一種新型貼片式戶(hù)外全彩LED顯示屏用途的顯示器件

　　引言

　　led 顯示屏以其高亮度、耐候性、大尺寸占據了大尺寸戶(hù)內、戶(hù)外顯示屏的主流市場(chǎng)，而顯像管顯示器（CRT）、液晶顯示器（LCD） 及等離子顯示器（PDP）在中小尺寸、戶(hù)內近距離觀(guān)看的顯示市場(chǎng)上占據主流。

　　LED 顯示屏在廣告、舞臺、公共信息顯示、體育交通設施等使用領(lǐng)域獲得了大量應用。LED 顯示屏按使用環(huán)境分為戶(hù)內、戶(hù)外和半戶(hù)外LED 顯示屏；按顯示顏色分為單色屏、雙色屏和全彩屏；按選用器件分為數碼點(diǎn)陣屏、直插式LED 屏和貼片式SMD屏。

　　本文所要敘述的是正在興起的戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏及其專(zhuān)用SMD 器件性能。

　　1 戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏的主要優(yōu)勢

　　眾所周知，戶(hù)外LED 顯示屏在一兩年前全部使用直插式橢圓形紅、綠、藍LED 器件，而這一兩年，像素點(diǎn)間距為8～16mm 的戶(hù)外全彩貼片式SMD顯示屏正在逐步興起，并獲得了廣泛應用。

　　以前，由于貼片式SMD 的亮度偏低，且防水、防潮、防紫外線(xiàn)性能達不到戶(hù)外惡劣環(huán)境的要求，故戶(hù)外全彩顯示屏是直插式LED 器件的天下，全彩貼片式SMD 顯示屏只能大量應用在戶(hù)內。隨著(zhù)LED芯片技術(shù)和LED 封裝技術(shù)的進(jìn)步，SMD 的亮度和防護等級已經(jīng)能夠滿(mǎn)足戶(hù)外應用的需求，并且全彩貼片式SMD 顯示屏具有更多全彩直插式LED 顯示屏難以達到的一些優(yōu)勢，故獲得了較快速的應用。

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏對比戶(hù)外直插橢圓LED 顯示屏的優(yōu)勢表現在如下幾個(gè)方面：

　?。?）廣視角

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏不但在水平方向具有110°的廣視角，在垂直方向也具有110°廣視角，這在一些應用場(chǎng)所特別有優(yōu)勢。

　?。?）配光好

　　紅、綠、藍橢圓形LED 在不同角度三種亮度的匹配一致性是一項難度很高的指標，而全彩SMD因為設計結構為三合一結構，紅、綠、藍三顆芯片全在一個(gè)支架碗杯之中，故在不同角度紅、綠、藍三種亮度的匹配一致性高度一致，從而使得戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏在任意角度的亮度匹致一致性都很好，達到更好的色彩逼真效果。

　　圖1 和圖2 分別為戶(hù)外全彩貼片式SMD 配光曲線(xiàn)圖和戶(hù)外全彩橢圓LED 配光曲線(xiàn)圖。通過(guò)比較可以看出，SMD 的配光一致性相比橢圓LED 有明顯優(yōu)勢。

（3）混光好

　　由于設計結構為三合一，三顆芯片距離很近，在同一個(gè)支架碗杯中混光，而不是三顆分立的橢圓形LED，故紅、綠、藍混光效果好于直插橢圓LED 屏，尤其適合于近距離觀(guān)看。

　?。?）高對比度

　　由于三合一的設計結構，全彩SMD 尺寸小，故發(fā)光面積小，黑區面積大，提高了LED 顯示屏的對比度。

　?。?）自動(dòng)化生產(chǎn)

　　貼片式SMD 能夠使用全自動(dòng)貼片機進(jìn)行自動(dòng)化貼片，生產(chǎn)效率高。全彩貼片式SMD 顯示屏模塊的線(xiàn)路設計能夠實(shí)現燈板和驅動(dòng)板二合一，降低了成本，提高了可靠性，提升了生產(chǎn)效率。自動(dòng)化貼片生產(chǎn)還能提高SMD 在線(xiàn)路板上的垂直精度，克服了直插式橢圓LED 在線(xiàn)路板上的垂直精度問(wèn)題，從而保證了更好的光學(xué)效果。

　　2 戶(hù)外全彩貼片式SMD 的主要參數

　?。?）亮度

　　目前戶(hù)外全彩貼片式SMD 的亮度已能夠滿(mǎn)足點(diǎn)間距8～16mm 的戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏的亮度需求， 其中綠色亮度能夠達到1,200～1,600mcd，整屏亮度能夠高于5,000nits。為保證整屏亮度的一致性，每種顏色的亮度范圍應在1:1.3以下，并且紅、綠、藍三種顏色的平均亮度比例約為3:6:1。

　?。?）波長(cháng)

　　紅、綠、藍三種顏色的波長(cháng)范圍均不應寬于5nm，且每種顏色的波長(cháng)分布應呈正態(tài)分布。

　?。?）衰減

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 由于亮度原因使用電流相對較高，由于在戶(hù)外使用，為達到最小的衰減，故對芯片尺寸、散熱設計、防水、抗紫外線(xiàn)等要求較高。

　　同時(shí)，紅、綠、藍三種顏色亮度衰減需有一致性，進(jìn)而保證SMD 顯示屏在工作較長(cháng)時(shí)間后不但亮度下降較小，而且亮度及色彩一致性保持良好。品質(zhì)優(yōu)異的戶(hù)外全彩貼片式SMD 一般能保證工作3,000 小時(shí)后紅、綠、藍衰減平均小于5% ，且紅、綠、藍衰減離散性低于+10%。

　?。?）角度

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 的角度一般要求水平方向和垂直方向均大于110°。

　?。?）防水和防潮

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 的防水和防潮性能是非常重要的關(guān)鍵參數。SMD 支架材料的選擇及結構設計決定了防水和防潮性能，新型PPA 材料、硅膠材料的采用及新型結構的設計才能解決防水和防潮問(wèn)題。防水和防潮問(wèn)題未能很好地解決，會(huì )出現失效、暗亮、快速衰減等問(wèn)題。品質(zhì)優(yōu)異的戶(hù)外全彩貼片式SMD 的防水、防塵等級能達到IP67，防潮等級為L(cháng)ever3。

　?。?）防紫外線(xiàn)

　　由于戶(hù)外使用，要求全彩貼片式SMD 的支架材料和灌封材料具有抵御紫外線(xiàn)的能力。不防紫外線(xiàn)的SMD 會(huì )出現PPA 發(fā)黃、灌封材料混濁，從而出現亮度衰減和失效的現象。品質(zhì)優(yōu)異的戶(hù)外全彩貼片式SMD 在戶(hù)外工作10,000 小時(shí)后的黃變比例應不大于5%。

　?。?）失效率

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 由于使用于戶(hù)外環(huán)境，故容易在多項因素的作用下出現失效。品質(zhì)優(yōu)異的戶(hù)外全彩貼片式SMD 在3,000 小時(shí)內的失效率應低于十萬(wàn)分之五（50ppm）。

　?。?）厚度

　　戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏考慮到線(xiàn)路板防水因素，需要在SMD 厚度以下進(jìn)行防水膠的灌封，故全彩貼片式SMD 需要一定的高度，目前市面上主流的厚度為2.5mm。

　　3 戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏的發(fā)展趨勢

　　在亮度、成本上，傳統的戶(hù)外全彩直插式橢圓LED 顯示屏在20mm 及以上像素點(diǎn)間距上具有無(wú)可替代的優(yōu)勢。隨著(zhù)LED 芯片亮度和LED 封裝工藝技術(shù)的提升，戶(hù)外全彩貼片式SMD 的價(jià)格與橢圓LED 的差距已縮小至10～20%。戶(hù)外全彩貼片式SMD 顯示屏由于具有視角廣、配光好、混光佳、對比度高和易于自動(dòng)化生產(chǎn)的優(yōu)勢，其市場(chǎng)占有率有望從現在的不到10%，發(fā)展至與戶(hù)外全彩直插式橢圓LED 顯示屏平分天下的局面。