LED显示屏大揭秘:从分类到知识全解析

北京中科旺旺科技有限公司   2025-12-20 00:28   41次浏览

在现代社会,LED 显示屏随处可见,已然成为信息传播与视觉展示的重要载体。走在繁华的商业街道,大型户外 LED 显示屏播放着绚丽多彩的广告,吸引着人们的目光;步入商场内部,各类室内 LED 显示屏展示着琳琅满目的商品信息;在体育赛事现场,高清 LED 显示屏实时播放着精彩的比赛瞬间,让观众沉浸其中;甚至在一些会议场合、舞台表演等活动里,LED 显示屏也都发挥着关键作用,为人们带来震撼的视觉体验。如此广泛应用的 LED 显示屏,究竟有哪些分类?它又蕴含着怎样的基础知识呢?接下来,就让我们一同深入探索 LED 显示屏的奇妙世界 。

二、LED 显示屏基础大起底

(一)定义与原理

LED 显示屏,英文名为 “Light Emitting Diode Panel” ,从名字就可以看出,它的核心显示元件是发光二极管(LED),是一种能够用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。大家平时看到的 LED 显示屏,不管是小小的公交站台信息屏,还是超大型的户外广告屏,都是由一个个小的 LED 模块面板组成,这些模块就像搭建积木一样,根据需求拼接成不同大小和形状的显示屏 。

那它是怎么发光,进而显示出各种绚丽多彩的画面呢?这就要从 LED 的发光原理说起。LED 的核心部分是一个由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片,在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层,称为 p - n 结。当给 LED 加上正向电压,即电流从 LED 阳极流向阴极时,p - n 结中的少数载流子与多数载流子复合,多余的能量以光的形式释放出来,从而将电能直接转换为光能 。简单来说,就好像是给 LED 这个 “小电灯” 通上电,它就会发光。而在 LED 显示屏中,通过控制大量这样的 LED 灯珠的亮灭、颜色和亮度变化,就能组合成各种图像和文字 。比如,要显示一个红色的圆形,就控制对应位置的红色 LED 灯珠亮起,其他位置的灯珠熄灭。对于全彩 LED 显示屏,通常采用红、绿、蓝三种基本颜色的 LED 作为像素点的基础单元,通过调整这三种颜色 LED 的发光强度比例,就可以混合出几乎所有可见光范围内的颜色,就像画家调色一样,调出丰富多彩的画面 。

(二)发展历程

LED 显示屏的发展历程充满了科技的创新与突破,宛如一部波澜壮阔的科技进化史。它的起源可以追溯到 20 世纪初 。1907 年,英国马可尼实验室的科学家亨利次推论半导体 P - N 结在一定条件下可以发出光,人们还首次在碳化硅里观察到电致发光现象,不过当时碳化硅发出的黄光太暗,实际应用价值不大,所以没被重视 。1936 年,乔治发表了关于硫化锌粉末发射光的报告,开启了电致发光的研究,“电致发光” 这个术语也由此诞生 。一直到 20 世纪 50 年代中期,电致发光的研究才有了重大进展 。1955 年,美国无线电公司的物理学家鲁宾・布朗石泰首次发现了砷化镓及其他半导体合金的红外发光效应,实现了二极管的发光,可惜发出的是红外线,不是可见光 。在早期实验中,LED 还需要放在液化氮里,在极低温度下工作,条件十分苛刻 。

到了 1962 年,这是 LED 发展史上极为关键的一年。贝尔实验室、惠普、IBM 等公司着手开发更实用的商用型 LED,同年,美国通用电气公司的尼克・何伦亚克发明了在砷化镓基体上使用磷化物的个红光 LED 。虽然当时这个红光 LED 在驱动电流为 20mA 时,光通量只有千分之几个 lm,发光效率约 0.1lm/W ,但它开启了可见光发光二极管商业化发展的大门,何伦亚克也因此被尊称为 “发光二极管之父” 。那时的 LED 只能手工制造,价格昂贵,每只售价高达 10 美元 。

此后,LED 技术不断取得突破。1968 年,利用氮掺杂工艺使 GaAsP 器件的效率达到了 1lm/W ,并且能够发出红光、橙光和黄光 。1971 年,业界又推出了具有相同效率的 GaP 绿色芯片 LED ,同年,惠普公司推出了利用 GaASPLED 作为显示器的 5300A500MHz 便携式频率计 。由于 20 世纪 70 年代惠普公司、德州仪器公司生产的便携式计算器普遍采用数字显示器,LED 显示器迎来了兴盛时期 。

进入 20 世纪 90 年代,全球信息产业高速增长,LED 显示屏也迎来了飞速发展。1990 - 1995 年,蓝色 LED 晶片研制成功,全彩色 LED 显示屏进入市场 。随着电子计算机及微电子领域的技术发展,LED 显示屏控制技术领域出现了视频控制技术,灰度等级实现 16 级灰度和 64 级灰度,动态显示效果大大提升 。这一阶段,LED 显示屏在我国发展速度迅猛,从初期的几家企业、年产值几千万元,发展到几十家企业、年产值几亿元,产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮政、电信等诸多领域 。特别是 1993 年证券股票业的发展,引发了 LED 显示屏市场的大幅增长 。

1995 年以后,LED 显示屏的发展进入一个总体稳步提高、产业格局调整完善时期 。产业内部竞争加剧,产品价格大幅回落,应用领域更为广阔 。但同时,产品在质量、标准化等方面也出现了一系列新问题,有关部门对 LED 显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导 。

21 世纪以来,LED 显示屏技术更是日新月异。2002 年,表面贴装封装的 LED(SMD LED)逐渐被市场所接受,并获得一定的市场份额,从引脚式封装转向 SMD 符合整个电子行业发展大趋势,很多生产厂商纷纷推出此类产品 。2010 年,小间距 LED 概念应运而生,它的出现进一步提升了 LED 显示屏的显示效果,使得画面更加清晰、细腻,在室内高端显示领域得到广泛应用 。2016 年,Mini LED 概念诞生,2021 年,Mini LED 背光实现商用化,来自上中下游的设备、芯片、封装、背光模组、面板、终端品牌厂商纷纷布局 。Mini LED 具有更高的亮度、对比度和色彩饱和度,为 LED 显示屏的发展开辟了新的道路 。如今,LED 显示屏已经广泛应用于社会经济的各个领域,从户外广告、体育赛事、舞台演出,到室内会议、监控指挥中心等,成为了我们生活中不可或缺的一部分 。

三、多维度看 LED 显示屏分类

LED 显示屏的分类方式丰富多样,从不同维度划分,有着各自独特的特点与应用领域。下面就为大家详细介绍常见的几种分类方式。

(一)按使用环境分类

室内 LED 显示屏:室内 LED 显示屏亮度通常在 800 - 2000cd/㎡之间,这样的亮度在室内灯光环境下既能清晰显示内容,又不会过于刺眼 。它的视角较大,水平视角一般能达到 160° - 170°,垂直视角也能达到 140° - 160° ,这意味着在室内的各个角度都能较好地观看显示屏内容 。像会议室中,参会人员可以从不同位置清楚地看到屏幕上展示的会议资料、数据图表等;商场内部的室内 LED 显示屏,无论是站在近处挑选商品的顾客,还是在稍远距离路过的行人,都能轻松获取屏幕上的商品促销信息、品牌介绍等内容 。而且室内 LED 显示屏点密度较高,像素间距一般较小,如常见的 P2.5、P1.8 等,这使得显示画面更加清晰、细腻,能够满足室内近距离观看对画质的高要求 。同时,它的防护技术等级相对较低,因为室内环境相对稳定,对防水、防尘等要求不像户外那么高 ,但对温度、湿度、腐蚀、信号干扰等环境因素较为敏感,需要在合适的环境中使用 。

户外 LED 显示屏:户外环境光线复杂,亮度高,所以户外 LED 显示屏的亮度要求,一般在 5000 - 10000cd/㎡甚至更高 ,这样才能在阳光直射下依然清晰可见 。比如在城市广场的大型户外 LED 显示屏,即使是在烈日炎炎的中午,也能让广场上的人们清楚地看到播放的广告、新闻等信息 。其防护能力强,具备良好的防水、防尘、防风、防雷、防高温等性能 ,通常防护等级能达到 IP65 以上 。在暴雨天气,雨水不会渗入显示屏内部影响其正常工作;遇到大风天气,也能稳固地安装在建筑物外墙、广场立柱等位置 。它的显示面积可大可小,从几平米到几百平米都有 ,点密度相对较稀,像素间距较大,常见的有 P6、P8、P10 等 ,因为观看距离较远,不需要像室内屏那样高的点密度 。常用于建筑物外墙广告展示,吸引远处行人的目光,宣传品牌形象;在交通要道,为过往车辆和行人提供路况信息、交通指引等 。

半户外 LED 显示屏:半户外 LED 显示屏的亮度介于室内和户外屏之间,一般在 2000 - 5000cd/㎡ ,可在非阳光直射的户外环境下使用 。它的防护性能也处于中间水平,屏体有一定的密封,能防止灰尘、雨水的侵入,但不如户外屏那么强大 。常见的应用场景如屋檐下的店铺招牌展示,既能满足在户外环境下展示店铺信息、商品特色的需求,又因为有屋檐的遮挡,对显示屏的防护要求没有那么苛刻 。像街道两旁的各类小店,在店门口上方安装半户外 LED 显示屏,滚动播放店铺的优惠活动、新品推荐等内容,吸引路过的顾客进店消费 。

(二)按颜色分类

单色 LED 显示屏:由单色 LED 灯组成,只显示单一颜色,常见的颜色有红色、绿色、白色、蓝色、黄色等 。在一些简单指示场景中应用广泛,比如在交通领域,许多交通信号灯就是单色 LED 显示屏,红色表示停止,绿色表示通行,黄色表示警示 ,清晰明确地引导交通秩序 。在某些特定行业也有独特应用,例如殡仪馆常用黄绿色的单色 LED 显示屏,用于显示逝者信息、悼念语等,符合其行业氛围和文化传统 。此外,一些小型的广告牌、指示牌也常采用单色 LED 显示屏,以简洁明了的方式传达信息 。

双基色 LED 显示屏:由红色和绿色 LED 灯组成,通过控制红、绿两种颜色 LED 的发光强度比例,可以显示出多种颜色,一般 256 级灰度的双基色显示屏可显示 65536 种颜色 ,不过在实际应用中,人们通常更关注它能显示的红、绿、黄三种主要颜色 。常用于交通标志,如一些可变信息标志,通过显示不同颜色的文字和图案,向驾驶员传达路况、限速、道路施工等信息 。在一些简单图文展示场景也很常见,比如学校、医院、银行等场所的信息发布屏,用来显示通知、公告、排队叫号等内容 ,以较为醒目的颜色组合吸引人们的注意力 。

全彩 LED 显示屏:由红、绿、蓝三基色 LED 灯组成,这三种颜色可以混合出几乎所有可见光范围内的颜色,一般可显示 16777216 种颜色 ,能够实现高度逼真的色彩还原和细腻的图像显示效果 。在大型演出中,全彩 LED 显示屏作为舞台背景,能根据演出节目内容呈现出各种绚丽多彩的画面,营造出震撼的舞台氛围,增强演出的视觉冲击力 。在高清广告领域,无论是商场中庭的大型悬挂式显示屏,还是地铁站内的灯箱式广告屏,全彩 LED 显示屏都能生动地展示广告产品的细节和特色,吸引消费者的关注,提高广告的宣传效果 。在体育赛事现场,它可以实时播放比赛精彩瞬间、运动员特写、比分统计等信息,让观众更直观地感受比赛的紧张与激烈 。

(三)按功能分类

同步显示屏:同步显示屏与电脑监视器同步工作,其原理是通过发送卡(视频处理器)将电脑中的视频、图像等数据信息实时传输到 LED 显示屏上,使 LED 显示屏所显示内容的变化与计算机监视器所显示内容同步变化 ,更新速率一般至少为 30 场 / 秒 。这使得它能够支持各种二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容的播放 。在大型活动直播中,如春节联欢晚会、奥运会开幕式等,同步显示屏可以将现场的精彩画面实时呈现在观众面前,让观众仿佛身临其境 。在商场的中庭大屏幕,播放的电影预告片、品牌宣传视频等,通过与电脑同步,能够保证画面的流畅性和稳定性,为观众带来良好的视觉体验 。

异步显示屏:异步显示屏具有脱机显示或联网技术控制的功能 。在 PC 机上编辑好文字、图片等信息后,通过串口或其他网络接口将这些内容传入 LED 显示屏 ,显示屏就可以脱机自动播放 。它不需要实时连接电脑,操作管理方法相对于同步系统更为简单和便捷 。常用于静态文字信息展示,比如地铁轨行区广告屏,提前将广告内容输入到显示屏中,它就可以按照设定的时间和顺序循环播放 ,向乘客传递各类商业广告、公益宣传等信息 。一些小型店铺门口的招牌显示屏,也常采用异步显示屏,滚动播放店铺名称、营业时间、优惠活动等简单信息 。

(四)按像素密度或像素直径划分

像素密度是指单位面积内像素的数量,像素直径则是指像素点的大小 。一般来说,像素密度越高,像素直径越小,显示屏的清晰度就越高,能够呈现出更细腻的图像和文字 。不同像素密度的 LED 显示屏适用于不同的观看距离 。例如,像素密度较高的显示屏,如 P1.2、P1.5 等,适合近距离观看,常用于室内会议室、监控指挥中心等场所,在距离显示屏较近的位置,也能清晰地看到屏幕上的细节内容 。而像素密度较低的显示屏,像 P10、P16 等,观看距离较远,一般用于户外大型广告屏、广场显示屏等,即使在几十米甚至上百米外,也能让观众看清屏幕上的主要信息 。这是因为在远距离观看时,人眼对画面细节的分辨能力下降,较低像素密度的显示屏足以满足观看需求,同时还能降低成本 。

(五)按显示性能分类

视频显示屏:一般为全彩色显示屏,具备高亮度、高对比度、高刷新率等特点,能够流畅地播放视频、动画等动态内容 ,色彩还原度高,图像清晰、逼真 。常用于电影院的巨幕、大型演出的舞台背景、商场的大型广告屏等场景 ,为观众带来沉浸式的视觉体验 。在电影院中,视频显示屏能够完美呈现电影的精彩画面,从细腻的人物表情到宏大的场景,都能让观众感受到电影的魅力 。

文本显示屏:一般为单基色显示屏,主要用于显示文字信息 。它的结构相对简单,成本较低,重点在于能够清晰、准确地显示文字内容 。常见于银行的利率显示屏、车站的车次信息显示屏、学校的通知公告栏等 ,以简洁明了的方式向人们传达重要的文字信息 。在银行,文本显示屏实时更新利率、汇率等金融信息,方便客户了解相关数据 。

图文显示屏:一般为双基色显示屏,既能显示文字,又能显示简单的图形、图像 。通过不同颜色的搭配和组合,能够增强信息的表现力和吸引力 。常用于企业的宣传栏、酒店的活动介绍屏等 ,可以展示企业的文化、产品信息,以及酒店的各类促销活动、会议安排等图文并茂的内容 。

行情显示屏:一般为数码管或单基色显示屏,主要用于显示股票行情、期货行情、体育赛事比分等实时变化的数据信息 。其显示方式简洁直观,能够快速地将关键数据呈现给观众 。在证券交易所,行情显示屏实时显示股票的价格、涨跌幅度等信息,为投资者提供决策依据 。

(六)按显示器件分类

LED 数码显示屏:显示器件为 7 段码数码管,通过不同的组合方式来显示数字、字母和一些简单的符号 。它的显示原理简单,成本较低,显示清晰,易于识别 。适于制作时钟屏、利率屏、计数器等,在电子设备、公共场所的计时和数据显示方面应用广泛 。比如在电子手表上,LED 数码显示屏清晰地显示时间;在一些金融机构的门口,会设置利率屏,用 LED 数码显示屏展示的存贷款利率 。

LED 点阵图文显示屏:显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块 ,通过控制这些发光二极管的亮灭和颜色变化,可以显示文字、图像等信息 。它能够灵活地显示各种内容,并且可以根据需要进行拼接,组成更大尺寸的显示屏 。常用于广告宣传、信息发布等领域,如商场门口的小型广告屏,通过 LED 点阵图文显示屏展示商品的图片和促销信息 。

LED 视频显示屏:显示器件是由许多发光二极管组成,具备强大的视频显示能力,可以显示视频、动画等各种视频文件 。它的显示效果出色,能够呈现出丰富的色彩和流畅的动态画面 。广泛应用于大型演出、体育赛事、户外广告等场合,像演唱会现场的大屏幕,通过 LED 视频显示屏播放歌手的精彩表演、画面等,为观众带来震撼的视觉享受 。

常规型 LED 显示屏:采用钢结构将显示屏固定安装于一个位置 ,通常安装后不会轻易移动 。主要常见的有户外大型单立柱 LED 广告屏,以及车站里安装在墙壁上用来播放车次信息的单、双色 LED 显示屏等 。这种显示屏安装牢固,稳定性高,适合长期固定展示信息 。在城市的主要干道旁,常常能看到高耸的单立柱 LED 广告屏,为城市增添了独特的商业氛围 。

租赁型 LED 显示屏:在设计时,就考虑到该屏经常会用于安装与拆卸,所以左右箱体采用带定位功能的快速锁连接,定位,整个箱体安装 10 秒之内完成 ,方便快捷 。租赁型 LED 显示屏的平整度高,显示效果好,能够满足各种演出、活动对显示屏的高要求 。主要用于舞台演出、婚庆场所以及大型春晚等场合 ,在这些活动中,根据场地和节目需求,灵活地搭建和拆卸显示屏 。

(七)按照发展方向分类

广告传媒类显示屏:这类显示屏以广告宣传为主要目的,常见的有门头的条幅单双色显示屏、广场楼体表面的全彩显示屏等 。它们通常位于人流量较大的区域,通过醒目的画面、丰富的色彩和动态的展示效果,吸引人们的注意力,传播商业广告、品牌形象、活动信息等内容 。在商业街道,门头的 LED 显示屏滚动播放店铺的特色商品、优惠活动等信息,吸引过往行人进店消费;在城市广场的大型楼体显示屏上,播放各种知名品牌的广告,提升品牌知名度和影响力 。

工业指示类显示屏:主要是给 PLCDCS 等集散控制系统配套辅助性质的显示屏 ,用于显示转速、流量、温度、压力等工业生产过程中的关键参数和信息 。它要求显示准确、稳定、可靠,能够适应工业生产环境中的高温、高湿、强电磁干扰等恶劣条件 。在工厂的生产车间,工业指示类显示屏实时显示设备的运行状态、生产数据等,方便工作人员监控和管理生产过程,及时发现和解决问题,保障生产的顺利进行 。

四、选购与维护小贴士

(一)选购要点

在选购 LED 显示屏时,首先要明确使用需求,这是选择合适显示屏的关键 。如果用于室内会议室,由于观看距离较近,对画质要求高,建议选择像素间距较小的室内全彩显示屏,如 P1.8、P2.0 等,这样能保证参会人员清晰地看到屏幕上的文字、图表等细节内容 。同时,室内环境光线相对稳定,亮度在 800 - 2000cd/㎡即可满足需求 。要是用于户外广告宣传,考虑到户外光线复杂、观看距离远,就需要选择亮度高、防护性能好的户外全彩显示屏,像素间距可选择 P6、P8 等,亮度一般要达到 5000cd/㎡以上 ,防护等级达到 IP65 以上,以确保在各种恶劣天气下都能正常工作,清晰展示广告内容 。

分辨率和刷新率也是重要的参数 。对于需要展示高清视频、图片的场合,如电影院、大型演出舞台等,应选择高分辨率的 LED 显示屏,常见的有 1080P、2K 甚至 4K 分辨率,这样可以呈现出细腻逼真的画面 。刷新率则影响画面的流畅度,对于实时动态画面展示,如体育赛事直播,建议选择刷新率在 1920Hz 及以上的产品,能有效减少画面卡顿和拖影现象,让观众更好地感受比赛的精彩瞬间 。

可靠性与稳定性同样不容忽视 。LED 显示屏通常需要长时间运行,所以要关注产品的生产工艺、散热设计、防水防尘等性能 。优质的显示屏在散热方面做得较好,能够有效降低 LED 灯珠和其他电子元件的温度,延长使用寿命 。防水防尘性能好的显示屏,可以在潮湿、多尘的环境中稳定工作 。选择知名品牌的