LED戶外全彩顯示屏表貼和直插性能對比

    近年來,隨著小間距LED全彩顯示屏從室內(nèi)應用走到戶外應用，全彩表貼(SMD)技術宣布全面進入戶外LED顯示屏應用時代。由此全彩表貼LED顯示屏市場規(guī)模快速增大。那么全彩表貼技術和傳統(tǒng)的直插式插燈屏到底有什么不同呢？各有什么有點呢？在這里，聯(lián)誠發(fā)的工程師為我們從四個方面，就SMD戶外顯示屏和直插式戶外顯示屏的性能優(yōu)劣做一些討論。

    一、單元模組內(nèi)部基本結構分析

    我們從四個方面對常見的戶外LED顯示屏單元模組內(nèi)部結構進行分析。

    1、單燈

    SMDLED燈，外形尺寸為5.0mm×5.0mm×2.5mm，其內(nèi)置紅、綠、藍三個芯片，即三合一，可作為顯示屏的一個像素使用;直插LED燈，外形 尺寸為3.0mm×4.1mm×6.3mm ，其內(nèi)置單一顏色的芯片，至少需要紅、綠、藍三個不同顏色的燈各一只拼裝在一起，才能構成全彩顯示屏的一個像素。所以從像素來看，SMD燈的體積遠小于直插燈。但由于直插燈是單燈封裝，體積大，正向高度高，燈腿長，所以其密封性和結實程度及散熱程度要高于SMD燈。

    2、焊接方式　　

    兩種燈的焊接方式不同。SMD燈的焊盤和PCB板焊盤是表面接觸而焊接的，而直插燈的管腳是穿過PCB板上的焊盤過孔后再焊接的，可見后者的焊 接牢固程度應好于前者。實際上SMD燈比較容易出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象，或者在運輸和使用過程中發(fā)生接觸不良現(xiàn)象，這給使用和維修帶來較多麻煩。尤其是在使用環(huán)境較 為惡劣的戶外時，這點更為重要。因此確保焊接質量是保證SMD戶外顯示屏質量的關鍵因素之一。

    3、密封方式

    兩種燈板的密封方式是相同的，密封的材料目前大都采用硅膠。但是我們可以看出，兩種燈板的硅膠厚度差異較大，SMDLED燈厚度大約為 1～1.5mm，直插LED燈厚度大約為3.5～4.5mm，所以，后者對燈和PCB板的密封保護更好。當然，具體優(yōu)劣還與灌膠的工藝有關。

    可見，對于密度要求高，使用環(huán)境較好的顯示屏，可選擇SMDLED顯示屏。對于密度要求低，使用環(huán)境惡劣的顯示屏，選擇直插LED顯示屏更好些。

    二、單元模組生產(chǎn)工藝分析

    從生產(chǎn)工藝角度看，SMD顯示屏單元模組和直插顯示屏單元模組主要在焊接和灌膠這兩點上有區(qū)別，其余無大的差別。

    1、焊接

    SMD顯示屏單元模組的焊接過程主要有涂膠(導電膠)、貼片、焊接，這些過程均適合于大規(guī)模機械化生產(chǎn)，焊接后燈的位置很規(guī)整。

    直插單元模組的焊接過程主要有插燈、焊接、砍腿。雖然有專用的自動化機械，但是其生產(chǎn)效率較低。另外，由于燈腿較高，所以生產(chǎn)過程中易于彎曲，從而改變光線的方向，影響后面的工序和顯示屏的質量。

    2、灌膠

    SMD顯示屏單元模組的灌膠過程要求應更嚴格些，因為其膠層較薄，所以操作時模組放置的水平度和膠量的多少應嚴格控制，每個模組應嚴格一致。

    直插顯示屏單元模組的灌膠過程要求稍低些，因為其膠層較厚，所以操作時模組放置的水平度和膠量多少的要求相對寬松。但是在灌膠前應對燈進行整理，保證燈的軸線方向和PCB板的法線方向一致。

    無論何種方式，膠面的平整度和一致性都應保持高水平，否則，會影響顯示屏質量。

    三、可靠性分析

    對于可靠性，兩者之間的主要區(qū)別有三個方面。

    1、密封問題

    如前所述，SMD燈和模組的密封性相對于直插燈和模組要稍差些，所以在防水、防潮、防紫外線和其它惡劣環(huán)境因素方面的可靠性稍差些。

    2、散熱問題

    全彩SMD燈為紅、綠、藍三合一封裝，即三個燈芯封裝在一個狹小空間，由此產(chǎn)生了散熱問題。對直插LED燈而言，每支燈內(nèi)只封裝一個燈芯，且燈腿長，因此散熱不成問題。

    另外，由于SMD燈的亮度較低，要達到戶外超高亮度的要求的話，驅動電流一般較直插燈要大，這進一步加劇了散熱問題。

    3、失效問題

    由于封裝、散熱和環(huán)境問題，所以SMD燈的失效率要高于直插燈。目前，全彩戶外顯示屏用的SMD燈在3000小時內(nèi)的失效率應低于十萬分之五。

    四、光學性能分析

    光學性能方面，我們主要討論亮度、視角、一致性三個方面。

    1、亮度

    目前普遍性來看，同等規(guī)格的SMD戶外顯示屏的亮度要比直插燈顯示屏的亮度低一些。換言之，要達到直插燈顯示屏的亮度，SMD燈的品質應更好些，驅動電流或許要更大些。以點間距為16mm(P16)的顯示屏為例，目前，SMD顯示屏整屏亮度可達5000cd/m2以上，而直插燈顯示屏，整屏亮 度可達到 7000cd/m2以上并不難。

    2、視角

    SMD燈的水平視角明顯優(yōu)于直插燈的視角(垂直視角與之類似)，當然不同型號的燈該圖是有差異的，但SMD燈的視角優(yōu)于直插燈則是不爭的事實。一般來說，SMD顯示屏的視角可達110度左右，而直插燈顯示屏視角可達90度左右。

    3、配光和混色問題

    全彩SMD燈是紅、綠、藍三合一結構，這三個芯片共同置于同一個碗杯之中，芯片間距很小且均勻規(guī)整，因此配光和混色效果很好。

    直插紅、綠、藍三顆橢圓形燈合成一個像素，要從不同方向把它們的合成光配成一致是很難實現(xiàn)的，而且由于燈芯之間的間距較大，所以混色也同樣存在問題，尤其是近距離觀看時，混色不好問題更突出。

    另外，SMD燈在顯示屏上發(fā)出的光的方向能保持很好的一致性。直插燈由于在生產(chǎn)過程中燈的方向很難保持一致，所以所發(fā)出的光的方向性很難保持一致。故SMD顯示屏圖像比直插燈的更細膩。

    4、衰減問題

    由于驅動電流大、芯片間距小、散熱難，SMD燈的亮度衰減速度要比直插燈快，色彩的一致性更易于變差�！　�

    直插燈每個芯片單獨封裝，且亮度高、驅動電流小、散熱好，衰減相對小一些。

    所以，SMD燈的衰減特性比直插燈要差些，要克服這些缺點，則需要更好的芯片和封裝材料。

    五、總結

    通過上述分析比較，我們認為用SMD燈制作的全彩顯示屏，視角大、配光和混色效果好、圖像細膩、亮度屬于中等水平，適于大規(guī)模自動化生產(chǎn)。但是失效率和衰減速度較高，對惡劣環(huán)境的適應能力差些，適用于環(huán)境較好、密度大、亮度要求不高的顯示屏。一直以來，全彩表貼LED顯示屏都是大量應用在戶內(nèi)。 但不可否認的是，該品種在色彩還原、顏色一致性、勻度、視角、畫面整體效果等諸多方面都有傳統(tǒng)LED屏直插燈無法超越的特點和優(yōu)勢。

    用直插燈制作的全彩顯示屏，密封性好、亮度高、環(huán)境適應性強，適于遠距離觀看。但視角稍小、顏色的均勻性稍差、生產(chǎn)程序稍復雜。目前直插燈制作的全彩顯示屏各方面的性能對于一般需要不成問題。

    因此，大多數(shù)的人都認為表貼技術是主導未來戶外LED全彩顯示屏應用的發(fā)展趨勢。