ISLE,号称是全球最负盛名的LED显示行业盛会。2017ISLE上,“COB小间距LED”的登台亮相给参观者带来了耳目一新的看点,突破了以往各类LED展会厂商多在间距“越来越小”上的比拼。这也意味着,对于整个LED行业而言,人们也不再仅仅以不同间距来划分LED产品,不同的封装技术成为了区分、选择LED产品的另一关键。
进入室内市场,小间距LED的优势
LED产品面世之初,因其亮度高、色彩绚丽等固有特点,稳居户外市场,而在室内领域上很少插足。但随着技术发展,小间距LED(P3.0以下)的出现,使得LED室内应用成为了现实。
小间距LED产品
从技术角度来说,虽然目前小间距LED在室内应用上仍存在长时间、连续观看易眩晕等问题,但不可否认,也有其固有优势。首当其冲的就是“无缝”,从视觉效果而言,小间距LED可以做到整屏无缝显示,画面更完整。此外,对于室内大屏项目来说,空间、面积常有限度,而小间距LED轻薄,屏体厚度不到100mm,比较省空间。再者,小间距LED亮度高,并且其亮度可在 350~2000cd/㎡之间任意调节,对环境光的适应能力更强。最后,小间距LED色域广,色域达到114%NTSC,色彩更绚丽,尤其适用于礼堂、演示厅、电视演播厅等室内场景中。
从SMD到COB,LED技术发展的飞跃
此前,对用户而言,选择小间距LED更多的是在不同间距中做选择,而间距对于小间距LED而言主要影响单位面积分辨率。目前,从不同封装技术来比较, 无论是从技术革新上抑或是显示效果上,COB小间距LED都是对SMD小间距LED的极大提升。这也说明,在解决室内堪用、能用问题的基础上,小间距LED发展目前已进入提供更高的产品可靠性和视觉体验效果的阶段,COB封装是最关键的技术方向之一。
SMD产品,传统封装方式的不足
采用SMD(表贴技术)封装的LED产品,是上游灯珠厂商将灯杯、支架、晶元、引线、环氧树脂等材料封装成不同规格的灯珠。下游显示屏厂商用高速贴片机,以高温回流焊将灯珠焊在电路板上,制成不同间距的显示单元。
SMD小间距LED PCB板横截面图示
作为小间距LED的第一代产品,SMD小间距LED可以说已应用广泛,目前也占据了LED应用市场的较大份额。但由于LED产品固有的发光原理及SMD封装工艺无法回避的缺陷,在长期的市场应用中,SMD小间距LED也显示出明显的不足。
① 死灯、坏灯现象 。LED死灯直接影响到画面的显示效果,而采用SMD封装技术的小间距LED极容易在使用过程中产生死灯、坏灯现象。这首先是因为SMD小间距LED在生产过程中,需要将灯珠以高温回流焊(240-270摄氏度)的方式焊在电路板上,而在高温回流焊中由于灯珠中支架、基板、环氧树脂等材料的膨胀系数不同,极易产生缝隙,造成灯珠在出厂时已处于“亚健康”状态。其次,采用SMD封装技术,LED的灯脚焊盘裸露外部易被氧化,造成水汽入侵LED内部芯片,在水氧作用下长期运行造成灯芯内部发生电化学反应,出现死灯、“毛毛虫”现象。此外,静电对LED灯珠的伤害也不容忽略。小间距SMD产品静电敏感,裸露的灯脚焊盘很容易受到静电的影响,造成死灯。
SMD坏灯原因分析
一般来讲,出厂时厂家会将坏点率控制在标准值之内;但随着使用时间的推移,坏点会不断累积,一般使用半年后坏点就很明显了。如何降低死灯率已成为了目前小间距LED所要解决的首要问题。
② 观看舒适度欠佳。 在观看舒适度上,人眼会因LED屏体的频繁刷新,周期性接受光信号刺激,长时间观看以及近距离观看会感到不适。此外,存在“蓝害”影响,因蓝色LED波长短,频率高,人眼直接地、长期地接受蓝光影响,容易引起视网膜病变。
③ 低亮时灰阶不好 。在室外应用,LED显示屏的亮度自然具备优势。但在室内正常应用中,大屏屏前亮度一般在200nits左右人眼长时间观看才舒适。但在此亮度下LED显示屏会出现灰阶缺失,影响画质。
COB产品,小间距LED的革新
从技术革新上来看,COB小间距LED是小间距LED的第二代产品。
COB(Chip On Board)是一种封装技术,即电路板上封装RGB芯片,主要通过硅树脂将晶元、引线直接封装在电路板上,省去了SMD封装的灯珠封装、贴片、回流焊等工艺,大大提升了小间距LED产品的稳定性与观看舒适性。
COB小间距LED PCB板横截面图示
① 性能更可靠。 没有了灯珠封装、回流焊、贴片等工序的COB小间距LED产品,其本身稳定性大大提升,并能有效避免传统SMD封装坏点越来越多的缺陷。经测算,大约在使用半年后,采用COB封装技术的小间距LED累积坏点率不到采用SMD技术的十分之一。
②观看更舒适。 COB产品的高填充因子光学设计,发光均匀,近似“面光源”,有效消除摩尔纹。其哑光涂层技术,也是显著提高对比度,降低炫光及刺目感,不易产生视觉疲劳。
③适应性更强。 COB封装技术,无裸露灯脚,表面平滑无缝隙,具有防潮、防静电、防磕碰、防尘等功能,正面防护等级达到IP54,避免了SMD封装的小间距LED因潮湿、静电、灰尘、磕碰等环境或人为因素造成死灯、坏灯的问题。
SMD与COB防潮性能对比图
一项新技术的普及与应用,一个新产品的成熟与认可,离不开市场的检验,也离不开用户的体验,COB小间距LED产品亦如此。
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