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什麼是LED？

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

LED是發光二極體( Light Emitting Diode, LED)的簡稱，也被稱作發光二極管，這種半導體組件發展以來一般是作為指示燈、顯示板，但目前隨著技術增加，已經能作為光源使用，它不但能夠高效率地直接將電能轉化為光能，而且擁有最長達數萬小時～10 萬小時的使用壽命，同時具備不若傳統燈泡易碎，並能省電，同時擁有環保無汞、體積小、可應用在低溫環境、光源具方向性、造成光害少與色域豐富等優點。

隨著白光LED的出現與更多科技的導入，目前在家用電器及筆記本電腦的指示燈、汽車防霧燈、室內照明等照明設備日漸蓬勃，LED的應用越來越普遍。

LED的發明

在1955年時，美國無線電公司（Radio Corporation of America）的Rubin Braunstein發現了砷化鎵（GaAs）與及其他半導體合金的紅外線放射作用，而1962年美國通用電氣公司（GE）的Nick Holonyak Jr則開發出可見光的LEDLED。不過，LED真正的起飛是在1990年代白光LED出現後，才開始漸漸被重視，而應用面越來越廣。

LED的發光原理

LED是一種可以將電能轉化為光能的電子零件，並同時具備二極體的特性，也就是具備一正極一負極，LED最特別的地方在於只有從正極通電才是會發光，故一般給予直流電時，LED會穩定地發光，但如果接上交流電，LED會呈現閃爍的型態，閃亮的頻率依據輸入交流電的頻率而定。LED的發光原理是外加電壓，讓電子與電洞在半導體內結合後，將能量以光的形式釋放。目前全球產業所發展出的不同種類LED能夠發出從紅外線到藍之間不同波長的光線，而業界也有紫色～紫外線的LED，近年來LED最吸引人的發展是在藍光LED上塗上螢光粉，將藍光轉化成白光的白光LED產品。LED之所以被稱為世紀新光源，原因在於LED具備點光源與固態光源的特性，能夠節省能源、高耐震、壽命長、體積小響應快速、並且色彩飽和度高。

LED的顏色：

由於隨著LED的製造材料不同，產生出來的光子擁有的能量也不同，故業界透過製造材料來控制LED發光的波長，進而產生擁有不同光譜與顏色的各種LED。

全球第一顆LED採用的材料是砷(As) 化鎵(Ga)，工作電壓為1.424V，其發出的光線為紅外光譜。之後，業界發展出以磷(P)化鎵(Ga)作為LED的材料，工作電壓為2.261V，發出的光為綠光。業界早期就透過這2種型態LED所需的材料，調配出從紅外線到綠色光範圍內所有波長的LED產品，發展出常見的紅光LED、黃光LED、橙光LED等等，這3大類LED因為使用了鎵、砷、磷3種元素，故被稱為3元素LED，而藍光LED、綠光LED與紅外光LED則被稱為2元素LED。業界後來發展出採用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)共4種元素的4元素LED，就能夠發出所有可見光範圍與部份紫外線光譜的光線。

LED的亮度：

在討論LED產品會看的發光亮度有3種單位，分別是照度單位勒克司（Lux）、光量單位流明（Lumen；lm）、發光強度單位燭光（Candle power；CD），3種單位各自有適合使用的領域，但是在數值上是互通的。

1 CD表示完全輻射的物體，在白金凝固點溫度下，每六十分之一平方公分面積的發光強度。適合用在主動發光燈具領域，如白熱燈泡。

1 lm表示1 CD光照射在距離為1公分，面積為1平方公分平面上的光量。適合用在反射燈具與穿透燈具領域，如投影機。

1 Lux表示指1 Lm光量均勻分佈在1平方公尺面積上的照度。適合用在攝影領域。

一般而言，單一LED的發光強度以CD為單位，並配上視角參數，而LED的發光強度從各位數mCD到5,000mCD不等。廠商在標示LED單一產品時，其發光強度規格是說LED在20mA電流下點亮時，最佳視角上和中心位置上發光強度最大點的發光強度。

LED的節能效益

基於環保立場以及節約能源訴求，全球各國政府重視LED與節能燈具帶來的經濟與節能效益，而廠商也看好這次照明革命的商機而紛紛投入。除了歐盟與美國國會均進行階段性禁止白炙燈泡的使用外，目前已經有加拿大宣佈2010年全面禁用白炙燈泡，而美國加州在內的部份州，也要在2012年禁止白炙燈泡，而澳洲則宣佈在2010年全面禁止販售白炙燈泡，中國、日本也有LED的獎勵方案在規劃中。

雖然目前市面上已經有另一種節能燈具產品省電型螢光燈（CFL），但由於其照明品質仍舊不夠，啟動時間較一般白炙燈泡長，而且不能調整光源輸出亮度，普及度仍不夠高。LED則具備更多的節能效益，並且藉由技術的提昇，亮度已經達到讓人滿意的程度，但價格高昂是一大問題，未來隨著全球LED廠商的量產腳步加快，價格降低後可加速LED燈具的普及程度。

LED的壽命：

一般LED的發光壽命很長，產品大多標明為100,000小時以上，但事實上LED的亮度是會衰減的，在運用一段時間後，亮度會衰撿到原本的一半或甚至更少。但所幸隨著業界技術的進步，減少LED亮度衰減問題的方案很多。在生產過程中，選用如4元素LEC材料能夠擁有較久的亮度衰減週期，而廠商使用的LED製程與成品究竟能耐用多久有很大的關係，配色也是LED廠的生產關鍵。

LED的使用壽命，比一般白炙燈泡的1,000小時、日光燈具的1萬小時，LED使用壽命可達5萬小時，大幅降低燈具替換的成本。這項特性幫助LED 燈具在價格競爭上，有了將一般燈泡替換成LED的好理由，更可藉由這項優勢，讓許多原本因經濟考量而不能全天開啟的環境，藉由LED照明讓公共或私人場所更安全。比如說公共停車場、冰箱等等應用範圍，美國最大零售業者威名百貨（Wal-Mart），日前就已經將該公司的冷凍設備改採省電的LED產品。

LED較明顯的缺點就是散熱問題，不當的散熱將導致LED燈具的光度與使用壽命衰減，所幸這部份藉由新技術的加持，漸漸也有了顯著的改善。

LED的應用：

除了我們熟知的各種電子產品上面的LED指示燈外，LED螢幕、LED照明、液晶螢幕用的LED背光源、手機上按鍵的LED背光、新世代的OLED螢幕、PLED螢幕等等各式各樣關於LED的應用正逐漸穩定的發展中，部份領域的LED應用因為市場發展趨於成熟，普及的速度開始加快，也無形中創造出驚人的商機。

目前高亮度白光LED光源，是目前美歐日LED大廠競相研發的重點，預估到了2011年後，LED將在一般照明市場中大規模普及。雖然亞洲在2006年高亮度的生產規模占全球76％市佔率，不過白光LED光源專利為日本的日亞化（Nichia）和T.G.、美國的Cree以及歐洲的Philips Lumileds和Osram五大廠所掌握；中游模組雖無標準規格，但仍為國際大廠包括National、Laminar、Osram、Lumiled、 Vishay所主導；美國與日本也開始積極制訂照明應用器具安規及能源標準。

LED現階段最大的應用是手機按鍵的背光源，各種電子展品的指示燈，而最近應用在廣告看板的大型LED螢幕，還有應用在液晶螢幕的背光源也越來越受到矚目，LED的應用面日趨廣泛。預估在2007下半年可以看到更多LED產品的問世，而2008年LED照明產品能夠進一步地下降到部份消費者能接受的程度，未來的發展端看各國政府積極應用LED於公共事業的速度，可望加速LED價格的下滑，當消費者採用的程度也提高，屆時產生的經濟效益與節能效益很可觀。

LED的全球市場發展：

在2005年時，全球高亮度LED市場規模達58億美元，2006年達到66億美元，預估2011年可增加到106億美元，平均年增長率（AAGR）為10.2%。高亮度LED的出貨量2005年達到48億個，計2006年增加到65億個，預估2011年達到88億個，平均年增長率為10.3%。2005年LED的基板材料銷售額超過10億美元，2006達到11億美元，預估2011年18億美元，平均年增長率為9.7%。

台灣方面在2006年的LED照明光電產值為新台幣210億元，2010年將提升到930億元，2015年更可達到5400億元。在上游光源部分，台灣產量為全球第一，2006年高亮度LED產值不含手機應用高達新台幣150 億元。台灣上游LED光源產業居全球重要地位，因為在紅、綠光LED技術上處於領先位置。下游應用台灣照明生產品質佳，價格與全球通路是優勢。台灣廠商在液晶面板（LCD）的背光模組全球市佔率達到48％，故台廠藉此切入開發LED背光模組也是一項優勢，而車用LED產品也被視為重點項目之一。

預估2007年起LED將可逐步代現有白熾燈，2011年起逐步取代螢光燈。歐盟自2007年起逐步淘汰白熾燈泡，澳洲宣示從2010年起全面禁用白熾燈泡，故LED市場前景十分值得期待。未來5年市場應用應以LED看板或顯示的背光源、車用與一般照明為市場發展主力。

LED螢幕/顯示屏常見故障處理手段

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

1、點陣數位混合LED螢幕(顯示屏)故障的情況很多，分別整理如下：
a.LED顯示幕整屏抖動、閃爍，原因是機內卡，T型卡不正常，更換卡。
b.數位顯示部分亮度不對，T型卡電位器調整不誤或損壞要重新調整，更換T型卡。
c.某行文字出現顯示異常，比方說某檔股票資訊異常亮，行短路要排除。
d.LED某筆不亮、有虛焊或LED壞，補焊，更換LED。
e.行情顯示位置錯誤，T型卡位址跳位元錯誤，更新調整。

2、全彩LED螢幕(顯示屏)故障：
如果LED螢幕出現全白或花屏現象，有兩種處理方法：
a.運行一次驅動軟體，進行校正、測試與復原。
b.確認信號線是否插好。

如果LED顯示幕出現全黑等無數據顯示，檢查電源是否開啟。
如果LED顯示幕某一區域出現花屏，檢查螢幕後面扁平線是否插實。如室內LED顯示幕出現某一行常亮或不亮，是顯示板的二極體出現故障。

判斷問題必須先主後次方式的處理，將明顯的、嚴重的先處理，小問題後處理。短路應為最高優先順序，相關的方法如下：

1、電阻檢測法：將萬用電表調到電阻檔，檢測一塊正常的電路板的某點的到地電阻值，再檢測另一塊相同的電路板的同一個點測試與正常的電阻值是否有不同，若不同則就確定了問題的範圍。
2、電壓檢測法：將萬用電表調到電壓檔，檢測懷疑有問題的電路的某個點的到地電壓，比較是否與正常值相似，否則確定了問題的範圍。
3、短路檢測法：將萬用電表調到短路檢測擋（有的是二極體壓降檔或是電阻檔，一般具有報警功能），檢測是否有短路的現象出現，發現短路後應優先解決，使之不燒壞其他器件。該法必須在電路斷電的情況下操作，避免損壞表。
4、壓降檢測法：將萬用電表調到二極體壓降檢測檔，因為所有的IC都是由基本的眾多單元件組成，只是小型化了，所以在當它的某引腳上有電流通過時，就會在引腳上存在電壓降。一般同一型號的IC相同引腳上的壓降相似，根據引腳上的壓降值比較好壞，必須電路斷電的情況下操作。該方法有一定的侷限性，比如被檢測器件是高阻的，就檢測不到了。

檢測LED頻閃與頻閃效應的方法

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

LED頻閃效應指的是兩個概念。一是頻閃：即電光源光通量波動的深度，波動深度越大，頻閃深度越大。二是頻閃效應：即電光源頻閃在人視覺上產生的負效應。頻閃深度越大，負效應越大，危害越嚴重。頻閃與頻閃效應，跟電光源種類，及其技術性能具有直接的關係。不同種類與不同技術性能的電光源，其頻閃與頻閃效應程度也不同。

頻閃實際上是照明光源對眼睛的一種刺激感知。人眼對光源頻閃的感知主要依賴於光源亮度的振幅和頻率。光源亮度振幅又通常用振幅的調製百分比和它的亮度值來表示。實驗證明，照明光源的頻率不同使人眼可察覺頻閃振幅調製的閾值百分比也不同。在頻率低於15Hz時對振幅調製度要求較高，即使較小振幅調製度就會感知頻閃，但當光源振盪頻率達到50Hz以上，人眼就不易察覺到頻閃。通過實驗知道，光源亮度愈高，其臨界閃爍頻率會相應提高。另外，如果光源振盪頻率更高就不易察覺頻閃。但當用照明光源來觀察一個旋轉物體時，人眼可察覺光源頻閃就不是以50Hz為界限了。

一、檢測評價工具
直觀檢測與評價頻閃與頻閃效應的工具，通常採用頻閃檢測專用陀螺。

二、檢測標準
是乙太陽光為標準的。太陽光的光通量是平滑穩定的，沒有頻閃與頻閃效應危害。節能燈的光通量平滑穩定度，越接近太陽光，節能燈的頻閃深度越小，頻閃效應危害越小。

三、檢測與評價的方法
1.先在太陽光底下選定一個平面，將專用檢測陀螺放在平面上旋轉。專用檢測陀螺上的圖案，是多道黑白相間的光環。在旋轉的全過程中，陀螺上的圖案，並不隨著旋轉的速度而發生變化，而是穩定固定。這種黑白相間，並且穩定固定的光環圖案、色彩現象，表明太陽光沒有頻閃與頻閃效應危害。
2.在室內選定一個平面，在上方垂直吊掛一盞高壓汞燈，和多隻不同廠家牌號的節能燈，並將節能燈編號。對高壓汞燈和多隻不同廠家牌號的節能燈，實施獨立的開關控制。
3.點亮高壓汞燈，將專用檢測陀螺，放在高壓汞燈下旋轉。專用檢測陀螺會產生多道色彩不同的光環，並且各道光環，會隨著陀螺旋轉速度的變化，表現出旋轉方向、旋轉速度、色彩的隨機變化。這種圖案、色彩的豐富變化現象，表明高壓汞燈頻閃與頻閃效應危害非常嚴重。
4.分別點亮節能燈，分別旋轉專用檢測陀螺。專用檢測陀螺的圖案、色彩，會分別產生下列變化的現象。
a、專用檢測陀螺只產生多道黑白相間的光環，並且黑白相間的光環，隨著陀螺旋轉速度的變化。其旋轉方向、旋轉速度、色彩均不變化，穩定固定，近似於在太陽光底下的效果。表明這只節能燈，沒有頻閃與頻閃效應危害。
b、專用檢測陀螺產生多道色彩不同的光環，並且各道光環，會隨著陀螺旋轉速度的變化，表現出旋轉方向、旋轉速度、色彩的隨機變化，僅僅是色彩顏色較淡。表明這只節能燈仍產生頻閃與頻閃效應危害。
c、在仍然產生頻閃與頻閃效應危害的節能燈中。色彩顏色相對較濃的節能燈，頻閃與頻閃效應危害相對嚴重些。色彩顏色相對較淡的節能燈，頻閃與頻閃效應危害相對輕一些。

用頻閃檢測專用陀螺，評價節能燈頻閃與頻閃效應，直觀筒便，易於操作。在實際照明節電工程設計中，應選用沒有頻閃效應危害的綠色光源，構建一個明亮、清晰、舒適的照明環境。

LED指示燈在網路卡中的作用

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

一般來講，每塊網路卡(NIC)都具有1個以上的LED（Light Emitting Diode，發光二極體）指示燈，用來表示網卡的不同工作狀態，以方便我們查看網卡是否工作正常。典型的LED指示燈有Link/Act、Full、 Power等。Link/Act表示連接活動狀態，Full表示是否全雙工(Full Duplex)，而Power是電源指示等。

在正常情況下，在不傳送資料時，網卡的指示燈閃爍較慢，傳送資料時，閃爍較快。無論是不亮，還是長亮不滅，都表明有故障存在。如果網卡的指示燈不正常，需關掉電腦更換網卡。對於Hub的指示燈，凡是插有網線的埠，指示燈都亮。由於是Hub，所以，指示燈的作用只能指示該埠是否連接有終端設備，不能顯示通信狀態。

LED應用在這類產品的指示燈時，所選用的LED產品等級普遍是比較一般的產品，像是Lamp型LED。而比較高階的網路卡產品，會採用SMD型LED，除了省空間外，使用的電流也會比較小。

除了手機背光以外，SMD型LED也很適合擔任各種電子裝置的指示燈，普遍是綠色、紅色、橘色、藍色等顏色，價格上的差異日益縮小化。

淺談LED製程技術

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

LED的應用面很廣，然而晶片本身價格過高和發光效率有待提升的問題，始終困擾著LED照明技術的推廣普及。發光效率要提升，就要有效增加取出效率。而LED的發光顏色和發光效率與製作LED的材料和製程有關，製造LED的材料不同，可以產生具有不同能量的光子，藉此可以控制LED所發出光的波長，也就是光譜或顏色。

一、透明襯底技術
InGaAlP LED通常是在GaAs襯底上外延生長InGaAlP發光區GaP窗口區製備而成。與InGaAlP相比，GaAs材料具有小得多的禁帶寬度，因此，當短波長的光從發光區與窗口表面射入GaAs襯底時，將被悉數吸收，成為器件出光效率不高的主要原因。在襯底與限制層之間生長一個布喇格反射區，能將垂直射向襯底的光反射回發光區或視窗，部分改善了器件的出光特性。一個更為有效的方法是先去除GaAs襯底，代之於全透明的GaP晶體。由於晶片內除去了襯底吸收區，使量子效率從4％提升到了25-30％。為進一步減小電極區的吸收，有人將這種透明襯底型的InGaAlP器件製作成截角倒錐體的外形，使量子效率有了更大的提高。

二、金屬膜反射技術
透明襯底製程首先起源於美國的HP、Lumileds等公司，金屬膜反射法主要有日本、台灣廠商進行了大量的研究與發展。這種製程不但迴避了透明襯底專利，而且，更利於規模生產。其效果可以說與透明襯底法具有異曲同工之妙。該製程通常謂之MB製程，首先去除GaAs襯底，然後在其表面與Si基底表面同時蒸鍍Al質金屬膜，然後在一定的溫度與壓力下熔接在一起。如此，從發光層照射到基板的光線被Al質金屬膜層反射至晶片表面，從而使器件的發光效率提高2.5倍以上。

三、表面微結構技術
表面微結構製程是提高器件出光效率的又一個有效技術，該技術的基本要點是在晶片表面刻蝕大量尺寸為光波長量級的小結構，每個結構呈截角四面體狀，如此不但擴展了出光面積，而且改變了光在晶片表面處的折射方向，從而使透光效率明顯提高。測量指出，對於視窗層厚度為20µm的器件，出光效率可增長30％。當視窗層厚度減至10µm時，出光效率將有60％的改進。對於585-625nm波長的LED器件，製作紋理結構後，發光效率可達30lm/w，其值已接近透明襯底器件的水準。

四、倒裝晶片技術
通過MOCVD技術在蘭寶石襯底上生長GaN基LED結構層，由P/N結髮光區發出的光透過上面的P型區射出。由於P型GaN傳導性能不佳，為獲得良好的電流擴展，需要通過蒸鍍技術在P區表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層。P區引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發光效率就會受到很大影響，通常要同時兼顧電流擴展與出光效率二個因素。但無論在什麼情況下，金屬薄膜的存在，總會使透光性能變差。此外，引線焊點的存在也使器件的出光效率受到影響。採用GaN LED倒裝晶片的結構可以從根本上消除上面的問題。

五、晶片鍵合技術
光電子器件對所需要的材料在性能上有一定的要求，通常都需要有大的帶寬差和在材料的折射指數上要有很大的變化。不幸的是，一般沒有天然的這種材料。用同質外延生長技術一般都不能形成所需要的帶寬差和折射指數差，而用通常的異質外延技術，如在矽片上外延GaAs和InP等，不僅成本較高，而且結合介面的位元錯密度也非常高，很難形成高品質的光電子集成器件。由於低溫鍵合技術可以大大減少不同材料之間的熱失配問題，減少應力和位錯，因此能形成高品質的器件。隨著對鍵合機理的逐漸認識和鍵合製程技術的逐漸成熟，多種不同材料的晶片之間已經能夠實現互相鍵合，從而可能形成一些特殊用途的材料和器件。如在矽片上形成矽化物層再進行鍵合就可以形成一種新的結構。由於矽化物的電導率很高，因此可以代替雙極型器件中的隱埋層，從而減小RC常數。

六、鐳射剝離技術（LLO）
鐳射剝離技術（LLO）是利用鐳射能量分解GaN/藍寶石介面處的GaN緩衝層，從而實現LED外延片從藍寶石襯底分離。技術優點是外延片轉移到高熱導率的熱沉上，能夠改善大尺寸晶片中電流擴展。n面為出光面：發光面積增大，電極擋光小，便於製備微結構，並且減少刻蝕、磨片、劃片。更重要的是藍寶石襯底可以重複運用。

LED產品防靜電總體要求

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

第一部份：LED接觸者的防靜電措施

凡接觸靜電敏感器件的人員（生產、裝配、測量、調試、保管、發放等），均應注意以下事項：
1.使用防靜電腕帶（或肘帶、踝帶）；
2.穿著防靜電工作服、鞋、帽；
3.應避免可能造成靜電損傷的操作；
4.從包裝內傾斜器件出來時，應盡可能輕緩，避免快速傾斜時產生靜電荷（嚴重電位可達1000-1500V）;
5.拿器件時，應接觸管殼，儘量不要碰器件的外引線或引腳；
6.操作者在操作前,要先用手接觸防靜電工作臺或金屬接地線，然後再進行工作；
7.在靜電防護區內，不要做易於產生靜電的動作，如擦腳、搓手、穿和脫工作服等。

第二部份：LED使用時環境防靜電措施

1.鋪設防靜電地板、且有接地消散系統，表面電阻率：10 6~10 9/cm2
2.靜電敏感器件應在防靜電工作臺上操作，防靜電工作臺面應鋪設用靜電耗散材料製作的防護工作面，接地：
表面電阻率：10.6~10.9/cm2
體電阻率：10.3~10.8/cm2
摩擦起電電位：≤100V
靜電電壓衰減時間：≤0.5S
3.靜電敏感器件的整個使用操作過程，應開動直流式離子風機，且在離子風機的有效作用範圍內（一般不超出60cm）操作。
4.靜電防護區的相對濕度控制在50%以上，最好在70%~80%之間。
5.要有良好的防靜電接地系統，將地面、牆面、工作臺、設備、儀器和腕帶等，按工作區域和單元，相互隔離，順次入地，再匯入匯流排入地。
6.靜電保護區內應使用防靜電器具：靜電防護區的各種容器，工作夾具、工作臺面和設備墊等應避免使用易產生靜電的材料，主要指普型料製品和橡膠製品。
7.焊接用的烙鐵（最好用直式恒溫烙鐵）和使用的測試儀器要接地良好。

第三部份：LED包裝、運輸和儲存過程中的防靜電措施

1.包裝
靜電敏感器件必須裝入防靜電包裝盒或包裝箱內才能裝運。這種包裝應使用運送器件時，不會因震動和磨擦而產生靜電。不要用尼龍袋、普通塑膠袋或乙烯材料進行包裝。靜電敏感器件在使用前不允許隨意拆除器件的防靜電包裝。裝配前不要過早地將器件從防靜電包裝盒中取出。拆除包裝盒應在靜電保護區內進行，拆除器件應立即放入事先準備好的導電盒中存放，
2運輸
運輸時，要儘量減少機械振動和衝擊。
3.儲存
靜電敏感器件以及安裝有靜電感器件的印製電路板或整機儲存時，也要採取防靜電措施。

LED螢幕關鍵技術指標說明

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

最近因為2008年夏季奧運於中國北京舉行時，LED螢幕與相關應用受到重視，我們繼續為您分享關於LED螢幕(LED顯示屏)相關的知識庫。全彩LED螢幕的關鍵技術指標要求具有足夠高的亮度、觀看距離及視角、良好的色還原度、足夠高的灰階能力、足夠高的掃瞄刷新速率、足夠高的視訊信號處理能力，尤其是一致性要好，結構製程等也要下功夫。

以下為技術指標的解釋說明：

1.圖素失控率
圖素失控率是指螢幕的最小成像單元（圖素）工作不正常（失控）所佔的比例。而圖素失控有兩種模式：一是盲點，也就是瞎點，在需要亮的時候它不亮，稱之為瞎點；二是常亮點，在需要不亮的時候它反而一直在亮著，稱之為常亮點。一般地，圖素的組成有2R1G1B（2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍燈，下述同理）、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一般不會是同一個圖素裡的紅、綠、藍燈同時全部失控，但只要其中一顆燈失控，即認為此圖素失控。為簡單起見，按LED螢幕的各基色（即紅、綠、藍）分別進行失控圖素的統計和計算，取其中的最大值作為螢幕的圖素失控率。失控的圖素數佔全屏圖素總數之比，稱之為「整屏圖素失控率」。另外，為避免失控圖素集中於某一個區域，即「區域圖素失控率」，也就是在100×100圖素區域內，失控的圖素數與區域圖素總數（即10000）之比。

2.灰階等級
灰階也就是所謂的色階或灰度，是指亮度的明暗程度。對於數位化的顯示技術而言，灰階是顯示色彩數的決定因素。一般而言灰階越高，顯示的色彩越豐富，畫面也越細膩，更易表現豐富的細節。

灰階等級主要取決於系統的A/D轉換位元數。當然系統的視訊處理晶片、記憶體以及傳輸系統都要提供相應位元數的支援才行。 LED螢幕如果採用8位元處理系統，也即256（28）級灰階。簡單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。如果採用RGB三原色即可構成256×256×256=16777216種顏色，即通常所說的16兆色。國際品牌螢幕主要採用10位元處理系統，即1024級灰階，RGB三原色可構成10.7億色。灰階雖然是決定色彩數的決定因素，但並不是說無限制越大越好。因為首先人眼的解析度是有限的，再者係統處理位元數的提高會牽涉到系統視訊處理、存儲、傳輸、掃瞄等各個環節的變化，成本劇增，性價比反而下降。一般來說民用或商用級產品可以採用8位元系統，廣播級產品可以採用10位元系統。

3. 色差校正
由於色座標的差異，電視視訊信號的色域與LED的色域存在差別，造成播出的電視節目顏色顯得不真實。所以，色座標的校正十分重要。校正的轉換計算比較複雜，難於用軟體完成，從各廠家的產品來看，儘管大家都聲稱有這種色校正功能，恐怕都沒有做到色校正。

4. 一致性
全彩LED大型螢幕的最大難點就是一致性，或者說最容易被觀眾覺察的毛病就是一致性不好，螢幕顯得一塊深一塊淺，俗稱馬賽克現象，是最令人反感的。造成一致性不好的原因是多方面的，包括選用的LED品質、驅動電路、結構設計和施工等。但是，除非所用發光二極體的離散性太大外，否則一致性的問題主要是設計和施工問題。或許一般的人觀看有問題的LED戶外看板，也許一開始看不到馬賽克現象，也許很輕但不是沒有，一般人與專業人士的觀察將有一些差異。

5.亮度鑑別等級
亮度鑑別等級是指人眼能夠分辨的圖像從最黑到最白之間的亮度等級。前面提到螢幕的灰階等級有的很高，可以達到256級甚至1024級。但是由於人眼對亮度的敏感性有限，並不能完全識別這些灰階等級。也就是說可能很多相鄰等級的灰階人眼看上去是一樣的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。對於螢幕，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，意味著螢幕的色空間越大，顯示豐富色彩的潛力也就越大。亮度鑑別等級可以用專用的軟體來測試，一般螢幕能夠達20級以上就算是比較好的等級了。

6. 數位處理能力
要得到優質圖像，必須有高品質的視訊信號源。對於一般的大螢幕用戶，所能得到的最好信號就是廣播電視信號，DVD、VCD等只是家用級的。因此，對輸入信號進行數位處理、提升圖像品質就是必不可少的了。事實上大家都有這樣的體會：播放經過挑選的節目時，顯示效果是非常滿意的，但如果是實況轉播電視節目或放映DVD影片，難免有各種畫面和鏡頭，例如夜景等暗畫面或大面積的高亮度明亮畫面，那時效果就要大打折扣了。怎樣才能在各種畫面和鏡頭下都有滿意的效果呢?這就要靠數位信號處理，例如數位梳形濾波，濾波降噪，邊緣銳化，遠動預測和補償，色度修正，非線性修正等等。特別值得一提的是比例縮放(SCALE)處理，是LED大螢幕的特殊問題，要由大螢幕業界下功夫研究。由於大螢幕像素總是少於視訊資訊源，在播放時必然遇到比例縮放問題，採樣和重現中的損失以及造成的混迭和缺陷會造成圖像品質下降。如何減少和降低損失，需要數位信號處理技術。數位圖像處理技術已經取得很大的進展，有許多成果，例如大尺寸電視或投影中的技術成果，可以直接運用到大螢幕顯示中來。數位處理系統的處理能力集中體現在處理位元數和處理速度上，運用DSP或高檔FPGA是必然趨勢。

7.灰階非線性變換
灰階非線性變換是指將灰階數據按照經驗資料或某種算術非線性關係進行變換再提供給螢幕顯示。由於LED是線性器件，與傳統顯示器的非線性顯示特性不同。為了能夠讓LED顯示效果能夠符合傳統資料源同時又不損失灰階等級，一般在LED顯示系統後級會做灰階數據的非線性變換，變換後的資料位元數會增加（保證不遺失灰階數據）。

8.可靠性和壽命
可靠性是螢幕的生命，無論是用於企業形象，或是基於商業模式的活動，LED螢幕穩定可靠都是至關重要的。可靠性指標由平均無故障時間(MTBF)和平均修復時間(MTTR)來表述。MTBF 10000小時是一個非常高的指標，實際上也不一定需要。不少廠家下了大功夫提高系統的可靠性，但是究竟達到了什麼水準，並不能提供有說服力的資料，這也造成了我們在選購LED螢幕的難處，並造成了LED螢幕品質與價格上的差異。

節能燈光源頻閃的危害與對策

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

一、什麼是光源頻閃？
這裏需要區別一下頻閃與頻閃效應：
1、頻閃：光源頻閃就是光源發出的光隨時間呈快速、重複的變化，使得光源跳動和不穩定。是指電光源光通量波動的深度。光通量波動深度越大，頻閃越嚴重。而電光源光通量波動深度大小，與電光源的技術品質有直接關係。
2、頻閃效應：是指電光源由光通量的波動而產生的危害效應，即頻閃產生的危害效應。電光源頻閃越嚴重，頻閃效應危害越嚴重。頻閃與頻閃效應是表徵電光源，光通量的波動深度和由此產生的危害效應（稱為頻閃效應）大小的兩個互為因果的物理量。

二、產生光源頻閃的原因
產生頻閃的技術機理，既有供電電源的因素，也有電光源技術性能落後的因素，以及照明設計不合理的因素等等。並且是諸多因素綜合作用的結果，我們僅從常用電光源技術性能的角度，進行分析。
1、發光體驅動電功率頻率低
2、電光源供電電壓波動大
3、電光源性能
這裏需要細說一下，因為白熾燈為燈絲直接加熱發光的熱輻射性光源，發光體的發光功率，必然隨供電電源的頻率，呈正弦波規律波動。高壓汞（鈉）燈，直管型（電感式）日光燈，雖然是氣體放電發光的電光源。但由於其啟動與點燃均採用電感式鎮流器（不具備AC-DC-AC變頻功能）。所以，氣體放電發光體的放電功率，必然也隨供電電源的頻率波動而波動。電壓變動產生的影響，可以用視覺敏感係數曲線和閃變電壓限值曲線兩個概念來量化。可以被人眼感知的光源閃爍，可以通過統計的方法來測得人眼的對光源閃爍的感覺特性。當閃爍頻率40Hz以上時，感覺就不靈敏； 50Hz以上的閃爍就完全沒有感覺。

三、光源頻閃的常見種類：
1、照明週期性閃爍：如交流螢光燈的頻閃以及由於電源電壓波動引起的光源閃爍；
2、照明非週期性閃爍：如交流螢光燈的啟動閃爍，各種故障閃爍；
3、顯示設備閃爍：如電視機、電腦、電子遊戲機，廣告屏等掃描顯示引起的閃爍；
4、藝術燈光閃爍：如霓虹燈，彩燈和鐳射等閃爍。

四、光源頻閃的危害
光源頻閃對人的視覺系統有刺激作用，會產生不舒適的感覺。人們長期在閃爍的光線下工作或生活，還可能影響視覺系統的生理衛生和心理衛生。這種刺激作用或影響的嚴重程度與光源閃爍的強度、頻率、持續作用時間以及長期性有關。這種影響往往是緩慢的，因此長期以來沒有引起人們的重視。電光源的頻閃與頻閃效應，給我們的工作和生活帶來了嚴重的危害。那麼頻閃對人眼會產生哪些危害呢?
1、錯覺引發工傷事故
在電光源的頻閃頻率，與運動（旋轉）物體的速度（轉速）成整倍數關係時。運動（旋轉）物體的運動（旋轉）狀態，就會產生靜止、倒轉、運動（旋轉）速度緩慢，以及上述三種狀態週期性重複的錯誤視覺，引發工傷事故。例如，機加工行業機床操作工，對正向旋轉的車刀，錯覺為倒轉。而進行緊急換向操作，損壞工件、刀具，甚者造成人員傷亡。
2、危害身體健康
頻閃效應會引發視覺疲勞、偏頭痛。特別是機械行業採用高壓汞（鈉）燈，和輕工、食品、印刷、電子、紡織等行業，普遍採用直管型（電感式）日光燈的照明場合尤為明顯。例如，流水線上的插件操作工，容易因視覺疲勞、眼花，引起偏頭痛。產生定位困難情形，生產效率低下。
3、損傷青少年視力
近些年來，直管型（電感式）日光燈，普遍應用於家庭、學校、圖書館等，成長中的學生受害最大，有資料表明，在頻閃環境下讀書，發現許多青少年表現出視力下降明顯，近視眼顯著增多的現象。

五、解決頻閃效應的對策
消除電光源頻閃與頻閃效應的根本技術對策，是提高驅動電光源發光體放電發光的驅動電功率頻率，使其達到40KHz以上。相對於節能燈而言，消除頻閃與頻閃效應的技術措施，是提高電子鎮流器，交流－直流－交流（AC－DC－AC）變換頻率。如果節能燈的頻閃深度，可限制在5％以下。節能燈發出的光通量，在人的視覺中會形成平滑穩定效應，不再產生頻閃效應危害。

LED螢幕的應用優勢

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

LED螢幕(LED顯示屏)是由幾萬到幾十萬個半導體發光二極體圖元點均勻排列組成。利用不同的材料可以製造不同色彩的LED圖元點。靠燈的亮滅來顯示字元。用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄影信號等各種資訊的顯示幕幕。不僅可以用於室內環境還可以用於室外環境，具有投影儀、電視牆、液晶顯示幕無法比擬的優點。LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發展，是與它本身所具有的優點分不開的。這些優點概括起來是：

1、高的更新(換幀)頻率(不小於300HZ)極大的提高了圖像的穩定性。
2、高的灰階(度級)，使常規真彩資料RGB各8位元（256級數據）分別擴展為14位元，並通過局部控制掃描的方式，將14位元資料量完全轉換為214=16384個亮度檔次，從而實現16384級灰度。
3、藉由人眼的視覺特性，根據白天及晚間環境光的變化，進行最高亮度及最低亮度值的改變（根據查色表）。
4、合理的結構、簡單的組合，使顯示幕體重量達到最低。
5、合理的工作電流，既不降低亮度，又提高了工作效率。
6、採用資料分塊處理，各塊同步並行通訊的方式，極大的提高了通訊的速度。
7、採用光電隔離技術，極大的提高了防靜電防雷擊的性能。
8. 顯示幕可以通網路系統進行遠端控制。

雖然LED電子顯示幕的應用優勢有很多，但是採用不同的方案來製造顯示幕，會得到不盡相同的使用效果，現將常見的室內全彩顯示方案進行簡單的優劣比較，以達到供大家參考的目的：

1、點陣模組方案：最早的設計方案，由室內偽彩點陣屏發展而來
優勢：原材料成本最有優勢，且生產加工工藝簡單，品質穩定。
缺點：色彩一致性差，馬賽克現象較嚴重，顯示效果較差。
2、單燈方案：為解決點陣屏色彩問題，借鑒戶外顯示幕技術的一種方案，同時將戶外的圖元複用技術（又叫圖元共用技術，虛擬圖元技術）移植到了室內顯示幕。
優勢：色彩一致性比點陣模組方式的好。
缺點：混色效果不佳，視角不大，水準方向左右觀看有色差。加工較複雜，抗靜電要求高。實際圖元解析度做到10000點以上較難。
3、貼片方案：採用貼片發光管為顯示元件的方案。
優勢：色彩一致性，視角等重要顯示指標是現有方案裏最好的一種，特別是三合一表貼的混色效果非常好。
缺點：加工工藝麻煩，成本太高。
4、亞表貼方案：實際上是單燈方案的一種改進，現在還在完善之中。
優勢：在顯示色彩一致性，視角等首要指標和標貼方案差別不大了，但成本較低，顯示效果很好，解析度理論上可以做到17200以上。
缺點：加工還是較複雜，抗靜電要求高。

總之，LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發展，是與它本身所具有的優點分不開的。這些優點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐衝擊和性能穩定。LED的發展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發光密度、更高的發光均勻性，可靠性、全色化方向發展。

解開光電滑鼠LED發光顏色之謎

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

現在市場上出售的光電滑鼠種類繁多，發光顏色可謂五顏色。在滑鼠中應用LED(發光二極體)，一般來說可以分為兩種類型，一種是LED發出的高亮（這主要是為了可以獲得足夠的光照度）光線，一部分通過滑鼠底部的光學透鏡(即其中的棱鏡)來照亮滑鼠底部；另一部分則直接傳到了光學感應器的正面。通俗一點來講，就是發光二極體的作用就是發出光芒產生滑鼠工作中所需要的光源。這是光電滑鼠中，LED最重要的作用。另一種是廠商為了吸引大眾眼球，在滑鼠的透明處安裝各種顏色的LED，輔以適當的驅動IC，發出另人眩目的七彩之光。LED在這種應用之中，可以說是可有可無的，並不影響光電滑鼠的定位作用。

我們知道了LED在光電滑鼠的兩類應用後，可能會發現另一個問題：就是在使用過程當中底部會發出淡紅色光芒。這是滑鼠中的發光二極體發出的，但是為什麼常見的光電滑鼠使用的LED是紅色的呢？可不可以採用其他顏色的LED呢？

我們瞭解了光電滑鼠的原理是通過LED光反射桌面得到的圖像來推斷滑鼠的位移，所以反射的圖像的精確度很重要。而每種光的波長是不一樣的，滑鼠IC在設計的時候，會考慮到每種光的波長，然後決定桌面到IC感應器上的距離，才能得到最清晰的圖片。市面上的滑鼠IC，比如原相，淩陽等，都是根據紅光的波長來設計的，所以如果改換藍光的LED，波長不一樣，會影響到滑鼠游標的穩定性，容易出現游標會飄的現象。但也有廠商採用其他IC，應用各種顏色LED，也能穩定使用，但是比例較少。

為什麼眾多光電滑鼠廠商大多會選擇紅色LED呢？其實原因比較簡單，因為紅色光源的LED技術比較成熟，而且成本上算來也是比較便宜的。這就使得紅色高亮LED的使用壽命最長。而光電引擎的成像是單色的，無論什麼顏色的光源都不會產生影響。所以在這種情況下，除了少數廠商為了製造賣點以外，大多數廠商當然會選擇紅色的產品。

當然，如果你有相當的技術與興趣，也可以嘗試自行更換其他顏色的LED，不過需要注意以下幾點：

1、注意LED的正負之分
一般來說，LED的插腳一邊是長，另一邊是短；長腳那邊就是正整，短的就是負極。
2、少用高亮度白光LED
目前的白光LED是由所有顏色的混後光線，由於不同顏色光線的頻率不同，它們在透明物體折射的角度也不同，所以白光會分散成多束不同顏色的光線，會使滑鼠的感應器不能準確地接收單一光線。請儘量購買使用加色系統的三原色如綠色、紅色、藍色，這樣的好處是光原色裏面只有單一頻率的光線，不會在透明物體產生分散的問題。
3、選擇合適的滑鼠墊
如果使用不透明的滑鼠墊的話，應用各種顏色的LED不會有太大問題；如果使用透明性質的滑鼠墊的話，即使是採用光原色的LED，由於光線在進入透明物料的時候，一部分會在表面反射，其他的在透明物料底部反射，這樣就會影響光電滑鼠的定位精確性。並不是越新奇，越透明的昂貴滑鼠墊更好用，反而選擇樸素實用的滑鼠墊同樣會使你提高工作效率。