В светодиодных экранах источник света, модулятор и экран объединены. Такие дисплеи называются активными, т.е. поверхность экрана сама является как модулятором, так и источником света.
Среди достаточно большого разнообразия ИМЭ систем (плазменные, электролюминесцентные, катодолюминесцентные, полевые и т.д.), светодиодные дисплеи стоят особняком. Это связано с тем, что они строятся из отдельных светодиодов, которые группируются сначала в пиксели, а затем в матрицу пикселей. Такой принцип построения приводит к тому, что размер «ячейки» оказывается достаточно большим (от 5 до 50 мм), поэтому светодиодные системы – это всегда широкоэкранные системы.
Основной светотехнической характеристикой светодиода является сила излучаемого им света I (кандел). К светотехническим характеристикам также относятся длина волны излучаемого цвета и диаграмма направленности.
Современные светодиоды, применяемые в экранах, имеют следующие длины волн:
синий - 430 - 470 нм, зеленый - 515 - 530 нм, красный - 630 - 670 нм.
Разработка синего светодиода позволила создавать полноцветные светодиодные экраны, а разработка зеленого с более короткой длиной волны (ранее использовались диоды с длиной волны 570 нм) позволило значительно улучшить цветовые характеристики изображения.
Выходная диаграмма направленности светового потока формируется как формой рефлектора, так и формой корпуса светодиода. Варьируя параметры рефлектора и корпуса можно создавать различные диаграммы направленности шириной от 4 - 5 до 160°.
Более того, возможно создание диаграмм направленности с различной шириной по вертикали и горизонтали, например, 120° по горизонтали и 60° по вертикали (т.н. овальные светодиоды).
По аналогии с коэффициентом усиления проекционных экранов (gain), формирование диаграммы направленности можно связать с коэффициентом усиления светового потока.
Структура информационного поля экрана.
Светодиодные пиксели, которые могут иметь самую различную форму, размещены в поле экрана в узлах прямоугольной сетки. Соответственно, нужно говорить о размере пикселя и шаге пикселей в поле экрана. В зависимости от конструктивных особенностей и решаемых задач, соотношение размера пикселя к шагу может составлять 0,5-0,9:1.
Отметим две особенности структуры светодиодного экрана:
Размер пикселя не зависит от размера экрана.
Увеличение размера экрана достигается увеличением его информационной емкости.
С учетом того, что каждый светодиод является практически точечным источником света, (световой поток рассеивается корпусом светодиода в небольшой степени), пикселизация поля светодиодного экрана существенно больше, чем, например изображения на плазменной панели или проекционном экране. Явление иррадиации (зрительное ощущение размывания точечного источника света при его высокой яркости) в некоторой степени снижает пикселизацию. Другим способом ее уменьшения является использование диффузных фильтров и увеличение соотношения размер/шаг пикселя.
Цветообразование.
В светодиодных экранах в основном используется пространственное цветообразование.
В простейшем случае пиксель составлен из трех светодиодов с различным цветом свечения (обычно красный, зеленый, синий). Для больших пикселей используются от 4 светодиодов (два красных, зеленый и синий) и больше. В экранах с размерами пикселей более 20 мм используются т.н. кластеры – конструктивно объединенные группы диодов, например, 8 красных, 6 зеленых, 2 синих и т.д.
Количество светодиодов каждого цвета обычно выбирают с учетом максимального приближения к балансу белого цвета.
В дисплеях с двумя основными цветами (красный, зеленый) часто используется временной принцип цветообразования. В таких экранах пиксель состоит из одного двухцветного светодиода
