一、器件本身的影響
從器件本身來談影響LED顯示屏質(zhì)量好壞的要素主要有以下五個方面:
1.亮度與視角
1)顯示屏亮度主要取決于LED的發(fā)光強度和LED密度。近幾年LED在襯底、外延、芯片及封裝等方面的新技術層出不窮,尤其是氧化銦錫(ITO)電流擴展層技術及工藝的穩(wěn)定與成熟,使LED的發(fā)光強度有了大幅提高。目前,國際一流品牌小功率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)光強度已高達4000mcd,紅管達1500mcd,藍管達1000mcd.在像素間距為20mm時,顯示屏亮度可達到10000nit以上。顯示屏可在任何環(huán)境下全天候工作。
2)在談到顯示屏視角時,有一個值得我們思考的現(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?
2.均勻性與清晰度
1)LED顯示屏技術發(fā)展到今天,均勻性已成為衡量顯示屏優(yōu)劣的最重要指標。人們常說LED顯示“點點燦爛,片片輝煌”,就是對像素之間和模塊之間嚴重不均勻的一種形象比喻。專業(yè)一點的說法是“灰塵效應”和“馬賽克現(xiàn)象”.造成不均勻現(xiàn)象的根源主要有:LED各項性能參數(shù)的不一致;顯示屏在生產(chǎn)、安裝過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設計的不規(guī)范等。其中“LED各項性能參數(shù)的不一致”是主因。這些性能參數(shù)的不一致主要包括:光強不一致、光軸不一致、色坐標不一致、各基色光強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)主要有兩種技術途徑:一是通過對LED規(guī)格參數(shù)的進一步細分,提高LED各項性能的一致性;二是通過后續(xù)校正的方式來改善顯示屏均勻性。后續(xù)校正也從早期的模組校正、模塊校正,發(fā)展到今天的逐點校正。校正技術則從單純的光強校正,發(fā)展到光強+色坐標校正。但是,我們認為后續(xù)校正并不是萬能的。其中,光軸不一致、光強分布曲線不一致、衰減特性不一致、拼裝精度差以及設計的不規(guī)范等是無法通過后續(xù)校正來消除的,甚至這種后續(xù)校正會使光軸、衰減、拼裝精度方面的不一致更加惡化。因此,通過實踐我們的結論是:后續(xù)校正僅僅是治表,而LED參數(shù)細分才是治本,才是LED顯示產(chǎn)業(yè)未來的主流。
2)而論到顯示屏均勻性與清晰度的關系,業(yè)界則常常存在一個認識上的誤區(qū),即以分辨率替代清晰度。其實顯示屏清晰度是人眼對顯示屏分辨率、均勻性(信噪比)、亮度、對比度等多項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,對提高清晰度是毫無疑義的。試想一個存有嚴重“灰塵效應”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”.
3.像素失控率
1)造成顯示屏像素失控的原因很多,其中最主要的原因就是“LED失效”.LED失效的主因又可分為兩個方面:一是LED自身品質(zhì)不佳;二是使用方法不當。通過分析我們歸納出LED失效模式和上述兩個主因之間的對應關系。上述我們談到很多LED的失效通常在LED的常規(guī)檢驗測試中是無法發(fā)現(xiàn)的。除了在受到靜電放電、大電流(造成結溫過高)、外部強力等不當使用外,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)部應力的不同而產(chǎn)生的,因此,LED的質(zhì)量檢測是一項十分復雜的工作。
2)再者,對于GaN基LED而言,靜電放電是其失效的最大誘因。靜電放電導致LED失效的機理非常復雜,設備、工具、器皿及人體均有可能帶有靜電并對其放電,這種靜電少則幾百伏,高則幾萬伏,放電時間在納秒級水平。我們在顯示屏生產(chǎn)、安裝、使用過程中出現(xiàn)的藍綠管失效,往往就是LED-PN結被靜電放電擊穿所至。國際靜電協(xié)會嚴格規(guī)定了標準靜電放電模式,主要分為人體放電模式(HBM)和機器放電模式(MM)。我國對器件的靜電放電敏感度(ESDS)分為三個等級(人體模式):1級為0~1999V;2級為2000~3999V;3級為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~上萬伏之間,而在機器模式下只有幾十伏到五百伏左右。LED顯示屏由于生產(chǎn)過程繁雜,靜電放電防不勝防,因此,LED靜電放電敏感度應選擇2級或以上為妥(人體模式),而靜電防護必須貫穿生產(chǎn)全過程。
4.能耗與能效
1)提高LED光效,降低顯示屏能耗是LED顯示屏技術一個重要的發(fā)展方向,它具有如下積極意義:一是節(jié)能、減排,保護環(huán)境;二是降低電力增容、動力設備及散熱設備的投入;三是節(jié)省電費降低運營成本;四是降低顯示屏溫升;五是延緩LED衰減速度;六是提高系統(tǒng)可靠性;七是延長顯示屏壽命;八是減小顯示屏光電參數(shù)的溫漂,穩(wěn)定圖像效果。
2)LED的發(fā)光效率(即外量子效率)是由LED內(nèi)量子效率和逃逸率決定的。現(xiàn)今,LED的內(nèi)量子效率已高達90%以上,但是由于逃逸率較低,因此外量子效率成為提高LED光效的瓶頸。為了突破這個制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸,許多新穎的解決方案被提出,同時得到了理論驗證,其中大多數(shù)已進入試驗階段,部分已獲得了成功,并且為最終的產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實的基礎。
5.壽命
1)LED顯示屏的壽命是由多種因素決定的,但是,由許多因素造成的壽命終結是可以通過零部件(比如開關電源)的更換來不斷地延續(xù)壽命。而LED則是不可能被大量更換的,因此,一旦LED壽命終結,則意味著顯示屏壽命的終止。一定意義上LED的壽命決定了顯示屏的壽命。LED的壽命通常以發(fā)光強度衰減到初始值50%的時間為壽命期。LED作為一種半導體材料,人們常說有10萬小時壽命,但那是在理想條件下的評估。而在實際使用狀況下是達不到的。我們有一個簡單的實驗方法和計算公式可以測算LED的壽命:將LED放置于與實際工作環(huán)境相同的條件下工作1000小時,并測得光強的初始值和終值,然后通過公式就可推出LED的壽命期。我們選定某著名品牌藍管在環(huán)境溫度為50℃、電流為20mA的環(huán)境下工作1000小時后測得終值為0.88×初始值,根據(jù)公式我們可算出該藍管在該環(huán)境下的壽命為5422小時。
2)一般情況下,想要使LED壽命期更長我們可以從器件制造和器件應用兩方面著手。從器件制造方面來講:選擇優(yōu)質(zhì)的外延材料;加大芯片面積,減小電流密度;均衡電流密度;降低熱阻;選擇性能優(yōu)良而抗紫外能力強的封裝材料等都可以使LED壽命更長。從器件應用方面講:將散熱作為從模塊設計到工程實施甚至將來系統(tǒng)維護的一個中心工作;降低LED工作電流;正確配置LED,使各基色LED同步衰減等都是可以延長LED使用壽命的。
二、器件制造方面的影響
從器件制造方面來談影響LED顯示屏質(zhì)量好壞的要素主要包括:
1.電路板:電路板廠家比較多,深圳市是電子產(chǎn)品的聚集地,采購原材料這一塊很快的,電路板分兩層板和四層板,兩層板的厚度是1.6.四層板是2.0,影響電路板質(zhì)量的就是電路板內(nèi)部的導電體,導電體厚度要達到標準的厚度要在1ns以上,因為led顯示屏在使用過程中有溫度的升高和降低,如果導電體薄了容易在使用的過程中熔斷,這樣會造成大面積的質(zhì)量問題。
2.led顯示屏驅(qū)動IC:目前的led顯示屏發(fā)展來講驅(qū)動ic有點晶的、***聚積的、明威的、還有一些國產(chǎn)的驅(qū)動IC,本公司還是比較信賴聚積的IC.
3.控制卡基本上99%的led顯示屏廠家都是外購的,行業(yè)中比較好的那就是中慶、靈星雨、德普達、諾瓦、卡萊特這些用在全彩色顯示屏上比較多一些,相對來說穩(wěn)定性比較好一些。
4.面罩、套件的問題:面罩的墨色和一致性的好壞直接影響led顯示屏的顯示效果,如果墨色好的,led燈的質(zhì)量好,基本上顯示是沒有太大的問題。
5.戶外顯示屏的防水處理就看是否是機器灌膠還是人工灌膠、膠水的好壞、AB膠的配比比例有關系。
6.箱體的鐵皮的厚度:箱體做的是否規(guī)整是跟廠家做箱體結構圖紙有關系,結構做好了,安裝方便,其他散熱啊都會好一些。
另外,環(huán)境防護與安全要求也是影響LED顯示屏質(zhì)量好壞的要素之一,由于顯示屏可應用在不同場合,所以對顯示屏也有一定的安全要求。標準規(guī)定的主要安全指標有接地、對地漏電流、抗電強度、溫升四個指標。其中對地漏電流和抗電強度是最重要的安全指標。
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