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1、高清晰高清晰LEDLED 大屏幕显示控制技术大屏幕显示控制技术郑喜凤郑喜凤 研究员研究员中科院长春光学精密机械与物理研究所中科院长春光学精密机械与物理研究所 长春希达电子技术有限公司长春希达电子技术有限公司 2012.7.302012.7.30报告主要内容报告主要内容LED显示现状及应用领域 LED显示控制技术发展趋势和最新进展 LED集成化技术和工艺 LED逐点一致化校正技术 LED显示驱动控制技术 LED显示控制系统 总结和展望 LEDLED全彩色大屏幕平板显示器在亮度和色彩全彩色大屏幕平板显示器在亮度和色彩 鲜艳度方面鲜艳度方面具有一定的优势具有一定的优势。 LEDLED大屏幕显示面积可
2、以任意扩展。大屏幕显示面积可以任意扩展。 LEDLED全彩色大屏幕平板显示器在大面积、超全彩色大屏幕平板显示器在大面积、超 大面积的应用领域具有很强的竞争力大面积的应用领域具有很强的竞争力。 LEDLED大屏幕高端产品，具有高画质、高适用大屏幕高端产品，具有高画质、高适用 性等突出特点性等突出特点, ,在国内外的广告、演出、赛在国内外的广告、演出、赛 事、政务公告、交通枢纽、金融交易等领事、政务公告、交通枢纽、金融交易等领 域具有广阔的应用前景。域具有广阔的应用前景。LEDLED显示现状及应用领域显示现状及应用领域LEDLED显示现状及应用领域显示现状及应用领域 LEDLED大屏幕显示大屏幕显
3、示产产品像素尺寸小型化。品像素尺寸小型化。 像素点间距像素点间距3mm3mm向向1mm1mm方向发展方向发展。 LEDLED显示产品达到显示产品达到100100英寸以上时，已经成英寸以上时，已经成为真正意义上的高清电视产品。为真正意义上的高清电视产品。 显示技术、制造工艺的提升使真正显示技术、制造工艺的提升使真正LEDLED平板平板电视的时代开始到来。电视的时代开始到来。LEDLED显示现状及应用领域显示现状及应用领域LED集成化集成化 技术工艺技术工艺LED 逐点一致化逐点一致化 校正技术校正技术易于加工易于加工 降低成本降低成本可靠性高可靠性高 易于维护易于维护高密度像素阵列高密度像素阵列
4、 混色性好混色性好高精灰度显高精灰度显 示控制技术示控制技术LED显示控显示控 制集成系统制集成系统LED显示显示 支撑技术支撑技术LED数字数字 采集技术采集技术LEDLED显示控制技术发展趋势和最新进展显示控制技术发展趋势和最新进展 LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺 LEDLED显示器亮度色度校正控制技术显示器亮度色度校正控制技术 高精灰度与高刷新率显示控制技术高精灰度与高刷新率显示控制技术 LEDLED显示控制集成系统显示控制集成系统 LEDLED显示器亮度色度数字采集处理技术显示器亮度色度数字采集处理技术 LEDLED高质量图像显示支撑技术高质量图像显示支撑技术 分立式分立
5、式LED 表贴三合一表贴三合一LED “集成三合一”“集成三合一” LEDLEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺NP5NP5- -SMDSMD、 NP6NP6- -SMD SMD 、 NP7.62NP7.62- - SMDSMDWP25WP25- -DMDM、WP20WP20- -DMDM、WP16WP16- -DMDM、 WP10WP10- -DMDMNP10NP10- -IMIM、NP8.5NP8.5- -IMIM、NP7.62NP7.62- -IMIM、NP6NP6- - IMIM、NP3.98NP3.98- -IMIM、NP4.75NP
6、4.75- -IMIM、NP3NP3- -IMIM、 NP2.5NP2.5- -IMIM户外分立户外分立集成三合一集成三合一表贴三合一表贴三合一“ “集成三合一集成三合一”被中国科学院录入被中国科学院录入20082008科学发展报告科学发展报告2008/05/20LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺 LED排列成标准大小矩阵。排列成标准大小矩阵。 点阵内行向有共用电极，引线少，简化了加工工艺点阵内行向有共用电极，引线少，简化了加工工艺。 显示模组焊接管脚与显示模组焊接管脚与LED管芯分离，提高了整屏的稳定性管芯分离，提高了整屏的稳定性。 模块化方式的集成，显示像素中包含红、绿、蓝三颗管
7、芯，模块化方式的集成，显示像素中包含红、绿、蓝三颗管芯， 近似为面光源，无“肩臂遮挡”效应，混色性极佳。近似为面光源，无“肩臂遮挡”效应，混色性极佳。集成三合一型集成三合一型LED封装封装LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺2012年年P3全彩色全彩色LED户内显示屏户内显示屏2012/07/22卧式显示屏卧式显示屏立式显示屏立式显示屏LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺2012年年P3全彩色全彩色LED户内显示屏侧面户内显示屏侧面2012/07/22左左80度度右右60度度右右85度度LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺红基色校正前红基色校正前红基色校正后红基色校正后
8、点间距点间距3mm全彩色全彩色LED户内显示屏红基色校正前后对比户内显示屏红基色校正前后对比LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺绿基色校正前绿基色校正前绿基色校正后绿基色校正后点间距点间距3mm全彩色全彩色LED户内显示屏绿基色校正前后对比户内显示屏绿基色校正前后对比LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺蓝基色校正前蓝基色校正前蓝基色校正后蓝基色校正后点间距点间距3mm全彩色全彩色LED户内显示屏蓝基色校正前后对比户内显示屏蓝基色校正前后对比LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺2012/07/22屏幕白场校正前屏幕白场校正前屏幕白场校正后屏幕白场校正后点间距点间距3mm全
9、彩色全彩色LED户内显示屏屏幕白场校正前后对比户内显示屏屏幕白场校正前后对比LEDLED集成化技术和工艺集成化技术和工艺点间距点间距3mm全彩色全彩色LED户内显示屏户内显示屏LEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏均匀性问题产生的原因显示屏均匀性问题产生的原因 LED器件是半导体器件，本身存在离散性、衰减器件是半导体器件，本身存在离散性、衰减 性、不一致性性、不一致性，加上，加上模块化的组装方式，使模块化的组装方式，使LED 显示屏模块内和模块间存在不一致性。显示屏模块内和模块间存在不一致性。 考虑到考虑到LED的衰减因素，出厂时校正均匀的的衰减因素，出厂时校正均匀的LE
10、D 显示屏在经过一定使用周期后，发光器件的衰减，显示屏在经过一定使用周期后，发光器件的衰减， 加上维修、更换模组等会给显示屏带来一块块的加上维修、更换模组等会给显示屏带来一块块的“补丁”，使“补丁”，使LED屏的显示质量下降。屏的显示质量下降。LEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏均匀性解决方法显示屏均匀性解决方法 校正技术出现前。校正技术出现前。通常的解决方法是采用分光分色通常的解决方法是采用分光分色 工艺工艺筛选筛选LED,选出亮度颜色接近的选出亮度颜色接近的LED,然后采用然后采用 无无序序混编混编的的方法方法，可消除大面积的可消除大面积的“马赛克”“马赛克”，但，
11、但 实际上并未实际上并未消除消除不均匀不均匀性。性。 此外此外，LED屏幕屏幕像素亮度随时间的衰减速度各不像素亮度随时间的衰减速度各不 相同，相同，一定使用期后一定使用期后，屏幕均匀度不断变差，这是屏幕均匀度不断变差，这是 原有技术不能克服的问题原有技术不能克服的问题。 LED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术。这是提高屏幕均匀度。这是提高屏幕均匀度 的新技术，具有很好的前景。该技术涉及的领域较的新技术，具有很好的前景。该技术涉及的领域较 广，技术方面有一定的复杂性。广，技术方面有一定的复杂性。LEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏亮度逐点一致化校正解决方案显示屏亮度逐
12、点一致化校正解决方案 2003年开始研究一致化校正的技术。年开始研究一致化校正的技术。 2006年国内首次推出该项技术年国内首次推出该项技术。 亮度修正算法表示为：。亮度修正算法表示为：。LEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏亮度逐点一致化校正解决方案显示屏亮度逐点一致化校正解决方案 将屏幕各个将屏幕各个像素基色的亮度都像素基色的亮度都控制为控制为该基色整屏像素的最小该基色整屏像素的最小 亮度亮度(Lk)min，达到全屏亮度均匀性校正的目的。，达到全屏亮度均匀性校正的目的。kiikkkkikikkkkkkkkkkEEEEEEEEELLLLLLLLLLLLLLLE)( )(
13、 )()( )( )()( )( )()L/()( )/()( )/()()L/()( )/()( )/()()L/()( )/()( )/()(ijk2k12jk22k211jk12k11ijmink2mink1min2jmink22mink21min1jmink12mink11minLEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏亮度逐点一致化校正解决方案显示屏亮度逐点一致化校正解决方案 将屏幕各个将屏幕各个像素基色的亮度都像素基色的亮度都控制为控制为该基色整屏像素的最小该基色整屏像素的最小 亮度亮度(Lk)min，达到全屏亮度均匀性校正的目的。，达到全屏亮度均匀性校正的目的。
14、minminminminminminminminminijk22k1112jk2222k212111jk1112k1111)( )( )()( )( )()( )( )()()(L )()( )()()()(L )()( )()()()(L )()( )()(kkkkkkkkkkijkikiikikjkkkkjkkkkLLLLLLLLLEELELEELELEELELLLEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏亮度逐点一致化校正解决方案显示屏亮度逐点一致化校正解决方案 修正误差修正误差 量化误差量化误差 LED显示屏上同基色发光管显示时，各个像素点单位图像数显示屏上同基色发光管
15、显示时，各个像素点单位图像数 据的发光亮度表示为据的发光亮度表示为Li，显示屏上单位图像数据的最小亮度，显示屏上单位图像数据的最小亮度 值为值为Lmin，且，且data代表图像数据值。那么对亮度修正参数进代表图像数据值。那么对亮度修正参数进 行量化后得到量化值与实际值对应的亮度误差为：行量化后得到量化值与实际值对应的亮度误差为：LEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏亮度逐点一致化校正解决方案显示屏亮度逐点一致化校正解决方案 修正误差修正误差 截断误差截断误差 由于数字化由于数字化的修正，修正后的图像数据必须以正整数的形式的修正，修正后的图像数据必须以正整数的形式 存在。且该误差量值表示为：存在。且该误差量值表示为： 经量化和应用过程中，引起的亮度误差值可表示为：经量化和应用过程中，引起的亮度误差值可表示为：LEDLED逐点一致化校正技术逐点一致化校正技术LED显示屏亮度逐点一致化校正解决方案显示屏亮度逐点一致化校正解决方案 修正误差修正误差 量化精度量化精度 标定显示白光的明度值为标定显示白光的明度值为100，如果红、绿
