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什麼是LED？

ivan — Fri, 13 Apr 2007 08:46:37 +0000

LED是发光二极体( Light Emitting Diode, LED)的简称，也被称作发光二极管，这种半导体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板，但目前随着技术增加，已经能作为光源使用，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时～10 万小时的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电，同时拥有环保无汞、体积小、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等优点。

随着白光LED的出现与更多科技的导入，目前在家用电器及笔记本电脑的指示灯、汽车防雾灯、室内照明等照明设备日渐蓬勃，LED的应用越来越普遍。

LED的发明

在1955年时，美国无线电公司（Radio Corporation of America）的Rubin Braunstein发现了砷化鎵（GaAs）与及其他半导体合金的红外线放射作用，而1962年美国通用电气公司（GE）的Nick Holonyak Jr则开发出可见光的LEDLED。不过，LED真正的起飞是在1990年代白光LED出现后，才开始渐渐被重视，而应用面越来越广。

LED的发光原理

LED是一种可以将电能转化为光能的电子零件，并同时具备二极体的特性，也就是具备一正极一负极，LED最特别的地方在于只有从正极通电才是会发光，故一般给予直流电时，LED会稳定地发光，但如果接上交流电，LED会呈现闪烁的型态，闪亮的频率依据输入交流电的频率而定。LED的发光原理是外加电压，让电子与电洞在半导体内结合后，将能量以光的形式释放。目前全球产业所发展出的不同种类LED能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线，而业界也有紫色～紫外线的LED，近年来LED最吸引人的发展是在蓝光LED上涂上萤光粉，将蓝光转化成白光的白光LED产品。LED之所以被称为世纪新光源，原因在于LED具备点光源与固态光源的特性，能够节省能源、高耐震、寿命长、体积小响应快速、并且色彩饱和度高。

LED的顏色：

由于随着LED的制造材料不同，产生出来的光子拥有的能量也不同，故业界透过制造材料来控制LED发光的波长，进而产生拥有不同光谱与顏色的各种LED。

全球第一颗LED采用的材料是砷(As) 化鎵(Ga)，工作电压为1.424V，其发出的光线为红外光谱。之后，业界发展出以磷(P)化鎵(Ga)作为LED的材料，工作电压为2.261V，发出的光为绿光。业界早期就透过这2种型态LED所需的材料，调配出从红外线到绿色光范围内所有波长的LED产品，发展出常见的红光LED、黄光LED、橙光LED等等，这3大类LED因为使用了鎵、砷、磷3种元素，故被称为3元素LED，而蓝光LED、绿光LED与红外光LED则被称为2元素LED。业界后来发展出采用混合铝(Al)、钙(Ca) 、銦(In)和氮(N)共4种元素的4元素LED，就能够发出所有可见光范围与部份紫外线光谱的光线。

LED的亮度：

在讨论LED产品会看的发光亮度有3种单位，分别是照度单位勒克司（Lux）、光量单位流明（Lumen；lm）、发光强度单位烛光（Candle power；CD），3种单位各自有适合使用的领域，但是在数值上是互通的。

1 CD表示完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方公分面积的发光强度。适合用在主动发光灯具领域，如白热灯泡。

1 lm表示1 CD光照射在距离为1公分，面积为1平方公分平面上的光量。适合用在反射灯具与穿透灯具领域，如投影机。

1 Lux表示指1 Lm光量均匀分佈在1平方米面积上的照度。适合用在摄影领域。

一般而言，单一LED的发光强度以CD为单位，并配上视角参数，而LED的发光强度从各位数mCD到5,000mCD不等。厂商在标示LED单一产品时，其发光强度规格是说LED在20mA电流下点亮时，最佳视角上和中心位置上发光强度最大点的发光强度。

LED的节能效益

基于环保立场以及节约能源诉求，全球各国政府重视LED与节能灯具带来的经济与节能效益，而厂商也看好这次照明革命的商机而纷纷投入。除了欧盟与美国国会均进行阶段性禁止白炙灯泡的使用外，目前已经有加拿大宣佈2010年全面禁用白炙灯泡，而美国加州在内的部份州，也要在2012年禁止白炙灯泡，而澳洲则宣佈在2010年全面禁止贩售白炙灯泡，中国、日本也有LED的奖励方案在规划中。

虽然目前市面上已经有另一种节能灯具产品省电型萤光灯（CFL），但由于其照明品质仍旧不够，啟动时间较一般白炙灯泡长，而且不能调整光源输出亮度，普及度仍不够高。LED则具备更多的节能效益，并且藉由技术的提昇，亮度已经达到让人满意的程度，但价格高昂是一大问题，未来随着全球LED厂商的量产脚步加快，价格降低后可加速LED灯具的普及程度。

LED的寿命：

一般LED的发光寿命很长，产品大多标明为100,000小时以上，但事实上LED的亮度是会衰减的，在运用一段时间后，亮度会衰捡到原本的一半或甚至更少。但所幸随着业界技术的进步，减少LED亮度衰减问题的方案很多。在生产过程中，选用如4元素LEC材料能够拥有较久的亮度衰减週期，而厂商使用的LED工艺与成品究竟能耐用多久有很大的关係，配色也是LED厂的生产关键。

LED的使用寿命，比一般白炙灯泡的1,000小时、日光灯具的1万小时，LED使用寿命可达5万小时，大幅降低灯具替换的成本。这项特性帮助LED 灯具在价格竞争上，有了将一般灯泡替换成LED的好理由，更可藉由这项优势，让许多原本因经济考量而不能全天开啟的环境，藉由LED照明让公共或私人场所更安全。比如说公共停车场、冰箱等等应用范围，美国最大零售业者威名百货（Wal-Mart），日前就已经将该公司的冷冻设备改採省电的LED产品。

LED较明显的缺点就是散热问题，不当的散热将导致LED灯具的光度与使用寿命衰减，所幸这部份藉由新技术的加持，渐渐也有了显着的改善。

LED的应用：

除了我们熟知的各种电子产品上面的LED指示灯外，LED屏幕、LED照明、液晶屏幕用的LED背光源、手机上按键的LED背光、新世代的OLED屏幕、PLED屏幕等等各式各样关于LED的应用正逐渐稳定的发展中，部份领域的LED应用因为市场发展趋于成熟，普及的速度开始加快，也无形中创造出惊人的商机。

目前高亮度白光LED光源，是目前美欧日LED大厂竞相研发的重点，预估到了2011年后，LED将在一般照明市场中大规模普及。虽然亚洲在2006年高亮度的生产规模占全球76％市佔率，不过白光LED光源专利为日本的日亚化（Nichia）和T.G.、美国的Cree以及欧洲的Philips Lumileds和Osram五大厂所掌握；中游模组虽无标准规格，但仍为国际大厂包括National、Laminar、Osram、Lumiled、 Vishay所主导；美国与日本也开始积极制订照明应用器具安规及能源标准。

LED现阶段最大的应用是手机按键的背光源，各种电子展品的指示灯，而最近应用在广告看板的大型LED屏幕，还有应用在液晶屏幕的背光源也越来越受到瞩目，LED的应用面日趋广泛。预估在2007下半年可以看到更多LED产品的问世，而2008年LED照明产品能够进一步地下降到部份消费者能接受的程度，未来的发展端看各国政府积极应用LED于公共事业的速度，可望加速LED价格的下滑，当消费者采用的程度也提高，届时产生的经济效益与节能效益很可观。

LED的全球市场发展：

在2005年时，全球高亮度LED市场规模达58亿美元，2006年达到66亿美元，预估2011年可增加到106亿美元，平均年增长率（AAGR）为10.2%。高亮度LED的出货量2005年达到48亿个，计2006年增加到65亿个，预估2011年达到88亿个，平均年增长率为10.3%。2005年LED的基板材料销售额超过10亿美元，2006达到11亿美元，预估2011年18亿美元，平均年增长率为9.7%。

台湾方面在2006年的LED照明光电产值为新台币210亿元，2010年将提升到930亿元，2015年更可达到5400亿元。在上游光源部分，台湾产量为全球第一，2006年高亮度LED产值不含手机应用高达新台币150 亿元。台湾上游LED光源产业居全球重要地位，因为在红、绿光LED技术上处于领先位置。下游应用台湾照明生产品质佳，价格与全球通路是优势。台湾厂商在液晶面板（LCD）的背光模组全球市佔率达到48％，故台厂藉此切入开发LED背光模组也是一项优势，而车用LED产品也被视为重点项目之一。

预估2007年起LED将可逐步代现有白炽灯，2011年起逐步取代萤光灯。欧盟自2007年起逐步淘汰白炽灯泡，澳洲宣示从2010年起全面禁用白炽灯泡，故LED市场前景十分值得期待。未来5年市场应用应以LED看板或显示的背光源、车用与一般照明为市场发展主力。

LED屏幕/显示屏常见故障处理手段

ivan — Fri, 29 Aug 2008 09:21:28 +0000

1、点阵数位混合LED屏幕(显示屏)故障的情况很多，分别整理如下：
a.LED显示幕整屏抖动、闪烁，原因是机内卡，T型卡不正常，更换卡。
b.数位显示部分亮度不对，T型卡电位器调整不误或损坏要重新调整，更换T型卡。
c.某行文字出现显示异常，比方说某档股票资讯异常亮，行短路要排除。
d.LED某笔不亮、有虚焊或LED坏，补焊，更换LED。
e.行情显示位置错误，T型卡位址跳位元错误，更新调整。

2、全彩LED屏幕(显示屏)故障：
如果LED屏幕出现全白或花屏现象，有两种处理方法：
a.运行一次驱动软体，进行校正、测试与復原。
b.确认信号线是否插好。

如果LED显示幕出现全黑等无数据显示，检查电源是否开啟。
如果LED显示幕某一区域出现花屏，检查屏幕后面扁平线是否插实。如室内LED显示幕出现某一行常亮或不亮，是显示板的二极体出现故障。

判断问题必须先主后次方式的处理，将明显的、严重的先处理，小问题后处理。短路应为最高优先顺序，相关的方法如下：

1、电阻检测法：将万用电表调到电阻档，检测一块正常的电路板的某点的到地电阻值，再检测另一块相同的电路板的同一个点测试与正常的电阻值是否有不同，若不同则就确定了问题的范围。
2、电压检测法：将万用电表调到电压档，检测怀疑有问题的电路的某个点的到地电压，比较是否与正常值相似，否则确定了问题的范围。
3、短路检测法：将万用电表调到短路检测挡（有的是二极体压降档或是电阻档，一般具有报警功能），检测是否有短路的现象出现，发现短路后应优先解决，使之不烧坏其他器件。该法必须在电路断电的情况下操作，避免损坏表。
4、压降检测法：将万用电表调到二极体压降检测档，因为所有的IC都是由基本的眾多单元件组成，只是小型化了，所以在当它的某引脚上有电流通过时，就会在引脚上存在电压降。一般同一型号的IC相同引脚上的压降相似，根据引脚上的压降值比较好坏，必须电路断电的情况下操作。该方法有一定的侷限性，比如被检测器件是高阻的，就检测不到了。

检测LED频闪与频闪效应的方法

ivan — Wed, 27 Aug 2008 03:19:20 +0000

LED频闪效应指的是两个概念。一是频闪：即电光源光通量波动的深度，波动深度越大，频闪深度越大。二是频闪效应：即电光源频闪在人视觉上产生的负效应。频闪深度越大，负效应越大，危害越严重。频闪与频闪效应，跟电光源种类，及其技术性能具有直接的关係。不同种类与不同技术性能的电光源，其频闪与频闪效应程度也不同。

频闪实际上是照明光源对眼睛的一种刺激感知。人眼对光源频闪的感知主要依赖于光源亮度的振幅和频率。光源亮度振幅又通常用振幅的调制百分比和它的亮度值来表示。实验证明，照明光源的频率不同使人眼可察觉频闪振幅调制的閾值百分比也不同。在频率低于15Hz时对振幅调制度要求较高，即使较小振幅调制度就会感知频闪，但当光源振盪频率达到50Hz以上，人眼就不易察觉到频闪。通过实验知道，光源亮度愈高，其临界闪烁频率会相应提高。另外，如果光源振盪频率更高就不易察觉频闪。但当用照明光源来观察一个旋转物体时，人眼可察觉光源频闪就不是以50Hz为界限了。

一、检测评价工具
直观检测与评价频闪与频闪效应的工具，通常采用频闪检测专用陀螺。

二、检测标准
是乙太阳光为标准的。太阳光的光通量是平滑稳定的，没有频闪与频闪效应危害。节能灯的光通量平滑稳定度，越接近太阳光，节能灯的频闪深度越小，频闪效应危害越小。

三、检测与评价的方法
1.先在太阳光底下选定一个平面，将专用检测陀螺放在平面上旋转。专用检测陀螺上的图案，是多道黑白相间的光环。在旋转的全过程中，陀螺上的图案，并不随着旋转的速度而发生变化，而是稳定固定。这种黑白相间，并且稳定固定的光环图案、色彩现象，表明太阳光没有频闪与频闪效应危害。
2.在室内选定一个平面，在上方垂直吊掛一盏高压汞灯，和多隻不同厂家牌号的节能灯，并将节能灯编号。对高压汞灯和多隻不同厂家牌号的节能灯，实施独立的开关控制。
3.点亮高压汞灯，将专用检测陀螺，放在高压汞灯下旋转。专用检测陀螺会产生多道色彩不同的光环，并且各道光环，会随着陀螺旋转速度的变化，表现出旋转方向、旋转速度、色彩的随机变化。这种图案、色彩的丰富变化现象，表明高压汞灯频闪与频闪效应危害非常严重。
4.分别点亮节能灯，分别旋转专用检测陀螺。专用检测陀螺的图案、色彩，会分别产生下列变化的现象。
a、专用检测陀螺只产生多道黑白相间的光环，并且黑白相间的光环，随着陀螺旋转速度的变化。其旋转方向、旋转速度、色彩均不变化，稳定固定，近似于在太阳光底下的效果。表明这只节能灯，没有频闪与频闪效应危害。
b、专用检测陀螺产生多道色彩不同的光环，并且各道光环，会随着陀螺旋转速度的变化，表现出旋转方向、旋转速度、色彩的随机变化，仅仅是色彩顏色较淡。表明这只节能灯仍产生频闪与频闪效应危害。
c、在仍然产生频闪与频闪效应危害的节能灯中。色彩顏色相对较浓的节能灯，频闪与频闪效应危害相对严重些。色彩顏色相对较淡的节能灯，频闪与频闪效应危害相对轻一些。

用频闪检测专用陀螺，评价节能灯频闪与频闪效应，直观筒便，易于操作。在实际照明节电工程设计中，应选用没有频闪效应危害的绿色光源，构建一个明亮、清晰、舒适的照明环境。

LED指示灯在网路卡中的作用

ivan — Tue, 26 Aug 2008 03:36:01 +0000

一般来讲，每块网路卡(NIC)都具有1个以上的LED（Light Emitting Diode，发光二极体）指示灯，用来表示网卡的不同工作状态，以方便我们查看网卡是否工作正常。典型的LED指示灯有Link/Act、Full、 Power等。Link/Act表示连接活动状态，Full表示是否全双工(Full Duplex)，而Power是电源指示等。

在正常情况下，在不传送资料时，网卡的指示灯闪烁较慢，传送资料时，闪烁较快。无论是不亮，还是长亮不灭，都表明有故障存在。如果网卡的指示灯不正常，需关掉电脑更换网卡。对于Hub的指示灯，凡是插有网线的埠，指示灯都亮。由于是Hub，所以，指示灯的作用只能指示该埠是否连接有终端设备，不能显示通信状态。

LED应用在这类产品的指示灯时，所选用的LED产品等级普遍是比较一般的产品，像是Lamp型LED。而比较高阶的网路卡产品，会采用SMD型LED，除了省空间外，使用的电流也会比较小。

除了手机背光以外，SMD型LED也很适合担任各种电子装置的指示灯，普遍是绿色、红色、橘色、蓝色等顏色，价格上的差异日益缩小化。

浅谈LED工艺技术

ivan — Mon, 25 Aug 2008 02:47:41 +0000

LED的应用面很广，然而芯片本身价格过高和发光效率有待提升的问题，始终困扰着LED照明技术的推广普及。发光效率要提升，就要有效增加取出效率。而LED的发光顏色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，制造LED的材料不同，可以产生具有不同能量的光子，藉此可以控制LED所发出光的波长，也就是光谱或顏色。

一、透明衬底技术
InGaAlP LED通常是在GaAs衬底上外延生长InGaAlP发光区GaP窗口区制备而成。与InGaAlP相比，GaAs材料具有小得多的禁带宽度，因此，当短波长的光从发光区与窗口表面射入GaAs衬底时，将被悉数吸收，成为器件出光效率不高的主要原因。在衬底与限制层之间生长一个布喇格反射区，能将垂直射向衬底的光反射回发光区或视窗，部分改善了器件的出光特性。一个更为有效的方法是先去除GaAs衬底，代之于全透明的GaP晶体。由于芯片内除去了衬底吸收区，使量子效率从4％提升到了25-30％。为进一步减小电极区的吸收，有人将这种透明衬底型的InGaAlP器件制作成截角倒锥体的外形，使量子效率有了更大的提高。

二、金属膜反射技术
透明衬底工艺首先起源于美国的HP、Lumileds等公司，金属膜反射法主要有日本、台湾厂商进行了大量的研究与发展。这种工艺不但迴避了透明衬底专利，而且，更利于规模生产。其效果可以说与透明衬底法具有异曲同工之妙。该工艺通常谓之MB工艺，首先去除GaAs衬底，然后在其表面与Si基底表面同时蒸镀Al质金属膜，然后在一定的温度与压力下熔接在一起。如此，从发光层照射到基板的光线被Al质金属膜层反射至芯片表面，从而使器件的发光效率提高2.5倍以上。

三、表面微结构技术
表面微结构工艺是提高器件出光效率的又一个有效技术，该技术的基本要点是在芯片表面刻蚀大量尺寸为光波长量级的小结构，每个结构呈截角四面体状，如此不但扩展了出光面积，而且改变了光在芯片表面处的折射方向，从而使透光效率明显提高。测量指出，对于视窗层厚度为20µm的器件，出光效率可增长30％。当视窗层厚度减至10µm时，出光效率将有60％的改进。对于585-625nm波长的LED器件，制作纹理结构后，发光效率可达30lm/w，其值已接近透明衬底器件的水准。

四、倒装芯片技术
通过MOCVD技术在兰宝石衬底上生长GaN基LED结构层，由P/N结髮光区发出的光透过上面的P型区射出。由于P型GaN传导性能不佳，为获得良好的电流扩展，需要通过蒸镀技术在P区表面形成一层Ni-Au组成的金属电极层。P区引线通过该层金属薄膜引出。为获得好的电流扩展，Ni-Au金属电极层就不能太薄。为此，器件的发光效率就会受到很大影响，通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。但无论在什麼情况下，金属薄膜的存在，总会使透光性能变差。此外，引线焊点的存在也使器件的出光效率受到影响。采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上面的问题。

五、芯片键合技术
光电子器件对所需要的材料在性能上有一定的要求，通常都需要有大的带宽差和在材料的折射指数上要有很大的变化。不幸的是，一般没有天然的这种材料。用同质外延生长技术一般都不能形成所需要的带宽差和折射指数差，而用通常的异质外延技术，如在硅片上外延GaAs和InP等，不仅成本较高，而且结合介面的位元错密度也非常高，很难形成高品质的光电子集成器件。由于低温键合技术可以大大减少不同材料之间的热失配问题，减少应力和位错，因此能形成高品质的器件。随着对键合机理的逐渐认识和键合工艺技术的逐渐成熟，多种不同材料的芯片之间已经能够实现互相键合，从而可能形成一些特殊用途的材料和器件。如在硅片上形成硅化物层再进行键合就可以形成一种新的结构。由于硅化物的电导率很高，因此可以代替双极型器件中的隐埋层，从而减小RC常数。

六、镭射剥离技术（LLO）
镭射剥离技术（LLO）是利用镭射能量分解GaN/蓝宝石介面处的GaN缓冲层，从而实现LED外延片从蓝宝石衬底分离。技术优点是外延片转移到高热导率的热沉上，能够改善大尺寸芯片中电流扩展。n面为出光面：发光面积增大，电极挡光小，便于制备微结构，并且减少刻蚀、磨片、划片。更重要的是蓝宝石衬底可以重复运用。

LED产品防静电总体要求

ivan — Wed, 20 Aug 2008 06:54:12 +0000

第一部份：LED接触者的防静电措施

凡接触静电敏感器件的人员（生产、装配、测量、调试、保管、发放等），均应注意以下事项：
1.使用防静电腕带（或肘带、踝带）；
2.穿着防静电工作服、鞋、帽；
3.应避免可能造成静电损伤的操作；
4.从包装内倾斜器件出来时，应尽可能轻缓，避免快速倾斜时产生静电荷（严重电位可达1000-1500V）;
5.拿器件时，应接触管壳，儘量不要碰器件的外引线或引脚；
6.操作者在操作前,要先用手接触防静电工作臺或金属接地线，然后再进行工作；
7.在静电防护区内，不要做易于产生静电的动作，如擦脚、搓手、穿和脱工作服等。

第二部份：LED使用时环境防静电措施

1.铺设防静电地板、且有接地消散系统，表面电阻率：10 6~10 9/cm2
2.静电敏感器件应在防静电工作臺上操作，防静电工作臺面应铺设用静电耗散材料制作的防护工作面，接地：
表面电阻率：10.6~10.9/cm2
体电阻率：10.3~10.8/cm2
摩擦起电电位：≤100V
静电电压衰减时间：≤0.5S
3.静电敏感器件的整个使用操作过程，应开动直流式离子风机，且在离子风机的有效作用范围内（一般不超出60cm）操作。
4.静电防护区的相对湿度控制在50%以上，最好在70%~80%之间。
5.要有良好的防静电接地系统，将地面、墙面、工作臺、设备、仪器和腕带等，按工作区域和单元，相互隔离，顺次入地，再匯入匯流排入地。
6.静电保护区内应使用防静电器具：静电防护区的各种容器，工作夹具、工作臺面和设备垫等应避免使用易产生静电的材料，主要指普型料制品和橡胶制品。
7.焊接用的烙铁（最好用直式恒温烙铁）和使用的测试仪器要接地良好。

第三部份：LED包装、运输和储存过程中的防静电措施

1.包装
静电敏感器件必须装入防静电包装盒或包装箱内才能装运。这种包装应使用运送器件时，不会因震动和磨擦而产生静电。不要用尼龙袋、普通塑胶袋或乙烯材料进行包装。静电敏感器件在使用前不允许随意拆除器件的防静电包装。装配前不要过早地将器件从防静电包装盒中取出。拆除包装盒应在静电保护区内进行，拆除器件应立即放入事先准备好的导电盒中存放，
2运输
运输时，要儘量减少机械振动和冲击。
3.储存
静电敏感器件以及安装有静电感器件的印制电路板或整机储存时，也要採取防静电措施。

LED屏幕关键技术指标说明

ivan — Thu, 14 Aug 2008 02:41:11 +0000

最近因为2008年夏季度奥运于中国北京举行时，LED屏幕与相关应用受到重视，我们继续为您分享关于LED屏幕(LED显示屏)相关的知识库。全彩LED屏幕的关键技术指标要求具有足够高的亮度、观看距离及视角、良好的色还原度、足够高的灰阶能力、足够高的扫瞄刷新速率、足够高的视讯信号处理能力，尤其是一致性要好，结构工艺等也要下功夫。

以下为技术指标的解释说明：

1.图素失控率
图素失控率是指屏幕的最小成像单元（图素）工作不正常（失控）所佔的比例。而图素失控有两种模式：一是盲点，也就是瞎点，在需要亮的时候它不亮，称之为瞎点；二是常亮点，在需要不亮的时候它反而一直在亮着，称之为常亮点。一般地，图素的组成有2R1G1B（2颗红灯、1颗绿灯和1颗蓝灯，下述同理）、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一般不会是同一个图素裡的红、绿、蓝灯同时全部失控，但只要其中一颗灯失控，即认为此图素失控。为简单起见，按LED屏幕的各基色（即红、绿、蓝）分别进行失控图素的统计和计算，取其中的最大值作为屏幕的图素失控率。失控的图素数佔全屏图素总数之比，称之为「整屏图素失控率」。另外，为避免失控图素集中于某一个区域，即「区域图素失控率」，也就是在100×100图素区域内，失控的图素数与区域图素总数（即10000）之比。

2.灰阶等级
灰阶也就是所谓的色阶或灰度，是指亮度的明暗程度。对于数位化的显示技术而言，灰阶是显示色彩数的决定因素。一般而言灰阶越高，显示的色彩越丰富，画面也越细腻，更易表现丰富的细节。

灰阶等级主要取决于系统的A/D转换位元数。当然系统的视讯处理芯片、内存以及传输系统都要提供相应位元数的支援才行。 LED屏幕如果采用8位元处理系统，也即256（28）级灰阶。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。如果采用RGB三原色即可构成256×256×256=16777216种顏色，即通常所说的16兆色。国际品牌屏幕主要采用10位元处理系统，即1024级灰阶，RGB三原色可构成10.7亿色。灰阶虽然是决定色彩数的决定因素，但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的解析度是有限的，再者係统处理位元数的提高会牵涉到系统视讯处理、存储、传输、扫瞄等各个环节的变化，成本剧增，性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用8位元系统，广播级产品可以采用10位元系统。

3. 色差校正
由于色座标的差异，电视视讯信号的色域与LED的色域存在差别，造成播出的电视节目顏色显得不真实。所以，色座标的校正十分重要。校正的转换计算比较复杂，难于用软体完成，从各厂家的产品来看，儘管大家都声称有这种色校正功能，恐怕都没有做到色校正。

4. 一致性
全彩LED大型屏幕的最大难点就是一致性，或者说最容易被观眾觉察的毛病就是一致性不好，屏幕显得一块深一块浅，俗称马赛克现象，是最令人反感的。造成一致性不好的原因是多方面的，包括选用的LED品质、驱动电路、结构设计和施工等。但是，除非所用发光二极体的离散性太大外，否则一致性的问题主要是设计和施工问题。或许一般的人观看有问题的LED户外看板，也许一开始看不到马赛克现象，也许很轻但不是没有，一般人与专业人士的观察将有一些差异。

5.亮度鑑别等级
亮度鑑别等级是指人眼能够分辨的图像从最黑到最白之间的亮度等级。前面提到屏幕的灰阶等级有的很高，可以达到256级甚至1024级。但是由于人眼对亮度的敏感性有限，并不能完全识别这些灰阶等级。也就是说可能很多相邻等级的灰阶人眼看上去是一样的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。对于屏幕，人眼识别的等级自然是越多越好，因为显示的图像毕竟是给人看的。人眼能分辨的亮度等级越多，意味着屏幕的色空间越大，显示丰富色彩的潜力也就越大。亮度鑑别等级可以用专用的软体来测试，一般屏幕能够达20级以上就算是比较好的等级了。

6. 数位处理能力
要得到优质图像，必须有高品质的视讯信号源。对于一般的大屏幕用户，所能得到的最好信号就是广播电视信号，DVD、VCD等只是家用级的。因此，对输入信号进行数位处理、提升图像品质就是必不可少的了。事实上大家都有这样的体会：播放经过挑选的节目时，显示效果是非常满意的，但如果是实况转播电视节目或放映DVD影片，难免有各种画面和镜头，例如夜景等暗画面或大面积的高亮度明亮画面，那时效果就要大打折扣了。怎样才能在各种画面和镜头下都有满意的效果呢?这就要靠数位信号处理，例如数位梳形滤波，滤波降噪，边缘锐化，远动预测和补偿，色度修正，非线性修正等等。特别值得一提的是比例缩放(SCALE)处理，是LED大屏幕的特殊问题，要由大屏幕业界下功夫研究。由于大屏幕像素总是少于视讯资讯源，在播放时必然遇到比例缩放问题，採样和重现中的损失以及造成的混迭和缺陷会造成图像品质下降。如何减少和降低损失，需要数位信号处理技术。数位图像处理技术已经取得很大的进展，有许多成果，例如大尺寸电视或投影中的技术成果，可以直接运用到大屏幕显示中来。数位处理系统的处理能力集中体现在处理位元数和处理速度上，运用DSP或高档FPGA是必然趋势。

7.灰阶非线性变换
灰阶非线性变换是指将灰阶数据按照经验资料或某种算术非线性关係进行变换再提供给屏幕显示。由于LED是线性器件，与传统显示器的非线性显示特性不同。为了能够让LED显示效果能够符合传统资料源同时又不损失灰阶等级，一般在LED显示系统后级会做灰阶数据的非线性变换，变换后的资料位元数会增加（保证不遗失灰阶数据）。

8.可靠性和寿命
可靠性是屏幕的生命，无论是用于企业形象，或是基于商业模式的活动，LED屏幕稳定可靠都是至关重要的。可靠性指标由平均无故障时间(MTBF)和平均修復时间(MTTR)来表述。MTBF 10000小时是一个非常高的指标，实际上也不一定需要。不少厂家下了大功夫提高系统的可靠性，但是究竟达到了什麼水准，并不能提供有说服力的资料，这也造成了我们在选购LED屏幕的难处，并造成了LED屏幕品质与价格上的差异。

节能灯光源频闪的危害与对策

ivan — Wed, 13 Aug 2008 02:20:16 +0000

一、什麼是光源频闪？
这里需要区别一下频闪与频闪效应：
1、频闪：光源频闪就是光源发出的光随时间呈快速、重复的变化，使得光源跳动和不稳定。是指电光源光通量波动的深度。光通量波动深度越大，频闪越严重。而电光源光通量波动深度大小，与电光源的技术品质有直接关係。
2、频闪效应：是指电光源由光通量的波动而产生的危害效应，即频闪产生的危害效应。电光源频闪越严重，频闪效应危害越严重。频闪与频闪效应是表徵电光源，光通量的波动深度和由此产生的危害效应（称为频闪效应）大小的两个互为因果的物理量。

二、产生光源频闪的原因
产生频闪的技术机理，既有供电电源的因素，也有电光源技术性能落后的因素，以及照明设计不合理的因素等等。并且是诸多因素综合作用的结果，我们仅从常用电光源技术性能的角度，进行分析。
1、发光体驱动电功率频率低
2、电光源供电电压波动大
3、电光源性能
这里需要细说一下，因为白炽灯为灯丝直接加热发光的热辐射性光源，发光体的发光功率，必然随供电电源的频率，呈正弦波规律波动。高压汞（钠）灯，直管型（电感式）日光灯，虽然是气体放电发光的电光源。但由于其啟动与点燃均采用电感式镇流器（不具备AC-DC-AC变频功能）。所以，气体放电发光体的放电功率，必然也随供电电源的频率波动而波动。电压变动产生的影响，可以用视觉敏感係数曲线和闪变电压限值曲线两个概念来量化。可以被人眼感知的光源闪烁，可以通过统计的方法来测得人眼的对光源闪烁的感觉特性。当闪烁频率40Hz以上时，感觉就不灵敏； 50Hz以上的闪烁就完全没有感觉。

三、光源频闪的常见种类：
1、照明週期性闪烁：如交流萤光灯的频闪以及由于电源电压波动引起的光源闪烁；
2、照明非週期性闪烁：如交流萤光灯的啟动闪烁，各种故障闪烁；
3、显示设备闪烁：如电视机、电脑、电子游戏机，广告屏等扫描显示引起的闪烁；
4、艺术灯光闪烁：如霓虹灯，彩灯和镭射等闪烁。

四、光源频闪的危害
光源频闪对人的视觉系统有刺激作用，会产生不舒适的感觉。人们长期在闪烁的光线下工作或生活，还可能影响视觉系统的生理卫生和心理卫生。这种刺激作用或影响的严重程度与光源闪烁的强度、频率、持续作用时间以及长期性有关。这种影响往往是缓慢的，因此长期以来没有引起人们的重视。电光源的频闪与频闪效应，给我们的工作和生活带来了严重的危害。那麼频闪对人眼会产生哪些危害呢?
1、错觉引发工伤事故
在电光源的频闪频率，与运动（旋转）物体的速度（转速）成整倍数关係时。运动（旋转）物体的运动（旋转）状态，就会产生静止、倒转、运动（旋转）速度缓慢，以及上述三种状态週期性重复的错误视觉，引发工伤事故。例如，机加工行业机床操作工，对正向旋转的车刀，错觉为倒转。而进行紧急换向操作，损坏工件、刀具，甚者造成人员伤亡。
2、危害身体健康
频闪效应会引发视觉疲劳、偏头痛。特别是机械行业采用高压汞（钠）灯，和轻工、食品、印刷、电子、纺织等行业，普遍采用直管型（电感式）日光灯的照明场合尤为明显。例如，流水线上的插件操作工，容易因视觉疲劳、眼花，引起偏头痛。产生定位困难情形，生产效率低下。
3、损伤青少年视力
近些年来，直管型（电感式）日光灯，普遍应用于家庭、学校、图书馆等，成长中的学生受害最大，有资料表明，在频闪环境下读书，发现许多青少年表现出视力下降明显，近视眼显着增多的现象。

五、解决频闪效应的对策
消除电光源频闪与频闪效应的根本技术对策，是提高驱动电光源发光体放电发光的驱动电功率频率，使其达到40KHz以上。相对于节能灯而言，消除频闪与频闪效应的技术措施，是提高电子镇流器，交流－直流－交流（AC－DC－AC）变换频率。如果节能灯的频闪深度，可限制在5％以下。节能灯发出的光通量，在人的视觉中会形成平滑稳定效应，不再产生频闪效应危害。

LED屏幕的应用优势

ivan — Mon, 11 Aug 2008 01:51:30 +0000

LED屏幕(LED显示屏)是由几万到几十万个半导体发光二极体图元点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED图元点。靠灯的亮灭来显示字元。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录影信号等各种资讯的显示幕幕。不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示幕无法比拟的优点。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：

1、高的更新(换帧)频率(不小于300HZ)极大的提高了图像的稳定性。
2、高的灰阶(度级)，使常规真彩资料RGB各8位元（256级数据）分别扩展为14位元，并通过局部控制扫描的方式，将14位元资料量完全转换为214=16384个亮度档次，从而实现16384级灰度。
3、藉由人眼的视觉特性，根据白天及晚间环境光的变化，进行最高亮度及最低亮度值的改变（根据查色表）。
4、合理的结构、简单的组合，使显示幕体重量达到最低。
5、合理的工作电流，既不降低亮度，又提高了工作效率。
6、采用资料分块处理，各块同步并行通讯的方式，极大的提高了通讯的速度。
7、采用光电隔离技术，极大的提高了防静电防雷击的性能。
8. 显示幕可以通网路系统进行远端控制。

虽然LED电子显示幕的应用优势有很多，但是采用不同的方案来制造显示幕，会得到不尽相同的使用效果，现将常见的室内全彩显示方案进行简单的优劣比较，以达到供大家参考的目的：

1、点阵模组方案：最早的设计方案，由室内偽彩点阵屏发展而来
优势：原材料成本最有优势，且生产加工工艺简单，品质稳定。
缺点：色彩一致性差，马赛克现象较严重，显示效果较差。
2、单灯方案：为解决点阵屏色彩问题，借鉴户外显示幕技术的一种方案，同时将户外的图元复用技术（又叫图元共用技术，虚拟图元技术）移植到了室内显示幕。
优势：色彩一致性比点阵模组方式的好。
缺点：混色效果不佳，视角不大，水准方向左右观看有色差。加工较复杂，抗静电要求高。实际图元解析度做到10000点以上较难。
3、贴片方案：采用贴片发光管为显示元件的方案。
优势：色彩一致性，视角等重要显示指标是现有方案里最好的一种，特别是三合一表贴的混色效果非常好。
缺点：加工工艺麻烦，成本太高。
4、亚表贴方案：实际上是单灯方案的一种改进，现在还在完善之中。
优势：在显示色彩一致性，视角等首要指标和标贴方案差别不大了，但成本较低，显示效果很好，解析度理论上可以做到17200以上。
缺点：加工还是较复杂，抗静电要求高。

总之，LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。

解开光电滑鼠LED发光顏色之谜

ivan — Fri, 08 Aug 2008 07:51:39 +0000

现在市场上出售的光电滑鼠种类繁多，发光顏色可谓五顏色。在滑鼠中应用LED(发光二极体)，一般来说可以分为两种类型，一种是LED发出的高亮（这主要是为了可以获得足够的光照度）光线，一部分通过滑鼠底部的光学透镜(即其中的棱镜)来照亮滑鼠底部；另一部分则直接传到了光学感应器的正面。通俗一点来讲，就是发光二极体的作用就是发出光芒产生滑鼠工作中所需要的光源。这是光电滑鼠中，LED最重要的作用。另一种是厂商为了吸引大眾眼球，在滑鼠的透明处安装各种顏色的LED，辅以适当的驱动器，发出另人眩目的七彩之光。LED在这种应用之中，可以说是可有可无的，并不影响光电滑鼠的定位作用。

我们知道了LED在光电滑鼠的两类应用后，可能会发现另一个问题：就是在使用过程当中底部会发出淡红色光芒。这是滑鼠中的发光二极体发出的，但是为什麼常见的光电滑鼠使用的LED是红色的呢？可不可以采用其他顏色的LED呢？

我们瞭解了光电滑鼠的原理是通过LED光反射桌面得到的图像来推断滑鼠的位移，所以反射的图像的精确度很重要。而每种光的波长是不一样的，滑鼠IC在设计的时候，会考虑到每种光的波长，然后决定桌面到IC感应器上的距离，才能得到最清晰的图片。市面上的滑鼠IC，比如原相，凌阳等，都是根据红光的波长来设计的，所以如果改换蓝光的LED，波长不一样，会影响到滑鼠游标的稳定性，容易出现游标会飘的现象。但也有厂商采用其他IC，应用各种顏色LED，也能稳定使用，但是比例较少。

为什麼眾多光电滑鼠厂商大多会选择红色LED呢？其实原因比较简单，因为红色光源的LED技术比较成熟，而且成本上算来也是比较便宜的。这就使得红色高亮LED的使用寿命最长。而光电引擎的成像是单色的，无论什麼顏色的光源都不会产生影响。所以在这种情况下，除了少数厂商为了制造卖点以外，大多数厂商当然会选择红色的产品。

当然，如果你有相当的技术与兴趣，也可以尝试自行更换其他顏色的LED，不过需要注意以下几点：

1、注意LED的正负之分
一般来说，LED的插脚一边是长，另一边是短；长脚那边就是正整，短的就是负极。
2、少用高亮度白光LED
目前的白光LED是由所有顏色的混后光线，由于不同顏色光线的频率不同，它们在透明物体折射的角度也不同，所以白光会分散成多束不同顏色的光线，会使滑鼠的感应器不能准确地接收单一光线。请儘量购买使用加色系统的三原色如绿色、红色、蓝色，这样的好处是光原色里面只有单一频率的光线，不会在透明物体产生分散的问题。
3、选择合适的滑鼠垫
如果使用不透明的滑鼠垫的话，应用各种顏色的LED不会有太大问题；如果使用透明性质的滑鼠垫的话，即使是采用光原色的LED，由于光线在进入透明物料的时候，一部分会在表面反射，其他的在透明物料底部反射，这样就会影响光电滑鼠的定位精确性。并不是越新奇，越透明的昂贵滑鼠垫更好用，反而选择朴素实用的滑鼠垫同样会使你提高工作效率。