小間距LED顯示屏的演變歷程及發展趨勢
LED是一種二極管,有P-N結的結構,在兩極之間加上特定電壓后,可以使得電子從高能級向低能級躍遷,根據能量守恒定律,將釋放出光能,而不同的材料具有不同的禁帶寬度(Bandgap),決定了當墊子發生能級躍遷時所釋放出光的波長,形成不同顏色的可見光。
LED的歷史已達百年,而技術取得突破,實現大規模商用則是在近些年。自英國人HenryJosephRound在1907年首次在破化娃中觀察到電致發光現象后,LED技術已經經歷了長期發展和改進,目前已廣泛應用于液晶顯示背光光源、室內外照明和信息圖像顯示等領域。
LED的下游應用廣泛,其中照明、背光和顯示占比最高,這一點可以從LED封裝器件的細分領域比重看出。根據LEDinside的預測,2014年高亮度LED封裝器件的全球產值將達到144億美元。在各下游應用中,LED顯示屏用封裝器件的占比12%,對應產值約17.3億美元,對應約107億元人民幣。預計隨著更小間距LED顯示屏的出現,LED顯示屏應用開始從室外走入室內,應用領域顯著拓寬,未來數年內的高增速有望使得LED顯示在LED全部下游應用中的占比提高。
LED顯示技術的演變
LED顯示屏相比其他顯示技術,具有自發光、色彩還原度優異、刷新率高、省電、易于維護等優勢,但是高亮度、可實現超大尺寸這兩個特性,是決定LED顯示屏在過去高速增長的根本因素,在超大屏幕室外顯示領域,目前沒有技術能夠與LED顯示相抗衡。但是在過去,LED顯示屏也有其不足,比如封裝器件(燈珠)之間間距大,造成分辨率較低,只適合室外遠距離觀看;若想提高分辨率,需要縮小燈珠之間間距,隨著燈珠的尺寸縮小,雖然能夠提升整屏分辨率,但是成本也會快速上升,過高的成本使得小間距的LED顯示屏不具備大規模商用基礎。然而,這一問題到了現在已經明顯改善,與LED照明類似,半導體屬性的LED顯示隨著技術進步,成本快速下降,目前更小間距的顯示屏售價已經降低到具有大規模普及的基礎。
根據顯示顏色,可以將LED顯示屏分為單基色LED顯示屏、雙基色LED顯示屏和全彩LED顯示屏。
在LED顯示屏領域,最早出現的是單色(紅色或綠色)和雙色(紅色加綠色)顯示屏,由封裝好的燈珠組成矩陣式屏幕,主要用來顯示文本信息以及簡單的圖形,至今仍廣泛應用于火車、汽車站等交通樞紐的信息顯示、銀行、保險公司等業務大廳。
隨著LED技術的進步,能夠更好顯示復雜圖像的全彩顯示屏開始出現,在一個封裝器件中包含了紅光、綠光和藍光三種芯片,構成三原色,通過調節三顆芯片的電流以實現每個芯片發出不同強度的光,這樣就能夠實現成千上萬種色彩的顯示。
由于LED顯示的特性,目前主要應用于大尺寸、遠距離顯示,多數用于戶外而較少用于戶內。從下游應用來看,廣告用途占比達到三分之一,主要安裝于人流量較高的地方,如大型商業中心,LED顯示屏的高亮度和優異的色彩還原能力,使得其用于室外廣告宣傳能夠獲得彳艮好的視覺效果。
第二大應用領域是體育場館,如足球聯賽球場和NBA賽場的顯示屏等,除了用于廣告之外,還可以用于實現比分顯示和鏡頭回放等。LED顯示屏用于舞臺表演,其高亮度、高色域和對比度能夠很好地烘托現場氣氛。此外,隨著成本的逐年下降,常規信息顯示也已經開始大規模采用LED顯示屏。
小間距LED顯示
隨著LED全彩顯示屏封裝器件體積縮小,加上整屏成本快速下降,更小點間距的產品不斷進入市場,LED顯示屏的應用開始從室外走入室內。
室外顯示和室內顯示因其應用環境不同,對顯示屏的要求有較大差別,其中分辨率,也即像素點間距就是一個重要因素。對于LED顯示屏來講,每一個自發光的封裝器件——燈珠,就是一個像素點,因此兩個燈珠之間的距離決定了LED顯示屏在單位面積下的分辨率。一般業內會以燈珠間的距離來標明產品的型號,如P10產品表明屏體兩個燈珠間的距離是10mm(毫米)。
由于室外空間較大,受眾的觀看距離一般較遠,而人的肉眼有一定分辨極限,因此在遠距離觀看時,即使LED顯示屏的點間距較遠,也能夠滿足要求。而由于室內空間有限,觀看距離一般要小于室外,因此需要點間距更小的顯示屏才能夠滿足用戶對分辨率的要求,否則將影響觀看效果。