LED关键技术参数.docx
- 文档编号:10026118
- 上传时间:2023-02-08
- 格式:DOCX
- 页数:45
- 大小:71.86KB
LED关键技术参数.docx
《LED关键技术参数.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《LED关键技术参数.docx(45页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
LED关键技术参数
规格
Φ3. Φ3.75 Φ5.0
单点直径
3.0mm
3.75mm
5.0mm
单点间距
4.0mm
4.76mm
7.62mm
单元板尺寸
256mmX128mm
304mmX152mm
488mmX244mm
像素密度
62500点/㎡
44100点/㎡
17200点/㎡
平均功耗
250W/㎡
200W/㎡
180W/㎡
显示颜色
双基色:
红色、绿色、黄色
显示灰度级
各种基色均为非线性校正256级、双基色共可显示65536种颜色
供电规定
输入电压为220VAC 50Hz,单相三线制
系统环境规定
摄氏-5~45度,温度30%~90%R
控制方式
计算机联网控制、屏幕像素与计算机监视器逐点相应
通信距离
1000米(无中继)
寿 命
不不大于10万小时
最大亮度
去年年终讨论行业《原则》中,对于“最大亮度”这个重要性能没有给出明确特性规定,这是符合GB/T1.2-。
在《原则化工作导则第2某些:
原则中规范性技术要素内容拟定办法》”5.4.3由供方拟定数值“中提及:
“如果容许产品存在多样化,则产品某些特性值可不必做出规定(尽管这些特性对产品性能有明显影响)”。
由于LED显示屏使用环境千差万别,照度(也就是普通人所说环境亮度)不同样,因此”对于大多数复杂产品,只要原则中规定了相应实验办法,则由供方提供一份性能数据(产品信息)一览表比原则中给出详细性能规定更好”。
这些都是符合国际原则,但这样也就导致了在竞投标中不切实际互相攀比,顾客对此又不理解,致使许多标书中规定“最大亮度”往往远远高于实际需要。
因而,建议为了引导顾客对的理解LED显示屏“最大亮度”这个性能指标,行业有必要给出一种指引:
在某些场合,在不同照度使用环境下,LED显示屏亮度达到什么值就可以满足规定。
2基色主波长误差
将基色主波长误差指标,从“基色波长误差”改到“基色主波长误差”,更能阐明这个指标反映是LED显示屏一种什么特性。
颜色主波长相称于人眼观测到颜色色调,是一种心理量,是颜色互相区别一种属性。
而这个行业原则规定性能规定,从字面上,顾客是无法理解到它是反映LED显示屏颜色均匀性一种指标。
因而,是引导顾客先弄明白这个术语,而后再理解这个指标?
还是一方面从客户角度来结识和理解LED显示屏,再给出顾客能明白浅显易懂性能特性?
就象前面提到GB/T1.2-(原则化工作导则第2某些原则中规范性技术要素内容拟定办法》中关于产品原则制定其中一种原则即“性能原则”:
“只要也许,规定应由性能特性来表达,而不用设计和描述特性来表达,这种办法给技术发展留有最大余地”。
“基色主波长误差”就是这样一种设计规定,要是以“颜色均匀性”代替,就不存在限定什么波长LED。
对顾客来说,只要你保证LED显示屏颜色是均匀,而不必考虑你是用什么技术手段来实现,给技术发展留有尽量大余地,这样对行业发展大大有利。
3占空比
就象上面所说“性能原则”“只要也许,规定应由性能特性来表达,而不用设计和描述特性来表达,这种办法给技术发展留有最大余地”。
咱们以为,“占空比”纯属一种设计技术规定,不应当做为LED显示屏产品原则一项性能指标;人们很明白,有哪个顾客会在乎显示屏驱动占空比,她们在乎是显示屏效果,而不是咱们技术实现;咱们何必自己制造这种技术壁垒,限制行业技术发展呢?
4刷新频率
从《原则》测量办法来看,似乎忽视了顾客真正关怀问题,它也没有较好考虑到各个厂家所用驱动IC、驱动电路和方式不一,导致测试困难。
譬如深圳体育场全彩屏招标,在专家样品测试中,这个指标测试就带来许多问题。
“刷新频率”一帧画面显示所需时间倒数,把显示屏当做一种发光光源,那就是光源闪烁频率。
咱们可以用类似“光感频率计”仪器直接测试显示屏光源闪烁频率,来反映这个指标。
咱们做过这方面测试运用示波器测量任一种颜色LED驱动电流波形来拟定“刷新频率”,在白场下测得200HZ;在3级灰度等低灰度级下,所测频率高达十几KHZ,而用PR-650光谱仪测量;无论在白场,还是在200、100、50级等灰度级别下,所测光源闪烁频率均为200HZ。
以上几点只是针对几种LED显示屏特性做一种简朴阐明,尚有许多招投标中遇到“工作寿命”、“平均无端障时间”等等,没有一种实验办法能在较短时间内证明LED显示屏与否符合稳定性、可靠性或寿命等规定;不应规定这些规定。
生产者可做出保证,但不能代替规定,它是个商业概念、合同概念,而不是技术概念。
行业协会对此应当要有个明确说法,这对于顾客、生产者以及整个行业都将会是非常有利。
对于如何引导顾客对的理解LED显示屏这样一种复杂系统产品,还是要行业协会多搞点LED显示屏技术论坛,多从实际出发,从顾客角度来分析这个产品,引导顾客对的理解LED显示屏。
LED显示屏亮度和颜色调节办法
当前,双基色发光二极管(LED)显示屏生产制造数量比较多,其技术也相对成熟。
各个公司制造显示屏构造、原理基本相似,有些专业生产显示多媒体卡,因而,提高显示屏技术性能、减少成本是各个公司竞争核心所在。
当前,市场上销售LED显示屏价格基本相似,但是,不同公司生产显示屏质量不同,其因素是多方面,重要有:
①LED显示模块质量、亮度、亮度均匀性、封装等技术;
②数据通讯传送方式,抗干扰能力;
③显示扫描电路电流多点调节,控制每一点电流。
通过多点调节显示屏不但均匀性比较好,并且显示图像亮度、颜色效果更好,专用显示扫描电路具备比较好显示效果,但是价格相对较贵。
当前,市场上销售LED显示屏是诸多公司运用相似设计技术、办法、显示模块生产,但其性能差别比较大。
颜色配比不同,产生图像效果差别就很大;模块扫描频率、工作电流既影响亮度,又涉及到使用寿命等问题。
因而,对的地拟定各项技术参数是制造显示屏核心所在,也可以说是显示屏技术经验体现。
2显示扫描原理
各个公司制造LED显示屏控制构造有所不同,但是,显示屏显示扫描电路基本相似。
双基色LED显示屏显示扫描电路如图1所示。
在图1中,IC1、IC2是数据锁存器电路74HC595,分别锁存红色、绿色数据,它们性能是:
①串行输入8位并行输出;
②数据锁存、数据清除功能;
③输出具备比较强驱动能力。
电阻RPB1、RPB2是限流电阻,依照颜色和模块亮度来选取她们数值。
ML1是双色LED显示模块,共有8行X8列=64个LED,其中,8个引脚是红色信号输入端,8个引脚是绿色信号输入端,8个引脚是行控制输入端,共有24个引脚。
三极管Q0,Q2,…Q7是行选通、驱动作用。
IC3是3-8地址译码电路74HC138,8个选通输出端分别控制相应行。
图中电路是显示屏原理电路,其数据传送方式是数据传送与行信号异步进行:
一方面,同步传送8位红、绿颜色数据到电路IC1、IC2并将数据锁存,然后再传送行控制信号点亮一行LED,接下来重复上述操作,只是行信号移至下一行,依次到第八行为止,即是一次完整扫描过程。
显示扫描电路板设计规定具备比较低生产成本,因而,许多公司都设计成双面电路板,这样可以节约约三分之一电路板成本。
在显示模块相应尺寸范畴内,要安放上图中所有元器件,其相应双层印刷电路板编制具备较大难度,因此IC1电路特别适合点阵扫描原理LED显示模块驱动。
显示扫描电路都是采用串行方式传送数据,这样既可以节约电路板位置,又适合显示屏与计算机之间数据传送。
3工作状态分析
显示扫描电路原理是动态扫描方式,不能静态测量其工作电流,因而,要计算出工作电流,就要分析动态参数。
图2是一种LED工作电路图。
电路中Q8是驱动电路,正端接电源,控制端接74HC138输出,输出端接LED发光二极管D,与限流电阻连接,电阻接74HC595数据输出端。
LED点亮方式是:
控制74HC138片选信号无效,为不选通,之后74HC595输出电平,低电平为点亮信号,再选通74HC138,控制输出选通信号,此时,有电流I0从Q8输出,流过D、R1后,进入74HC595数据输出端。
在图中,Vab是加在LED上电压,红、绿色高亮度发光二极管压降均约2~3V,Vbc是加在限流电阻两端上电压,通过调节限流电阻数值,就可以变化电路工作电流I0,当电阻R1=0时,电路依托74HC595输出有源电阻作为限流电阻。
在扫描电路中可以看出,电路构造比较简朴,合理地调节各个某些工作参数就可以使电路工作在最佳状态。
在选取电路时,还要精确掌握各个公司电路性能,以及之间技术参数差别。
不同型号器件技术参数也有所区别,表1是74HC595技术参数,表中给出了TexasInstru-ments,ST,PhiliPs公司74HC595技术参数。
在表中可以看出不同公司生产电路略有不同,因而,一块显示屏尽量要使用同一公司电路器件,以免由于参数差别影响显示屏显示效果。
在表1中,Iik为输入尖峰脉冲电流,Iok为输出尖峰脉冲电流,I0为持续输出电流,Vcc为最高供电电压,fmax表达在25℃时最大工作频率(随着负载电容不同,工作频率也不同),ta为工作温度。
表中元件SN74HC595、M74HC595、74HC595相应公司是TexasInstruments,ST,Philips。
4亮度和颜色调节
4.1亮度和颜色调节
制造大屏幕时,一方面要按照亮度指标选取LED或者显示模块,另一方面是依照选取产品红、绿、蓝颜色亮度比来拟定哪一种颜色为基准,普通是将亮度比例低一种作为亮度基准,当基准一种已经达到最大亮度时,调节此外一种(双色)或两种(全彩)。
显示屏幕是双色时,大多数状况下以绿色为基准,调节红色二极管工作电流。
普通是减少工作电流,以平衡颜色黄色为调节原则,这样就要减小整个显示屏幕亮度。
显示屏颜色调节至最佳平衡状态,则会使屏亮度减少。
如果显示屏幕为了达到亮度规定,将每一种颜色都达到最大亮度,那么就失去了颜色平衡,例如:
双色屏幕黄颜色偏红,或者偏绿。
TTL输出低电平约为0。
4V,若作灌电流输入,正常最大灌入电流为35mA,当超过此电流时,输出低电平升高,随着电流增长,输出低电平不断升高,即有输出电压不不大于0。
4V电路仍工作正常。
在显示扫描电路中,工作电流为20mA可以满足控制红色规定,由于红色LED亮度比较高;绿色LED工作电流要高于20mA,电流约在30~50mA之间,此时,74HC595输出电压也要增长,其因素是74HC595有输出电阻,并且是非线性变化。
4.2扫描频率调节
扫描电路以动态扫描、静态驱动方式工作。
显示屏扫描频率受到显示模块构造限制,每个模块有8×8个LED,整个显示屏模块行数据所有串联,更新一次数据时间比较长,当扫描频率为100Hz时,整屏亮度就会减少。
若减少屏扫描频率,显示亮度减少。
实验证明,描扫频率与颜色关系比较小。
5结论
通过对双色LED显示屏设计和分析,有效地调节了电路技术参数,得到比较好显示效果。
事实证明,合理地分析电路技术特性,使电路处在最佳工作状态,将能达到抱负显示效果。
选取不同公司74HC595电路,显示效果有区别,在一块显示屏中,尽量要选取相似电路,避免由电路参数不同影响显示效果。
显示屏设计和制造重要条件是生产成本,因而,在选取元器件过程中,在满足规定状况下,选取价格低。
在本文技术设计和分析基本上,将显示屏电路调节到最佳效果,制造出性能/价格比高显示屏,具备市场竞争力。
LCD劲敌—OLED
1979年,柯达公司邓青云博士无意中发现了一种具备发光特性有机材料,这就是日后被誉为“继LCD之后下一代平面显示屏”OLED(OrganicLightEmittingDiode,有机发光二极管)技术来源。
近年来,OLED受到了业界极大关注。
从诞生到当前,历经几十年,今天OLED正已惊人速度开始步入产业化阶段,在竞争激烈平板显示市场上占据了一席之地。
OLED技术原理
OLED是指有机半导体材料和有机发光材料在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光技术。
其原理是用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为器件阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传播层和空穴传播层,然后分别迁移到发光层,相遇后形成激子使发光分子激发,后者通过辐射后发出可见光。
辐射光可从ITO一侧观测到,金属电极膜同步也起了反射层作用。
下图是一种简朴OLED器件构造示意图。
依照使用有机功能材料不同,OLED器件可以分为两大类:
小分子器件和高分子器件。
小分子OLED技术发展较早(1987年),并且技术已经达到商业化生产水平;高分子OLED又被称为PLED(PolymerLED),其发展始于1990年,当前该技术尚未成熟。
依照驱动方式不同,OLED器件可以分为无源驱动型(又称被动驱动PM,PassiveMatrix)和有源驱动型(又称积极驱动AM,ActiveMatrix)两种。
无源驱动型不采用薄膜晶体管(TFT)基板,普通合用于中小尺寸显示;有源驱动型则采用TFT基板,合用于中大尺寸显示,特别是大尺寸全彩色动态图像显示。
当前,无源驱动型OLED技术已经比较成熟,商业化产品都是无源驱动型;有源驱动型OLED技术发展不久,但还需要几年时间才干推出商用产品。
OLED显示屏制备工艺流程重要涉及四个环节,如上图所示。
OLED技术重要特点
有机发光显示屏件之因此受到人们青睐,是由于其与LCD为代表第二代显示屏相比,有着突出技术长处(见表1):
●低成本其工艺简朴,使用原材料少。
使人们相信OLED将成为LCD代替性技术最重要因素是其在减少加工成本方面潜力。
除了对材料和工艺方面规定比LCD低近1/3外,OLED加工工艺也比LCD简朴得多。
据有关资料显示,OLED显示屏需要86道加工工序,而LCD屏则需要200多道工序。
在成本决定生命力将来大屏幕显示领域,这无疑增长了OLED竞争砝码。
●自发光不需要背光源。
●低压驱动和低功耗直流驱动电压在10伏如下,易用于便携式移动显示终端上。
●全固态无真空腔,无液态成分,机械性能好,抗震动性强,可实现软屏显示。
使用塑料、聚酯薄膜或胶片作为基板,OLED屏可以做到更薄,甚至可以折叠或卷起来。
当前由于在软基板上涂镀等加工工艺尚未成熟,可折叠或卷曲显示屏产品还没有商品化,但这一切都会在不远将来实现。
●迅速响应响应时间为微秒级,是普通液晶显示屏响应时间1/1000,适于播放动态图像,具备宽视角特性,上下、左右视角宽度超过170度。
●高效发光可作为新型环保光源。
●宽温度范畴在-40℃~80℃范畴内都可正常工作。
●高亮度显示效果鲜艳、细腻。
技术瓶颈
影响OLED技术发展最大障碍是器件寿命和材料稳定性问题。
当前,彩色OLED寿命还只能达到5000小时,这使应用受到了限制。
但是,由于其发展前景被看好,当前全球从事OLED研究机构和厂商多达90多家。
由于各家技术之间存在着很大差别,材料有小分子和高分子OLED两种,驱动方式分为积极和被动,而彩色显示实现原理又有采用三色不同材料、采用三色滤色膜、采用色变换等多达6种方式,再加上涂镀、喷绘等各种加工工艺,OLED技术实现可谓是真正意义上百花齐放。
对于一种萌芽期技术,尽管这有助于技术健康发展,但研发力量分散和技术争议在一定限度上会延缓技术发展步伐。
依照全球权威平板显示屏(FPD)市场调研和征询机构DisplaySearch在12月最新记录(见表2),OLED行业全年总收入为3.28亿美元,比增长了41%。
上图为DisplaySearch2月对全球OLED市场预测。
OLED已进入产品领域涉及手机主屏和副屏、汽车音响、MP3、工业仪表、PDA、车载仪表、数码相机和微显示屏(MicrodisplayforNearEyeApplication)等领域。
其中,手机副屏约为2.2亿美元,占67%,汽车音响约为0.38亿美元,占11.6%,MP3屏为0.37亿美元,占11.3%,这三者共占了约90%。
OLED产业化进程
1.全球发展概况
OLED产业化已经起步,此后3~5年是发展核心时期。
虽然OLED技术来源于欧美,但由于成本和产业链关系,最后实现大规模产业化国家和地区却集中在东亚,重要是日本、韩国、中华人民共和国大陆和台湾。
当前,日本Pioneer有3条生产线,其中2条PM-OLED线、1条AM-OLED线,月产能120万片。
三星SDIOLED月产量为150万片,并筹划建成AM-OLED(370×470)专用生产线。
中华人民共和国台湾铼宝既有7条生产线,今年筹划再引进2条线,月产能130万片,铼宝OLED今年出货目的为1200万~1500万片。
除了以上3家外,LG电子、韩国大宇、CPT和联宗光电等公司都在积极投资建设OLED生产线,但愿早日进入OLED市场。
2.国内发展概况
(1)成果明显
在过去几年里,国内在OLED机理研究和器件构造设计等方面做了大量工作,当前从事OLED研发和产业化机构及公司重要有:
清华大学、华南理工大学、吉林大学、上海大学、东南大学、香港都市大学、香港科技大学、长春光机所、中科院化学所、北京维信诺科技有限公司、信利半导体、上海航天上大欧德公司、上海广电电子集团、深圳先科集团、TCL、五粮液集团、中华人民共和国普天集团等。
清华大学于1996年成立了OLED项目组,设计安装了中华人民共和国大陆第一台OLED蒸镀设备,建成了中华人民共和国大陆第一种OLED超净实验室(见图5)。
,由于获得原国家计委支持,清华大学及其她单位合资成立了北京维信诺科技有限公司,建成了中华人民共和国大陆第一条OLED中试生产线(见图6),开始有小批量单色产品进入市场仪器仪表领域,成为中华人民共和国大陆第一家可以生产和销售自产OLED产品公司,产品获得多家客户承认。
,维信诺与清华大学成立了联合实验室,共同开发有机发光显示技术。
截至3月,维信诺科技联合清华大学有机光电联合实验室共同申请了46项专利,其中有8项国际专利,内容覆盖材料、器件构造、器件工艺和驱动电路等技术领域,至今,已有20项专利获得授权,拥有十多项核心专利技术。
此外,在中试生产线上,维信诺科技突破并掌握了批量生产核心技术,丰富和积累了大量OLED量产工艺及技术Know-how,完善了技术成果向产业化充分转化。
图1北京维信诺科技有限公司研制出OLED软屏
清华大学和维信诺公司先后承担了国家计委、国家发改委、科技部“863”筹划、信息产业部和北京市科委等各种重大重点创新项目,开发出高清晰度26万色96×64、128×160全彩OLED和单色128×64柔软点阵OLED显示屏样品,研究成果达到国际先进水平。
当前,维信诺公司正在进行OLED大规模生产线筹办,预测建成投产第一条PMOLED生产线。
上海大学于1990年开始OLED研究工作,已研制出白色发光器件和绿色矩阵显示屏件。
绿色器件半亮度寿命已达到14000小时,红色器件半亮度寿命为7500小时,蓝色器件半亮度寿命为1016小时,白色器件半亮度寿命不不大于小时。
上海大学与中华人民共和国航天科工集团公司于9月联合组建了“上海航天上大欧德科技有限公司”,以进行OLED中试研究和批量生产。
吉林大学从1994年开始在新型OLED材料开发及性能研究方面开展了进一步系统研究工作,在新型电致发光配合物材料方面获得了某些有创新性成果,特别在蓝光配合物材料方面获得了某些突破,还研制出96×64像素、辨别率为3条线/毫米有机发光显示屏。
图2柯达推出全球第一款OLED屏数码相机
在TFT技术方面,吉林省彩晶数码高科显示屏有限公司当前已具备制作供大面积平板显示屏使用非晶硅TFT技术和设备,其成品率可以达到80%以上,为国内开展低温多晶硅TFT-OLED研究打下了良好基本。
中科院长春光机与物理所在稀土发光材料研究方面获得重大进展,1996年开展非晶硅TFT器件研究工作,1999年开始进行多晶硅TFT驱动技术研究工作并获得初步成果。
图3SonyMZ-RH10MD,这是MD中第一次采用5行OLED屏幕
华中科技大学从20世纪80年代末开始开展非晶硅TFT有源矩阵液晶显示屏研究,在非晶硅、多晶硅薄膜和TFT研究与制备、AMLCD和多晶硅TFT集成一体化技术方面,具备了良好基本。
成都电子科技大学通过近年来科研工作,在材料、器件和低温多晶硅TFT等方面获得了一定进展。
南开大学与香港科技大学合伙,于去年获得了一项国家自然科学基金委联合摸索研究多晶硅TFT-OLED项目,现已就TFT驱动单元新型构造和矩阵特性进行从多晶硅TFT物理模型建立到模仿计算和仿真研究工作。
图41月三星推出了21英寸OLED面板
北方交通大学在近年研究无机电致发光基本上,在有机/无机复合发光器件研究方面获得了某些创新性成果。
华南理工大学在高分子材料制备方面获得了明显进展,合成出了红绿蓝三基色高分子荧光材料,红光材料点致发光(EL)效率达到2.5%。
此外,中科院化学所、长春应化所、华东理工大学在新型小分子发光材料和高分子发光材料方面进行了大量研究,并获得了某些重要研究成果。
图5中华人民共和国大陆第一种OLED超净实验室
在产业化方面,信利半导体引进了一条小批量OLED生产线,当前正在进行产品及市场方面开发,信利筹划今年年终开始引进大规模生产线,来年10月份投产。
(2)技术差距及因素分析
当前国内OLED技术和产业化整体水平与国外仍有两年左右差距,但是在某些核心技术上已经具备国际先进水平,获得了一定研究成果。
例如,在器件构造方面,国内开发单层构造器件突破了老式双层和多层构造专利技术,减少材料、设备和工艺过程,大大减少了成本;在材料方面,吉林大学在世界范畴内率先开展了三线态磷光材料性能研究,维信诺和清华大学联合开发具备自主知识产权红光材料在启动电压为2.4V时,最高亮度达到7280cd/m2,而国外红光材料在启动电压为3.5V时,最高亮度只能达到4300cd/m2;在OLED彩色化方面,国内也已经开发出高清晰度26万色全彩OLED样品,追上了世界水平;在大尺寸显示屏开发方面,国外已经开发出24.2英寸小分子OLED样品和40英寸高分子OLED样品,但是大尺寸技术还不成熟,寿命和成品率问题预计还需5~时间才干解决。
但同国际前沿有机发光显示技术比较,国内还存在某些明显技术差距,其突出体现为:
有机发光红绿蓝三色材料解决方案不完善,无法提供具备实用性蓝光发光材料,磷光材料红绿蓝三色实用化材料还没有开发成功。
国内有机发光显示材料研发和生产脱节,研发机构有诸多,但是OLED材料生产厂商却很少,更缺少有机发光显示材料下游厂商,材料评估和产业化有障碍。
与国外相比,国内有机发光显示材料方面拥有知识产权较少,需要加快研发进度。
在驱动IC方面,全球已有多家公司在从事OLED驱动IC设计和生产,而国内只能从国外引进驱动IC;在大尺寸和彩屏技术上,由于设备条件相对落后,资金投入相对缺少,当前还同国外发展有很大差距。
这些环节上存在局限性,都一定限度地制约了国内有机发光技术发展。
图6中华人民共和国大陆第一种OLED中试线
(3)产业差距及因素分析
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- LED 关键技术 参数