼管為共陽極形式，那么它的驅(qū)動(dòng)級(jí)應(yīng)為集電極開路（OC）結(jié)構(gòu)。如果數(shù)碼管為共陰極形式，那么它的驅(qū)動(dòng)級(jí)應(yīng)為射極輸出或源極輸出結(jié)構(gòu)（2）驅(qū)動(dòng)方式

控制數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)級(jí)的控制電路（也稱驅(qū)動(dòng)電路）有靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。

靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管各用一個(gè)筆畫譯碼器（如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器）譯碼驅(qū)動(dòng)。集成電路TC5002內(nèi)含有射極輸出驅(qū)動(dòng)極，所以采用共陰極數(shù)碼管。A、B、C、D端為BCD碼（二---十進(jìn)制的8421碼）輸入端，BL為數(shù)碼管熄滅及顯示狀態(tài)控制端，R為外接電阻。CMOS集成電路CC4511為源極輸出七段鎖存、譯碼驅(qū)動(dòng)電路。

動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是指所有的數(shù)碼管使用一個(gè)專門的譯碼驅(qū)動(dòng)器，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。由于動(dòng)態(tài)掃描速度很快顯示效果和靜態(tài)驅(qū)動(dòng)相同。6位LED動(dòng)態(tài)顯示方法

單片機(jī)系統(tǒng)中常使用LED作為顯示器，在需要多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，常將所有門的選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，實(shí)現(xiàn)各部的分時(shí)選通。2、LED點(diǎn)陣模塊顯示屏

LED點(diǎn)陣模塊顯示屏是指由發(fā)光二極管排成一個(gè)m×n的點(diǎn)陣，每個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成點(diǎn)陣中的一個(gè)點(diǎn)。這種顯示器顯示的字形逼真，能顯示字符比較多，但控制比較復(fù)雜。適用于顯示漢字圖形和表格，廣泛應(yīng)用于公共場(chǎng)所的信息發(fā)布。LED點(diǎn)陣的顯示原理

4×4共陰極LED陣列

LED點(diǎn)陣的行線上加載掃描選通信號(hào)，列線上為數(shù)據(jù)輸入，當(dāng)行線上有一負(fù)脈沖選通信號(hào)時(shí)，列端四位數(shù)據(jù)中為“1”的發(fā)光二極管導(dǎo)通點(diǎn)亮。顯示采用逐行掃描方式，數(shù)據(jù)端不斷輸入數(shù)據(jù)，行掃描按順序逐行選通，掃描一個(gè)周期(4次)產(chǎn)生一幀畫面。LED點(diǎn)陣電路組成：這里選擇具有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的AT89S51單片機(jī)作為控制電路，其P0接8×8矩陣式LED的陽極，由于P0口沒有上拉能力，所以采用接8個(gè)限流電阻后上接電源提供上拉電流，P2接矩陣式LED的陰極。點(diǎn)陣屏原理上拉就是將不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻鉗位在高電平，電阻同時(shí)起限流作用。下拉同理也是將不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻鉗位在低電平。上拉是對(duì)器件輸入電流，下拉是輸出電流；強(qiáng)弱只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴(yán)格區(qū)分。為增強(qiáng)輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。1．點(diǎn)陣原理

點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外形如上，8X8點(diǎn)陣共由64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置1電平，某一列置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮。如要將第一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)亮，則9腳接高電平13腳接低電平，則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；如果要將第一行點(diǎn)亮，則第9腳要接高電平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）這些引腳接低電平，那么第一行就會(huì)點(diǎn)亮；如要將第一列點(diǎn)亮，則第13腳接低電平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高電平，那么第一列就會(huì)點(diǎn)亮。一般我們使用點(diǎn)陣顯示漢字是用的16*16的點(diǎn)陣宋體字庫，所謂16*16，是每一個(gè)漢字在縱、橫各16點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)顯示的。也就是說得用四個(gè)8*8點(diǎn)陣組合成一個(gè)16*16的點(diǎn)陣。(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示，即16*16點(diǎn)陣)

如下圖所示，要顯示“你”則相應(yīng)的點(diǎn)就要點(diǎn)亮，由于我們的點(diǎn)陣在列線上是低電平有效，而在行線上是高電平有效，所以要顯示“你”字的話，它的位代碼信息要取反（因列輸出數(shù)據(jù)，行選通），即所有列（13~16腳）送(1111011101111111，0xF7，0x7F)，而第一行（9腳）送1信號(hào)，然后第一行送0；再送第二行要顯示的數(shù)據(jù)（13~16腳）送(1111011101111111，0xF7，0x7F)，而第二行（14腳）送1信號(hào)。依此類推，只要每行數(shù)據(jù)顯示時(shí)間間隔夠短，利用人眼的視覺暫停作用，這樣送16次數(shù)據(jù)掃描完16行后就會(huì)看到一個(gè)“你”字；列輸出數(shù)據(jù)，行選通掃描第二種送數(shù)據(jù)的方法是字模信號(hào)送到行線上再掃描列線也是同樣的道理（行輸出數(shù)據(jù)，列選通掃描）。同樣以“你”字來說明，16行（9、14、8、12、1、7、2、5）上送（0000000000000000，0x00，0x00）而第一列（13腳）送、“0”。同理掃描第二列。當(dāng)行線上送了16次數(shù)據(jù)而列線掃描了16次后一個(gè)“你”字也就顯示出來了。（LED點(diǎn)陣一般不使用按列掃描的顯示方式，因?yàn)榇朔N方式會(huì)使LED的亮度不夠）○●表示LED滅表示LED亮點(diǎn)陣法顯示漢字可用二進(jìn)制數(shù)表示LED的亮與滅，每行16只LED共需16位二進(jìn)制數(shù)，分為兩個(gè)字節(jié)。10H00H10HF8H10H88HFEH88H10H88H00010000000000000001000011111000000100001000100011111110100010000001000010001000………………………...00010010000010100001010000000110000100000000000012H0AH14H06H10H00H圖一漢字字模的產(chǎn)生圖一中第一行可以用10H和00H表示第一行LED的狀態(tài)，這樣全部16行共需32個(gè)字節(jié)。這32個(gè)十六進(jìn)制數(shù)稱為該漢字的字模，“機(jī)”的字?？梢源娣旁诔绦虼鎯?chǔ)器中

JI：DB010H,000H,010H,0F8H,010H,088H,0FEH,088HDB010H,088H,010H,088H,038H,088H,034H,088HDB054H,088H,050H,088H,091H,008H,011H,00AHDB012H,00AH,012H,00AH,014H,006H,010H,000H假設(shè)顯示數(shù)字“0”，如下圖所示：因此，形成的列代碼為00H，00H，3EH，41H，41H，3EH，00H，00H；只要把這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即可實(shí)現(xiàn)“0”的數(shù)字顯示。數(shù)字“1”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，00H，00H，21H，7FH，01H，00H數(shù)字“2”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，27H，45H，45H，45H，39H，00H數(shù)字“3”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，22H，49H，49H，49H，36H，00H數(shù)字“4”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，0CH，14H，24H，7FH，04H，00H數(shù)字“5”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，72H，51H，51H，51H，4EH，00H數(shù)字“6”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，3EH，49H，49H，49H，26H，00H數(shù)字“7”代碼建立如下圖所示：其顯示代碼為00H，00H，40H，40H，40H，4FH，70H，00H數(shù)字“8”代碼建立如下所示：其顯示代碼為00H，00H，36H，49H，49H，49H，36H，00H數(shù)字“9”代碼建立如下所示：其顯示代碼為00H，00H，32H，49H，49H，49H，3EH，00H

要想在8×8的LED點(diǎn)陣上顯示一個(gè)數(shù)字，因?yàn)辄c(diǎn)陣的公共端是連接在一起的，就像我們?cè)谇懊嬷v過的數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示類似，是不能同時(shí)將這些LED進(jìn)行點(diǎn)亮的。只能采用按行或者是按列進(jìn)行控制。那么，怎么樣去控制LED顯示一個(gè)字符的呢？送顯示代碼過程簡(jiǎn)單如下：送第一列線代碼到P0端口，同時(shí)置第一行線為“0”，其它行線為“1”，延時(shí)2ms左右，送第二列線代碼到P0端口，同時(shí)置第二行線為“0”，其它行線為“1”，延時(shí)2ms左右，如此下去，直到送完最后一列代碼，又從頭開始送。

4.2.6LED顯示器件的技術(shù)指標(biāo)一、虛擬像素顯示的定義：

顯示單元中每一點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)顯示組成部分均勻分布，以配合像素的混色效果；虛顯示點(diǎn)的表征顏色由相鄰的紅、綠、藍(lán)像素混色構(gòu)成。

虛擬像素的點(diǎn)是分散的，實(shí)像素的點(diǎn)是凝聚的。虛擬像素的發(fā)光點(diǎn)在燈管間，實(shí)像素的發(fā)光點(diǎn)在燈管上。

二、如何計(jì)算實(shí)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED管的數(shù)量？

當(dāng)R、G、B以2、1、1分布時(shí)，一個(gè)像素點(diǎn)有兩個(gè)紅管、一個(gè)綠管和一個(gè)藍(lán)管組成。

當(dāng)R、G、B以1、2、1分布時(shí)，一個(gè)像素點(diǎn)有一個(gè)紅管、二個(gè)綠管和一個(gè)藍(lán)管組成。

所以，實(shí)像素LED管的數(shù)量計(jì)算就是像素點(diǎn)數(shù)乘以（2+1+1）或乘以（1+2+1）。

三、虛擬象素的實(shí)現(xiàn)方法：

按2紅1綠1藍(lán)配出的燈板，如果是實(shí)像素、3×5點(diǎn)陣；虛擬效果將成為5×9點(diǎn)陣。換算關(guān)系為：?jiǎn)涡谢騿瘟袝r(shí)：M=2N-1，M：虛擬點(diǎn)；N：實(shí)點(diǎn)。整體大屏的顯示效果是實(shí)像素的顯示效果的四倍：n是行