一、全彩顯示屏專用LED的選擇
LED全彩顯示屏的所有部件中最關(guān)鍵部件是LED器件。原因有三:第一,LED是全彩屏整機(jī)中使用數(shù)量最多的關(guān)鍵器件,每平方米會使用幾千至幾萬只LED;第二,LED是決定整屏光學(xué)顯示性能的主體,直接影響觀眾對顯示屏的評價(jià);第三,LED在顯示屏整體成本中所占比例最大,從30%至70%不等。
LED是全彩LED顯示屏的最關(guān)鍵器件,相當(dāng)于電腦的CPU。LED的選擇決定整個顯示屏50%以上的質(zhì)量,如果未能選擇好LED,顯示屏的其他部件再好也無法彌補(bǔ)顯示屏質(zhì)量的缺陷,就好比“木桶原理”,抓住關(guān)鍵問題,加以克服解決,才能得到最大的功效。現(xiàn)在,我們就從以下五大要素來分析LED顯示屏專用LED的參數(shù)和品質(zhì):
1、失效率
由于全彩顯示屏由上萬甚至幾十萬組紅、綠、藍(lán)三種LED組成的像素點(diǎn)組成,任一顏色LED的失效均會影響顯示屏整體視覺效果。一般來說,按行業(yè)經(jīng)驗(yàn),在LED顯示屏開始裝配至老化72小時(shí)出貨前的失效率應(yīng)不高于萬分之三(指LED器件本身原因引起的失效)。
2、抗靜電能力
LED是半導(dǎo)體器件,對靜電敏感,極易引致靜電失效,故抗靜電能力對顯示屏的壽命至關(guān)重要。一般來說,LED的人體靜電模式測試失效電壓不應(yīng)低于2000V。
3、衰減特性
紅、綠、藍(lán)LED均具有隨著工作時(shí)間的增加而亮度衰減的特性。LED芯片的優(yōu)劣、輔助物料的好壞及封裝工藝水平的高低決定了LED的衰減速度。一般來說,1000小時(shí)、20毫安常溫點(diǎn)亮試驗(yàn)后,紅色LED的衰減應(yīng)小于10%,藍(lán)、綠色LED的衰減應(yīng)小于15%。紅、綠、藍(lán)衰減的一致性對全彩LED顯示屏日后的白平衡影響很大,進(jìn)而影響顯示屏的顯示保真度。
4、亮度
LED亮度是顯示屏亮度的重要決定因素。LED亮度越高,使用電流的余量越大,對節(jié)省耗電、保持LED穩(wěn)定有好處。LED有不同的角度值,在芯片亮度已定的情況下,角度越小,LED則越亮,但顯示屏的視角則越小。一般應(yīng)選擇水平110度、垂直55度左右的LED以保證顯示屏足夠的視角,根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況,針對不同點(diǎn)間距和不同視距的顯示屏,應(yīng)在亮度、角度和價(jià)格上找到一個平衡點(diǎn)。
5、一致性
全彩顯示屏是由無數(shù)個紅、綠、藍(lán)LED組成的像素拼成的,每種顏色LED的亮度、波長的一致性決定了整個顯示屏的亮度、白平衡、色度等指標(biāo)的一致性。一般來說,顯示屏廠家要求器件供應(yīng)商提供±2.5nm的波長范圍及1:1.3的亮度范圍的LED,這些指標(biāo)可由器件供應(yīng)商通過分光分色機(jī)進(jìn)行分級;達(dá)到電壓的一致性一般情況下不做要求。
由于LED是有角度的,故全彩LED顯示屏同樣具有角度方向性,即在不同角度觀看時(shí),其亮度是會遞增或遞減的,這樣,紅、綠、藍(lán)三種顏色LED的角度一致性將嚴(yán)重影響不同角度白平衡的一致性,直接影響顯示屏視頻顏色的保真度。要做到紅、綠、藍(lán)三種LED在不同角度時(shí)亮度變化的匹配一致性,需要在封裝透鏡設(shè)計(jì)、原物料選擇上嚴(yán)格進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),這取決于封裝供應(yīng)商的工藝、技術(shù)、設(shè)備等因素。法向方向白平衡再好的顯示屏,如果LED的角度一致性不好,整屏不同角度的白平衡效果將是糟糕的。LED器件的角度一致性特性可用LED角度綜合測試儀測出,對于中、高檔顯示屏尤為重要。
二、全彩顯示屏專用LED的使用
高品質(zhì)的LED也需要一個良好的使用方法和環(huán)境,歸結(jié)起來有如下八大使用要點(diǎn):
1、防靜電
顯示屏裝配工廠應(yīng)有良好的防靜電措施。專用防靜電地、防靜電地板、防靜電烙鐵、防靜電臺墊、防靜電環(huán)、防靜電衣、濕度控制、設(shè)備接地(尤其切腳機(jī))等都是基本要求,并且要用靜電儀定期檢測。
2、過波峰焊溫度及時(shí)間
須嚴(yán)格控制好波鋒焊的溫度及過爐時(shí)間,建議為:預(yù)熱溫度100℃±5℃,最高不超過120℃,且預(yù)熱溫度上升要求平穩(wěn),焊接溫度為245℃±5℃,焊接時(shí)間建議不超過3秒,過爐后切忌振動或沖擊LED,直到恢復(fù)常溫狀態(tài)。波峰焊機(jī)的溫度參數(shù)要定期檢測,這是由LED的特性決定的,過熱或波動的溫度會直接損壞LED或造成LED質(zhì)量隱患,尤其對于小尺寸如3mm的圓形和橢圓形LED。
3、設(shè)計(jì)電流值
LED的標(biāo)稱電流為20mA,一般建議其最大使用電流為不超過標(biāo)稱值的80%,尤其對于點(diǎn)間距很小的顯示屏,由于散熱條件不佳,還應(yīng)適當(dāng)降低電流值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),由于紅、綠、藍(lán)LED衰減速度的不一致性,有針對性地降低藍(lán)、綠LED的電流值,可以保持顯示屏長時(shí)間使用后白平衡的一致性。
4、混燈
同一種顏色不同亮度檔的LED需要混燈,或者按照離散規(guī)律設(shè)計(jì)的插燈圖進(jìn)行插燈,以保證整屏每種顏色亮度的一致性。此工序如果出現(xiàn)問題,會出現(xiàn)顯示屏局部亮度不一致的現(xiàn)象,直接影響LED顯示屏的顯示效果。
5、控制好燈的垂直度
對于直插式LED來說,過爐時(shí)要有足夠的工藝技術(shù)保證LED垂直于PCB板。任何的偏差都會影響已經(jīng)設(shè)置好的LED亮度一致性,出現(xiàn)亮度不一致的色塊。
6、散熱設(shè)計(jì)
LED工作時(shí)會發(fā)熱,溫度過高會影響LED的衰減速度和穩(wěn)定性,故PCB板的設(shè)計(jì)、銅箔厚度和PCB板的層數(shù)、箱體及結(jié)構(gòu)的通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)都會影響LED的實(shí)際表現(xiàn)。
7、虛焊控制
LED顯示屏在出現(xiàn)LED不亮?xí)r,往往有超過50%概率為各種類型的虛焊引起的,如LED管腳虛焊、IC管腳虛焊、排針排母虛焊等。這些問題的改善需要嚴(yán)格地改善工藝并加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)來解決,因此,出廠前的振動測試也不失為一種好的檢驗(yàn)方法。
8、驅(qū)動電路設(shè)計(jì)
顯示屏模塊上的驅(qū)動電路板的驅(qū)動IC排布亦會影響到LED的亮度。由于驅(qū)動IC輸出電流在PCB板上傳輸距離過遠(yuǎn),會使得傳輸路徑壓降過大,影響LED的正常工作電壓導(dǎo)致其亮度降低。我們常會發(fā)現(xiàn)顯示屏模塊四周的LED亮度比中間低一些,就是這個原因。所以,要保證顯示屏亮度的一致性,就要設(shè)計(jì)好驅(qū)動電路分布圖。