光電顯示技術(shù)-發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

目錄1.緒論2.陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)3.液晶顯示器件4.發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)5.等離子顯示器件6.激光顯示技術(shù)7.新型光電顯示技術(shù)8.大屏幕顯示技術(shù)

光電顯示技術(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)題四現(xiàn)代顯示技術(shù)4.1發(fā)光二極管基本知識(shí)

4.1.1半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)

LED（LightEmittingDiode）發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，電子占主導(dǎo)地位。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)圖4.1半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)光電顯示技術(shù)圖4.2半導(dǎo)體LED的構(gòu)造圖

晶片的發(fā)光顏色取決于波長(zhǎng)，常見(jiàn)可見(jiàn)光的分類大致為：暗紅色（700nm）、深紅色（640-660nm）、桔紅色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黃色（580---595nm）、黃綠色（565-575nm）、純綠色（500-540nm）、藍(lán)色（435-490nm）、紫色(380-430nm)。白光和粉紅光是一種光的混合效果。最常見(jiàn)的是由藍(lán)光+黃色熒光粉和藍(lán)光+紅色熒光粉混合而成。晶片的作用：晶片是Lamp的主要組成物料，是發(fā)光的半導(dǎo)體材料。晶片的組成：晶片是采用磷化鎵（GaP）、鎵鋁砷（GaAlAs）或砷化鎵（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?。?章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

品質(zhì)優(yōu)良的LED要求向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高。事實(shí)上，LED向外發(fā)光僅是內(nèi)部發(fā)光的一部分，總的發(fā)光效率應(yīng)為，式中向?yàn)閜、n結(jié)區(qū)少子注入效率，為在勢(shì)壘區(qū)少子與多子復(fù)合效率，為外部出光（光取出效率）效率。由于LED材料折射率很高。當(dāng)芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時(shí)（無(wú)環(huán)氧封裝）若垂直入射，被空氣反射，反射率為，反射出的占32%，鑒于晶體本身對(duì)光有相當(dāng)一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)為了進(jìn)一步提高外部出光效率可采取以下措施：①用折射率較高的透明材料（環(huán)氧樹(shù)脂n=1.55并不理想）覆蓋在芯片表面；②把芯片晶體表面加工成半球形。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

4.1.2發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)

發(fā)光二極管是指當(dāng)在其整流方向施加電壓（稱為順?lè)较颍r(shí)，有電流注入，電子與空穴符合，其一部分能量變換為光并發(fā)射的二極管。這種LED由半導(dǎo)體制成，屬于固體元件，工作狀態(tài)穩(wěn)定、可靠性高，其連續(xù)通電時(shí)間（壽命）可達(dá)105h以上。

LED的發(fā)光來(lái)源于電子與空穴發(fā)生復(fù)合時(shí)放出的能量。作為L(zhǎng)ED用材料，一是要求電子與空穴的輸運(yùn)效率要高；二是要求電子與空穴復(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)，一般多采用化合物半導(dǎo)體單晶材料。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.1.3發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)

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(wú)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(kāi)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

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。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

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?？紤]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(lái)驅(qū)動(dòng)LED，如圖4.3（b）所示。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

此外，利用人眼的視覺(jué)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(kāi)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(tīng)見(jiàn)的噪聲。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)光電顯示技術(shù)圖4.3LED的3種不同驅(qū)動(dòng)方式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(guò)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)LED的其他特點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度大，耐振動(dòng)和耐沖擊能力；使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，特別適用于公共場(chǎng)所；功耗低，易于實(shí)現(xiàn)低壓驅(qū)動(dòng)；體積小，重量輕，適用性強(qiáng)；壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)；無(wú)有害金屬汞，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過(guò)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；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300~500只二極管構(gòu)成。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)2.LED的主要應(yīng)用:

LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型信息顯示媒體，早期開(kāi)發(fā)的為普通型LED，是中、低亮度的紅、橙、黃、綠LED已獲廣泛使用。近期開(kāi)發(fā)的為新型LED，是指藍(lán)光LED和高亮度、超高亮度LED。它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕，使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、價(jià)格性能比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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(huà)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.2發(fā)光二極管顯示器件

4.2.1LED顯示器件的顯示原理

LED顯示屏是通過(guò)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。

LED顯示屏按使用環(huán)境分為室內(nèi)屏和室外屏，室內(nèi)屏基本發(fā)光點(diǎn)按采用的LED單點(diǎn)直徑有Ф3、Ф3.75、Ф5、Ф8和Ф10等幾種規(guī)格，室外屏按采用的像素直徑有Ф19、Ф22、Ф26等規(guī)格。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)LED顯示屏按顯色分為單基色屏（含偽色彩屏，幾在不通的區(qū)域安裝不同顏色）屏；按灰度級(jí)又可分為16、32、64、128、256級(jí)灰度屏等。LED顯示屏按顯示性能分為文本屏、圖文屏、計(jì)算機(jī)視頻屏、電視視頻LED顯示屏和行情L(zhǎng)ED顯示屏等，行情L(zhǎng)ED顯示屏一般包括證券、利率、期貨等用途的LED顯示屏。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

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)。光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

根據(jù)人眼視覺(jué)暫留時(shí)間，屏幕刷新速率每秒25幀以上就沒(méi)有閃爍感。當(dāng)LED顯示屏面積很大時(shí)以提高視覺(jué)效果，可以分區(qū)并行顯示。在高速動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，LED的發(fā)光亮度與掃描周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間成正比，所以，通過(guò)調(diào)制LED的發(fā)光時(shí)間與掃描周期的比值（幾占空比）可實(shí)現(xiàn)灰度顯示，不同基色LED灰度組合后便調(diào)配出多種色彩。光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.2.2LED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(shuō)，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。

光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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。光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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(wú)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%。光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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(huà)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)。光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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。

光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

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(lái)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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(mǎi)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

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(lái)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。

光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)●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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)●主從控制采用微機(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(lái)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(guò)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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(kāi)關(guān)屏幕及文字編輯，無(wú)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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)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(guò)串口按一定的通訊協(xié)議接收來(lái)自計(jì)算機(jī)串口或其它設(shè)備串口的信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(lái)，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。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)●GPRS/GSM無(wú)線控制

利用遍布全國(guó)的GPRS/GSM基站，通過(guò)GPRS/接收模塊遠(yuǎn)程接收信號(hào)并通過(guò)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(chē)輛防盜定位報(bào)警等方便已有應(yīng)用。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.2.3LED顯示器件的技術(shù)指標(biāo)1.室內(nèi)屏系列室內(nèi)屏面積一般在十幾平方米以下，點(diǎn)密度較高，在非陽(yáng)光直射或燈光照明環(huán)境下使用，觀看距離在幾米以外，屏體不具備密封防水能力。

光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)室內(nèi)全彩色視頻屏主要技術(shù)參數(shù)：基色RGB（全彩色）像素直徑（mm）5.008.00像素間距（mm）7.6210.00像素組成1R1G1B2R1G1B虛擬像素單元面板點(diǎn)數(shù)（點(diǎn)）32×3232×16單元面板尺寸（mm）245×245320×160單元面板質(zhì)量（g）1100850物理像素密度（點(diǎn)/m2

）1720010000虛擬像素密度（點(diǎn)/m2

）1638440000峰值功耗（W/m2

）850750平均功耗（W/m2

）350320重量（kg/m2

）<36<36水平可視角度150°；垂直可視角度150°最高亮度（cd/m2

）1700800光電顯示技術(shù)

室內(nèi)雙基色視頻屏主要技術(shù)參數(shù)：基色RG（紅、綠雙基色）像素直徑（mm）3.755.00像素間距（mm）4.757.62像素組成1R1G1R1G單元面板點(diǎn)數(shù)64×32（或80×32）80×32單元面板尺寸（mm）306×153（或382×153）612×245單元面板質(zhì)量（g）800500像素密度（點(diǎn)/m2

）4300017200峰值功耗（W/m2

）700350平均功耗（W/m2

）300200可視角度150°通信距離（m）100（無(wú)中繼）光電顯示技術(shù)室內(nèi)單色屏主要技術(shù)參數(shù)：基色單色像素直徑（mm）3.03.755.00像素間距（mm）4.04.757.62像素組成1R1R1R單元面板點(diǎn)數(shù)64×3264×3280×32單元面板尺寸（mm）306×153612×245單元面板質(zhì)量（g）7009001500像素密度（點(diǎn)/m2

）625004300017200峰值功耗（W/m2

）500350200平均功耗（W/m2

）350200100可視角度150°通信距離（m）100（無(wú)中繼）

光電顯示技術(shù)2.半室外屏系列半室外屏一般使用發(fā)光單燈組成發(fā)光點(diǎn)，適用于亮度較高又可以防水的環(huán)境，如房檐下、櫥窗內(nèi)、光線強(qiáng)烈的大廳等。點(diǎn)間距一般在7.62～10mm；發(fā)光顏色一般為單紅色或紅/綠雙基色；控制方式根據(jù)使用要求，有異步、同步圖文、視頻等。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

半室外屏主要技術(shù)參數(shù)：基色單色/雙基色像素直徑（mm）5.005.00像素間距（mm）7.6210.00像素組成1R1R單元面板點(diǎn)數(shù)80×3232×16單元面板尺寸（mm）612×245320×160單元面板質(zhì)量（g）17001000像素密度（點(diǎn)/m2）1720010000峰值功耗（W/m2

）400300平均功耗（W/m2

）250200水平可視角度60°～70°；垂直可視角度45°～60°最高亮度（cd/m2

）30001800

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)3.室外屏系列室外屏面積一般在10m2以上，亮度較高，可以在陽(yáng)光直射環(huán)境使用，觀看距離一般在十幾米以外，屏體具備密封防水能力。根據(jù)控制方式和顯示顏色，又可分為以下幾種。光電顯示技術(shù)第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)室外全彩色視頻屏主要技術(shù)參數(shù)：基色RGB（全彩色）像素直徑（mm）15.0018.00像素間距（mm）2025像素組成2R1G1B2R1G1B單元面板點(diǎn)數(shù)32×1632×16單元面板尺寸（mm）640×320800×400單元面板質(zhì)量（g）15001000像素密度（點(diǎn)/m2）25001600峰值功耗（W/m2）1000800平均功耗（W/m2）380350重量（kg/m2）<42<40水平可視角度70°；垂直可視角度45°最高亮度（cd/m2）7000800光電顯示技術(shù)室外雙基色視頻屏主要技術(shù)參數(shù)：基色RG（雙基色）像素間距（mm）11.516.022.0像素組成2R1G2R1G2R4G單元面板點(diǎn)數(shù)32×1632×1632×16單元面板尺寸（mm）368×184512×256704×352單元面板質(zhì)量（g）100015002300像素密度（點(diǎn)/m2）760040962048峰值功耗（W/m2）800600500平均功耗（W/m2）300250150可視角度70°通訊距離（m）100（無(wú)中繼）第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.3有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)

4.3.1有機(jī)發(fā)光二極管顯示簡(jiǎn)介有機(jī)發(fā)光二極管或有機(jī)發(fā)光顯示器（OrganicLightEmittingDiode，OLED）本質(zhì)上屬于電致發(fā)光（EL）顯示器件。電致發(fā)光是在半導(dǎo)體、熒光粉為主體的材料上施加電而發(fā)光的一種現(xiàn)象。電致發(fā)光可分為本征型電致發(fā)光和電荷注入型電致發(fā)光兩大類。本征型電致發(fā)光是把ZnS等類型的熒光粉混入纖維素之類的電介質(zhì)中，直接或間接地夾在兩電極之間，施加電壓后使之發(fā)光；注入型電致發(fā)光的典型器件是發(fā)光二極管，在外加電場(chǎng)作用下使P-N結(jié)產(chǎn)生電荷注入而發(fā)光。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

有機(jī)發(fā)光二極管是基于有機(jī)材料的一種電流型半導(dǎo)體發(fā)光器件，是自20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種新型顯示器技術(shù)，其原理是通過(guò)正負(fù)載流子注入有機(jī)半導(dǎo)體薄膜后復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光。與液晶顯示器件相比，OLED具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高亮度、高對(duì)比度、超薄、低成本、低功耗、快速響應(yīng)、寬視角、工作溫度范圍寬、易于柔性顯示等諸多優(yōu)點(diǎn)。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)OLED器件的結(jié)構(gòu)如圖4.5所示，在納米銦錫金屬氧化物（IndiumTinOxides，ITO）玻璃上制作一層幾十納米厚的有機(jī)發(fā)光材料作發(fā)光層，發(fā)光層上方有一層金屬電極。OLED屬于載流子雙注入型發(fā)光器件，其發(fā)光機(jī)理為：在外界電壓的驅(qū)動(dòng)下，由電極注入的電子與空穴在有機(jī)材料中復(fù)合而釋放出能量，并將能量傳遞給有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子，后者受到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)輻射躍遷而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。為增強(qiáng)電子和空穴的注入和傳輸能力，通常又在ITO和發(fā)光層間增加一層有機(jī)空穴傳輸材料或在發(fā)光層與金屬電極之間增加一層電子傳輸層，以提高發(fā)光效率。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)光電顯示技術(shù)圖4.5OLED器件的結(jié)構(gòu)

為了形象說(shuō)明OLED構(gòu)造，可以做個(gè)簡(jiǎn)單的比喻：每個(gè)OLED單元就好比一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。

發(fā)光過(guò)程通常由以下5個(gè)階段完成：（1）在外加電場(chǎng)的作用下載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極向夾在電極之間的有機(jī)功能薄膜注入。（2）載流子的遷移：注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發(fā)光層遷移。（3）載流子的復(fù)合：電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生激子。（4）激子的遷移：激子在電場(chǎng)作用下遷移，能量傳遞給發(fā)光分子，并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。（5）電致發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射躍遷，產(chǎn)生光子，釋放出能量。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)

每個(gè)OLED的顯示單元都能受控制地產(chǎn)生3種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動(dòng)式和被動(dòng)式之分，被動(dòng)方式下由行列地址選中的單元被點(diǎn)亮。主動(dòng)方式下，OLED單元后有一個(gè)薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅(qū)動(dòng)下點(diǎn)亮；主動(dòng)式的OLED比較省電，但被動(dòng)式的OLED顯示性能更佳。與LCD比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)OLED優(yōu)點(diǎn)不少，OLED可以自身發(fā)光，而LCD則不發(fā)光，所以O(shè)LED比LCD亮得多，對(duì)比度大，色彩效果好；OLED也沒(méi)有視角范圍的限制，視角一般可達(dá)到160°，這樣從側(cè)面也不會(huì)失真；LCD需要背景燈光點(diǎn)亮，OLED只需要點(diǎn)亮的單元才加電，并且電壓較低，所以更加省電；OLED的重量還比LCD輕得多；OLED所需材料很少，制造工藝簡(jiǎn)單，大量生產(chǎn)時(shí)的成本要比LCD節(jié)省20%。不過(guò)現(xiàn)在OLED最主要的缺點(diǎn)是壽命比LCD短，目前只能達(dá)到5000h，而LCD可達(dá)10000h。第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)4.3.2有機(jī)發(fā)光顯示器件的分類及特點(diǎn)按照組件所使用的載流子傳輸層和發(fā)光層有機(jī)薄膜材料的不同，OLED可分為兩種不同的技術(shù)類型：一是以有機(jī)染料和顏料等為發(fā)光材料的小分子基OLED，典型的小分子發(fā)光材料為Alq（8-羥基喹啉鋁）；另一種是以共軛高分子為發(fā)光材料的高分子基OLED，簡(jiǎn)稱為PLED，典型的高分子發(fā)光材料為PPV（聚苯撐乙烯及其衍生物）。

第4章發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)有機(jī)小分子OLED的原理是：從陰極注入電子，從陽(yáng)極注入空穴，被注入的電子和空穴在有機(jī)層內(nèi)傳輸。第一層的作用是傳輸空穴和阻擋電子，使得沒(méi)有與空穴復(fù)合的電子不能進(jìn)入正電極；第二層是電致發(fā)光層，被注入的電子