許寧

摘 要：本文首先闡述了LED電視和常規(guī)電視的區(qū)別及優(yōu)勢，其次詳細分析了LED電視在設計過程中出現(xiàn)的問題并提供了相應的解決方案。其中，重點介紹了LED電視模組設計的難點，如：高灰高刷、抗干擾設計、無縫拼接等。

關鍵詞：高灰高刷；抗干擾設計；無縫拼接

一、LED電視和常規(guī)電視區(qū)別及優(yōu)勢

近年來，隨著技術的進步，LED顯示技術也獲得了長足的發(fā)展，其中最為可喜的是，更小像素間距的LED屏被不斷地研發(fā)出來。使得LED屏擁有了更小的像素間距，令畫面更加細膩，從而使得LED顯示屏適合近距離觀看，并可帶來電視級的分辨率和圖像質(zhì)量。

目前家電行業(yè)中通常所指的LED電視嚴格的名稱是“LED背光源液晶電視”，是指以LED做為背光源的液晶電視，仍是LCD的一種。它用LED光源替代了傳統(tǒng)的熒光燈管，畫面更優(yōu)質(zhì)，理論壽命更長，制作工藝更環(huán)保，并且能使液晶顯示面板更薄。而嚴格意義上的LED電視是指完全采用LED（發(fā)光二極管）做為顯像器件的電視機。

為了滿足電視的要求我們此次開發(fā)的產(chǎn)品的像素為09mm，這個點間距是國內(nèi)甚至世界上最小的可量產(chǎn)LED屏幕像素間距。僅僅1mm之差的點間距帶來的顯示效果是完全不同的。0.9mm的單元模組每平方的點數(shù)達到了近113萬點之多，對于單位平方下的分辨率是一個質(zhì)的提升，這也給我們帶來了更加細膩的畫質(zhì)和更加豐富的細節(jié)體驗。更小的間距也為用在家用電視領域提供了可能。

二、LED電視設計中的問題及解決方法

（一）高灰高刷設計

高刷新設計

LED電視單元模組的一項重要指標是“刷新率”。通常LED屏幕的刷新頻率稱作“視覺刷新頻率”。視覺刷新頻率指的是屏幕更新的速率，通常用赫茲（Hz）為單位表示，一般而言視覺刷新頻率在3，000Hz以上，為高性能LED屏幕。視覺刷新頻率越高，畫面顯示越穩(wěn)定，視覺閃爍感就越小。LED屏幕的低“視覺刷新頻率”，其影響除了攝像、攝影時，出現(xiàn)水平橫條紋之外，同時也會發(fā)生類似數(shù)萬顆燈泡同時閃爍的影像，人眼在觀看時因此可能產(chǎn)生不適感，甚至對眼睛造成傷害，LED電視是給人長期觀看的，所以刷新是非常重要的一項指標。雖然對人眼而言，視覺刷新頻率達60Hz以上已經(jīng)感受到的是連續(xù)畫面，但是越高的視覺刷新頻率，顯示的圖像越穩(wěn)定，人眼越不容易覺得疲勞?，F(xiàn)今在高質(zhì)量視頻中，為得到更精細的畫面，如精彩回放或是特寫攝影的過程，紛紛都以每秒1，000Hz以上的高速攝影機進行拍攝。此時，對于也會被拍攝到的LED顯示屏，在高速快門下仍能夠呈現(xiàn)連續(xù)畫面（無黑色掃描線）或是連續(xù)色階，就是很大的挑戰(zhàn)。為了能夠讓顯示單元有更高刷新率，在設計上采用了如下一些具體的措施：

（1）在設計上選用了目前最先進的LED驅動控制芯片 “PWM芯片”。此款芯片僅需送一次完整的幀數(shù)據(jù)，并存儲在LED驅動芯片內(nèi)的SRAM。此方式不但可節(jié)省數(shù)據(jù)頻帶，也可以在非常低的數(shù)據(jù)時鐘頻率下達到高灰階的效果。藉由PWM的技術，可加強脈波寬度調(diào)變的功能，并將導通的時間分散成數(shù)個較短的導通時間，因而增加了掃描屏的視覺更新率。此外此款PWM芯片和之前驅動芯片相比更大的優(yōu)勢在于使用了GCLK的倍頻技術，可讓視覺更新率提升一倍。

（2）除了選用高刷新的驅動芯片之外，還采用了高數(shù)據(jù)組數(shù)的設計方式。0.9mm單元模塊的分辨率為120*80，采用了4組數(shù)據(jù)帯載的方式來提高刷新率，每組數(shù)據(jù)帯載的點數(shù)為30*80。

（3）較高的時鐘頻率也可以讓單元模塊的刷新率更高。在此次的單元模塊設計中為了能夠讓時鐘頻率能夠更高，在設計上也對高頻信號線做了特殊的處理。對于CLK、STR、OE三個高頻信號處理的時候需要讓走線的距離最短，轉層最少，這樣才能讓信號線的阻抗最小，達到最好的信號傳輸?shù)男Ч?/p>

（二）高灰度等級設計

灰度等級是單元模塊的另一項重要指標。灰度等級指的是各種顏色在最暗與最亮色之間，擁有不同變化之顏色階層，一般而言灰階在12bit以上為高效能LED屏幕。若灰度級數(shù)不足，會發(fā)生顏色層次不足或是漸層顏色色階不夠平滑之情況，而無法充分展現(xiàn)影片的色彩。使得顯示效果大幅降低。而此次設計的顯示單元模塊采用了14bit以上的灰度處理技術，能夠讓灰度的層次更加的平滑。通過連續(xù)的灰度變化以及控制系統(tǒng)獨有的HDR技術，可以讓畫面呈現(xiàn)出更為逼真的效果。另外常規(guī)電視由于采用背光技術，無法將畫面黑的部分展現(xiàn)為純黑色，而LED電視由于是自發(fā)光所以可以將純黑色完美的展現(xiàn)，這種顯示效果可以讓畫面有很高的對比度也是常規(guī)的背光電視無法比擬的。

（三）抗干擾設計

常規(guī)LED屏幕模塊一般設計成4層或6層通孔板。過孔為頂層貫穿到底層，穿過中間各層，此類孔為機械孔，也就是說板材經(jīng)過壓合以后，由機械鉆頭鉆通并鍍銅形成。但其缺點在于因為是通孔板，中間各層線如若不是與該孔網(wǎng)絡屬性一致，則需要避讓該孔，這樣就使得印制板設計難度加大，內(nèi)層某些信號連通性略差（GND），內(nèi)層高頻信號串擾大。在此次的模組設計中為了提高顯示效果，所以在數(shù)據(jù)傳輸時會相應的增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率，一般為25MHz左右，為了減小干擾此次設計采用了8層3階板的設計方式。此種設計不但有通孔還包含盲埋孔，這樣可以大幅度減小設計的難度，并且讓GND更加的完整，從而達到干擾最小化的目的。

（四）無縫拼接設計

此次設計的LED電視點間距是0.9mm，這樣的點間距對于整體拼裝的要求非常高。因為LED電視單元模組不可能只是一整塊單元模塊，而是有多個單元模塊拼裝而成的。由于觀看的距離非常近如果安裝出現(xiàn)縫隙就會造成觀感變差。所以為了解決安裝的縫隙問題，這次的設計采用了高精密的加工設備對PCB單元板進行回廠后的二次處理方法，我們采用的設備精度達到了微米級，切割的刀片厚度也僅為0.4mm，切割時采用負公差的方式。這樣的精度對于點間距0.9mm的LED電視來說完全能夠達到拼裝無縫隙的要求。

三、結語

隨著LED應用市場的不斷擴大，LED電視勢必會被更多的應用在例如控制室等多種場合。同時經(jīng)過不斷的產(chǎn)品迭代，價格的不斷降低，LED電視也會逐漸的進入家用領域，LED電視可以完美的替代目前的液晶電視和LED背光電視。