如何選擇LED顯示屏“封裝器件”
2014-02-13 來(lái)源：智慧城市網(wǎng)
如何選擇如何選擇LED顯示屏封裝器件呢？一般認(rèn)為顯示屏有以下五大關(guān)鍵性能指標(biāo)與LED品質(zhì)參數(shù)息息相關(guān)：亮度與視角、均勻性與清晰度、像素失控率、壽命、能耗與能效。
如何選擇LED顯示屏封裝器件看亮度與視角
顯示屏亮度主要取決于LED發(fā)光強(qiáng)度和LED密度
顯示屏視角應(yīng)解決光通量浪費(fèi)問(wèn)題
顯示屏亮度主要取決于LED的發(fā)光強(qiáng)度和LED密度。近幾年LED在襯底、外延、芯片及封裝等方面的新技術(shù)層出不窮，尤其是氧化銦錫(ITO)電流擴(kuò)展層技術(shù)及工藝的穩(wěn)定與成熟，使LED的發(fā)光強(qiáng)度有了大幅提高。目前，國(guó)際品牌小功率LED在水平視角為110度、垂直視角為50度的情況下，綠管的發(fā)光強(qiáng)度已高達(dá)4000mcd，紅管達(dá)1500mcd，藍(lán)管達(dá)1000mcd。在像素間距為20mm時(shí)，顯示屏亮度可達(dá)到10000nit以上。顯示屏可在任何環(huán)境下全天候工作。
在談到顯示屏視角時(shí)，有一個(gè)值得我們思考的現(xiàn)象：LED顯示屏尤其是室外顯示屏，人們的觀察角度基本是從下而上，而以現(xiàn)有LED顯示屏的產(chǎn)品形態(tài)來(lái)看，有一半的光通量消失在茫茫天空中。在能源緊張的今天，我們是否有更合理的解決之道？值得深思。
如何選擇LED顯示屏封裝器件看均勻性與清晰度
LED各項(xiàng)性能參數(shù)不一致是影響均勻性的主要原因
制約LED顯示屏清晰度改善的主因是均勻性而不是物理像素間距
LED顯示屏技術(shù)發(fā)展到今天，均勻性已成為衡量顯示屏優(yōu)劣的重要指標(biāo)。人們常說(shuō)LED顯示“點(diǎn)點(diǎn)燦爛，片片輝煌”，就是對(duì)像素之間和模塊之間嚴(yán)重不均勻的一種形象比喻。專業(yè)一點(diǎn)的說(shuō)法是“灰塵效應(yīng)”和“馬賽克現(xiàn)象”。
造成不均勻現(xiàn)象的根源主要有：LED各項(xiàng)性能參數(shù)的不一致；顯示屏在生產(chǎn)、安裝過(guò)程中組裝精度的不足；其他電子元器件的電參數(shù)一致性不夠；模塊、PCB設(shè)計(jì)的不規(guī)范等。
其中“LED各項(xiàng)性能參數(shù)的不一致”是主因。這些性能參數(shù)的不一致主要包括：光強(qiáng)不一致、光軸不一致、色坐標(biāo)不一致、各基色光強(qiáng)分布曲線不一致以及衰減特性不一致等。如何解決LED性能參數(shù)的不一致現(xiàn)象，目前業(yè)內(nèi)主要有兩種技術(shù)途徑：一是通過(guò)對(duì)LED規(guī)格參數(shù)的進(jìn)一步細(xì)分，提高LED各項(xiàng)性能的一致性；二是通過(guò)后續(xù)校正的方式來(lái)改善顯示屏均勻性。后續(xù)校正也從早期的模組校正、模塊校正，發(fā)展到今天的逐點(diǎn)校正。校正技術(shù)則從單純的光強(qiáng)校正，發(fā)展到光強(qiáng)+色坐標(biāo)校正。
但是，我們認(rèn)為后續(xù)校正并不是的。其中，光軸不一致、光強(qiáng)分布曲線不一致、衰減特性不一致、拼裝精度差以及設(shè)計(jì)的不規(guī)范等是無(wú)法通過(guò)后續(xù)校正來(lái)消除的，甚至這種后續(xù)校正會(huì)使光軸、衰減、拼裝精度方面的不一致更加惡化。
因此，通過(guò)實(shí)踐我們的結(jié)論是：后續(xù)校正僅僅是治表，而LED參數(shù)細(xì)分才是治本，才是LED顯示產(chǎn)業(yè)未來(lái)的主流。
而論到顯示屏均勻性與清晰度的關(guān)系，業(yè)界則常常存在一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，即以分辨率替代清晰度。其實(shí)顯示屏清晰度是人眼對(duì)顯示屏分辨率、均勻性(信噪比)、亮度、對(duì)比度等多項(xiàng)因素綜合的主觀感受。單純縮小物理像素間距提高分辨率，而忽視均勻性，對(duì)提高清晰度是毫無(wú)疑義的。試想一個(gè)存有嚴(yán)重“灰塵效應(yīng)”和“馬賽克現(xiàn)象”的顯示屏，即使它的物理像素間距再小，分辨率再高，也不可能得到一個(gè)良好的圖像清晰度。
因此，從某種意義上講，目前制約LED顯示屏清晰度改善的主因是“均勻性”而不是“物理像素間距”。
如何選擇LED顯示屏封裝器件LED燈珠影響顯示屏像素失控
造成顯示屏像素失控的主要原因是LED失效
靜電放電是失效大誘因
造成顯示屏像素失控的原因很多，其中主要的原因就是“LED失效”。
LED失效的主因又可分為兩個(gè)方面：一是LED自身品質(zhì)不佳；二是使用方法不當(dāng)。通過(guò)分析我們歸納出LED失效模式和上述兩個(gè)主因之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
上述我們談到很多LED的失效通常在LED的常規(guī)檢驗(yàn)測(cè)試中是無(wú)法發(fā)現(xiàn)的。除了在受到靜電放電、大電流(造成結(jié)溫過(guò)高)、外部強(qiáng)力等不當(dāng)使用外，很多LED失效是在高溫、低溫、溫度快速變化或其他惡劣條件下，由于LED芯片、環(huán)氧樹(shù)脂、支架、內(nèi)引線、固晶膠、PPA杯體等材料熱膨脹系數(shù)的差異，引發(fā)其內(nèi)部應(yīng)力的不同而產(chǎn)生的，因此，LED的質(zhì)量檢測(cè)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作。
再者，對(duì)于GaN基LED而言，靜電放電是其失效的大誘因。靜電放電導(dǎo)致LED失效的機(jī)理非常復(fù)雜，設(shè)備、工具、器皿及人體均有可能帶有靜電并對(duì)其放電，這種靜電少則幾百伏，高則幾萬(wàn)伏，放電時(shí)間在納秒級(jí)水平。我們?cè)陲@示屏生產(chǎn)、安裝、使用過(guò)程中出現(xiàn)的藍(lán)綠管失效，往往就是LED-PN結(jié)被靜電放電擊穿所至。國(guó)際靜電協(xié)會(huì)嚴(yán)格規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)靜電放電模式，主要分為人體放電模式(HBM)和機(jī)器放電模式(MM)。我國(guó)對(duì)器件的靜電放電敏感度(ESDS)分為三個(gè)等級(jí)(人體模式)：1級(jí)為0～1999V；2級(jí)為2000～3999V；3級(jí)為4000V以上。一般情況下LED的靜電放電敏感度在人體模式下在幾百伏～上萬(wàn)伏之間，而在機(jī)器模式下只有幾十伏到五百伏左右。LED顯示屏由于生產(chǎn)過(guò)程繁雜，靜電放電防不勝防，因此，LED靜電放電敏感度應(yīng)選擇2級(jí)或以上為妥(人體模式)，而靜電防護(hù)必須貫穿生產(chǎn)全過(guò)程。
