全彩贴片式SMD显示屏的性能参数及优势

　　一、 概述

　　LED显示屏以其高亮度、耐候性、大尺寸占据了大尺寸户内外显示屏的主流市场，而显像管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)及等离子显示器(PDP)在中小尺寸、户内近距离观看的显示市场上占据主流。

　　led显示屏在广告、舞台、公共信息显示、体育交通设施等使用领域获得了大量应用。LED显示屏按使用环境分为户内、户外和半户外LED显示屏;按显示颜色分为单色屏、双色屏和全彩屏;按选用器件分为数码点阵屏、直插式LED屏和贴片式SMD屏。

　　本文所要叙述的是正在兴起的户外全彩贴片式SMD显示屏及其专用SMD器件性能。

　　二、 户外全彩贴片式SMD显示屏的主要优势

　　众所周知，户外LED显示屏在一两年前全部使用直插式椭圆形红、绿、蓝LED器件，而这一两年，像素点间距为8mm至16mm的户外全彩贴片式SMD显示屏正在逐步兴起，并获得广泛应用。

　　以前，由于贴片SMD的亮度偏低，且防水、防

　　潮、防紫外线功能达不到户外恶劣环境的要求，故户外全彩显示屏是直插式LED器件的天下。全彩贴片式SMD显示屏只能大量应用在户内。随着LED芯片技术和LED封装技术的进步，SMD的亮度和防护等级已经能够满足户外应用的需求，并且全彩贴片式SMD显示屏具有更多全彩直插式LED显示屏难以达到的一些优势，故获得了较快速的应用。

　　户外全彩贴片式SMD显示屏对比户外直插椭圆LED显示屏的优势表现在如下几个方面：

　　(1)广视角

　　户外全彩贴片式SMD显示屏不但在水平方向具有110度的广视角，在垂直方向也具有110度广视角，这在一些应用场所特别有优势。

　　(2)配光好

　　红、绿、蓝椭圆形LED在不同角度三种亮度的匹配一致性是一项难度很高的指标，而全彩SMD因为设计结构为三合一结构，红、绿、蓝三

　　颗芯片全在一个支架碗杯之中，故在不同角度红、绿、蓝三种亮度的匹配一致性高度一致，从而使得户外全彩贴片式SMD显示屏在任意角度的亮度匹致一致性很好，达到更好的色彩逼真效果。

　　如下图1和图2分别为户外全彩贴片式SMD配光曲线图和户外全彩椭圆LED配光曲线图。通

　　过比较可以看出，SMD的配光一致性比椭圆LED有明显优势。

　　图1 户外全彩SMD水平方向配光曲线 图2户外椭圆LED水平方向配光曲线

　　(3)混光好

　　由于设计结构为三合一，三颗芯片距离很近，在同一个支架碗杯中混光，而不是三颗分立的椭圆形LED，故红、绿、蓝混光效果好于直插椭圆LED屏，尤其适合于近距离观看。

　　(4)高对比度

　　由于三合一的设计结构，全彩SMD尺寸小，故发光面积小，黑区面积大，提高了LED显示屏的对比度。

　　(5)自动化生产

　　贴片式SMD能够使用全自动贴片机进行自动化贴片，生产效率高。全彩贴片式SMD显示屏模块的线路设计能够实现灯板和驱动板二合一，降低了成本，提高了可靠性，提升了生产效率。

　　自动化贴片生产还能提高SMD在线路板上的垂直精度，克服了直插式椭圆LED在线路板上垂直精度问题，从而保证更好的光学效果。

　　三、户外全彩贴片式SMD的主要参数

　　(1)亮度

　　目前户外全彩贴片式SMD的亮度已能够满足点间距8mm至16mm的户外全彩贴片式SMD显示屏的亮度需求。其中绿色亮度能够达到1200mcd至1600mcd，整屏亮度能够高于5000nits。

　　为保证整屏亮度的一致性，每种颜色的亮度范围应在1：1.3以下，并且红、绿、蓝三种颜色的平均亮度比例约为3：6：1。

　　(2)波长

　　红、绿、蓝三种颜色的波长范围均不应宽于5nm，且每种颜色的波长分布应呈正态分布。

　　(3)衰减

　　户外全彩贴片式SMD由于亮度原因使用电流相对较高，由于在户外使用，为达到最小的衰减，故对芯片尺寸、散热设计、防水、抗紫外线等要求较高。同时，红、绿、蓝三种颜色亮度衰减须有一致性，进而保证SMD显示屏在工作较长时间后不但亮度下降较小，而且亮度及色彩一致性保持良好。品质优异的户外全彩贴片式SMD一般能保证工作3000小时后红、绿、蓝衰减平均小于5%，且红、绿、蓝衰减离散性低于+10%。

　　(4)角度

　　户外全彩贴片式SMD的角度一般要求水平方向和垂直方向均大于110度。

　　(5)防水和防潮

　　户外全彩贴片式SMD的防水和防潮性能是非常重要的关键参数。SMD支架材料的选择及结构设计决定了防水和防潮性能。新型PPA材料、硅胶材料的采用及新型结构的设计才能解决防水和防潮问题。防水和防潮问题未能很好解决，会出现失效、暗亮、快速衰减等问题。品质优异的户外全彩贴片式SMD的防水、防尘等级能到达IP67，防潮

　　等级为Lever3。

　　(6)防紫外线

　　由于户外使用，要求全彩贴片式SMD的支架材料和灌封材料具有抵御紫外线的能力。不防紫外线的SMD会出现PPA发黄、灌封材料混浊从而出现亮度衰减和失效的现象。品质优异的户外全彩贴片式SMD在户外工作10000小时后的黄变比例应不大于5%。

　　(7)失效率

　　容易在多项因素作用下出现失效。品质优异的户外全彩贴片式SMD在3000小时内失效率应低于十万分之五(50ppm)。

　　(8)厚度

　　户外全彩贴片式SMD显示屏考虑到线路板防

　　水因素，需要在SMD厚度以下进行防水胶的灌封，故全彩贴片式SMD需要一定的高度，目前市面上主流的厚度为2.5mm。

　　四、户外全彩贴片式SMD显示屏的发展趋势

　　在亮度、成本上，传统的户外全彩直插式椭圆LED显示屏在20mm及以上像素点间距具有无可替代的优势。随着LED芯片亮度和LED 封装工艺技术的提升，户外全彩贴片式SMD的价格与椭圆LED的差距已缩小至10%至20%。户外全彩贴片式SMD显示屏由于具有视角广、配光好、混光佳、对比度高和易于自动化生产的优势，其市场占有率有望从现在的不到10%，发展至与户外全彩直插式椭圆LED显示屏平分天下的局面。

　　参考文献

　　[1]汤顺青 《色度学》[M] 北京理工大学出版社 1990。6

　　[2]方志烈 《半导体照明技术》 电子工业出版社 2009。5