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解析“潜伏”在LED显示屏应用中的几个问题

2011-09-28 10:40 来源:慧聪LED屏网

慧聪LED屏网10月10日报道 LED显示屏是集电子、电力、计算机、通讯、信息、图像处理、光学、材料、结构等多学科技术于一体的高科技工程产品。这其中的任何一门学科领域里的相关工程技术问题均会影响整个显示屏的最终运行效果。

LED亮度是显示屏亮度的重要决定因素。LED亮度越高,使用电流的余量越大,对节省耗电、保持LED稳定有好处。LED有不同的角度值,在芯片亮度已定的情况下,角度越小,LED则越亮,但显示屏的视角则越小。一般应选择100度的LED以保证显示屏足够的视角。针对不同点间距和不同视距的显示屏,应在亮度、角度和价格上找到一个平衡点。早期的LED灯管光效低,红、绿、蓝基色的发光强度小,所以整个显示屏的亮度值低是主要问题。由于灯管光效低,为了满足显示屏亮度需要,LED驱动电流设定值一般较高,电流设定高必然导致LED工作温度升高,这将不利于显示屏的长期使用;通过恰当设计像素点组合来提高像素点亮度,如采用多个LED灯管串联来提高单基色的亮度值,从而达到提高led显示屏的亮度,是以前工程应用中常使用的设计方法,但是这样必然增加整个显示屏的成本。随着LED芯片及封装技术的发展,LED灯管的光效得到大大提升,已经完全能够满足led显示屏的户内外的亮度需求,并且可以将LED的工作电流设定在额定安全工作电流之下以确保系统可靠性。

因为led显示屏点阵模块驱动一般采用恒流驱动芯片来完成,该芯片内部包括串行移位寄存器、串并转换和恒流驱动等功能电路组成。恒流芯片是将控制器的亮度信号转换成驱动LED发光的恰当的驱动电流的转换器件。恒流器件的开关恒流的品质因素将影响led显示屏的有效亮度。特别是当显示屏的刷新频率和显示灰度级数越高的情况下,恒流芯片将更加明显地影响整个显示屏的亮度。显示屏的供电电压V-LED也将是影响亮度的一个重要因素之一,当其电压低于LED正常导通电压时,LED发光效果受到影响,从而影响了整个显示屏的亮度。LED显示行业经过近几年的高速发展,也成长起来了一批优秀的led企业,如深圳晟昊集团经过数年的发展壮大,现在拥有自己的显示研发实验室,致力于LED显示技术的研究,并联合国内着名重点科研院所进行了大量的led显示屏应用方面的技术研究工作。

led显示屏是由大量的LED灯管组成,特别是采用直插灯的户外led显示屏,白平衡一致性问题相当普遍,这是业界经常遇到的棘手问题.由于LED是有角度的,故全彩LED显示屏同样具有角度方向性,即在不同角度观看时,其亮度是会递增或递减的。这样,红、绿、蓝三种颜色LED的角度一致性将严重影响不同角度白平衡的一致性,直接影响显示屏视频颜色的保真度。要做到红、绿、蓝三种LED在不同角度时亮度变化的匹配一致性,需要在封装透镜设计、原物料选择上严格进行科学设计,这取决于封装供应商的技术水平。法线方向白平衡再好的显示屏,如果LED的角度一致性不好,整屏不同角度的白平衡效果将是糟糕的。LED器件的角度一致性特性可用LED角度综合测试仪测出,对于中、高档显示屏尤为重要。红绿蓝LED的光形曲线图一致性越好,整个显示屏的一致性将更好。由于R/G/B在不同角度亮度不一致而造成色泽不均匀,难以达到不同角度白平衡一致性;并且单色光型曲线的离散分布严重,将造成显示屏的一致性差。

实际生产中的LED灯是有亮度差异的,如果亮的LED集中在一个模块,暗的LED集中在另一个模块,这样的差异就很明显,所以一定要在生产采用混灯工艺使LED灯在显示屏上成正态分布,从而使整屏的显示一致性效果较好;如果直插灯在安装时,灯不平整,LED灯的出光一致性较差,将直接影响显示屏白平衡的一致性效果,所以必须增加“整灯工艺”来保证led显示屏的平整度。

对于led显示屏产品而言,对产品采用一定的检测的方法和手段固然重要,但鉴于产品不菲的价值且很多缺陷是无法通过事后维修解决,检测和检验能为后续产品改善提供依据和方向,但不能改变既成事实的缺陷产品,因此事前控制显得尤为珍贵。能够稳定有效地保证对LED封装的整个制程的合理控制,包括物料分档控制,保证亮度、波长的一致性;分光分色设备的严格管理,专人专机操作机台及工位,保证产品的各项参数的一致性。在封装透镜设计、原物料选择上严格进行科学设计,做到红、绿、蓝三种LED在不同角度时亮度变化的匹配一致性;在LED显示模块设计时,合理选用驱动电路和信号处理算法,并进行PCB的合理优化设计,以保证恒流精度和减小显示屏模块内部温差;在LED显示模块生产时采用合理的混灯工艺控制。由于led显示屏的像素LED的差异性,或者电子显示屏在工作一段时间后,每一颗LED会出现不同程度的亮度和色度的下降,严重影响显示效果。采用亮度和颜色矫正控制技术,可实现亮度<1%,色度Cx/Cy<0.003精度的校正,迅速提升显示屏显示效果,使得更新以后的模块与已经工作过一段时间以后的模块保持亮度和色度的一致。

LED是全彩LED显示屏的最关键器件,相当于电脑的CPU.LED的选择已经决定了整个显示屏50%以上的质量。如果未能选择好LED,显示屏的其他部件再好也无法弥补显示屏质量的缺陷。由于全彩显示屏由上万甚至几十万组红、绿、蓝三种LED组成的像素点组成,任一颜色LED的失效均会影响显示屏整体视觉效果。一般来说,按行业经验,在led显示屏开始装配至老化72小时出货前的失效率应不高于万分之三(指LED器件本身原因引起的失效)。

LED失效一般包括以下三大类:短路(漏电)、开路、暗亮。短路(漏电)一般是由于模块电路中的冲击电流太大造成LED芯片性能发生变化,芯片漏电流增大引起;开路可能静电或其他原因造成LED芯片被击穿;暗亮,一般是由于LED不恰当使用致使胶体里面进水汽,影响了LED的光学效果。

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