一種新型貼片式戶外全彩LED顯示屏用途的顯示器件

摘 要：文章介紹了戶外全彩貼片式SMD顯示屏的優勢及所使用的專用戶外全彩SMD的性能參數，有助于人們對戶外SMD顯示屏的了解和推廣。

關鍵詞： LED；SMD；全彩LED顯示屏

中圖分類號：TN312+.8 文獻標識碼：B

The Introduction of Outdoor Full Color SMD Display's Application

LI Man-tie

(Ledman Optoelectronic Co., Ltd., Shenzhen 518108, China)

Abstract: This article describes the advantages of outdoor full color SMD display against outdoor full color lamp display and the key parameters of outdoor full color SMD. It's helpful for the comprehension and promotion for outdoor full color SMD display.

Keywords: LED; SMD; full color LED display

引 言

LED顯示屏以其高亮度、耐候性、大尺寸占據了大尺寸戶內、戶外顯示屏的主流市場，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、戶內近距離觀看的顯示市場上占據主流。

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域獲得了大量應用。LED顯示屏按使用環境分為戶內、戶外和半戶外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外全彩貼片式SMD顯示屏及其專用SMD器件性能。

1 戶外全彩貼片式SMD顯示屏的主要優勢

眾所周知，戶外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，像素點間距為8～16mm的戶外全彩貼片式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、防紫外線性能達不到戶外惡劣環境的要求，故戶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內。隨著LED芯片技術和LED封裝技術的進步，SMD的亮度和防護等級已經能夠滿足戶外應用的需求，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勢，故獲得了較快速的應用。

戶外全彩貼片式SMD顯示屏對比戶外直插橢圓LED顯示屏的優勢表現在如下幾個方面：

（1）廣視角

戶外全彩貼片式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，這在一些應用場所特別有優勢。

（2）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分別為戶外全彩貼片式SMD配光曲線圖和戶外全彩橢圓LED配光曲線圖。通過比較可以看出，SMD的配光一致性相比橢圓LED有明顯優勢。

（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看。

（4）高對比度

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

（5）自動化生產

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

2 戶外全彩貼片式SMD的主要參數

（1）亮度

目前戶外全彩貼片式SMD的亮度已能夠滿足點間距8～16mm的戶外全彩貼片式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。

（2）波長

紅、綠、藍三種顏色的波長范圍均不應寬于5nm，且每種顏色的波長分布應呈正態分布。

（3）衰減

戶外全彩貼片式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、抗紫外線等要求較高。同時，紅、綠、藍三種顏色亮度衰減需有一致性，進而保證SMD顯示屏在工作較長時間后不但亮度下降較小，而且亮度及色彩一致性保持良好。品質優異的戶外全彩貼片式SMD一般能保證工作3,000小時后紅、綠、藍衰減平均小于5%，且紅、綠、藍衰減離散性低于+10%。

（4）角度

戶外全彩貼片式SMD的角度一般要求水平方向和垂直方向均大于110°。

（5）防水和防潮

戶外全彩貼片式SMD的防水和防潮性能是非常重要的關鍵參數。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題。防水和防潮問題未能很好地解決，會出現失效、暗亮、快速衰減等問題。品質優異的戶外全彩貼片式SMD的防水、防塵等級能達到IP67，防潮等級為Lever3。

（6）防紫外線

由于戶外使用，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的能力。不防紫外線的SMD會出現PPA發黃、灌封材料混濁，從而出現亮度衰減和失效的現象。品質優異的戶外全彩貼片式SMD在戶外工作10,000小時后的黃變比例應不大于5%。

（7）失效率

戶外全彩貼片式SMD由于使用于戶外環境，故容易在多項因素的作用下出現失效。品質優異的戶外全彩貼片式SMD在3,000小時內的失效率應低于十萬分之五（50ppm）。

（8）厚度

戶外全彩貼片式SMD顯示屏考慮到線路板防水因素，需要在SMD厚度以下進行防水膠的灌封，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 戶外全彩貼片式SMD顯示屏的發展趨勢

在亮度、成本上，傳統的戶外全彩直插式橢圓LED顯示屏在20mm及以上像素點間距上具有無可替代的優勢。隨著LED芯片亮度和LED封裝工藝技術的提升，戶外全彩貼片式SMD的價格與橢圓LED的差距已縮小至10～20%。戶外全彩貼片式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化生產的優勢，其市場占有率有望從現在的不到10%，發展至與戶外全彩直插式橢圓LED顯示屏平分天下的局面。

參考文獻

[1] 湯順青. 色度學[M]. 北京理工大學出版社，1990. 6.

[2] 方志烈. 半導體照明技術[M]. 電子工業出版社，2009. 5.

作者簡介：李漫鐵（1968-），男，湖南人，碩士，現任深圳雷曼光電科技股份有限公司總經理。1990年本科畢業于華南理工大學無線電工程系，2005年畢業于上海交通大學安泰經濟與管理學院工商管理碩士EMBA。E-mail：martin@ledman.cn。