從間距到封裝,小間距LED技術PK新階段

ISLE,號稱是全球最負盛名的LED顯示行業盛會。2017 ISLE上,「COB小間距LED」的登台亮相給參觀者帶來了耳目一新的看點,突破了以往各類LED展會廠商多在間距「越來越小」上的比拚。這也意味著,對於整個LED行業而言,人們也不再僅僅以不同間距來劃分LED產品,不同的封裝技術成為了區分、選擇LED產品的另一關鍵。

進入室內市場,小間距LED的優勢

LED產品面世之初,因其亮度高、色彩絢麗等固有特點,穩居戶外市場,而在室內領域上很少插足。但隨著技術發展,小間距LED(P3.0以下)的出現,使得LED室內應用成為了現實。
 

♦  小間距LED產品
 
從技術角度來說,雖然目前小間距LED在室內應用上仍存在長時間、連續觀看易眩暈等問題,但不可否認,也有其固有優勢。首當其衝的就是「無縫」,從視覺效果而言,小間距LED可以做到整屏無縫顯示,畫面更完整。此外,對於室內大屏項目來說,空間、面積常有限度,而小間距LED輕薄,屏體厚度不到100mm,比較省空間。再者,小間距LED亮度高,並且其亮度可在 350~2000cd/m²之間任意調節,對環境光的適應能力更強。最後,小間距LED色域廣,色域達到114%NTSC,色彩更絢麗,尤其適用於禮堂、演示廳、電視演播廳等室內場景中。

 
從SMD到COB,LED技術發展的飛躍

此前,對用戶而言,選擇小間距LED更多的是在不同間距中做選擇,而間距對於小間距LED而言主要影響單位面積分辨率。目前,從不同封裝技術來比較, 無論是從技術革新上抑或是顯示效果上,COB小間距LED都是對SMD小間距LED的極大提升。這也說明,在解決室內堪用、能用問題的基礎上,小間距LED發展目前已進入提供更高的產品可靠性和視覺體驗效果的階段,COB封裝是最關鍵的技術方向之一。
 
SMD產品,傳統封裝方式的不足

採用SMD(表貼技術)封裝的LED產品,是上游燈珠廠商將燈杯、支架、晶元、引線、環氧樹脂等材料封裝成不同規格的燈珠。下游顯示屏廠商用高速貼片機,以高溫回流焊將燈珠焊在電路板上,製成不同間距的顯示單元。
 

♦  SMD小間距LED PCB板橫截面圖示
 
作為小間距LED的第一代產品,SMD小間距LED可以說已應用廣泛,目前也佔據了LED應用市場的較大份額。但由於LED產品固有的發光原理及SMD封裝工藝無法迴避的缺陷,在長期的市場應用中,SMD小間距LED也顯示出明顯的不足。

① 死燈、壞燈現象。LED死燈直接影響到畫面的顯示效果,而採用SMD封裝技術的小間距LED極容易在使用過程中產生死燈、壞燈現象。這首先是因為SMD小間距LED在生產過程中,需要將燈珠以高溫回流焊(240-270攝氏度)的方式焊在電路板上,而在高溫回流焊中由於燈珠中支架、基板、環氧樹脂等材料的膨脹係數不同,極易產生縫隙,造成燈珠在出廠時已處於「亞健康」狀態。其次,採用SMD封裝技術,LED的燈腳焊盤裸露外部易被氧化,造成水汽入侵LED內部晶片,在水氧作用下長期運行造成燈晶內部發生電化學反應,出現死燈、「毛毛蟲」現象。此外,靜電對LED燈珠的傷害也不容忽略。小間距SMD產品靜電敏感,裸露的燈腳焊盤很容易受到靜電的影響,造成死燈。

♦  SMD壞燈原因分析
一般來講,出廠時廠家會將壞點率控制在標準值之內;但隨著使用時間的推移,壞點會不斷累積,一般使用半年後壞點就很明顯了。如何降低死燈率已成為了目前小間距LED所要解決的首要問題。
 
②觀看舒適度欠佳。在觀看舒適度上,人眼會因LED屏體的頻繁刷新,週期性接受光信號刺激,長時間觀看以及近距離觀看會感到不適。此外,存在「藍害」影響,因藍色LED波長短,頻率高,人眼直接地、長期地接受藍光影響,容易引起視網膜病變。

③低亮時灰階不好。在室外應用,LED顯示屏的亮度自然具備優勢。但在室內正常應用中,大屏屏前亮度一般在200nits左右人眼長時間觀看才舒適。但在此亮度下LED顯示屏會出現灰階缺失,影響畫質。


COB產品,小間距LED的革新

從技術革新上來看,COB小間距LED是小間距LED的第二代產品。

COB(Chip On Board)是一種封裝技術,即電路板上封裝RGB晶片,主要通過硅樹脂將晶元、引線直接封裝在電路板上,省去了SMD封裝的燈珠封裝、貼片、回流焊等工藝,大大提升了小間距LED產品的穩定性與觀看舒適性。

  
從間距到封裝,小間距LED技術PK新階段
 

♦  COB小間距LED PCB板橫截面圖示
 
① 性能更可靠。沒有了燈珠封裝、回流焊、貼片等工序的COB小間距LED產品,其本身穩定性大大提升,並能有效避免傳統SMD封裝壞點越來越多的缺陷。經測算,大約在使用半年後,採用COB封裝技術的小間距LED累積壞點率不到採用SMD技術的十分之一。
 
 
②觀看更舒適。COB產品的高填充因子光學設計,發光均勻,近似「面光源」,有效消除摩爾紋。其啞光塗層技術,也是顯著提高對比度,降低炫光及刺目感,不易產生視覺疲勞。
 
 
③適應性更強。COB封裝技術,無裸露燈腳,表面平滑無縫隙,具有防潮、防靜電、防磕碰、防塵等功能,正面防護等級達到IP54,避免了SMD封裝的小間距LED因潮濕、靜電、灰塵、磕碰等環境或人為因素造成死燈、壞燈的問題。
 

♦SMD與COB防潮性能對比圖
 
一項新技術的普及與應用,一個新產品的成熟與認可,離不開市場的檢驗,也離不開用戶的體驗,COB小間距LED產品亦如此。隨著越來越多的客戶前往威創演示廳體驗、感受COB小間距LED,威創市場負責人也對用戶乃至是目前整個行業普遍關心的問題進行瞭解答。

其一COB是否不好維護?COB的累積壞燈率不到SMD的十分之一,可以說,在一個產品使用週期內「幾乎不用維護」。即使出現需維護情況,可由廠商專業人員維護,更換顯示單元。因此,無論是維護成本抑或是操作難度上來評估,COB都不存在維護更難的問題。

其二COB是否散熱不好?相對於SMD通過四個焊腳散熱,COB燈晶直接貼裝在PCB上,直接通過PCB板散熱,散熱面積大,散熱良好。所以,相較於SMD,COB散熱可謂是「有過之而無不及」。

其三COB一致性受影響?對此, 威創已經解決了此問題,並申請了專利,結合威創DLP屏幕的特殊覆膜工藝解決墨色一致性問題,確保了COB小間距LED產品整牆顯示效果。

基於COB產品更高穩定性、更有觀看舒適等優勢,威創已成功建設多個COB小間距LED項目,覆蓋公安、能源、電力指揮調度中心、電視台演播廳等應用場景。對於控制室用戶而言,COB的高穩定性、觀看舒適性,更加契合了控制室用戶長時間顯示需求。而由於COB技術自身的抗摩爾紋特性,可以說解決了長期以來小間距LED在廣電行業應用的一大難題,得到了廣電演播室領域的一致認可。

顯示行業為用戶提供價值是關鍵。隨著不同封裝技術的出現,於用戶而言,對於小間距LED的選擇不再只是區分不同間距。COB小間距LED產品的出現,可以說是為用戶提供了另一個的選擇維度與考量標準,當然也是一種在穩定性、觀看舒適度上更優的選擇。



來源:投影時代
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