LED亮度是LED显示屏亮度的重要决定因素。LED亮度越高,使用电流的余量越大,对节省耗电、保持LED稳定有好处。LED有不同的角度值,在芯片亮度已定的情况下,角度越小,LED则越亮,但显示屏的视角则越小。一般应选择100度的LED以保证显示屏足够的视角。针对不同点间距和不同视距的显示屏,应在亮度、角度和价格上找到一个平衡点。
LED单管亮度物理上限制了屏的高亮度,而实际亮度影响因素还有扫描方式,信号点亮效率,色彩校正因素等。选择的符合色彩和亮度要求的某个亮度值,led显示屏的高亮度可以表示为:Lm=(η*L* gmax)/S,Lm 是实际需要的显示屏亮度值,L是所选LED的亮度,η是屏体信号点亮效率,gmax是色彩校正因素,S是系统的扫描方式(可取1,2……)。在进行全彩LED显示屏设计应用时,在选择单基色的亮度的时候,我们需要考虑三基色的白平衡亮度的问题,尽量使三基色的标称值接近3:6:1(红:绿:蓝)。
受半导体技术和封装技术的限制,早期的LED灯管光效低,红、绿、蓝基色的发光强度小, 所以整个显示屏的亮度值低是主要问题。由于灯管光效低,为了满足显示屏亮度需要,LED驱动电流设定值一般较高,电流设定高必然导致LED工作温度升高,这将不利于显示屏的长期使用;通过恰当设计像素点组合来提高像素点亮度,如采用多个LED灯管串联来提高单基色的亮度值,从而达到提高led显示屏的亮度,是以前工程应用中常使用的设计方法,但是这样必然增加整个显示屏的成本。随着LED芯片及封装技术的发展,LED灯管的光效得到大大提升,已经完全能够满足led显示屏的户内外的亮度需求,并且可以将LED的工作电流设定在额定安全工作电流之下以确保系统可靠性。
用于室外的led显示屏应该在阳光下也能观看,所以亮度必须与背景有亮度差(比)。如果显示的是文字可以是2:1,如果是图像其中还有差别,经验上10:1是容许的低限度,20:1是标准,希望在40:1以上。在暗室测定大图像信号输入的亮度Lm及某种外光无信号亮度Lb,然后可以计算出对比度V=(Lm+Lb)/Lb.实际工程中从结构上,增加面罩的色深,增加面罩的帽檐和反光台阶的设计,均可以有效地提高户外显示屏的对比度效果。
led显示屏点阵模块驱动一般采用恒流驱动芯片来完成,该芯片内部包括串行移位寄存器、串并转换和恒流驱动等功能电路组成如图一所示。恒流芯片是将控制器的亮度信号转换成驱动LED发光的恰当的驱动电流的转换器件。恒流器件的开关恒流的品质因素将影响led显示屏的有效亮度。特别是当显示屏的刷新频率和显示灰度级数越高的情况下,恒流芯片将更加明显地影响整个显示屏的亮度。如图一所示,显示屏的供电电压V-LED也将是影响亮度的一个重要因素之一,特别是当其电压低于LED正常导通电压时,LED发光效果受到影响,从而影响了整个显示屏的亮度。
综上所述,为了解决显示屏应用出现的亮度问题,我们可以采取的切实可行的举措包括:采用高亮度晶片,高取光率选LED灯管,在保证白平衡亮度要求的同时设计预先留足余量;进行恰当的像素点组合设计,保证像素点合理的出光视角,通过灯的合理排布和结构设计,增加显示屏的视觉对比度;选用高品质的恒流驱动芯片,进行合理的驱动电流和电压设计,以保证LED高效的驱动。
当然,保证LED高效的驱动需要企业强大的研发和技术实力为支撑,LED显示行业经过近几年的高速发展,也成长起来了一批优秀的显示屏应用及显示光源封装企业,如显示光源封装企业--柏狮,经过数年的发展壮大,现在拥有自己的显示研发实验室,致力于LED显示技术的研究,并联合国内着名重点科研院所进行了大量的led显示屏应用方面的技术研究工作。