幾十年前大型的電子顯示屏是用燈泡或照明燈構(gòu)成，發(fā)展到后來(lái)的顯像管（CRT）顯示技術(shù)， LCD液晶顯示和PDP等離子顯示，主要用在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所轉(zhuǎn)播比賽，如今常用的電子顯示屏是LED顯示屏，LED顯示屏被證明是最可靠，高效，節(jié)能，明亮的大型電子顯示屏，在技術(shù)上也最方便實(shí)現(xiàn)。
LED發(fā)光技術(shù)的原理是某些半導(dǎo)體材料在通以電流的情況下會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，這種電到光的轉(zhuǎn)換效率非常高，對(duì)所用材料進(jìn)行不同的化學(xué)處理，就可以得到各種亮度和視角的LED。LED顯示屏是將LED模塊或像素管按照實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示電路，直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架及外裝飾等，即構(gòu)成一臺(tái)LED顯示屏。
那么什么是LED呢？L-E-D是英文Light Emitting Diode (發(fā)光二極管) 的縮寫。它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，電子占主導(dǎo)地位。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里注入的電子跟空穴復(fù)合（注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)），電子由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，會(huì)把多余的能量以發(fā)射光子(電磁波)的形式釋放出來(lái)，產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。所以簡(jiǎn)單的說(shuō)， 就是電子將多余的能量以光的形式釋放出來(lái)。PN結(jié)加反向電壓， 少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED 。而發(fā)出光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，它是由形成P-N結(jié)的材料決定的，也就是說(shuō)其發(fā)光的顏色也與構(gòu)成其基底（P-N結(jié)）的材質(zhì)元素有關(guān)。
LED的發(fā)光顏色取決于波長(zhǎng)，常見可見光的分類大致為：暗紅色（700nm）、深紅色（640-660nm）、桔紅色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黃色（580---595nm）、黃綠色（565-575nm）、純綠色（500-540nm）、藍(lán)色（435-490nm）、紫色(380-430nm)。白光和粉紅光是一種光的混合效果。最常見的是由藍(lán)光+黃色熒光粉和藍(lán)光+紅色熒光粉混合而成。LED半導(dǎo)體器件常采用磷化鎵（GaP，綠光）、鎵鋁砷（GaAlAs）或砷化鎵（GaAs，紅光）、氮化鎵（GaN，藍(lán)光）等材料組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有單向?qū)щ娦浴?/span>
LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED 的材料和工藝有關(guān) ， 目前廣泛使用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于LED工作電壓低（僅1.5-3V ），能主動(dòng)發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動(dòng)、壽命長(zhǎng)（10萬(wàn)小時(shí)），所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無(wú)其他的顯示方式與LED 顯示方式匹敵。
品質(zhì)優(yōu)良的LED要求向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高。事實(shí)上，LED向外發(fā)光僅是內(nèi)部發(fā)光的一部分。LED材料折射率很高。當(dāng)芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時(shí)（無(wú)環(huán)氧封裝）若垂直入射，被空氣反射。
反射出的占32%，鑒于晶體本身對(duì)光有相當(dāng)一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。為了進(jìn)一步提高外部出光效率可采取以下措施：用折射率較高的透明材料（環(huán)氧樹脂n=1.55并不理想）覆蓋在芯片表面；把芯片晶體表面加工成半球形。
前面有提到發(fā)光二極管是指當(dāng)在其整流方向施加電壓（稱為順方向）時(shí)，有電流注入，電子與空穴符合，其一部分能量變換為光并發(fā)射的二極管。這種LED由半導(dǎo)體制成，屬于固體元件，工作狀態(tài)穩(wěn)定、可靠性高，其連續(xù)通電時(shí)間（壽命）可達(dá)105h以上。LED的發(fā)光來(lái)源于電子與空穴發(fā)生復(fù)合時(shí)放出的能量。作為L(zhǎng)ED用材料，一是要求電子與空穴的輸運(yùn)效率要高；二是要求電子與空穴復(fù)合時(shí)放出的能量應(yīng)與所需要的發(fā)光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)，一般多采用化合物半導(dǎo)體單晶材料。
把紅色和綠色的LED 放在一起作為一個(gè)象素制作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏；把紅、綠、藍(lán)三種LED 管放在一起作為一個(gè)象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。制作室內(nèi)LED屏的象素尺寸一般是2-10 毫米，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封裝成一體，室外LED 屏的象素尺寸多為12-26 毫米，每個(gè)象素由若干個(gè)各種單色 LED 組成,常見的成品稱象素筒，雙色象素筒一般由3 紅2 綠組成，三色象素筒用2 紅1 綠1藍(lán)組成。無(wú)論用LED 制作單色、雙色或三色屏，欲顯示圖象需要構(gòu)成象素的每個(gè)LED的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級(jí)?；叶鹊燃?jí)越高，顯示的圖像就越細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。一般256級(jí)灰度的圖像，顏色過渡已十分柔和，而16 級(jí)灰度的彩色圖像，顏色過渡界線十分明顯。所以彩色LED屏當(dāng)前都要求做成256 級(jí)灰度的。
