Abstract：This article tells us how to choose and use LED specially for full color LED screen and some key parameters of this kind of LED. It’s useful to control and improve the quality of full color LED screen.

Keywords: LED; Full color LED screen

一、概述

全彩LED顯示屏是一種新型的電子傳播媒體，在大尺寸、高亮度、環境適應性方面具有無可替代的優勢，可用于戶內大尺寸、戶外大尺寸的圖文、視頻顯示，主要應用于廣告媒體、舞臺布景、樓宇裝飾、交通信息、體育場館等用途。隨著LED芯片技術、封裝技術和LED顯示屏制造技術的快速提升和價格的進一步下降，全彩LED顯示屏正在跨過性價比的應用門檻，獲得巨大的市場應用和需求。

二、全彩顯示屏專用LED的選擇

全彩LED顯示屏的最關鍵部件是LED器件。原因有三：第一，LED是全彩屏整機中使用數量最多的關鍵器件，每平方米會使用幾千至幾萬只LED；第二，LED是決定整屏光學顯示性能的主體，直接影響觀眾對顯示屏的評價；第三，LED在顯示屏整體成本中所占比例最大，從30%至70%不等。

LED是全彩LED顯示屏的最關鍵器件，相當于電腦的CPU。LED的選擇已經決定了整個顯示屏50%以上的質量。如果未能選擇好LED，顯示屏的其他部件再好也無法彌補顯示屏質量的缺陷。

全彩LED顯示屏專用LED的品質和參數可歸結為以下五大要素：

1、  失效率

由于全彩顯示屏由上萬甚至幾十萬組紅、綠、藍三種LED組成的像素點組成，任一顏色LED的失效均會影響顯示屏整體視覺效果。一般來說，按行業經驗，在LED顯示屏開始裝配至老化72小時出貨前的失效率應不高于萬分之三（指LED器件本身原因引起的失效）。

2、  抗靜電能力

LED是半導體器件，對靜電敏感，極易引致靜電失效，故抗靜電能力對顯示屏的壽命至關重要。一般來說，LED的人體靜電模式測試失效電壓不應低于2000V。

3、  衰減特性

紅、綠、藍LED均具有隨著工作時間的增加而亮度衰減的特性。LED芯片的優劣、輔助物料的好壞及封裝工藝水平的高低決定了LED的衰減速度。一般來說，1000小時、20毫安常溫點亮試驗后，紅色LED的衰減應小于10%，藍、綠色LED的衰減應小于15%。紅、綠、藍衰減的一致性對全彩LED顯示屏日后的白平衡影響很大，進而影響顯示屏的顯示保真度。

4、亮度

LED亮度是顯示屏亮度的重要決定因素。LED亮度越高，使用電流的余量越大，對節省耗電、保持LED穩定有好處。LED有不同的角度值，在芯片亮度已定的情況下，角度越小，LED則越亮，但顯示屏的視角則越小。一般應選擇100度的LED以保證顯示屏足夠的視角。針對不同點間距和不同視距的顯示屏，應在亮度、角度和價格上找到一個平衡點。

5、  一致性

全彩顯示屏是由無數個紅、綠、藍LED組成的像素拼成的，每種顏色LED的亮度、波長的一致性決定了整個顯示屏的亮度一致性、白平衡一致性、色度一致性。一般來說，顯示屏廠家要求器件供應商提供5nm的波長范圍及1：1.3的亮度范圍的LED，這些指標可由器件供應商通過分光分色機進行分級達到。電壓的一致性一般不做要求。

由于LED是有角度的，故全彩LED顯示屏同樣具有角度方向性，即在不同角度觀看時，其亮度是會遞增或遞減的。這樣，紅、綠、藍三種顏色LED的角度一致性將嚴重影響不同角度白平衡的一致性，直接影響顯示屏視頻顏色的保真度。要做到紅、綠、藍三種LED在不同角度時亮度變化的匹配一致性，需要在封裝透鏡設計、原物料選擇上嚴格進行科學設計，這取決于封裝供應商的技術水平。法向方向白平衡再好的顯示屏，如果LED的角度一致性不好，整屏不同角度的白平衡效果將是糟糕的。LED器件的角度一致性特性可用LED角度綜合測試儀測出，對于中、高檔顯示屏尤為重要。

三、全彩顯示屏專用LED的使用：

高品質的LED也需要一個良好的使用方法和環境，歸結起來有如下八大使用要點：

1、  防靜電

顯示屏裝配工廠應有良好的防靜電措施。專用防靜電地、防靜電地板、防靜電烙鐵、防靜電臺墊、防靜電環、防靜電衣、濕度控制、設備接地（尤其切腳機）等都是基本要求，并且要用靜電儀定期檢測。

2、  過波峰焊溫度及時間

須嚴格控制好波鋒焊的溫度及過爐時間，建議為：預熱溫度100℃±5℃，最高不超過120℃，且預熱溫度上升要求平穩，焊接溫度為245℃±5℃，焊接時間建議不超過3秒，過爐后切忌振動或沖擊LED，直到恢復常溫狀態。波峰焊機的溫度參數要定期檢測，這是由LED的特性決定的，過熱或波動的溫度會直接損壞LED或造成LED質量隱患，尤其對于小尺寸如3mm的圓形和橢圓形LED。

3、  設計電流值

LED的標稱電流為20mA，一般建議其最大使用電流為不超過標稱值的80%，尤其對于點間距很小的顯示屏，由于散熱條件不佳，還應降低電流值。

根據經驗，由于紅、綠、藍LED衰減速度的不一致性，有針對性地降低藍、綠LED的電流值，以保持顯示屏長時間使用后白平衡的一致性。

4、  混燈

同一種顏色不同亮度檔的LED需要混燈，或者按照離散規律設計的插燈圖進行插燈，以保證整屏每種顏色亮度的一致性。此工序如果出現問題，會出現顯示屏局部亮度不一致的現象，直接影響LED顯示屏的顯示效果。

5、  控制好燈的垂直度

對于直插式LED來說，過爐時要有足夠的工藝技術保證LED垂直于PCB板。任何的偏差都會影響已經設置好的LED亮度一致性，出現亮度不一致的色塊。

6、  散熱設計

LED工作時會發熱，溫度過高會影響LED的衰減速度和穩定性，故PCB板的散熱設計、箱體的通風散熱設計都會影響LED的表現。

7、  虛焊控制

LED顯示屏在出現LED不亮時，往往有超過50%概率為各種類型的虛焊引起的，如LED管腳虛焊、IC管腳虛焊、排針排母虛焊等。這些問題的改善需要嚴格地改善工藝并加強質量檢驗來解決。出廠前的振動測試也不失為一種好的檢驗方法。

8、  驅動電路設計

顯示屏模塊上的驅動電路板驅動IC的排布亦會影響到LED的亮度。由于驅動IC輸出電流在PCB板上傳輸距離過遠，會使得傳輸路徑壓降過大，影響LED的正常工作電壓導致其亮度降低。我們常會發現顯示屏模塊四周的LED亮度比中間低一些，就是這個原因。故要保證顯示屏亮度的一致性，就要設計好驅動電路分布圖。

以上是從選擇和使用的角度介紹了全彩顯示屏專用LED的相關知識，全彩LED顯示屏是一個系統集成的產品，需要LED封裝廠商與顯示屏應用廠商的密切配合，加強技術交流。中國現在已經成為全世界LED顯示屏的制造中心，正在向LED顯示屏制造強國靠攏。到目前為止，中國大陸全彩屏用途LED的封裝水平已有大幅度提高，很多指標已接近日本廠商的水平，個別指標已經超越，這將極大地促進我國LED顯示屏事業的發展。

作者簡介：李漫鐵（1968—），男（漢族），湖南人，電子工程學士，工商管理碩士，現任深圳雷曼光電科技有限公司總經理。1990年本科畢業于華南理工大學無線電工程系，2005年畢業于上海交通大學安泰管理學院EMBA。Email: martin@ledman.cn ,Website: www.ledman.cn