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隨著LED小間距顯示屏在演播室、安防監(jiān)控、交通指揮中心、大型視頻會議室等專業(yè)顯示市場滲透率的快速提升,P2以下的LED小間距顯示屏市場規(guī)模近年來保持了高速的增長。據(jù)奧維云網(wǎng)(AVC)顯示器件與系統(tǒng)大數(shù)據(jù)顯示,2016年國內(nèi)小間距LED顯示行業(yè)銷售規(guī)模達(dá)22.8億元,并加速向高端大屏領(lǐng)域滲透。預(yù)計2017年全年國內(nèi)市場銷售總額持續(xù)增長,有望達(dá)38.2億元,增長率在60%以上。
圖1 2017年LED小間距顯示市場規(guī)模
作為LED小間距顯示屏顛覆者形象出現(xiàn)的COB小間距顯示產(chǎn)品,成為了2017年LED顯示領(lǐng)域的明星,COB小間距led顯示屏在市場上獲得了高度的關(guān)注。雷曼股份在2017年11月宣布研發(fā)出第三代COB小間距LED高清顯示面板,并在2018年2月的荷蘭ISE展上進(jìn)行了全球首發(fā),獲得了全球客戶的高度認(rèn)可。那么,作為LED小間距顯示屏顛覆者形象出現(xiàn)的COB小間距技術(shù),與傳統(tǒng)的SMD器件小間距顯示技術(shù)相比,又有哪些不同的地方呢?
目前LED小間距顯示屏的主流技術(shù),主要采用SMD分立器件技術(shù),技術(shù)路線如下圖所示。
圖2 SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)路線及產(chǎn)業(yè)鏈
伴隨著LED小間距顯示屏市場的快速增長,SMD分立器件小間距led顯示屏在應(yīng)用過程中,也逐漸暴露出了技術(shù)瓶頸與局限,主要包括以下幾個方面:
(1)可靠性與穩(wěn)定性問題
LCD 面板失效像素點的國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)為百萬 之 1.5 個失效像素,即失效率1.5PPM。目前SMD分立器件LED小間距的出廠前失效率達(dá)到 30-50PPM ,屏廠通過出廠前的老化和維修,以保證出廠時無死燈,但是問題在于屏廠出廠后三個月、半年、一年后也有較高的失效率。目前,眾多小間距屏廠受困于小間距的可靠性與穩(wěn)定性問題,不得不培養(yǎng)大量的工程服務(wù)人員去給客戶修屏,這個問題已經(jīng)成為SMD分立器件小間距屏最大的瓶頸和天花板。
(2)點間距的局限
目前采用SMD分立器件的小間距顯示屏產(chǎn)品,主流的點間距在P1.2—P2.0之間,市場上幾乎沒有P1.0以下間距量產(chǎn)的產(chǎn)品。2017年在美國INFOCOMM展上,有公司推出了采用0505 燈珠制造的間距為0.7mm的小間距樣品,從分立器件顯示屏技術(shù)角度來看,這已經(jīng)是分立器件小間距顯示屏的極限,要想做更小間距幾乎已經(jīng)不可能。
(3)脆弱的防護(hù)性
小間距led顯示屏采用的SMD封裝器件,燈珠焊盤面積太小,SMT回流焊后,PCB板上的燈珠非常脆弱,搬運、安裝、使用中的磕碰極易損壞燈珠。
為了解決SMD分立器件小間距顯示屏技術(shù)路線的瓶頸,目前業(yè)界提出了COB(Chip On Board)封裝小間距顯示屏技術(shù)路線。COB封裝是將LED芯片直接固晶焊線在帶顯示電路的PCB板上,再用封裝膠對LED芯片包封。雷曼的COB小間距LED集成顯示所在的產(chǎn)業(yè)鏈及技術(shù)路線如下圖所示:
圖3 COB小間距LED顯示技術(shù)路線及產(chǎn)業(yè)鏈
從COB小間距LED顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈分布來看,包括了LED產(chǎn)業(yè)的中游封裝與下游顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè),是對LED封裝與LED顯示兩項技術(shù)的融合,與SMD分立器件的LED小間距顯示技術(shù)相比,具有非常高的技術(shù)門檻。
與SMD分立器件LED小間距顯示技術(shù)相比,雷曼COB小間距LED集成顯示技術(shù)具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)能做到更小的點間距
圖4 COB顯示技術(shù)與SMD分立器件顯示技術(shù)點間距
目前SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù),主流的點間距在P1.2-P2.0之間,點間距繼續(xù)降低非常困難,主要受制于兩個方面的因素:第一個因素是成熟的SMD器件為1010、0808規(guī)格,例如P1.2分立器件小間距led顯示屏,一般用0808規(guī)格的SMD器件。更小尺寸的SMD器件,例如0606或者0505規(guī)格的產(chǎn)品,目前成熟度都較低;第二個影響因素是分立器件必須過SMT回流焊,由于更小尺寸的SMD器件,意味著有更小的焊盤,導(dǎo)致SMT回流焊良率受到影響,回流焊后的SMD器件也非常脆弱,很容易被碰掉,防護(hù)性非常脆弱。
雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù),不存在SMD分立器件LED顯示技術(shù)的上述問題,能夠做到的點間距尺寸,僅受限于封裝技術(shù),因此雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù),通?梢宰龅絇0.5-P2.0點間距,最小點間距可以做到P0.5,能夠做到分立器件LED小間距技術(shù)難以量產(chǎn)的P1.0以下的市場。
(2)能夠提供最強的防護(hù)性
與SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)脆弱的防護(hù)性能相比,雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù)的防護(hù)性能堪稱強大。
圖5 SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)
上圖為SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù),LED芯片固晶、焊線在支架上,再用環(huán)氧樹脂封裝為SMD器件,通過SMT回流焊,將SMD器件焊接在PCB板上。由于分立器件小間距LED顯示技術(shù)采用的SMD器件規(guī)格多為1010或者0808,焊盤尺寸很小,SMT回流焊后,容易發(fā)生虛焊,以及被碰掉,防護(hù)性能脆弱。
圖6 雷曼COB小間距LED顯示技術(shù)
上圖為雷曼COB小間距LED顯示技術(shù),LED芯片固晶、焊線在PCB板上,再用封裝膠直接封裝在PCB板上。封裝膠與PCB板具有堅固的結(jié)合力,在外力的作用下不會損傷LED,防外力碰撞能力突出。因此COB封裝的小間距LED顯示技術(shù),具有非常優(yōu)秀的防護(hù)能力。
(3)提供更高的可靠性與穩(wěn)定性
SMD分立器件LED小間距顯示技術(shù),在生產(chǎn)過程中存在30-50PPM的失效率,通過出廠前的老化和維修,以保證出廠時無死燈。但是在客戶使用過程中,還是存在較高的失效率。
雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù),能夠提供更高的可靠性與穩(wěn)定性,在客戶使用過程中的失效率會明顯降低。
引起led顯示屏失效的主要因素,包括外界的環(huán)境因素以及LED封裝的可靠性因素。外界環(huán)境的溫度、濕度、污染、震動等,當(dāng)超過led顯示屏能夠承受的范圍時,或者led顯示屏設(shè)計抗外界環(huán)境因素的閾值過低時,均會導(dǎo)致led顯示屏失效,特別是小間距led顯示屏對外界環(huán)境因素敏感性更高,更容易發(fā)生失效;
LED封裝的可靠性,主要由LED芯片、支架、金線、封裝膠等材料的封裝可靠性決定。要對各種材料的熱學(xué)匹配性、力學(xué)匹配性進(jìn)行設(shè)計,才能確保LED封裝后的整體可靠性。
COB封裝與普通SMD器件封裝相比,COB封裝取消了LED支架,以及通過SMT回流焊由錫膏連接PCB板的環(huán)節(jié)。COB封裝中,直接將LED芯片固晶、焊線在PCB板上,用封裝膠直接將LED芯片包封在PCB板上。因此,COB封裝具有更高的可靠性。
圖7 COB封裝與SMD器件封裝
通過以上分析可以看到,COB小間距顯示技術(shù),是融合了LED封裝與LED顯示的創(chuàng)新技術(shù),具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢。隨著2018年市場主流小點間距向P1.2或者更小點間距下探,COB小間距顯示產(chǎn)品必將迎來市場更快的爆發(fā)。
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