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高密度LED显示屏灰度显示方案设计

导读: 深入研究LED器件的半导体特性,对高密度L ED 矩阵显示屏提出了实现灰度显示的解决方案,并给出了测试电路对该方案进行验证。实验表明,通过这种方案实现的LED灰度显示可以同时兼顾显示屏的亮度和灰度。

  深入研究LED器件的半导体特性,对高密度L ED 矩阵显示屏提出了实现灰度显示的解决方案,并给出了测试电路对该方案进行验证。实验表明,通过这种方案实现的LED灰度显示可以同时兼顾显示屏的亮度和灰度。

  信息显示是信息科学技术的重要环节之一,光电综合显示作为人机联系的桥梁得到了越来越广泛的应用。在相当长的一段时间内,信息显示技术停留在阴极射线显像管(CRT) 时代,但CRT 作为真空器件,其自身一些固有的缺点限制了它在某些领域的应用范围。为了解决CRT 显示器带来的这些问题,国内外都在加紧进行平板显示器( FDP) 的研制与开发。在众多的FDP 中,发光二极管(LED) 显示器有其自身固有的一些优点:工作电源低、响应速度快、工作温度范围宽、全固体器件功耗低、体积小、抗冲击、高可靠、寿命长等。同时它本身就是半导体器件,故可与IC 电路完全兼容,控制和驱动电路易集成在平板显示器中,进一步降低显示器的体积,也可以方便实现信号的多路传输。在深入研究LED 器件发光特性的基础上,介绍了一种在高位高密度LED 平板显示器上实现灰度显示的解决方案,并对该方案进行了实验验证,实验表明,通过这种方案实现的LED 灰度显示可以同时兼顾显示器的亮度和灰度。

  1 、LED 点阵灰度级产生原理

  LED 点阵的每一个像素点由红(R) 、绿( G) 、蓝(B) 三色LED 组成,对应着视频图像的一个像素点。在与计算机CRT 同步显示时,若L ED 点阵每一个像素的红、绿、蓝LED 的发光亮度随CRT 对应像素点R、G、B 信号变化而变化,就能同步显示出相应的CRT 图像。若用灰度级来描述单色LED 的亮度变化,则灰度级越多,图像色彩就越多,层次越丰富。LED 正向伏安特性与普通二极管大致相同,电压的开启点以前无电流,电压一旦超过开启点便显示出导通特性,这时正向电流I与正向电压U 的关系式如下:

  式中m 为复合因子, I0为反向饱和电流, UT =kT/e 称为温度电压当量,在热力学温度T = 300 K时,UT = 26 mV1 在宽禁带半导体中, 当I <0. 1 mA时,通过结内深能级进行复合的空间复合电流起支配作用,这时m = 2 ;电流增大后扩散电流占优势时m = 1.U 为外加电压。

  由图1 可以看出,L ED 从导通开始直到它不被烧毁的最大电流为止,其伏安特性一般是线性的。在这个线性区域内,L ED 的发光强度基本正比于它的电流强度1有两种方法实现L ED 的亮度控制:

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