創意LED顯示屏廠家而言，LED球形屏、立方體、圓錐體、圓柱屏等創意LED顯示屏產品的出現使社會不斷求新求異、彰顯個性的文化需求。而對于創新LED行業者—抓住了創意產品的市場需求，開始已經走在了行業的前沿。 
  LED背景新聞演播室，說明LED屏在電視演播室越來越被受青睞，然而在LED屏使用過程中電視畫面效果卻差異很大，有的自始至終畫面色彩鮮艷、清晰穩定;有的是遠景時畫面小看不清。這就要求我們在LED屏的選型和使用過程中要注意幾點問題。

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大廳LED屏使用過程中需注意的幾點
1.拍攝距離要合適
正如前面談論點間距和填充系數所提到的，不同點間距、不同填充系數的LED屏，合適的拍攝距離是不一樣的。以點間距為4.25毫米、填充系數為60%的LED顯示屏為例，被拍人物與屏之間的距離在4—10米比較合適，這樣拍攝人物時就能得到比較出色的背景畫面。如果人物離屏太近，在拍攝近景時，背景就會出現顆粒感，也容易產生網紋干擾。
2.點間距要盡可能小
點間距是LED屏相鄰像素中心點之間的距離。點間距越小，單位面積的像素就越多，分辨率就越高，拍攝距離就可以越近，當然其價格也就越貴。目前國內電視臺演播室里使用的LED屏的點間距多為2—8毫米，要認真研究信號源的分辨率和點間距之間的關系，爭取做到分辨率*，達到點對點顯示，從而實現的效果。
3.色溫要調節好
演播室使用LED屏作為背景時，其色溫應與演播室內燈光色溫*，才能在拍攝中得到準確的色彩再現。演播室的燈光根據節目需求，有時使用3200K低色溫燈具，有時使用5600K高色溫燈具，LED顯示屏則需調節至相應的色溫，從而獲得滿意的拍攝效果。
4.保證要有良好的使用環境
LED屏的壽命和穩定性都與工作溫度有密切的關系。如果實際工作溫度超過了產品規定的使用范圍，不僅其壽命會縮短，產品本身也會受到嚴重的損壞。另外，灰塵的威脅也不容忽視。灰塵太多，會使LED屏熱穩定性下降甚至產生漏電，嚴重時會導致燒毀；灰塵還會吸收水分，從而腐蝕電子線路，造成一些不易排查的短路問題，所以要注意保持演播室的清潔。 
LED屏沒有拼縫，能使畫面更加*;功耗更低、熱量更小，節能環保;其具有良好的*性，能保證畫面的無差別展示;箱體尺度小，便于背景屏構成流暢造型;色域覆蓋率高于其他顯示產品;擁有更佳弱反光特性的優勢，且運行可靠性高，后期運營維護成本低。 
當然擁有這么多優點的LED屏也必須得用得好才能讓它的優勢表現得淋漓至盡。因此在電視節目中使用LED屏，我們要選擇合適的LED屏，深入了解它們的特點，針對不同的演播室條件、節目形式和要求來選擇技術產品作為背景，讓這些新技術zui大限度地發揮其優勢。
小間距LED顯示屏給芯片端帶來的挑戰 
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。高亮度、通過拼接可實現超大尺寸這兩個特性，是LED顯示屏在過去二十年高速增長的決定性因素。在超大屏幕室外顯示領域，迄今還沒有其他技術能夠與LED顯示技術相抗衡。
  但是在過去，LED顯示屏也有其不足，比如封裝燈珠之間間距大，造成分辨率較低，不適合室內和近距離觀看。為了提高分辨率，必需縮小燈珠之間間距，但是燈珠的尺寸縮小，雖然能夠提升整屏分辨率，成本也會快速上升，過高的成本影響了小間距LED顯示屏的大規模商業應用。
  近幾年來，借助于芯片制造和封裝廠商、IC電路廠商和屏幕制造廠商等的多方努力，單封裝器件成本越來越低，LED封裝器件越來越小，顯示屏像素間距越來越小、分辨率越來越高，使得小間距LED顯示屏在戶內大屏顯示方面的優勢越來越明顯。
  目前，小間距LED主要應用于廣告傳媒、體育場館、舞臺背景、市政工程等領域，并且在交通、廣播、*等領域不斷開拓市場。預計到2018年，市場規模接近百億。可以預測，在未來幾年內，小間距LED顯示屏將不斷擴展*，并擠占DLP背投的市場空間。據光大證券研究所預測，到2020年，小間距LED顯示屏對DLP背投的替代率將達到70%~80%。
  筆者從業于藍綠LED芯片制造行業，從事產品開發工作多年。下面從產品設計、工藝技術的角度來論述小間距LED顯示屏的發展對藍綠LED芯片提出的需求，以及芯片端可能采取的應對方案。
小間距LED顯示屏對LED芯片提出的需求 
  作為LED顯示屏核心的LED芯片，在小間距LED發展過程中起到了至關重要的作用。小間距LED顯示屏目前的成就和未來的發展，都依賴于芯片端的不懈努力。
  一方面，戶內顯示屏點間距從早期的P4，逐步減小到P1.5，P1.0，還有開發中的P0.8。與之對應的，燈珠尺寸從3535、2121縮小到1010，有的廠商開發出0808、0606尺寸，甚至有廠商正在研發0404尺寸。
  *，封裝燈珠的尺寸縮小，必然要求芯片尺寸的縮小。目前，市場常見小間距顯示屏用藍綠芯片的表面積為30mil2 左右，部分芯片廠已經在量產25mil2 ，甚至20mil2 的芯片。
另一方面，芯片表面積的變小，單芯亮度的下降，一系列影響顯示品質的問題也變得突出起來。
  首先是對于灰度的要求。與戶外屏不同，戶內屏需求的難點不在于亮度而在于灰度。目前戶內大間距屏的亮度需求是1500 cd/m2 -2000 cd/m2左右，小間距LED顯示屏的亮度一般在600 cd/m2 -800 cd/m2 左右，而適宜于*注目的顯示屏亮度在100 cd/m2 -300cd/m2 左右。
  目前小間距LED屏幕的難題之一是“低亮低灰”。即在低亮度下的灰度不夠。要實現“低亮高灰”，目前封裝端采用的方案是黑支架。由于黑支架對芯片的反光偏弱，所以要求芯片有足夠的亮度。
  其次是顯示均勻性問題。與常規屏相比，間距變小會出現余輝、*掃偏暗、低亮偏紅以及低灰不均勻等問題。目前，針對余輝、*掃偏暗和低灰偏紅等問題，封裝端和IC控制端都做出了努力，有效的減緩了這些問題，低灰度下的亮度均勻問題也通過逐點校正技術有所緩解。但是，作為問題的根源之一，芯片端更需要付出努力。具體來說，就是小電流下的亮度均勻性要好，寄生電容的*性要好。
  第三是可靠性問題。現行行業標準是LED死燈率允許值為萬分之一，顯然不適用于小間距LED顯示屏。由于小間距屏的像素密度大，觀看距離近，如果一萬個就有1個死燈，其效果令人無法接受。未來死燈率需要控制在十萬分之一甚至是百萬分之一才能滿足*使用的需求。
  總的來說，小間距LED的發展，對芯片段提出的需求是：尺寸縮小，相對亮度提升，小電流下亮度*性好，寄生電容*性好，可靠性高。
芯片端的解決方案  
1. 尺寸縮小芯片尺寸縮小
  表面上看，就是版圖設計的問題，似乎只要根據需要設計更小的版圖就能解決。但是，芯片尺寸的縮小是否能無限的進行下去呢？答案是否定的。有如下幾個原因制約著芯片尺寸縮小的程度：
（1）封裝加工的限制。封裝加工過程中，兩個因素限制了芯片尺寸的縮小。一是吸嘴的限制。固晶需要吸取芯片，芯片短邊尺寸必須大于吸嘴內徑。目前有性價比的吸嘴內徑為80um左右。二是焊線的限制。首先是焊線盤即芯片電極必須足夠大，否則焊線可靠性不能保證，業內報道zui小電極直徑45um；其次是電極之間的間距必須足夠大，否則兩次焊線間必然會相互干擾。
（2）芯片加工的限制。芯片加工過程中，也有兩方面的限制。其一是版圖布局的限制。除了上述封裝端的限制，電*小，電極間距有要求外，電極與MESA距離、劃道寬度、不同層的邊界線間距等都有其限制，芯片的電流特性、SD工藝能力、光刻的加工能力決定了具體限制的范圍。通常，P電極到芯片邊緣的zui小距離會限定在14μm以上。
  其二是劃裂加工能力的限制。SD劃片+機械裂片工藝都有極限，芯片尺寸過小可能無法裂片。當晶圓片直徑從2英寸增加到4英寸、或未來增加到6英寸時，劃片裂片的難度是隨之增加的，也就是說，可加工的芯片尺寸將隨之增大。以4寸片為例，如果芯片短邊長度小于90μm，長寬比大于1.5:1的，良率的損失將顯著增加。
基于上述原因，筆者大膽預測，芯片尺寸縮小到17mil2后，芯片設計和工藝加工能力接近極限，基本再無縮小空間，除非芯片技術方案有大的突破。
2. 亮度提升
亮度提升是芯片端永恒的主題。芯片廠通過外延程式優化提升內量子效應，通過芯片結構調整提升外量子效應。
  不過，一方面芯片尺寸縮小必然導致發光區面積縮小，芯片亮度下降。另一方面，小間距顯示屏的點間距縮小，對單芯片亮度需求有下降。兩者之間是存在互補的關系，但要留有底線。目前芯片端為了降低成本，主要是在結構上做減法，這通常要付出亮度降低的代價，因此，如何權衡取舍是業者要注意的問題。
3. 小電流下的*性
所謂的小電流，是相對常規戶內、戶外芯片試用的電流來說的。如下圖所示的芯片I-V曲線，常規戶內、戶外芯片工作于線性工作區，電流較大。而小間距LED芯片需要工作于靠近0點的非線性工作區，電流偏小。
  在非線性工作區，LED芯片受半導體開關閾值影響，芯片間的差異更明顯。對大批量芯片進行亮度和波長的離散性的分析，容易看到非線性工作區的離散性遠大于線性工作區。這是目前芯片端的固有挑戰。
應對這個問題的辦法首先是外延方向的優化，以降低線性工作區下限為主；其次是芯片分光上的優化，將不同特性芯片區分開來。
4. 寄生電容*性
目前芯片端沒有條件直接測量芯片的電容特性。電容特性與常規測量項目之間的關系尚不明朗，有待業者去總結。芯片端優化的方向一是外延上調整，一是電性分檔上的細化，但成本很高，不*。
5. 可靠性
芯片端可靠性可以用芯片封裝和老化過程中的各項參數來描述。但總的說來，芯片上屏以后的可靠性的影響因素，重點在ESD和IR兩項。
  ESD是指抗靜電能力。據IC行業報道，50%以上芯片的失效與ESD有關。要提高芯片可靠性，必須提升ESD能力。但是，在相同外延片，相同芯片結構的條件下，芯片尺寸變小必然帶來ESD能力的削弱。這是與電流密度和芯片電容特性直接相關的，無法抗拒。
IR是指反向漏電，通常是在固定反向電壓下測量芯片的反向電流值。IR反映的是芯片內部缺陷的數量。IR值越大，則說明芯片內部缺陷越多。
  要提升ESD能力和IR表現，必須在外延結構和芯片結構方面做出更多優化。在芯片分檔時，通過嚴格的分檔標準，可以有效的把ESD能力和IR表現較弱的芯片剔除掉，從而提升芯片上屏后的可靠性。
LED顯示屏灰度等級和灰度原理
 灰度就是灰階是指一個色彩由淺到深能有多少種明暗程度。對于使用數據化的顯示屏技術而言，灰度是顯示色彩數的決定因素。一般而言灰度越高，顯示的色彩越豐富，畫面也越細膩，更易表現豐富的細節。
灰度成像原理
灰度等級主要取決于系統的數模轉換位數。當然系統的視頻處理芯片、存儲器以及傳輸系統都要提供相應位數的支持才行。 目前led顯示屏主要采用： 
一、8位處理系統，也即256（2的8次方）級灰度。簡單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。
二、10位處理系統，也即1024（2的10次方）級灰度。簡單理解就是從黑到白共有1024種亮度變化。
三、12位處理系統，也即4096（2的12次方）級灰度。簡單理解就是從黑到白共有4096種亮度變化。
四、14位處理系統，也即16384（2的14次方）級灰度。簡單理解就是從黑到白共有16384種亮度變化。 
led顯示屏亮度等級如何鑒別
亮度鑒別等級是指人眼能夠分辨的圖像從zui黑到zui白之間的亮度等級。前面提到顯示屏的灰度等級有的很高，可以達到256級甚至1024級。但是由于人眼對亮度 的敏感性有限，并不能*識別這些灰度等級。也就是說可能很多相鄰等級的灰度人眼看上去是一樣的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。對于顯示屏，人眼識別的 等級自然是越多越好，因為顯示的圖像畢竟是給人看的。人眼能分辨的亮度等級越多，意味著顯示屏的色空間越大，顯示豐富色彩的潛力也就越大。亮度鑒別等級可 以用的軟件來測試，一般顯示屏能夠達20級以上就算是比較好的等級了。 
現在國內一些控制系統供應商所謂的4096級灰度或16384級灰度或更高都是指經過非線性變換后灰度空間大小。4096級是采用了8位源到12位空間的非 線性變換技術，16384級則是采用8位到16位的非線性變換技術。由8位源做非線性變換，轉換后空間肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一樣， 這個參數也不是越大越好，一般12位就可以做足夠的變換了。 
環境亮度對于屏體有哪些亮度要求？
一般亮度要求如下：
（1）室內：>800CD/M2
（2）半室內：>2000CD/M2
（3）戶外（坐南朝北）：>4000CD/M2
（4）戶外（坐北朝南）：>8000CD/M2
紅綠藍在白色構成方面有什么樣的亮度要求？ 
紅、綠、藍在白色的成色方面貢獻是不一樣的。其根本原因是由于人類眼睛的視網膜對于不同波長的光感覺不同而造成的。經過大量的實驗檢驗得到以下大約比例，供參考設計： 
簡單紅綠藍亮度比為：3：6：1
精確紅綠藍亮度比為：3.0：5.9：1.1
led顯示屏的灰度和亮度之間互相關聯又有著各自的區別，灰度和亮度都不是數值越大越好。
  小間距LED顯示屏憑借著真正的無縫拼接、高性價比、出眾的顯示效果等優點，已經被越來越多地應用在控制室、指揮大廳、會議中心等關鍵場合。 
1、圖像拼接處理器的要求 
隨著LED顯示屏像素間距不斷變小，觀看距離不斷拉近，為了達到出色的顯示效果，不但要求LED顯示屏本身在圖像處理和拼裝工藝上精益求精，對LED顯示屏前端的圖像拼接處理器(以下簡稱拼接器)也提出了更高的要求：
(1)證輸出同步性，避免拼接畫面不同步現象;
(2)優化圖像處理算法，使經過縮放處理的圖像保持高清晰度;
(3)自定義輸出分辨率，應對LED顯示屏物理分辨率不規則的特點。
2、應用于小間距LED顯示屏的拼接處理技術
2.1 拼接器與小間距LED顯示屏的配合使用
拼接器的一個關鍵應用是可以輸出多路DVI信號，對矩陣排列的多個顯示屏進行拼接顯示，使之成為邏輯上的一個完整的顯示區域。 
對于LED顯示屏而言，我們可以將一臺LED控制器所驅動的顯示區域定義為一個獨立的LED顯示屏，當前的LED控制器采用DVI/HDMI作為信號輸入接口，支持zui大的輸入分辨率為1920×1200@60Hz，zui大帶寬為165MHz，所驅動的LED顯示屏zui大物理分辨率為1920×1200。 
多功能廳LED大屏幕價格高清LED全彩顯示屏設計施工廠家隨著LED小間距產品的顯示面積越來越大，幾十平方米的項目屢見不鮮，LED顯示屏的物理分辨率往往會超過1920×1200，即每一塊超大規模的LED顯示屏，都是由若干個LED控制器所驅動的若干個獨立的顯示區域組成的，對于拼接器的應用而言，只需要對應LED控制器的數量提供若干個DVI輸出接口，并對整個LED屏幕進行拼接顯示即可。 
拼接器在小間距LED顯示屏的應用中，有幾個關鍵技術值得關注：
(1)信號的輸出同步性 
拼接器的多路DVI信號輸出，必然存在信號的同步性問題。不同步的信號輸出到LED顯示屏上，在拼接處就會出現畫面撕裂現象，在播放高速運動的圖像時尤為明顯。如何保證信號的輸出同步性，成為衡量一個拼接系統成敗的關鍵。 
(2)圖形處理算法 
我們知道，點對點的圖像顯示效果是的，經過縮小處理后的圖像，如果僅采用普通的圖形處理技術或通用的FPGA圖形處理算法，圖像的邊緣會出現鋸齒，甚至會出現像素缺失，圖像的亮度也會下降。而的圖像處理芯片或利用復雜圖形處理算法的FPGA系統會zui大限度的保證縮小后圖像的顯示效果。因此，好的圖形處理算法是一款應用于小間距LED顯示屏的拼接器的關鍵技術。
(3)非標準分辨率的輸出 
小間距LED顯示屏是由一塊一塊相同規格的顯示單元矩陣拼接而成，每個顯示單元尺寸和物理分辨率是固定的，但是拼接起來的整個大屏幕，往往不是一個標準的物理分辨率。比如，顯示單元的分辨率為128×96，只能拼成1920×1152，卻拼不出1920×1080。在超大規模的拼接系統里，每臺LED控制器所驅動的LED顯示區域可能不是標準的分辨率，這個時候，拼接器具有非標準分辨率的輸出就顯得關鍵，它可以幫助我們快速找到合適的拼接方式，從而合理的分配資源，有效節約LED控制器和傳輸設備的使用數量。
2.2 應用于小間距LED顯示屏的拼接器
目前拼接器可分為四類，即嵌入式純硬件架構、PCI-E總線架構、分布式網絡架構、混合架構。
(1)嵌入式純硬件架構
整機結構通常會采用“背板+信號采集板+主控板+信號輸出板”的設計，信號采集板進行諸如視頻采集、縮放、疊加、格式轉換等信號處理工作，通過背板總線將經過處理的信號傳送給主控板的FPGA信號處理系統，通過嵌入式ARM系統實現對主控FPGA配置、與上位PC機通信、系統間的數據交換等功能，通過信號輸出板將信號輸出給顯示終端。 
純硬件架構拼接器的結構相對簡單、不容易出現系統故障;采集板和輸出板可熱插拔，易于更換;可實現多路、多格式信號的采集和處理;背板交換式技術和輸出板卡統一時鐘技術確保了多路信號輸出的同步性;每一路DVI輸出信號的分辨率均可自定義，符合LED顯示屏的拼接特點。
諸多特點使純硬件架構迅速成為當今拼接器領域的主流之一。但是，由于采用了FPGA作為核心的圖像處理單元，算法的優劣決定了一款拼接器處理效果的好壞，尤其是圖像縮放的算法，如何進行優化以達到更清晰的顯示效果，已經成為判定純硬件拼接器產品價值的重要指標。
(2)PCI-E總線架構 
通常總線架構的拼接器采用PCIExpress技術，可用數據帶寬高達上百Gbps。主機配備高性能的CPU及大容量內存，可根據應用領域的不同預裝不同的操作系統(如64位的Windows7)，并可直接運行各種應用程序。拼接器配備多張高性能的圖形輸出卡，每張輸出卡擁有超高的內部帶寬及顯存，并且所有的輸出圖像都被同步以消除顯示單元間的圖像撕裂。同時還配有多張輸入卡，支持多種信號格式，并能夠對輸入信號進行圖像處理。
PCI-E總線架構拼接器就是一臺高性能的計算機，所有組件都選用各大硬件廠商和成熟的技術，比如CPU可選用In，顯卡可選用英偉達。所有計算機領域的*也能夠被快速的融合進來。這使得PCI-E總線架構拼接器在運算速度、圖像處理、操作方式等方面具有*的優勢。 
PCI-E總線架構拼接器門檻很低，對于簡單的應用，一臺工控機，加上一個專業的多通道輸出顯卡即可實現。 
另一方面，如何解決系統穩定性問題，如何設計一款直觀且功能強大的控制軟件，如何解決高總線帶寬下數據傳輸的各種問題等，都需要強大的研發團隊和雄厚的資金基礎，同時需要經驗的積累。就是說，的PCI-E總線架構拼接器不但需要滿足信號采集、處理、拼接等zui基本的應用，在系統穩定性、軟件易用性等方面的設計等方面都需要更多的投入，才能使拼接器滿足各種嚴苛的應用環境。 
但是要注意，總線架構拼接器大多采用Windows操作系統，一旦受到病毒攻擊可能致使系統癱瘓，停止顯示。而且，由于采用了定制的圖形顯卡，各輸出通道的分辨率一般需要符合VESA(視頻電子標準協會)標準，不能定義非標準的分辨率輸出，也不能定義每個通道不同的分辨率。
(3)分布式網絡架構
分布式網絡架構拼接器通常采用節點式硬件結構，每個輸入、輸出節點獨立分開，通過雙絞線接入中心交換機，對數據進行交互傳輸。
其核心是一套*的視頻編解碼技術，通過各種信號輸入節點，將采集到的DVI、VGA、YPbPr、CVBS、3G-SDI等信號進行處理和編碼，通過的網絡通訊協議，將編碼后的視頻流經中心交換機傳輸到輸出節點解碼，并轉換為DVI數字信號輸出到顯示終端。 
輸出節點的同步性成為了該系統應用的關鍵。一種辦法是通過網絡直接發送同步碼，實現多臺輸出節點的同步輸出。但是由于網絡誤碼率的存在，這種方式運行一段時間后，還是會出現輸出不同步現象。另一種辦法是通過SYNC接口將多臺輸出節點進行物理連接，選擇一臺輸出節點作為主機，向其他輸出節點主動發送同步碼，從而使所有輸出節點同時接收到同步信號，實現真正的幀同步輸出，確保顯示圖像完整，屏幕拼接處無撕裂。 
目前分布式網絡架構拼接系統的應用越來越多，由于其分布式的特點，便于整個建筑里的綜合布線和不同區域的多個顯示終端集中管理。配合*的可視化軟件的幫助，可向用戶提供人性化、可視化、綜合化的服務。 
但是，受限于帶寬和編解碼技術，分布式網絡架構目前還不支持雙鏈路DVI數字信號和HDMI信號的接入。同時，由于編碼、處理、解碼、信號同步輸出等環節均需要幀緩存，因此在數據的實時性方面與其它幾種拼接技術相比存在差距。另外，在需要顯示的點對點數超過1920×1200分辨率的圖像時(需要兩臺以上的信號輸入節點)，無法保證多路同步源輸入信號的再同步輸出。
(4)混合架構 
混合架構，一般指以上三種拼接技術之中的兩種或兩種以上相結合的拼接器或拼接系統。 
比如PCI+硬件背板總線架構拼接器，它的系統控制和圖像處理分別獨立實現。PCI總線負責系統控制，并在后臺運行操作系統;硬件背板總線負責視頻圖像處理，系統允許對大量的高分辨率輸入信號進行同步處理，同時仍能在全幀速下保持實時的操作性能和圖像質量，同時確保輸出信號的同步性。針對重要應急場所，可以確保*黑屏，即便PCI總線負責的操作系統發生故障或病毒感染，通過的背板圖形處理總線，也能夠確保任何時刻顯示外來視頻圖像。 
通過混合架構，可以綜合應用，取長補短，*地增加了系統的穩定性。這也是今后拼接技術的發展方向，具有更為廣闊的應用空間。
3、小間距LED顯示屏的應用
目前，小間距LED顯示屏的應用很廣泛，它包括但不限于：*演習指揮系統、公共安全顯示指揮系統、電力調度系統、交通路網及航空監控顯示系統、能源行業生產調度系統、政府及企事業單位會議顯示系統、廣播電視傳媒顯示系統、公共場所信息發布系統。
作為新一代背景墻顯示終端，小間距LED顯示屏正在為各行各業的關鍵系統提供優質的服務。