1、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
2、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
3、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”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
4、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
5、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
6、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
7、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 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 L
8、ED 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
9、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 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 610 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
10、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
11、，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。
