淺析LED顯示屏分類及封裝技術(shù)要求

　　LED受到廣泛重視并得到迅速發(fā)展，與它本身所具有的優(yōu)點密不可分。這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。

　　一、LED顯示屏的種類

　　1、根據(jù)顏色分類

　　單基色顯示屏：單紅或單綠；雙色顯示屏：紅和綠雙基色，256級灰度、可以顯示65536種顏色；全彩顯示屏：紅、綠、藍三基色，256級灰度的全彩色顯示屏可以顯示1600多萬種色。

　　2、根據(jù)組成像素單元分類

　　數(shù)碼顯示屏：顯示像素為7段數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等；

　　圖文顯示屏：顯示像素為點陣模塊，適于播放文字、圖像信息；

　　視頻顯示屏：顯示像素由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。

　　3、根據(jù)使用位置分類

　　戶內(nèi)顯示屏：發(fā)光點小，像素間距密集，適合近距離觀看；

　　半戶外顯示屏：介于戶內(nèi)和戶外之間，不防雨水，適合在門楣作信息引導(dǎo)等用；

　　戶外顯示屏：發(fā)光點大，像素間距大，亮度高，可在陽光下工作，具有防風、防雨、防水功能，適合遠距離觀看。

　　4、按驅(qū)動方式有靜態(tài)、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。

　　二、顯示屏用LED種類及優(yōu)缺點

　　根據(jù)顯示屏的分類，所使用的像素LED也可以分為以下幾種：

　　1、點陣模塊

　　優(yōu)點：成本低、加工工藝成熟、品質(zhì)穩(wěn)定；缺點：亮度、顏色一致性不好控制，容易出現(xiàn)馬賽格現(xiàn)象；

　　2、直插燈

　　優(yōu)點：色彩一致性比較好控制，像素間距大小可以根據(jù)需要自由調(diào)整組合；缺點：紅綠藍混色效果不佳，角度不大，不好控制角度的一致性，加工上容易出現(xiàn)高低不平、上下左右容易錯位；

　　3、貼片

　　優(yōu)點：顯示色彩、混色效果、角度一致性等都是最好的；缺點：包裝、加工等成本高；

　　三、顯示屏用LED封裝技術(shù)要求

　　不同應(yīng)用位置將使用不同規(guī)格的顯示屏，不同的顯示屏又需要不同技術(shù)要求的LED器件，那么顯示屏用LED到底有哪些技術(shù)要求呢，下面按照不同的分類逐一說明：

　　1、戶內(nèi)顯示屏用貼片LED.

　　戶內(nèi)顯示屏用的貼片LED又分為“三并一”和“三合一”,其中前者多用于比較低成本，顯示要求不高的領(lǐng)域，后者顯示效果較佳，成本也相對較高，下面主要就“三合一”做一些說明；

　　1、亮度：

　　首先要考慮的是產(chǎn)品亮度的合適比例配搭，目前大多數(shù)全彩顯示屏的紅綠藍亮度配搭都是按照3:6:1（就是一個像素里面紅色亮度占30%,綠色占60%,藍色占10%）的比例；一般來說封裝廠和上游的晶片廠商幾乎都是按照20mA來測試產(chǎn)品的，但是真正應(yīng)用到顯示屏上，幾乎都不是這個電流在驅(qū)動LED燈的，一般來說紅綠藍三種LED由于構(gòu)成在晶片材質(zhì)不一樣，它們在實際使用中的發(fā)熱、發(fā)光、亮度衰減也不成比例，通常來說紅色衰減比例小一些，藍綠衰減大一些，所以來說為了能保證顯示屏的使用壽命相對長一些，一般設(shè)計者會將藍綠驅(qū)動電流比紅色低一些；舉例來說：如果紅色按照18mA驅(qū)動，綠色15mA驅(qū)動，藍色12mA驅(qū)動，根據(jù)LED晶片IV-If關(guān)系：

　　大致我們可以推算出來，實際需要的LED的亮度，紅綠藍的關(guān)系是：

　　R:3÷90%

　　G:6÷75%

　　B:1÷60%

　　同時還要對亮度進行分檔，分檔的目的就是要使做出來的顯示屏不要讓肉眼就能看出亮度的差異，一般來說人眼能夠比較敏感的分辨的亮度差是30%,扣除設(shè)備的測試誤差和安裝機構(gòu)誤差，設(shè)計分光按照10%~20%分檔是比較好的。

　　2、顏色：

　　根據(jù)光學效應(yīng)，白光通過棱鏡后被分解成多種顏色逐漸過渡的色譜，顏色依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，這就是可見光譜。其中人眼對紅、綠、藍最為敏感，人的眼睛就像一個三色接收器的體系，大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍三色按照不同的比例合成產(chǎn)生。同樣絕大多數(shù)單色光也可以分解成紅綠藍三種色光。

　　這是色度學的最基本原理，即三原色原理。三種原色是相互獨立的，任何一種原色都不能有其它兩種顏色合成。紅綠藍是三原色，這三種顏色合成的顏色范圍最為廣泛。紅綠藍三原色按照不同的比例相加合成混色稱為相加混色。三原色是這樣的三種顏色，它們相互獨立，其中任一色均不能由其它二色混合產(chǎn)生。

　　不同比例的三原色光相加得到彩色稱為相加混色。其規(guī)律為：

　　紅+綠=黃

　　紅+藍=紫

　　藍+綠=青

　　紅+藍+綠=白

　　顯示屏用LED最好的顏色搭配是：紅色620-630nm、綠色520-530nm、藍色465-475nm,當然這個范圍還可以根據(jù)實際需要縮小，比如紅色以3nm為一檔、藍綠以2.5nm為一檔。

　　角度：其實對于角度來說當然是越大越好，不過更重要的是角度不只是大就好，還需要角度曲線要飽滿、光滑，紅綠藍要能一致重合，否則就會出現(xiàn)顯示屏做好后，某些位置會顯示暗區(qū)，或者某一種顏色特別亮或特別暗；

　　3、電性參數(shù)：

　　LED的電性參數(shù)主要表現(xiàn)在正向電壓（vf）反向電流（Ir）和抗靜電（ESD），一般作顯示屏都采用5v直流電源定電流驅(qū)動，所以：LED的Vf一般不要求一致性太高，只要控制在一個合理的范圍即可（一般紅色1.8-2.2v,藍綠3.0-3.4v）；ESD一般來說是越大越好，因為ESD無處不在，所以LED的ESD越大，做顯示屏的加工就越不容易出問題；反向電流要求Vr=5v,Ir≦10uA.

　　戶外顯示屏用橢圓直插LED

　　戶外顯示屏用LED一般多用橢圓結(jié)構(gòu)的直插燈，相對于戶內(nèi)顯示屏用LED來講，戶外用橢圓燈主要在發(fā)光角度上有分橫向和縱向的角度問題，一般顯示屏在戶外來說，橫向的可視范圍都比較大，縱向的可視范圍相對較小些；

　　一般來說戶外顯示屏的LED橫向角度在110度左右，縱向在50度左右是比較好的，由于直插燈的角度有很多因素影響，主要表現(xiàn)在：

　?。?）LED的封裝外觀形狀；

　?。?）支架的碗杯結(jié)構(gòu)；

　?。?）晶片以及本身的結(jié)構(gòu)；

　?。?）封裝膠水的折射率；

　?。?）材料品質(zhì)的一致性；

　?。?）封裝工藝（即晶片的發(fā)光高度位置）；

　　因此，戶外顯示屏用LED的角度更不好掌握，不但需要良好的設(shè)計，同時還要有較好的工藝設(shè)計和品質(zhì)管制水平。

　　隨著技術(shù)的不斷提升，顯示屏的要求也會越來越高，當然對LED封裝技術(shù)的要求也就同樣高的要求。