五大因素決定LED顯示屏質(zhì)量

LED（發(fā)光二極管）對顯示屏的重要性就好比汽車的引擎、空調(diào)的壓縮機。選擇一款性能優(yōu)良的 LED是完成一個高性能 LED顯示屏的基本條件。然而，即使同樣的配菜、同樣的調(diào)料、同樣的灶具，不同水平的廚師也可能烹飪出千差萬別的菜肴。因此，能否用好 LED更是檢驗顯示屏制造商的試金石。一般認(rèn)為顯示屏有以下五大關(guān)鍵性能指標(biāo)與 LED品質(zhì)參數(shù)息息相關(guān)：亮度與視角、均勻性與清晰度、像素失控率、壽命、能耗與能效。

1、亮度與視角

.顯示屏亮度主要取決于 LED發(fā)光強度和 LED密度

.顯示屏視角應(yīng)解決光通量浪費問題

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(shù)層出不窮，尤其是氧化銦錫(ITO)電流擴展層技術(shù)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(dá)4000mcd，紅管達(dá)1500mcd，藍(lán)管達(dá)1000mcd。在像素間距為20mm時，顯示屏亮度可達(dá)到10000nit以上。顯示屏可在任何環(huán)境下全天候工作。

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？值得深思。

2、均勻性與清晰度

. LED各項性能參數(shù)不一致是影響均勻性的主要原因

.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

LED顯示屏技術(shù)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(biāo)。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(yán)重不均勻的一種形象比喻。專業(yè)一點的說法是“灰塵效應(yīng)”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(shè)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(biāo)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(shù)途徑：一是通過對 LED規(guī)格參數(shù)的進一步細(xì)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(shù)則從單純的光強校正，發(fā)展到光強+色坐標(biāo)校正。

但是，我們認(rèn)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(shè)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(jié)論是：后續(xù)校正僅僅是治表，而 LED參數(shù)細(xì)分才是治本，才是 LED顯示產(chǎn)業(yè)未來的主流。

而論到顯示屏均勻性與清晰度的關(guān)系，業(yè)界則常常存在一個認(rèn)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(yán)重“灰塵效應(yīng)”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、顯示屏像素失控

.造成顯示屏像素失控的主要原因是 LED失效

.靜電放電是失效最大誘因

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(dāng)。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(yīng)關(guān)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(jié)溫過高)、外部強力等不當(dāng)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(yīng)力的不同而產(chǎn)生的，因此， LED的質(zhì)量檢測是一項十分復(fù)雜的工作。

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(dǎo)致 LED失效的機理非常復(fù)雜，設(shè)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(lán)綠管失效，往往就是 LED-PN結(jié)被靜電放電擊穿所至。國際靜電協(xié)會嚴(yán)格規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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、壽命

. LED的壽命決定了顯示屏的壽命

.從器件制造和器件應(yīng)用兩方面著手提高 LED壽命

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(jié)是可以通過零部件(比如開關(guān)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(jié)，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(dǎo)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。