浅谈LED显示屏现阶段最新技术
编辑：JACK [ 2010-3-17 8:35:32 ] 文章来源：LED大屏网
LED发光器件自上个世纪60年代诞生以来，经过近半个世纪的发展，现如今已进入如火如荼的发展年代，它已被人们广泛的运用众多领域中，如：信息传媒领域，体育场馆、各类信息发布媒体等等；交通引导行业，道路交通灯、诱导牌、警示牌等，车站、机场、码头等等的导向牌；照明、家具装饰、城市景观、日常照明等，手机、液晶显示器的背光源，景观照明，手电、台灯等等；其它定制运用领域，企业logo及其他特别使用产品等等；总之LED显示屏在运用的广度和产品的深度方面将会有更进一步的发展。
首先，就LED显示屏现阶段，行业内部分企业正在研究或已运用的最新技术或者是新工艺、新方法等，从以下几个方面来简单描述:
（一）针对LED发光器件制造及运用，目前技术发展的焦点集中表现在以下几点：
（1）亮度校正：
对于LED发光器件制造商而言，针对现阶段可以实现的制成或工艺，在最终产品的亮度划分规格档次方面，目前能够做到较高的可达到1：1.1；如果实际运用可以达到这种要求，其效果还是不错的。但是，考虑到成本的原因，LED供应商在具体对运用商的供应方面往往是做不到的。一般情况下，目前市场上通常是1：（1.3-1.4）的范围内。只有极少数OEM制造商，由于它的采购量足够大，从而可以实现在单宗项目上，采用亮度范围1：1.1的一个档次的发光二极管。
对于显示屏运用制造商而言，往往由于在单宗项目上，采用的LED发光管，亮度范围较宽或者说是使用了2个或以上档次的管子，为了避免由于LED亮度的不一样，造成显示屏的亮度不均匀，在信号的处理和电路设计方面引入了亮度校正的改进措施，即牺牲一定的亮度指标，来减少LED亮度的相对不均匀性，从而在一定程度上改善了显示屏的亮度均匀性。但是这种校正，其有效性是建立在一定基础上的，从客观上讲，它与LED发光器件的制成有关，如管芯的对中性等；与显示屏的制成有关，如：发光管的相对垂直度、模组和箱体的封装及装配的相对垂直度、一致性等；而这些重要环节，目前大多是由人工完成的，在一定程度上讲，是非常难以控制的。从主观上讲，在亮度校正的计算处理方法上，各家都有自家的招，目前行业内，还未就亮度校正方面，提出一个比较规范的可操作的标准或尺度，所以，现阶段对LED亮度校正的处理方法或原理，其有效性、合理性、严谨性等都有待探讨，需要经过实践的进一步检验，因此选好管子使用，才是从根本上解决LED发光器件的亮度不均匀性。
（2）视角配光：
在全彩色LED显示屏运用中，对色彩的还原方面要求比较高，即在显示屏的可视角范围内，都要做到比较好地色彩还原，所以，由红绿蓝LED构成的三基色，它们的配光曲线，即在水平方向和垂直方向亮度随角度变化的曲线，需要基本一致，才能够确保色彩在可视角范围内的良好还原，否则的话，如果三者的配光曲线不一致，就可能造成在可视角范围内的某些区域内色彩还原失真。针对这种要求，LED发光器件在制造过程中，其制成或工艺，必须确保做到红绿蓝三基色的水平和垂直亮度曲线基本一致，即配光曲线一致。只有这样才能满足实际使用要求。目前，国内雷曼光电公司的产品在此方面做得较好，其它大多数厂家未能完全做到。
（3）色度校正：
LED发光器件的色度通常是用波长来描述得，波长的不同反映出颜色的不一样。对于LED发光器件制造商而言，针对现阶段可以实现的制成或工艺，在最终产品的波长划分规格档次方面，目前能够做到较高的可达到2nm；如果实际运用可以达到这种要求，其颜色还原效果还是不错的。但是，又是因为成本的缘故，LED供应商在具体对运用商的供应方面往往是做不到的。一般情况下，目前市场上通常是绿蓝管子在5nm的范围内，红管子在5-10nm的范围内。只有极少数OEM制造商，由于它的采购量足够大，从而可以实现在单宗项目上，采用波长范围2nm的一个档次的发光二极管。
对于显示屏运用制造商而言，往往由于在单宗项目上，采用的LED发光管，波长范围较宽或者说是使用了2个或以上档次的管子，为了避免由于LED波长的不一样，造成显示屏色度的不均匀，在信号的处理和电路设计方面引入了色度校正的改进措施，即通过采用补光的方式，减少色彩还原的失真，从而在一定程度上改善了显示屏的色度均匀性。但是这种校正，其有效性是建立在一定基础上的，从主观上讲，在色度校正的计算处理方法上，各家都有自家的招，目前行业内，还未就色度校正方面，提出一个比较规范的可操作的标准或尺度，所以，现阶段对LED色度校正的处理方法或原理，其有效性、合理性、严谨性等都有待探讨，需要经过实践的进一步检验，因此选好管子使用，才是从根本上解决LED发光器件的色度不均匀性。
（二）驱动集成电路的设计改进：
（1）恒流偏差：
LED专业恒流驱动芯片，经过近十多年的发展，在工艺和技术方面也有了较大的发展，其技术指标由早期的：片与片之间的误差达到±6%，引脚之间的偏差达到±3%；提升到目前的：片与片之间的误差达到±3%，引脚之间的偏差达到±1%；从而降低了驱动芯片的离散性，提高了显示屏的亮度均匀性。
（2）脉宽调制：
PWM专业LED恒流驱动芯片，虽然在上个世纪末国外就有厂家制造（如SONY、TI、TOSHIBA等），但因价格昂贵，始终未能打开国内市场，随着这几年技术的发展，工艺的提高，成本的降低，PWM专业LED恒流驱动芯片的需求逐年上升，采用这种驱动芯片，可以降低控制系统的复杂性，从提高产品的可靠性，并且在图像显示还原方面优于采用一般的LED专业恒流驱动芯片。
（3）逐点检测：
驱动芯片逐点检测功能的增加，为显示屏的远程管理和维护提供了硬件基础，提高了维修的准确性。目前，实现的逐点检测包括开路、短路及芯片温度检测等，市场上的主流芯片厂家东芝和聚积均有类似产品，其中聚积新近推出了一款，在线检测恒流驱动芯片，型号是MBI5039，它可以实现在不影响显示屏正常工作的情况下，完成检测工作。当然其“副”作用还是有的，具体地讲，在功能增加的同时，芯片工作的抗干扰性降低，由此势必要提高系统的控制能力，以提升产品的抗干扰性。
（4）单片或逐点电流增益可调：
驱动芯片实现单片或单点增益可调，为亮度或色度校正提供了比较好的硬件基础，从而实现在生产过程中，就可以完成LED的亮度或色度逐点校正工作，这其中校正数据的采集，当然需要由（购买或定制）专用的LED模组亮度逐点测试生产设备完成，采用这种方式更科学、更合理，并且不额外增加成本，有利于市场推广。
（5）单线传输：
被广泛的运用在灯饰产品中，它解决了长期困扰此类产品的信号传输线多、可靠性降低的问题，实现了采用三根线就可以替代原有的多线传输模式，即仅使用信号线、地线、电源线；在信号的处理上，采用时基信号和红、绿、蓝三色数据信号混编模式传输，延长了传输距离，提高了抗干扰能力，由此产品的稳定性也大幅提高。在价格方面，同市场需求存在一定差距，对扩大其运用范围，有一定制约作用。在其他方面的运用，笔者研究不多，在此就不赘述了。
（三） 新工艺及新方法的采用：
（1）改进产品的使用条件或环境：
①LED的工作条件：
严格按照厂家提供的技术参数，进行相关设计和使用，在亮度、波长及结压降方面都必须严格控制，LED的工作条件均选定在额定工作范围内，违背这些要求，都会对LED造成损害。
②驱动IC的功耗：
驱动IC工作时的发热量，在整个产品中，占有一定的比例，也产品发热的重要因素之一，因此，降低驱动IC的发热量，在产品的设计或使用过程中是非常必要的。通常情况可采取两种措施来处理，可以非常有效的降低IC的发热量，第一，在模组的驱动板设计当中，将驱动IC的逻辑供电5V与LED的发光供电分开独立设计（会增加一点生产过程的工作量）；或者在驱动板上增加一个升压电路设计（会使产品的成本增加一点点）；通过降低LED的供电电压，减少驱动IC的功耗，从而达到降低其发热量的目的。第二，采购LED发光二极管，需要对结压降提出一定要求，如：3.0-3.2V或3.2-3.4V间，这样不但可以降低驱动IC的发热，而且还可以降低LED发光二极管自身的发热。
③降温措施：
在降温的处理上，往往会直接受成本的制约，因此，正确有效的方法，就是使发热体附近的空气不是静止的，而要流动起来，能够形成同周边环境进行有效的热交换，从而达到降温的目的。最常用的是轴流风机，通过改进模组、箱体的设计，达到模组内外附近的空气都可以流动起来的目的，从而实现发热体与周边环境间有效的热交换。
（2）提高产品的质量与产能：
①针对LED产品的特点，合理的编排生产工艺：
在LED产品的生产过程中，贴片、插件、焊接等重要环节，最好是都采用机器化生产模式进行，可以有效地保证产品在这些环节的质量，尤其是贴片LED和插件LED，通过机器完成，不但可以保证器件的正确性，同时它还实现了将LED有机的、合理的混布，从而使显示屏的均匀性更好。
②加强过程控制：
在LED产品的生产过程中，由人工完成的环节中，尽可能多采用相关制具操作完成，这样可以保证产品的一致性，并有利于规范性操作；对影响产品质量的环节，需增加相应的测试手段或方法，如：做一个水箱，进行防水测试；编辑轻重负载信号变换，测试系统的稳定性、电源的可靠性等；长时间屏体老化测试模组的可靠性等。
③优化设计提高产能：
优化产品设计，使之进一步形成系列化、标准化等，不但可以提高生产效率，提升产能，同时可以减少出错的几率，从而降低管理成本；如果产品使用的兼容性可以增强的话，不但可以降低成本，同时，由于库容量的变相增加，也就意味着产能的增加。
（3）降低成本，扩大市场：
在LED 显示屏产品中，LED发光器件的成本，约占40%左右，其比例也是相当高的。所以要想进一步降低成本，就必须在LED发光器件上做文章，目前，国内已有个别有条件的企业在做相关尝试（如联创健和等），具体来讲，就是LED显示屏运用商同LED封装商进行有机的结合，或者讲，就是LED芯片直接绑定在模组上，从而降低部分封装费和材料费，提升产品的利润或降低产品的成本，从而进一步扩大市场。
（四）结构设计的改进：
（1）形式的多样性：
从选择材料上来讲，有铁材、不锈钢、铝材、ABS等；从形式上讲，传统的主要是箱体形式，目前结构改进创新主要体现在异型使用、以及非箱体使用等形式上，如：条状、曲线形、栅形等等；
（2）轻型化：
通过优化产品内部结构设计，进一步压缩整体空间或通过分解重组，使显示屏的主体部分变得更薄，同时也降低了显示屏的重量。栅形显示屏的户外使用，尤其是在建筑物、楼顶的使用，由于其有较好的通透性，一方面可以降低对建筑物载荷的要求，另一方面，也减小了屏体的风荷，提高了显示屏在建筑物上使用的安全性。
（五） 材料的变革：
（1）环保性：
随着欧盟国家强制执行ROHS指令，将近一年，我国的生产制造企业，越来越多的意识到环保的重要性，因此，在产品的选材上，首先满足ROHS要求，同时对生产过程中使用的某些污染品，要求供应厂家可以及时处理和回收，从而达到环保的目的。
（2）亟待变更的材料：
目前，LED显示屏生产过程中，使用的防水密封硅胶，是采用双组份混合使用的，如果采用全自动灌胶机进行灌胶作业，工作环境会比较干净，而且硅胶的残余料也少，但是产能或者说生产效率都会降低；如果靠增加设备，提高产能，不但会投入较大，并且企业也承受不起；如果改用手动人工作业，不但会造成工作环境较脏，同时，硅胶的残余料也多，不好再生使用，这对环境也是一个污染。目前，国内已有企业在研制或尝试使用新的环保材料来替代硅胶，其优点主要表现为：降低工人的操作难度；黏附在管子表面，不影响LED的透光率；无需象硅胶那样满灌，这样模组的重量也会减轻；具有防水、抗紫外线、抗老化等特点，现阶段因成本较高，还无法真正在LED产品中使用。相信不久这种产品会在LED产品中得到运用。
LED显示屏LED显示屏|LED大屏幕565x80
