LED 显示屏制作过程研究

张 兰

（浙江方泰显示技术有限公司，浙江 温州 325011）

近年来LED 显示屏的应用非常广泛，市场规模快速增大。但是根据笔者对于市场上LED 显示屏产品的了解，不少产品在设计制作方面对于节能问题不够重视，而很多用户在订购产品时对能耗问题也不甚了解。实际上，虽然LED 器件以其节能和寿命长而著称，但是在显示屏产品的设计制作过程中，如果方法不当，仍会造成能源的极大浪费。对于节能问题忽视的直接后果就是能源的浪费、LED 亮度衰减加快、器件寿命缩短、显示屏寿命降低。下面我们从几个方面来讨论显示屏设计制作和使用过程中的节能问题。

1 显示屏控制系统设计描述

1） 地址生成部分是显示屏控制系统中最重要的部分，这部分的主要作用是要通过视频输入接口信号的PCLK（像素时钟）、HS（行同步信号）、DCLK（读时钟）生成整个系统的存地址，并且由DCLK 信号生成的读地址还用根据显示屏单元板上恒流驱动芯片的具体控制灯点位置顺序做一个相应的地址变换。这也是我们所说的“顺存跳读”这个设计步骤十分关键，读地址的地址变换必须要结合灯板设计，否则在成像时就会产生错误，造成图像错乱。2）存储部分显示屏的存储在原理上采用的是“乒乓存储”原理，即一个存储器写入时，一个存储器进行读操作，当反转信号作用时，两个存储器进行转换，读操作的存储器改成写操作，写操作的存储器改成读操作。每个存储器内永远只存储一帧的图像。作为控制两个存储器反转的信号及反转信号由VS（帧同步信号）产生。3）伽马校正数据生成在处理与颜色空间有关的问题时，“γ”校正是一种关键的技术。因为人眼对亮度的感受和显示本身存在的非线性。这种现象表现在两方面：人眼对亮度的感受是非线性的，而物理输出设备（例如CRT 和LCD）对亮度的显示也是非线性的。人们发现巧合的是，人的视觉对亮度的灵敏度特性几乎恰好与CRT 的输出特性相反。换句话说，显示器的亮度大约与输入的模拟信号电压的γ 次方成正比。

2 LED 显示屏制作过程

2.1 系统硬件设计

P10 室外全彩LED 显示屏由单元板，电源设备，外框，ADM 控制卡和信号连接线组成。本项目选择室外全彩LED显示屏常用的P10 单元板，即选取像素间距为10mm 单元板，像素点由红色、绿色和蓝色组成。LED 显示屏由8 个P10 单元板组成，LED 显示屏的供电方式采用5-200 一S 型显示专用电源，即DC5V40A 电源DC5V40A 电源的功率为200W，P10 室外全彩LED 显示屏的一个单元板功率约为38W，所以需要配备2 个DC5V40A 电源P10 室外全彩LED显示屏外框采用A107 型型材，即9x2.5cm，壁厚09mm，配ABS 角。由于本项目采用8 块P10 室外全彩单元板组成，所以其型材尺寸为横向长度为133cm，纵向长度为32cm。

2.2 LED 显示屏的安装环境

LED 显示屏的安装环境差别很大，有的环境光线充足，有的环境幽暗。因此在设计制作和使用过程中，根据环境确定显示屏的亮度，以达到节电目的。在幽暗的环境下，适当降低显示屏的亮度，既节电又让人感觉画面很舒服。

2.3 LED 显示屏组装

在已经做好的条屏边框后用钻尾螺丝固定五个铁质背条。注意背条放置方向严格竖直，以免使表框受力不均而发生扭曲或变形，两个钻尾螺丝分别固定在卜下水平条屏边框的背部。将ADM 控制卡以及8 块单元板背面组装卜螺丝和磁铁并将单元板按正确方向固定在背条上。在条屏边框上固定5-200-5 型显示屏专业电源。正确连接电源线到各个单元板上，连接控制卡与PC 之间数据传输线，控制卡与单元板之间数据线以及单元板与单元板之间数据线。

2.4 LED 显示屏的亮度自动调节

LED 显示屏定时或自动调节亮度，既能使人观看显示屏时有舒服感，又能起到有效节电的作用。因此，显示屏的控制系统应具有自动亮度调节功能或通过软件时亮度调节的功能。在人员培训时，要教会他们如何正确使用这些功能。

2.5 胶膜厚度的理论设计

记录过程中，参考光束与物光束干涉的结果形成了驻波干涉的周期分布，因此，在记录介质内部交替地产生强曝光面和弱曝光面。经显影及定影处理后，介质的折射率出现周期性变化，其中，折射率的极大值对应于强曝光面，极小值对应于弱曝光面，在全息图内部形成沿光栅矢量方向周期性变化的折射率调制。把具有这种折射率分布结构的全息图看作是折射率高低交替变化的分层光学介质膜系，那么就可以应用薄膜干涉理论加以分析。这就是分层介质膜理论模型的基本思想。由于前面所述的原因，实际制作的DCG 反射全息图的折射率调制和调制面间距的变化是不均匀的，对分层介质膜理论模型来说，即相当于一折射率和厚度变化的不规则膜系。对不规则膜系光学特性的分析，要分别计算每一膜层的特征矩阵，过程复杂、计算量大。而且，我们要对全息图内部每一部分的折射率和条纹间距的变化归纳总结出确定的规律是不可能的。我们注意到，从空气-胶膜面到胶膜-基底面，折射率调制度由大到小变化，而条纹间距由小到大变化，这两种变化导致光在介质中传播的光程几乎不发生变化，为此，我们大胆地提出了均匀光学厚度的假设。

3 结语

LED 显示屏由硬件部分和软件部分组成。本文以P10 室外全彩LED 显示屏为例，硬件部分由8 块P10 单元板、5-200-S 型显示屏专业电源、A107 型号型材配ABS 角和信号连接线组成，软件部分由ADM 控制卡对应的LED 控制卡V1.0组成，通过组装调试，完成了LED 显示屏的制作。本文的研究为LED 显示屏制作方面提供了一定的技术参考。