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如何控制和提高LED全彩顯示屏質量


時間:2020-03-30 11:03  

全彩LED顯示屏以其大尺寸、高亮度、環境適應性方面無可替代的優勢,被廣泛應用于廣告媒體、交通信息、體育場館等室內、外大尺寸的視頻顯示。隨著LED芯片技術、LED封裝技術、LED顯示屏制造技術的快速提升和價格的進一步下降,全彩LED顯示屏正在度過性價比調整的關鍵時期。深圳雷曼光電總經理李漫鐵在談及“如何控制和提高LED全彩顯示屏質量”的問題時,提出了自己的觀點。

    全彩顯示屏專用LED的選擇

    LED器件做為全彩LED顯示屏的最關鍵部件,原因有三:首先,LED是全彩屏整機中使用數量最多的關鍵器件,每平方米會使用幾千至幾萬只LED;其次,LED是決定整屏光學顯示性能的主體,直接影響觀眾對顯示屏的評價;再次,LED在顯示屏整體成本中所占比例最大,從30%~70%不等。

    LED的選擇決定整個顯示屏50%以上的質量。如果未能選擇好LED,顯示屏的其他部件再好也無法彌補顯示屏質量的缺陷。

    反映全彩LED顯示屏專用LED品質的重要指標:

    1、失效率

    由于全彩顯示屏由上萬甚至幾十萬組紅、綠、藍三種LED組成的像素點組成,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,按行業經驗,在LED顯示屏開始裝配至老化72小時出貨前的失效率應不高于萬分之三(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重要。一般來說,LED的人體靜電模式測試失效電壓不應低于2000V.

    3、衰減特性

    紅、綠、藍LED均具有隨著工作時間的增加而亮度衰減的特性。LED芯片的優劣、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、20毫安常溫點亮試驗后,紅色LED的衰減應小于10%,藍、綠色LED的衰減應小于15%.紅、綠、藍衰減的一致性對全彩LED顯示屏日后的白平衡影響很大,進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,對節省耗電、保持LED穩定有好處。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。一般應選擇100度的LED以保證顯示屏足夠的視角。針對不同點間距和不同視距的顯示屏,應在亮度、角度和價格上找到一個平衡點。

    5、一致性

    全彩顯示屏是由無數個紅、綠、藍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一致性、白平衡一致性、色度一致性。一般來說,顯示屏廠家要求器件供應商提供5nm的波長范圍及1:1.3的亮度范圍的LED,這些指標可由器件供應商通過分光分色機進行分級達到。電壓的一致性一般不做要求。

    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,其亮度是會遞增或遞減的。這樣,紅、綠、藍三種顏色LED的角度一致性將嚴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、藍三種LED在不同角度時亮度變化的匹配一致性,需要在封裝透鏡設計、原物料選擇上嚴格進行科學設計,這取決于封裝供應商的技術水平。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。

    全彩顯示屏專用LED的使用

    一個良好的使用方法和環境對于高品質的LED的長期保養維護也是非常重要的:

    1、 防靜電

    顯示屏裝配工廠應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、防靜電衣、濕度控制、設備接地(尤其切腳機)等都是基本要求,并且要用靜電儀定期檢測。

    2、 過波峰焊溫度及時間

    須嚴格控制好波鋒焊的溫度及過爐時間,建議為:預熱溫度100℃±5℃,最高不超過120℃,且預熱溫度上升要求平穩,焊接溫度為245℃±5℃,焊接時間建議不超過3秒,過爐后切忌振動或沖擊LED,直到恢復常溫狀態。波峰焊機的溫度參數要定期檢測,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質量隱患,尤其對于小尺寸如3mm的圓形和橢圓形LED.

    3、 設計電流值

    LED的標稱電流為20mA,一般建議其最大使用電流為不超過標稱值的80%,尤其對于點間距很小的顯示屏,由于散熱條件不佳,還應降低電流值。根據經驗,由于紅、綠、藍LED衰減速度的不一致性,有針對性地降低藍、綠LED的電流值,以保持顯示屏長時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,或者按照離散規律設計的插燈圖進行插燈,以保證整屏每種顏色亮度的一致性。此工序如果出現問題,會出現顯示屏局部亮度不一致的現象,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,過爐時要有足夠的工藝技術保證LED垂直于PCB板。任何的偏差都會影響已經設置好的LED亮度一致性,出現亮度不一致的色塊。

    6、 散熱設計

    LED工作時會發熱,溫度過高會影響LED的衰減速度和穩定性,故PCB板的散熱設計、箱體的通風散熱設計都會影響LED的表現。

    7、 虛焊控制

    LED顯示屏在出現LED不亮時,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格地改善工藝并加強質量檢驗來解決。出廠前的振動測試也不失為一種好的檢驗方法。

    8、 驅動電路設計

    顯示屏模塊上的驅動電路板驅動器的排布亦會影響到LED的亮度。由于驅動器輸出電流在PCB板上傳輸距離過遠,會使得傳輸路徑壓降過大,影響LED的正常工作電壓導致其亮度降低。我們常會發現顯示屏模塊四周的LED亮度比中間低一些,就是這個原因。故要保證顯示屏亮度的一致性,就要設計好驅動電路分布圖。



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