摘要：文章从四个方面就表贴SMD和直插LED户外全彩显示屏的性能及优缺点做了全方位的讨论，重点就基本结构/生产工艺过程/可靠性和光学性能进行了分析，给出了一些参考建议，以期能对户外LED全彩显示屏的设计制作和使用起到一定的参考作用。
引言
单元模组内部基本结构分析近两年来全彩表贴户外显示屏得到了较为广泛的应用，市场规模快速增大，但是根据笔者对于 户外显示屏产品的了解，此类产品在实际应用中还存在不少问题。下面我们从四个方面就户外显示屏和直插式户外显示屏的性能优劣做一些讨论，以期对设计制作者和使用者有点参考作用。我们从四个方面对常见的户外显示屏单元模组内部结构进行分析。
（一）单灯
外形尺寸为5.0mm*5.0mm*2.5mm，其内置红、绿、蓝三个芯片，即三合一，可作为显示屏 的一个像素使用图为直插灯，外形尺寸为3.0mm*4.1mm*6.3mm，其内置单一颜色的芯片，至少需要红、绿、蓝三个不同颜色的灯各一只拼装在一起，才能构成全彩显示屏的一个像素。所以从像素来看，灯的体积远小于直插灯。但由于直插灯是单灯封装，体积大，正向高度高，灯腿长，所以其密封性和结实程度及散热程度要高于灯。
（二）焊接方式
灯的焊盘和户板焊盘是表面接触而焊接的，而直插灯的管脚是穿过尸板上的焊盘过孔后再焊接的，可见后者的焊接牢固程度应好于前者。实际上灯比较容易出现虚焊现象，或者在运输和使用过程中发生接触不良现象，这给使用和维修带来较多麻烦。尤其是在使用环境较为恶劣的户外时，这点更为重要。因此确保焊接质量是保证户外显示屏质量的关键因素之一。
（三）密封方式
两种灯板的密封方式是相同的，密封的材料目前大都采用硅胶。但是从图中我们可以看
出，两种灯板的硅胶厚度差异较大，图 a的厚度大约，图b的厚度较小，所以后者对灯和尸板的密封保护更好当然，具体优劣还与灌胶的工艺有关。
可见，对于密度要求高，使用环境较好的显示屏，可选择显示屏。对于密度要求低，使用环境恶劣 的显示屏，笔者以为，选择直插显示屏更好些。单元模组生产工艺分析，从生产工艺角度看，显示屏单元模组和直插显示屏单元模组主要在焊接和灌胶这两点上有区别，其余无大的差别。
焊接显示屏单元模组的焊接过程主要有涂胶导电胶、贴片、焊接，这些过程均适合于大规模机械化生产，焊接后灯的位置很规整。直插单元模组的焊接过程主要有插灯、焊接、砍腿。虽然有专用的自动化机械，但是其生产效率较低。另外，由于灯腿较高，所以生产过程中易于弯曲，从而改变光线的方向，影响后面的工序和显示屏的质量。光学性能方面，我们主要讨论亮度、视角、一致性三个方面。
（四）灌胶
显示屏单元模组的灌胶过程要求应更严格些，因为其胶层较薄，所以操作时模组放置的水平度和胶量的多少应严格控制，每个模组应严格一致。
直插显示屏单元模组的灌胶过程要求稍低些，因为其胶层较厚，所以操作时模组放置的水平度和胶量多少的要求相对宽松。但是在灌胶前应对灯进行整理，保证灯的轴线方向和板的法线方向一致。
无论何种方式，胶面的平整度和一致性都应保持高水平，否则，会影响显示屏质量。
亮度目前普遍性来看，同等规格的户外显示屏的亮度要比直插灯显示屏的亮度低一些。换言 之，要达到直插灯显示屏的亮度，灯的品质应更好些，驱动电流或许要更大些以点间距为的显 示屏为例。目前显示屏整屏亮度可达5000cd/m2以上，而直插灯显示屏，整屏亮度可达7000cd/m2，以上并不难。
（五）可靠性分析
对于可靠性，两者之间的主要区别有三个方面。密封问题如前所述，灯和模组的密封性相对于直插灯和模组要稍差些，所以在防水、防潮、防紫外线和其它恶劣环境因素方面的可靠性稍差些。
（六）视角
图1和图2分别是两款典型的灯和直插灯的水平方向相对光强和视角关系图，也就是光能量按角度的分布图。比较图4和图5可以看出，灯的水平视角明显优于直插灯的视角垂直视角与之类似，当然不同型号的灯该图是有差异的，但灯的视角优于直插灯则是不争的事实。一般来说，显示屏的视角可达110度度左右，而直插灯显示屏视角可达90度左右。
图1 图2
（七）散热问题
全彩灯为红、绿、蓝三合一封装，即三个灯芯封装在一个狭小空间，由此产生了散热问题。对直插灯而言，每支灯内只封装一个灯芯，且灯腿长，因此散热不成问题。另外，由于灯的亮度较低，要达到户外超高亮度的要求的话，驱动电流一般较直插灯要大，这进一步加剧了散热问题。
（八）配光和混色问题
全彩灯是红、绿、蓝三合一结构，这三个芯片共同置于同一个碗杯之中，芯片间距很小且均匀规整，因此配光和混色效果很好。
直插红、绿、蓝三颗椭圆形灯合成一个像素，要从不同方向把它们的合成光配成一致是很难实现的，而且由于灯芯之间的间距较大，所以混色也同样存在问题，尤其是近距离观看时，混色不好问题更突出。另外，灯在显示屏上发出的光的方向能保持很好的一致性。直插灯由于在生产过程中灯的方向很难保持一致，所以所发出的光的方向性很难保持一致。故显示屏图像 比直插灯的更细腻。
（九）失效问题
由于封装、散热和环境问题，所以灯的失效率要高于直插灯。目前，全彩户外显示屏用的灯在3000，小时内的失效率应低于十万分之五。
（十）光学性能分析
衰减问题
由于驱动电流大、芯片间距小、散热难，灯的亮度衰减速度要比直插灯快，色彩的一致性更易于变差。直插灯每个芯片单独封装，且亮度高、驱动电流小、散热好，衰减相对小一些。所以，灯的衰减特性比直插灯要差些，要克服这些缺点，则需要更好的芯片和封装材料。环境适应性强，适于远距禽观看。但视角稍小、颜色的均匀性稍差、生产程序稍复杂。目前直插灯制作的全彩显示屏各方面的性能对于一般需要不成问题。
结论
通过上述分析比较，我们认为用灯制作的全彩显示屏，视角大、配光和混色效果好、图像细腻、亮度属于中等水平，适于大规模自动化生产。但是失效率和衰减速度较高，对恶劣环境的适应能力差些，适用于环境较好密度大、亮度要求不高的显示屏。用直插灯制作的全彩显示屏，密封性好、亮度高。
参考文献：
[1]李漫铁.全彩显示屏专用LED的选择和使用[J].现代显示，2007（06）：64-65+14.
[2]李漫铁.LED全彩显示屏配光解决方案[J].现代显示，2006（06）：104-108.
论文作者:谈银风
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/25
标签：显示屏论文; 模组论文; 亮度论文; 全彩论文; 视角论文; 户外论文; 单元论文; 《基层建设》2018年第36期论文;