胡杨
发表于 2004-9-1 05:14:00
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如何选择和使用led显示屏
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3 k# @0 V2 X0 x& v! s一,led显示屏专用led的选择 & J% _# X3 L- {
{, { U" s7 @; a/ o3 [4 @7 ?5 B& N led是led显示屏的最关键器件,相当于电脑的CPU。led的选择已经决定了整个显示屏50%以上的质量。如果未能选择好led,显示屏的其他部件再好也无法弥补显示屏质量的缺陷。
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; |. K" F. o* T9 W7 Q 全彩led显示屏的最关键部件是led器件。原因有三:
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1)led是显示屏整体成本中所占比例最大,从30%至70%不等。 ( {" h" T3 ^2 J1 ]
9 x2 i$ M5 a2 B8 f8 l5 y; L 2)led是全彩屏整机中使用数量最多的关键器件,每平方米会使用几千至几万只led; 7 _; M7 z8 H4 U3 I& [
' r) F0 e1 w. P' G" s6 w0 e" j 3)led是决定整屏光学显示性能的主体,直接影响观众对显示屏的评价;
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( u6 \$ }" R5 I( e6 n led显示屏专用led的品质和参数可归结为以下五大要素:
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1)一致性
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! C8 O+ u6 h+ H3 i) ~& x 全彩显示屏是由无数个红、绿、蓝led组成的像素拼成的,每种颜色led的亮度、波长的一致性决定了整个显示屏的亮度一致性、白平衡一致性、色度一致性。一般来说,显示屏厂家要求器件供应商提供5nm的波长范围及1:1.3的亮度范围的led,这些指标可由器件供应商通过分光分色机进行分级达到。电压的一致性一般不做要求。
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( i( K: V7 z0 G) V* A2 o6 `- u 2)失效率
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* R. D% n" R# F& z ` 由于全彩显示屏由上万甚至几十万组红、绿、蓝三种led组成的像素点组成,任一颜色led的失效均会影响显示屏整体视觉效果。一般来说,按行业经验,在led显示屏开始装配至老化72小时出货前的失效率应不高于万分之三(指led器件本身原因引起的失效)。
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3)亮度
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+ R; S* Y* m1 |: i; G0 B; M led亮度是显示屏亮度的重要决定因素。led亮度越高,使用电流的余量越大,对节省耗电、保持led稳定有好处。led有不同的角度值,在芯片亮度已定的情况下,角度越小,led则越亮,但显示屏的视角则越小。一般应选择100度的led以保证显示屏足够的视角。针对不同点间距和不同视距的显示屏,应在亮度、角度和价格上找到一个平衡点。
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4)抗静电能力 3 P2 r1 m4 ]% u6 z
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led是半导体器件,对静电敏感,极易引致静电失效,故抗静电能力对显示屏的寿命至关重要。一般来说,led的人体静电模式测试失效电压不应低于2000V。
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5)衰减特性
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红、绿、蓝led均具有随着工作时间的增加而亮度衰减的特性。led芯片的优劣、辅助物料的好坏及封装工艺水平的高低决定了led的衰减速度。一般来说,1000小时、20毫安常温点亮试验后,红色led的衰减应小于10%,蓝、绿色led的衰减应小于15%。红、绿、蓝衰减的一致性对全彩led显示屏日后的白平衡影响很大,进而影响显示屏的显示保真度。 ; I/ I+ \7 F9 u2 r$ L
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由于led是有角度的,故全彩led显示屏同样具有角度方向性,即在不同角度观看时,其亮度是会递增或递减的。这样,红、绿、蓝三种颜色led的角度一致性将严重影响不同角度白平衡的一致性,直接影响显示屏视频颜色的保真度。要做到红、绿、蓝三种led在不同角度时亮度变化的匹配一致性,需要在封装透镜设计、原物料选择上严格进行科学设计,这取决于封装供应商的技术水平。法向方向白平衡再好的显示屏,如果led的角度一致性不好,整屏不同角度的白平衡效果将是糟糕的。led器件的角度一致性特性可用led角度综合测试仪测出,对于中、高档显示屏尤为重要。 9 _6 l$ x! ]; c/ ~8 {6 ]' ]
6 |8 h2 _7 D0 T( j& N- m* X 二,led显示屏专用led的使用: & ?2 B5 ^7 u; s5 M3 _" u
/ @, i' ?; q% c* y9 V( q; @ 归结起来有如下八大使用要点: + R% a/ a1 c9 |+ Q
$ L( d) e4 T: D3 \. x6 X (1)混灯
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% K) a. S: E4 a/ W1 j+ ? D 同一种颜色不同亮度档的led需要混灯,或者按照离散规律设计的插灯图进行插灯,以保证整屏每种颜色亮度的一致性。此工序如果出现问题,会出现显示屏局部亮度不一致的现象,直接影响led显示屏的显示效果。 + j4 `7 k2 u8 h
) u8 w% L7 g- n) i! f (2)过波峰焊温度及时间 / L1 w Q2 h1 }: V$ T# e, p
; a- x; C9 Q7 ~& q* ^ 须严格控制好波锋焊的温度及过炉时间,建议为:预热温度100℃±5℃,最高不超过120℃,且预热温度上升要求平稳,焊接温度为245℃±5℃,焊接时间建议不超过3秒,过炉后切忌振动或冲击led,直到恢复常温状态。波峰焊机的温度参数要定期检测,这是由led的特性决定的,过热或波动的温度会直接损坏led或造成led质量隐患,尤其对于小尺寸如3mm的圆形和椭圆形led。 7 L. i: M- f- h. K& ~
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(3)虚焊控制 - v _% [" B' ~' p% _- n2 y0 P. h
) Z9 ?9 b9 ^2 n* k8 X* d" k! a/ q. ~9 k led显示屏在出现led不亮时,往往有超过50%概率为各种类型的虚焊引起的,如led管脚虚焊、IC管脚虚焊、排针排母虚焊等。这些问题的改善需要严格地改善工艺并加强质量检验来解决。出厂前的振动测试也不失为一种好的检验方法。
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& f7 G- ~. {6 d9 K3 U$ S6 P' P (4)防静电
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! x5 p! a/ T& a. V, X 显示屏装配工厂应有良好的防静电措施。专用防静电地、防静电地板、防静电烙铁、防静电台垫、防静电环、防静电衣、湿度控制、设备接地(尤其切脚机)等都是基本要求,并且要用静电仪定期检测。 + |& Y# w4 [9 _
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(5)设计电流值 ' \* R# \1 R: o+ C7 N j0 z
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led的标称电流为20mA,一般建议其最大使用电流为不超过标称值的80%,尤其对于点间距很小的显示屏,由于散热条件不佳,还应降低电流值。 & k3 i1 C$ u7 G8 c: l
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根据经验,由于红、绿、蓝led衰减速度的不一致性,有针对性地降低蓝、绿led的电流值,以保持显示屏长时间使用后白平衡的一致性。
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6 z& p0 i6 Q5 M# E: ~ (6)驱动电路设计
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% |1 ~: F' p. z0 L9 \: ? led显示屏模块上的驱动电路板驱动IC的排布亦会影响到led的亮度。由于驱动IC输出电流在PCB板上传输距离过远,会使得传输路径压降过大,影响led的正常工作电压导致其亮度降低。我们常会发现显示屏模块四周的led亮度比中间低一些,就是这个原因。故要保证显示屏亮度的一致性,就要设计好驱动电路分布图。
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l6 ^9 B& _9 q4 u (7)控制好灯的垂直度 / L. {6 T8 ^0 g7 E3 G
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对于直插式led来说,过炉时要有足够的工艺技术保证led垂直于PCB板。任何的偏差都会影响已经设置好的led亮度一致性,出现亮度不一致的色块。 3 r, z7 q+ w! q; A( U7 ]. a
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(8)散热设计 4 V) h8 K. S* o. X
: g& L! C2 ~ c5 Q2 o6 d led工作时会发热,温度过高会影响led的衰减速度和稳定性,故PCB板的散热设计、箱体的通风散热设计都会影响led的表现。
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; U4 H2 W7 a$ R7 I 以上是从选择和使用的角度介绍了全彩显示屏专用led的相关知识,led显示屏是一个系统集成的产品,需要led封装厂商与显示屏应用厂商的密切配合,加强技术交流。中国现在已经成为全世界led显示屏的制造中心,正在向led显示屏制造强国靠拢。到目前为止,中国大陆led显示屏用途led的封装水平已有大幅度提高,很多指标已接近日本厂商的水平,个别指标已经超越,这将极大地促进我国led显示屏事业的发展。
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