1、五大因素决定 LED 显示屏质量LED（发光二极管）对显示屏的重要性就好比汽车的引擎、空调的压缩机。选择一款性能优良的 LED 是完成一个高性能 LED 显示屏的基本条件。然而，即使同样的配菜、同样的调料、同样的灶具，不同水平的厨师也可能烹饪?差万别的菜肴。因此，能否用好 LED 更是检验显示屏制造商的试金石。一般认为显示屏有以下五大关键性能指标与 LED 品质参数息息相关：亮度与视角、均匀性与清晰度、像素失控率、寿命、能耗与能效。1、亮度与视角显示屏亮度主要取决于 LED 发光强度和 LED 密度. 显示屏视角应解决光通量浪费问题显示屏亮度主要取决于 LED 的发光强度和 LED 密度。近几
2、年 LED 在衬底、外延、芯片及封装等方面的新技术层出不穷，尤其是氧化铟锡(ITO)电流扩展层技术及工艺的稳定与成熟，使 LED 的发光强度有了大幅提高。目前，国际一流品牌小功率 LED 在水平视角为110度、垂直视角为50度的情况下，绿管的发光强度已高达4000mcd ，红管达1500mcd，蓝管达1000mcd。在像素间距为20mm 时，显示屏亮度可达到10000nit 以上。显示屏可在任何环境下全天候工作.在谈到显示屏视角时，有一个值得我们思考的现象：LED 显示屏尤其是室外显示屏，人们的观察角度基本是从下而上，而以现有 LED 显示屏的产品形态来看，有一半的光通量消失在茫茫天空中。在能
3、源紧张的今天，我们是否有更合理的解决之道？值得深思。2、均匀性与清晰度.LED 各项性能参数不一致是影响均匀性的主要原因.制约 LED 显示屏清晰度改善的主因是均匀性而不是物理像素间距LED 显示屏技术发展到今天，均匀性已成为衡量显示屏优劣的最重要指标。人们常说LED 显示 “点点灿烂，片片辉煌 ”，就是对像素之间和模块之间严重不均匀的一种形象比喻。专业一点的说法是“灰尘效应”和“ 马赛克现象”。造成不均匀现象的根源主要有：LED 各项性能参数的不一致；显示屏在生产、安装过程中组装精度的不足；其他电子元器件的电参数一致性不够；模块、PCB 设计的不规范等。其中“LED 各项性能参数的不一致 ”
4、是主因。这些性能参数的不一致主要包括：光强不一致、光轴不一致、色坐标不一致、各基色光强分布曲线不一致以及衰减特性不一致等。如何解决 LED 性能参数的不一致现象，目前业内主要有两种技术途径：一是通过对 LED 规格参数的进一步细分，提高 LED 各项性能的一致性；二是通过后续校正的方式来改善显示屏均匀性。后续校正也从早期的模组校正、模块校正，发展到今天的逐点校正。校正技术则从单纯的光强校正，发展到光强+色坐标校正。但是，我们认为后续校正并不是万能的。其中，光轴不一致、光强分布曲线不一致、衰减特性不一致、拼装精度差以及设计的不规范等是无法通过后续校正来消除的，甚至这种后续校正会使光轴、衰减、拼装
5、精度方面的不一致更加恶化。因此，通过实践我们的结论是：后续校正仅仅是治表，而 LED 参数细分才是治本，才是 LED 显示产业未来的主流。而论到显示屏均匀性与清晰度的关系，业界则常常存在一个认识上的误区，即以分辨率替代清晰度。其实显示屏清晰度是人眼对显示屏分辨率、均匀性(信噪比)、亮度、对比度等多项因素综合的主观感受。单纯缩小物理像素间距提高分辨率，而忽视均匀性，对提高清晰度是毫无疑义的。试想一个存有严重“灰尘效应”和“ 马赛克现象 ”的显示屏，即使它的物理像素间距再小，分辨率再高，也不可能得到一个良好的图像清晰度。因此，从某种意义上讲，目前制约 LED 显示屏清晰度改善的主因是“均匀性”而不
6、是“ 物理像素间距”。3、显示屏像素失控.造成显示屏像素失控的主要原因是 LED 失效.静电放电是失效最大诱因造成显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 失效的主因又可分为两个方面：一是 LED 自身品质不佳；二是使用方法不当。通过分析我们归纳出 LED 失效模式和上述两个主因之间的对应关系。上述我们谈到很多 LED 的失效通常在 LED 的常规检验测试中是无法发现的。除了在受到静电放电、大电流(造成结温过高) 、外部强力等不当使用外，很多 LED 失效是在高温、低温、温度快速变化或其他恶劣条件下，由于 LED 芯片、环氧树脂、支架、内引线、固晶胶、PPA 杯体
7、等材料热膨胀系数的差异，引发其内部应力的不同而产生的，因此，LED 的质量检测是一项十分复杂的工作。再者，对于 GaN 基 LED 而言，静电放电是其失效的最大诱因。静电放电导致 LED 失效的机理非常复杂，设备、工具、器皿及人体均有可能带有静电并对其放电，这种静电少则几百伏，高则几万伏，放电时间在纳秒级水平。我们在显示屏生产、安装、使用过程中出现的蓝绿管失效，往往就是 LED-PN 结被静电放电击穿所至。国际静电协会严格规定了标准静电放电模式，主要分为人体放电模式(HBM)和机器放电模式(MM)。我国对器件的静电放电敏感度(ESDS)分为三个等级(人体模式) ：1级为01999V ；2 级为
8、20003999V；3 级为4000V 以上。一般情况下 LED 的静电放电敏感度在人体模式下在几百伏上万伏之间，而在机器模式下只有几十伏到五百伏左右。LED 显示屏由于生产过程繁杂，静电放电防不胜防，因此，LED 静电放电敏感度应选择2 级或以上为妥(人体模式)，而静电防护必须贯穿生产全过程。4、寿命.LED 的寿命决定了显示屏的寿命.从器件制造和器件应用两方面着手提高 LED 寿命LED 显示屏的寿命是由多种因素决定的，但是，由许多因素造成的寿命终结是可以通过零部件(比如开关电源 )的更换来不断地延续寿命。而 LED 则是不可能被大量更换的，因此，一旦 LED 寿命终结，则意味着显示屏寿命
9、的终止。一定意义上 LED 的寿命决定了显示屏的寿命。LED 的寿命通常以发光强度衰减到初始值50%的时间为寿命期。LED 作为一种半导体材料，人们常说有10万小时寿命，但那是在理想条件下的评估。而在实际使用状况下是达不到的。我们有一个简单的实验方法和计算公式可以测算 LED 的寿命：将 LED 放置于与实际工作环境相同的条件下工作1000小时，并测得光强的初始值和终值，然后通过公式就可推出 LED 的寿命期。我们选定某著名品牌蓝管在环境温度为50 、电流为20mA 的环境下工作1000 小时后测得终值为 0.88初始值，根据公式我们可算出该蓝管在该环境下的寿命为5422 小时。我们说 LED
10、 寿命决定显示屏的寿命，但并不是说 LED 寿命等于显示屏寿命。由于显示屏在工作时并不是每只 LED 每时每刻都在满负荷工作，显示屏在正常播放视频节目的情况下，显示屏的寿命期应该是 LED 寿命期的6 10 倍，当 LED 工作在小电流的状况下寿命可以更长。因此，选用该品牌 LED 的显示屏寿命期可达5 万小时左右。怎样使 LED 寿命期更长？一般情况下我们可以从器件制造和器件应用两方面着手。从器件制造方面来讲：选择优质的外延材料；加大芯片面积，减小电流密度；均衡电流密度；降低热阻；选择性能优良而抗紫外能力强的封装材料等都可以使 LED 寿命更长。从器件应用方面讲：将散热作为从模块设计到工程实
11、施甚至将来系统维护的一个中心工作；降低 LED 工作电流；正确配置 LED，使各基色 LED 同步衰减等都是可以延长 LED 使用寿命的。5、能耗与能效.提高 LED 光效，降低显示屏能耗是发展方向.LED 作为一种绿色、节能光源日益受到青睐提高 LED 光效，降低显示屏能耗是 LED 显示屏技术一个重要的发展方向，它具有如下积极意义：一是节能、减排，保护环境；二是降低电力增容、动力设备及散热设备的投入；三是节省电费降低运营成本；四是降低显示屏温升；五是延缓 LED 衰减速度；六是提高系统可靠性；七是延长显示屏寿命；八是减小显示屏光电参数的温漂，稳定图像效果。LED 的发光效率 (即外量子效率 )是由 LED 内量子效率和逃逸率决定的。现今， LED 的内量子效率已高达90%以上，但是由于逃逸率较低，因此外量子效率成为提高 LED 光效的瓶颈。为了突破这个制约行业发展的瓶颈，许多新颖的解决方案被提出，同时得到了理论验证，其中大多数已进入试验阶段，部分已获得了成功，并且为最终的产业化奠定了坚实的基础。LED 作为一种绿色、节能光源受到人们的青睐，也必将作为一种主流媒体，引领显示技术的未来。总之，器件制造与器件应用本身是一个相辅相成的统一体，器件技术的进步给应用市场带来繁荣，而应用市场的需求则是器件技术进步的永恒动力。让我们上下游企业共同努力，开创 LED 显示技术新的未来。
