解码显示介质（二）——LED

   大家好！我们今天继续介绍显示介质。今天我们来看一下很多大型显示设备应用的LED显示技术。这是一种自发光的显示技术，相比于液晶，LED更适用于强光下的显示用途。

图为全彩LED显示屏

   LED显示屏，英文名称为LED panel，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、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图象显示屏，一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。目前已经达到的超高亮度全彩色视频显示的水平，可以说能够满足各种应用条件的要求。其应用领域已经遍及各个领域。

图为LED单色显示屏

   LED显示屏通过信号传输方式不同分为同步和异步控制方式。前者需要计算机实时传输数据到LED显示屏的控制卡，控制卡里的寄存器暂时存储一部分数据内容，并通过一系列的译码呈现在屏幕上。而异步控制方式则需要寄存器存储所有显示内容。故异步控制方式曾不适合用于显示图片、视频等数据量较大内容的全彩LED显示屏。随着科技的进步，寄存器容量越来越大，目前这两种控制方式正有融合的趋势。

   LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。

LED显示屏又可分为静态屏与扫描屏。所谓静态屏，就是每个象素点的R/G/B LED都有一个独立的控制端，图像在一帧内整个屏幕是同时显示。所谓扫描屏，是指几行R/G/B LED共用一个控制端，这几行又通过时序供电达到显示完整图像的目的。举个例子：以1/4扫描为例，先将一帧时间分为4份，在0到1/4时间内先显示第一行，1/4到2/4时间内就显示第二行，以此类推。很明显，在这种情况下，图像在一帧内不是整个屏幕同时显示，而是先显示1/4的图像再显示另1/4图像，经过4个1/4时间后就显示了完整图像。不难理解，在R/G/B LED同等峰值电流下，1/4扫描屏的耗电仅为前面静态屏的1/4，当然此时的亮度也仅为前者的1/4。扫描屏由于多行共用一路控制端，所以其恒流控制电路将大大减少，成本也就随之降低。

图为1/4扫LED显示屏电路图

一个1/4扫的LED显示屏的原理是这样的，在1帧图像内每行电源V1到V4按控制要求各开启1/4的时间。其优点是可以更有效地利用LED的显示特性以及降低硬件成本。其缺点是在1帧图像内，每行LED只能显示1/4的时间，如：帧频为50Hz时，每行的显示时间为Tm=1000/（50×4）=5ms；若采用更高的帧频或扫描级数进一步增加，那显示时间将会更短，如50Hz帧频，1/16扫描时，Tm=1.25ms。随着Tm的变短，行电源波形的上升、下降沿的品质对系统的正常运行就将是至关重要的。

通过PMOS管开关来实现扫描显示的LED扫描屏，由于PMOS关断时电源线处于三态状态和LED寄生电容存在,电源线上的电压不会马上降低，在下一帧时可能会导致显示错误（即拖尾现象）。

应用中在每行扫描线中加入消隐电路，以在一定程度上提高扫描帧频。但是这又带来了新的问题，因为使用时间变长、温度升高、LED品质等各种问题，会有LED的反向漏电变大，在传统消隐电路后形成漏电回路，从而导致不该发光的象素点亮，由黑点变为亮点，在黑暗状态下阵列变亮会带来所谓的“毛毛虫”问题，即坏点。这一故障也成为了LED显示屏使用一段时间之后的通病。

  不管如何，LED显示技术以其点间距越来越小，像素密度越来越高，以及性能越来越稳定使得它逐渐替代了大型显示设备中液晶的地位，而且LED显示屏也容易做得面积更大。LED使光源与显示介质合二为一，亮度更亮、色彩更鲜艳。LED技术正改变着我们的生活。

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