1、毕业论文文献综述 电子信息工程 点阵屏的发展与应用 摘要： LED 电子显示屏是随着计算机及相关的微电子光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。 LED 点阵式显示屏，具有 亮度高、功耗小、寿命长等优点 ，在信息显示领域得到了广泛的应用。 LED 显示屏的应用市场得到了拓宽，需求在不断提升； LED 显示屏产业群体不断壮大，正向着多元化、标准化发展。本文主要介绍了我国 LED 显示屏产品的主要技术状况，总结了 LED 显示屏的发展情况，并对未来的 LED 显示屏技术和产业的发展进行分析和展望。 关键词 ： LED 点阵屏，显示技术， 显示产业，展望。 1引言 LED 显示屏从 80
2、年代后期在全球迅速兴起，短短的几十年中，相关技术和产业都取得了长足的进步， LED 显示作为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所 1，例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息 显 示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等 2。 我们可以看到， 随 着 科学技术 的不断进步，以及 LED 显示技术的不断完善， LED 点阵显示屏的应用领域将会越来 越广 。 2.点阵屏的产生与发展状况 2.1 点阵屏的产生 我国 LED 显示屏产业从 80 年代后期开始不断发
3、展，形成了一批专业生产企业，产品广泛用于金融证券、体育、机场、铁路车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域。 LED 显示屏产业已经成为新兴的高科技产业。 2.2 点阵屏的发展 单片机的发展历程大致可分为如下几个阶段。 1990 年 -1995 年，这一阶段主要是单色和 16 级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示。 1995 年以来， LED 显示屏的发展进入一个总体稳步提 高产业格局调整完善的时期。 1995 年以来，LED 显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了
4、一系列新的问题，有关部门对 LED 显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导， 目前这方面的工作正在逐步深化 3。 1、 产业发展初具规模 我国的 LED 显示屏产业经过几年的发展，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。据不完全统计，至 1998 年底，年度销售总额在 1000 万元以上的企业有 20 多家，其销售总额达 6 亿元左右，占行业市场总额的 85%以上。全国 从事 LED 显示屏的各类企业有 100 余家，从业人员近 6000 人，行业年度销售总额近 8 亿元人民币， 1996 年、 1997 年的增长速度均保持 40%左右， 1998 年略有回落。在国内市场上，国产 LED
5、显示屏的市场占有率近 100%，国外同类产品基本没有市场，四十三届世乒赛主会场天津体育中心、京九铁路、北京西客站、首都机场、浦东机场等，均由国内代表企业中标 4。 2、 技术水平相对领先 我国 LED 显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。 90年代初即具备了成熟的 16 级灰度 256 色视频控制技术 及无线遥控等国先进水平技术，近年在全彩色LED 显示屏、 256 级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现； LED 显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。 LED 显示屏产业培养形
6、成了一批 LED 显示屏科技队伍，在全国 LED 显示屏行业的从业人数 6000 人中，科技人员有 2800 多人，将近 50%5。 LED 显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业 6。 近年国外一些品牌企业与国内企业合资， 中国制造在 LED 显示屏产业领域初露端倪。 LED 显示屏行业的竞争虽然颇为激烈，但同时竞争将逐步变得有序，突出规模化、品牌化竞争。预计在未来三、五年中，会形成几家主导国内市场、与国际接轨的颇具实力的企业和若干专业类型的企业，显示屏产业将逐步趋于成熟和稳定发展 7。 3.点阵屏的特点及 点阵屏显示屏色彩、亮度和视
7、角的技术要求 LED 点阵式显示屏，具有 亮度高、功耗小、寿命长等优点 ， 在信息显示领域得到了广泛的应用。LED 显示屏的应用市场得到了拓宽，需求在不断提升 8。 （ 1） LED 显示屏的发光亮度 室内表面的发 光亮度不低于 1000cd/ 2m ; 室外屏表面的发光亮度应不低于 3000cd/ 2m 。 LED 显示屏表面的发光亮度与 LED 发光二级管的性能、直径、间距等因素有关。单点 LED 发光二极管的标称直径有： 3mm、 3.75mm、 5mm、 8mm、 10mm、 19mm、 22mm、 26mm等。 （ 2） LED 显示屏的像素密度和图形分辨率 显示屏的像素密度是指单位
8、面积内包含 LED 像素的数量。它与图形分辨率直接相关。像素越多，图形分辨率越高。例如，一个宽高比为 4:3 的 8m 6m=48 2m 的 LED 显示屏，要求图形显示的分辨率达到 800 600（ SVGA）。那么全屏的总像素应达到 800 600=480000 个。像素密度为：480000/48 2m =10000 像素 / 2m 9。 （ 3） 图像灰度等级 图像的灰度等级分为 16（ 4 bit）、 32（ 5 bit）、 64（ 6 bit）、 128（ 7 bit）、 256（ 8 bit）等多个等级。灰度等级越高，色彩的层次越多 。 （ 4） 视角 水平视角 120，垂直视角
9、50。与发光二极管的封装形状有关。 （ 5） 显示屏亮度的不均匀性 不大于 5% （ 6） LED 显示屏的工作环境要求： a:温度：室内环境温度： 0 40；室外屏的环境温度： 10 50 。 b:湿度：在最高温度时，相对湿度为 90%的条件下能正常工作。室外屏应符合 IP 标准哥等级的防尘、防水要求。 （ 7） 灰度控制技术 显示屏在显示视频图像等内容时，为取得良好的显示效果，普遍通过灰度控制技术实现色彩还原。对同一基色采用级差间隔亮度，实现颜色的组合，一般可做到 16 级、 64 级和 256 级灰度。为使显示效果更符合人眼的视觉特性，出现了非线性级差调灰技术，即在低亮度区级差小，增加级
10、数，逐步到高亮度区时增大级差，形成视觉效果上的级差一致性。 LED 显示屏灰度控制一般都在 256 级，通过采用非线性调灰技术，显示屏的显示效果比较理想。 （ 8） 国内主要品牌 中国目前已是世界最大的 LED 产品的生产供应国，国内 LED 显示屏的生产技术基本与世界同步，国内知名品牌有： led 星期八光电、华远翔集团、山木显示集团、锐拓显示（ Retop-display）、丽晶光电 (lightking)、元亨光电（ yaham）、爱立德（ aled）、联建光电丽靓（ liantronics）、明尔杰（ MejLed）、德彩光电（ dicolor）、联森（ lenson）、良辉光电 (l
11、hgd)、通普（ TOP)、艾比森（ absen）、兴华顺、艾斯威（ aswei）、雷森光电（ ledsun）、利亚信、利亚德（ leyard）、黑豹（ PASEF)、三思、洲明等 5. 点阵屏的 发展趋势 现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代， LED 显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。 由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色 LED 显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品， 体育场馆的显示方
12、面全彩色 LED屏更会成为主流产品。全彩色 LED 显示屏的广泛应用会是 LED 显示屏产业发展的一个新的增长点 10。 对 LED 显示屏的标准化和规范化有了较高要求，业内一些骨干企业已开始在企业实施 ISO9000系列标准。行业规范和标准体系的形成，对产品的检测有了相对统一的认识和评判依据，生产条件差、技术性不强、售后服务体系不完善的企业将受到市场的淘汰，预计今后几年内一批小规模 LED显示屏厂商会逐步淡出，行业的发展趋于有序 11。 预计大型或超大型 LED 显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务 行业特点和专业性要求的小型 LED 显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的 LED
13、显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、餐饮、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系统 LED 显示屏在 LED 显示屏市场总量中将会占有多数份额。 LED 点阵屏将朝着 高亮度、全彩化 、 标准化、规范化 、 产品结构多样化 的方向发展 12。 参考文献： 1 张飞碧，陈宏庆 LED 大屏幕显示技术 J 演艺设备与科技， 2007， (4): 3639 2 朱保华 LED 显示屏国际国内现状 J 新材料产业， 2004， (6): 4143 3 毕建伟 LED 显示屏技术及其在交通领域的应用与发展 J
14、 交通世界， 2008， (8): 9697 4 关积珍 对 LED 显示屏发展的回顾与展望 J 现代显示， 2005， (7): 814 5 张宝祥 我国 LED 显示技术和发展展望 J 传感器世界， 2005， (4): 610 6 王孟，陈林 基于 Proteus 的 LED 大屏幕的设计与仿真技术 J 2008,(6): 233235 7 翟震，张春玲用 74HC595 芯片驱动 LED 的电路设计 J机床与液压， 2004， (12): 151152 8 韩润萍，陈小萍点阵 LED 显示屏控制系统 J微计算机信息， 2003， 19, (10): 5051 9 李学礼基于 Prote
15、us 的 8051 单片机实例教程 M电子工业出版社， 2008, 6 10 王守华 LED 点阵电子显示屏系统设计 J今日电子， 2008， (11): 7882 11 Southee,Evans,Harrison Flexible dot-matrix display manufacture by offset lithography Cleaner Electronics Research GroupJ 2008， 4 12 W.Kurdthogmee Design and implementation of an FPGA-based Multiple-colour LED display board Microprocessors and MicrosystemsJ 2005
