LED 显示屏解析.docx
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LED显示屏解析
LED显示屏知识：
一.基本概念：
LED显示器（LEDpenel）是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式用来显示文字，图形，图像，动画，行情，视频。
像素间距（pixelpitch）分辨率（resolution）可视角度（viewingangle）
灰度等级（greylevels）刷新率（refreshrate）帧率（framerate）
场频（field）GAMMA矫正（gammacorrection）虚拟像素技术（virtualresolution）
一致性（uniformity）色差（colorshift）单元板规格（cellboardsize）
单元板解析度（cellboardpixels）像素密度（pixeldensity）
模组尺寸（modulesize）发光点颜色（pixelconstitation/configuration）
LED封装方式（LEDencapsulation）最佳视距（thevestviewingdistance）
最佳视角（thebestviewingangle）最大功耗（thegreatestconsumption）
驱动器件（Drivingcomponents）驱动方式（Drivingmethod）
白平衡亮度（Luminanceofwhitebalance）工作环境温度（Workingenvironmenttemperature）
工作电压（workingvoltage）
（1）刷新速率（refreshrate）扫描一帧的速率，也可成为帧率或垂直扫描率，刷新速率决定显示信号的同步以及异常的闪烁情况。
（2）IC:
集成电路，integratedcircuit
（3）LED显示屏的密度：
是指LED显示屏每平方显示多少的像素点，比如P10型号的额LED显示屏是指每平方10000个像素点。
（4）PCB（printedcircuitboard）印刷电路板，又称印刷线路板。
（5）LED显示器（LEDPANEL）是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字，图像，动画，行情，视频。
LED的技术优势：
LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度，功耗，可视角度和刷新速率等方面都更具优势。
LED与LCD功耗比大约为1:
10，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，能够提供宽达160度的视角，可以显示各种文字，数字，彩色图像及动画信息。
三基色原理
自然界的一般颜色均可以分解成R、G、B三种基色,相反利用R、G、B三种基色的不同比例的组合又可以混合出自然界中各种不同的颜色。
LED显示屏的组成：
LED显示屏是由若干个可组合拼接的显示单元（单元显示板或单元显示箱体）构成屏体，再加上一套适当的控制器（主控板或者控制系统），所以多种规格的显示板（或者单元箱体）配合不同控制技术的控制器就可以组合许多种LED显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。
（1）金属结构框架
户内屏一般由铝合金（角铝或铝方管）构成内框架，搭载显示板等各种电路板以及开关电源，外边框采用茶色铝合金方管，或铝合金包不锈钢或钣金一体化制成。
户外屏框架是根据屏体大小及承重能力一般为角钢或工字钢等构成。
外框可采用铝塑板进行装饰。
（2）显示单元
是显示屏的主体部分，由发光材料及驱动电路构成，户内屏就是各种规格的单元显示板，户外屏就是单元显示箱体。
（3）扫描控制板
该电路板的功能是数据缓冲，产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。
（4）开关电源
将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。
（5）双绞线传输电缆
主控仪产生的显示数据及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏体。
（6）主控制仪
将输入的RGB数字视频信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。
（7）专用显示卡及多媒体卡
除具有电脑显示卡的基本功能外，还同时输出数字RGB信号及行，场，消隐等信号给主控制仪，多媒体除以上功能外还可将输入的模拟video信号变为数字RGB信号（即视频采集）
二、LED显示屏优点
ØLED单元任意无缝拼接，屏幕尺寸可大可小；
Ø屏幕亮度高，可适用于户外高照度环境；
Ø可视距离通过选择不同LED灯和像素间距来调整，小到几米，大到上千米均可满足要求；
Ø简单从数码显示、单色文字显示、复杂到全彩色视频显示都有不同种类的产品可以满足要求，户内及户外全天候工作都有相应的产品；
Ø寿命长，可达到十万小时；
Ø数字信号接口，方便与计算机连接，支持软件丰富；
ØLED显示屏分类
Ø按颜色分：
单色、双色、全彩色；
Ø按使用环境分：
户内屏、户外屏、半户外屏；
Ø按点间距来分：
P1.9、P2.5、P3、P4、P4.75、P7.62、P8、P10、P12、P13.33、P14、P16、P20、P25、P31.25、P37.5等；
Ø按控制系统分：
同步屏、异步屏；
Ø静态锁存和动态扫描；
当显示屏驱动模块上每个像素内的每个基色LED灯都由不同的驱动信号控制其通断，可以实现所有像素的LED灯同时被点亮或关闭，这样的驱动方式我们称其为静态锁存。
当显示屏驱动模块上的每根驱动信号控制了多个LED像素，工作时，这些像素不能同时被点亮或关闭，只能分时被点亮或关闭，这样的驱动方式我们称其为动态扫描。
◆LED显示屏中多采根据每根驱动信号控制的像素点的多少常将动态扫描的LED屏分为多种扫描方式：
1/16、1/8、1/4、1/2等；
◆用行扫描的动态扫描方式；
◆动态扫描的LED显示屏是利用人眼的视觉暂留特性，在很短的时间周期内将LED显示屏的各行分别点亮（同一时刻只有一行被点亮）；
而室外LED显示屏在选择时则必须要考虑以下几点：
1、亮度：
（室内屏的发光亮度要比户外屏低出几倍到几十倍；把室内显示屏放在室外就像把电视机放在室外一样亮度不够）
环境亮度对于屏体有哪些亮度要求？
一般亮度要求如下：
（1）室内：
>800CD/m2
（2）半室内：
>2000CD/m2
（3）户外（坐南朝北）：
>4000CD/m2
（4）户外（坐北朝南）：
>8000CD/m2
2、环境：
户外屏须防雨水、防阳光直射、防尘、防高温、防风，防雷击等，而室内屏则无须考虑这些问题
3、观看距离：
根据观看距离的远近来选择不同间距的LED显示屏，不仅在亮度上可以更好的控制，更能节约预算，避免不必要的浪费。
4、用户需要的播放效果有哪些？
可根椐自已想要播放的内容，或者想要达到的播放效果来选择适合的自已的LED显示屏。
（1）文字显示：
视其文字尺寸及分辩需求而定；
（2）普通视频显示：
320×240点阵；
（3）数字标准DVD显示：
≥640×480点阵；
（4）完整计算机视频：
≥800×600点阵；
5、耗电量
耗电量-这是很多人都关心的问题,户外LED显示屏（全彩的）的最大功耗大概在800W/平方左右,也就是说当这个户外LED显示屏每一刻都达到最大功率（峰值）的时候,每平方每小时的耗电量会是0.8度电.但并非LED户外显示屏工作的所有时候都会达到峰值,因为当屏幕中所有灯（RGB三种颜色的灯）都亮着而且都最亮的时候LED户显示屏才会达到峰值.当户外LED显示屏正常播放一个动画的时候所产生的功耗只是最大功耗的65%左右,所以户外LED显示屏每平方每小时的耗电量是:
0.8KW*65%=0.52度电.如果按一年计算100个平方的户外LED显示屏耗电量（按每天播放12个小时来算）是:
12*30*12*100*0.52=224640度电.电费就算按一元一度算,这个户外LED显示屏所用的电费也要22万左右，所以根椐环境亮度和观看距离来选择适合的显示屏在成本控制上就显得尤为重要。
6、使用寿命：
这个要从几个方面看.
①、材料：
其中包括LED芯片,PCB板,IC等.目前国外品牌中LED灯科锐和日亚的质量是很好的,不过价格比国内的普遍高4-5倍.国内芯片红色做的好的有晶元，乾照，蓝绿较多选择士兰和华灿，其次是光磊等厂家，IC方面聚积IC价格会高一些,其次是国内的远致和明威等.PCB板也有双层四层等之分，.选择大品牌PCB板厂家也至关重要。
那么这些材料的组合大概的寿命有多长呢?
这里我提供一个性价比比较高的组合:
芯片用台湾晶元和杭州士兰的，IC用聚积5020的，PCB板用建涛的,这样子组合的寿命有11年（理想状态下）,但是还有些外在的条件,比如防水防震防尘,所以如果是户外LED显示屏的话最好能挑选通过了IP65认证等级的厂家.。
②、工艺：
现在有些LED显示屏厂家是用纯手工制作的,甚至许多LED显示屏的生产商其实是找别人代工的自己没有实际的生产能力（这类的厂家最好别去考虑性价比不会太高）,LED显示屏不是手工艺品,所以好的厂家必须要有完整的机械化生产线.比如现在户外的主流产品--户外直插灯全彩，如果用人手插LED灯和贴片的话虽然成本降下来了但是会产生很多问题,而且如果用手工插灯或者贴片的话工人工作时间长了会有很多人为的错误产生，比如虚焊和整屏的平整度不好等，从目前LED行业发展趋势来看，手工插件会逐步被市场淘汰。
所以建议购买LED显示屏的时候一定要去看他们工厂的流水线,这是最直接的方式.还有一点就是LED显示屏生产厂家必须要有严格的质量控制体系。
但是具有全机械化生产线还是不够的,生产的机械好坏也是影响LED显示屏质量的一个重要要素,这里我提供几个重要的生产机械的品种和品牌.①贴片机②插件机③波峰焊④回流焊,灌胶机,整灯机等,其中最重要的是贴片机和插灯机波峰焊机，有些工厂在进行SMD贴片时，贴片的工艺也是不同的，贴片时走直线的贴片机从速度上讲肯定比不规则机器贴片要快，但从后期混色效果上来看，却远远不及不规则贴片产品的效果好。
从以上两个方面材料和工艺可以看出，在购买LED显示屏的时候一定要要求去工厂参观,观察生产线和质量控制方面,看是否是手工制作的或者是部分手工制作的工厂并能提供相关产品认证，比如CE,FCC,3C等。
在考虑完以上的因素后，我们来了解一下防护等级IP级别的定义，因在LED行业应用中要注意到防湿气与倾入等规范，IP（INTERNATIONALPROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION）所起草。
将灯具依其防尘防湿气之特性加以分级。
这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。
IP防护等级是由两个数位所组成：
第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级
第2个数位表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高
第一个标示数字定义：
0没有防护：
对外界的人或物无特殊防护
1防止大于50mm的固体物体侵入：
防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部的零件。
防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入。
2防止大于12mm的固体物体侵入：
防止人的手指接触到灯具内部的零件防止中等尺寸（直径大12mm）的外物侵入。
3防止大于2.5mm的固体物体侵入：
防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件。
4防止大于1.0mm的固体物体侵入：
防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件。
5防尘：
完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘进入，但侵入的灰尘量并不会影响灯具的正常工作。
6防尘：
完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入
第二个标示数字定义
0没有防护：
没有防护。
1防止滴水侵入：
垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响。
2倾斜15度时仍可防止滴水侵入：
当灯具由垂直倾斜至15度时，滴水对灯具不会造成有害影响。
3防止喷洒的水侵入：
防雨，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入灯具造成损害。
4防止飞溅的水侵入：
防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损害。
5防止喷射的水侵入：
防止来自各方向由喷嘴射出的水进入灯具造成损害。
6防止大浪的侵入：
装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而进入造成损坏。
7防止浸水时水的侵入：
灯具浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏。
8防止沉没时水的侵入：
灯具无限期的沉没在指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏
目前LED行业户外灯具及显示屏防水箱体在出厂测试时正反面均能达到IP65的屏体均被称为户外防水屏，下面我们再来看看户外防水屏所使用的结构：
常规户外直插灯全彩屏是由：
户外模组加封闭箱体结构经过处理后组成户外防水显示箱体，防水显示箱体拼装成户外全彩屏。
所以显示箱体是组成显示屏体的基本单元。
采用箱体结构，一是便于调度、老化、现场维护；二是便于包装、运输；三是现场安装拆卸便捷。
显示箱体前面装有显示模组，箱体内部固定有显示驱动电路板。
开关电源安装在箱体的后盖上。
在箱体的后盖上还安装有排风扇，冲制百页窗等。
箱体采用内外表面喷塑处理，具有防腐蚀、防潮、防氧化、阻燃等功能，为显示屏体工作的安全性提供保障。
就显示屏的结构而言，首先模组应该是户外防水模组，第二模组背面应该刷三防漆，第三，箱体应该是防水箱体，密封性要好，可以做防水测试，在显示屏的表面洒水测试。
经过多项测试后，户外防水箱体的IP防护等级要达到IP65才能实现真正意义上的防水，另外箱体结构件易腐部件大致有屏体部分的金属柱，线路板、接线端子、接头；对水蒸气敏感的部件为线路板、电子元器件引脚。
其它部件套件，均为工程塑料（聚碳酸脂）、环氧、橡胶等，对水蒸气不敏感。
从目前的市场需求上来看，更多的用户在显示屏体的箱体结构上开始有了更多的要求，室内显示屏也开始向轻薄、易拆卸箱体发展，但从专业角度来分析，室内屏箱体并非全封闭、轻薄就一定能起到防水效果，就像您的电脑机箱，箱体结构只是起到防尘，防异物等作用，如果大面积进水，必定会造成内部损坏，而且空间太小，不利于散热。
因此显示屏具体防护功能要视出厂时IP等级来决定。
而室内显示屏在箱体选择上可根据实际情况选择适用的就可以了。
比如固定墙体安装的显示屏，普通的简易箱体就可以了，在散热性能等方面比轻薄封闭箱体更加适用。
随着舞台演出等节目的多样化，舞台专用的LED显示屏推动了LED租赁屏的发展，因为封装工艺的不同，也大致决定了屏体的使用范围，比如插灯全彩一般适用在室外，目前最小点间距为PH10mm,而室内全彩屏则可以选择：
表贴三合一全彩和点阵集成三合一全彩，世面上这两种室内全彩屏最小点间距为PH4mm,而表贴全彩点间距能做到PH3mm的公司也为数不多,直至2012年广州国际LED展览会上也只有康佳公司才突破超小点间距PH2.2mm,这些概念性产品除了能展现公司研发实力外，因造价昂贵，目前并不能被市场所接受。
因此主流产品仍是PH4mm间距以上产品，还有目前市面上的P12.5、P13网彩等。
表贴产品封装工艺有SMD3528，SMD5050，SMD2121，SMD2020等。
但SMD贴片封装工艺决定了表贴产品不具备高抗性及防水性能，因SMD灯引脚短，就算灌过胶，也只能是很薄的一层，如灯脚进水，定会造成屏体短路等现象，外围防护（比如灌胶、加面罩等）也只能起短暂防护作用，并不是真正意义的防水，因此只能推荐做户内或有防护的半户外情况适用。
点阵集成三合一全彩，是由8*8，4*4个像素点组成一个小的模块，点阵模块的每个像素点都有红绿蓝三颗芯片封装而成，灌上环氧树脂胶加上套件外壳构成模块，再由模块排针焊在PCB上，经过灌胶等工艺处理组成点阵单元板，点阵的排针可以起到灯驱分离的作用，一字型封装的工艺更能增加点阵产品的混色效果和视角，一般点阵产品的视觉效果更柔和，人眼更容易适应，上下及左右视角均可以达到140度。
但色彩亮度上较表贴和单灯产品稍差一些，相对造价比表贴产品便宜些。
点阵产品因封装工艺的特殊性表面平整，可以做室内显示也可以和直插灯产品一样适用于室外显示，在户外显示看起来更加美观，相对造价要高于插灯全彩，阳光直射环境中亮度稍低于直插灯全彩，可根据实际需求情况来选择。
目前舞台专用租赁屏多由点阵全彩，SMD表贴全彩箱体组成，室外LED租赁屏主要由点阵全彩、插灯全彩箱体组成。
箱体有压铸铝箱，拼接铝箱等，因箱体工艺不同，每款箱体的散热性能也不尽相同，但都具体安装拆卸方便的独特设计。
网彩屏也分为室内网彩和室外网彩。
目前P12.5，P13等表贴网彩均为室内网彩，室外网彩结构主流还是直插灯网彩，比如P25插灯网彩。
消费者在选购时一定要了解清楚屏体IP防护等级。
以免因使用不当造成的屏体损坏。
ＬＥＤ 显示屏安装方式：
LED显示屏根据用户使用环境不同，分为多种安装方式，有：
壁挂式、悬臂式、镶嵌式、立柱式、站立式、楼顶式、移动式、球场围栏式、租赁吊装式、弧形式等多种安装方式。
较为常见的6种LED显示屏安装方式
1、壁挂式安装方式
1）此安装方式通常用于户内或者半户外
2）屏体显示面积小，一般不留维修通道空间，整屏取下进行维修，或者做成折叠一体式框架
3）屏体面积稍大一些，一般采用前维护设计（即正面维护设计，通常采用列拼装方式）
某地税局视频会议室
2、支撑式安装方式
1）一般采用一体柜设计，也有分列式组合设计
2）适用于户内小点距规格屏体
3）一般显示面积小
4）主要典型应用LEDTV设计
根据用户使用环境，以此种安装方式服务于某省无线电监测站，得到了用户及专家的一致好评。
3、嵌入式安装方式
1）整个显示屏体嵌入墙体，显示平面与墙面在同一水平面
2）采用简易箱体设计
3）一般采用前维护（正面维护设计）
4）此安装方式，户内、户外都使用，但一般应用与小点距且显示面积不大的屏体
5）一般多用于大厦门口、大楼大厅等
要求洞口尺寸与显示屏外框尺寸相符，并进行适当装修。
为使于维修，墙体上的洞口必须是贯通的，否则需采用前拆卸机构。
某公安局110反恐指挥中心
4、立柱式安装方式
立柱式安装方式有多种，一般作户外广告使用，以下：
1）单立柱安装方式：
适用于小屏应用
2）双立柱安装方式：
适用于大屏应用
3）封闭式维护通道：
适用于简易箱体
4）敞开式维护通道：
适用于标准箱体
5、悬挂式安装方式
此安装方式与悬臂式安装方式大同小异，应用都一样，屏体采用一体柜设计方案，适用于室内、半户外屏体
采用悬挂式的安装方式必须要有适合安装的地点，如上方有横梁或过梁处，且屏体一般需要加后盖。
吊装时，可采用标准吊杆，吊杆长度视现场情况而定。
室内钢梁采用钢丝绳吊装时，一般要求钢丝绳外套钢管的颜色与屏体颜色一致。
6、悬臂式安装方式
1）此方式多用于户内以及半户外
2）一般用于通道、走廊入口处，也有车站、火车站、地铁口入口处等
3）有用于公路、铁路、高速公路上作交通诱导使用
4）屏体设计一般采用一体柜设计，或者吊装结构设计
7、楼顶式安装方式
1）此安装方式抗风力是个关键
2）一般带有倾斜角度安装，或者模组采用斜8°设计
3）多用于户外广告显示
8、足球场围栏式安装方式
用于足球场四周一圈围栏广告显示
屏体视角可随支撑架斜度调节而调整
采用软硅胶面罩设计，并且采用软弧顶设计，以免运动碰撞受伤
9、租赁吊装方式
屏的尺寸按普通屏确定。
吊装屏不宜做大。
一般要求在6M*10M以下。
特殊箱体材质和条幕式的例外。
顶部配吊梁，底部配底梁。
吊梁用于吊装屏。
行与行箱体间，用吊装机构连接，水平箱体间装锁扣拉紧。
吊装机构分：
齿轮式、锥杆式、螺栓式。
齿轮式比较贵，美观，
锥杆式价格适中，可靠。
螺栓式最便宜，可靠，组装比较麻烦，适宜不反复拆装的情况下
10、弧形式安装方式
画面长度x宽度（高度）：
LxW
画面长度W：
指画面的高度。
画面长度L：
画面的长度。
画面长度可以按圆或弧的周长来初步确定。
再除以模组长度，以确定模组数量。
对于圆形屏尽量按92个模组来分；尽量按2、3、4、5、6的整数位倍来确定一行的模组数（方便划分箱体，易于生产）。
模组的拔模斜度一般是2度，一个模组只有4度。
即一般需要92个模组以组成一个完美的圆形屏。
最不不宜低于60个模组。
确定一行模组数量后，即可得出画面的长度。
画面长度L＝模组数*模组长度
画面面积A＝L*W
对于非圆形屏（弧形屏），只需要按需要划分下来，就像切蛋糕样的。
安装架需要根据圆形屏（弧形屏）的尺寸定制。
10、桁架移动式安装方式
1）屏体根据实际需要可实时移动
2）屏体移动根据显示画面和现场情况进行分合移动
3）采用桁架导轨式设计
4）一般应用于舞台背景屏体，多用于电视台、演唱会等现场
当然，除了上述安装方式，在施工过程中会遇到某些特定的安装环境或者特殊情况，采取最适合用户的安装方式，才是最适合自己的！
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