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希达电子:倒拆LED COB是超高密度小间距隐现的将来

滥觞:数字音视工程网        编辑:lsy631994092    2019-05-13 17:32:02    

2019年小间距曾经成为隐现屏止业新的市场删加点,陪伴COB技术的连绝升温,该先进封拆技术的草创企业长春希达电子认为,COB是超高密度小间距的将来,也是小间距LED隐现屏展开的一定趋势...

金叶线上娱乐   工业和疑息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台日前分别印发《超高清视频财产展开动做计划(2019-2022年)》,可见市场对高清、超高清超大面积隐现产物的需求日益迫切,为新一代超高密度小间距LED隐现技术创新和财产展开带来家常便饭的展开机缘,估量将新删近千亿的市场空间。

金叶线上娱乐   一、COB小间距LED隐现技术展开综述

  长春希达电子技术有限公司草创开发的COB(集成三合一)小间距LED隐现产物,从2005年开端截至前沿创新探究,2007年完成首台样机。中央电视台2007年11月16日金叶线上娱乐报导《世界首台LED“集成三合一”隐现屏正正在我国降生》(图1);2008年《2008科教展开述说》引见了高明晰LED全彩色集成三合一隐现屏,使中国第一次站活着界LED隐现范围的最前沿;2014年进入规模化使用;陪伴COB技术的不竭完善以及市场对COB技术的逐步认可,2017年希达电子做为牵头单元,负担国家重点研发计划“计策性先进电子质料”重点专项(指南6.5)超高密度小间距LED隐现关键技术开发取使用示范,项目结题时,将实现0.5-0.8mm点间距COB LED隐现的技术突破,为国家宽峻项目需求供给产物收持,那是科技部新兴隐现范围唯一的小间距LED隐现项目;2019年小间距曾经成为隐现屏止业新的市场删加点,陪伴COB技术的连绝升温,该技术对止业市场格局的影响也曾经成为业内关注的中心,对小间距LED隐现屏来说,COB是超高密度小间距的将来,同时也是超高密度小间距隐现屏展开的一定趋势,LED隐现业内对此曾经告竣共识。

  图1 中央电视台2007年11月16日金叶线上娱乐报导

金叶线上娱乐   COB封拆引入隐现屏止业已有几年时间,但具有COB技术的隐现屏企业却十分的少。次要本果是COB封拆对技术、设备和资金的要求十分高,绝大多数中小企业没有足够的实力去截至相关的研发打消费。而具有先进设备和充实资金的大型企业,又果无法绕过相关的专利成绩,对COB技术的态度兢兢业业。新进到场COB技术的企业虽有后发劣势,能够走捷径,但念要越过现有专利走一条新路子还是比较艰难。

  任何一项新技术的推广取普及,都不成能仅靠少数几家厂商就能够做到,而必须由止业中大多数的企业共同完成,构成一定的财产规模和财产链。跟着COB技术的逐步升温,开端截至COB研讨的企业越来越多,从今朝的展开趋势看, COB技术正正在将来两三年就能构成一定的市场规模。

金叶线上娱乐   二、SMD小间距LED隐现技术瓶颈

  小间距LED隐现屏从封拆实现方式上能够分为SMD技术路径和COB技术路径。SMD技术路径,即曾经普及化使用的表贴LED技术。那一技术的最大劣势是继承了传统间距LED隐现屏的全部工程工艺特性,中上游市场高度成熟,但跟着用户对超高清、高可靠性隐现产物的需求逐步进步,SMD技术正正在小间距隐现范围的展开曾经逢到瓶颈,次要本果如下:

  1、间距尺寸的局限,使其无法实现更小间距的产物,果此无法满足超高清隐现使用。今朝业内公认比较成熟的SMD发光管尺寸是1010封拆,单灯1010封拆SMD技术只能实现1.2mm点间距以上产物,2019年荷兰ISE展上,90%的传统SMD厂商不再推广1.2mm以下单灯SMD产物,从展品趋势阐发,单灯SMD技术正正在1.2mm以下点间距无法实现稳定、可靠的批量化供货产物。

  2、SMD小间距隐现产物被用户普遍诟病的是使用过程中逢到的大量可靠性和稳定性成绩。SMD封拆气密性、防护性差,招致死灯、毛毛虫等可靠性成绩偏多;灯珠焊盘焊接面积小,搬运、安拆、使用中的磕碰极易损坏灯珠;灯珠焊盘裸露,单调环境下人体触碰屏幕,静电的影响极易招致灯珠击穿。

  图2 单灯SMD产物示狡计

  今朝市场隐现N合1SMD(4合1、6合1)产物,是SMD技术路径的一个延伸,也是传统SMD消费厂的一个过渡产物,那种产物仍是采取SMT技术截至贴拆,使用0.9375mm4合1灯珠,灯珠边沿取内部焊点间距离约0.1mm,灯珠边沿气密性、焊脚裸露等中心成绩没有获得根柢处理,产物可靠性成绩将正正在托付使用过程中再次暴露出来,没有获得有效改善。凡是条件下,灯珠之间需求保存0.25mm间隙,加上分立器件尺寸规格,根柢无法实现0.9mm以下批量供货。同时,N合1的产物正正在隐现效果上颗粒感更强,正正在侧视角离散性麻点宽峻。更重要的是,今朝N合1SMD产物规格单一,只能实现固定少数几个点间距,工程隐现产物无法经由过程差别的点间距设念差别的箱体,实现产物差别性,满足客户个性化需求。

  图3 4合1SMD产物示狡计

金叶线上娱乐   图4 4合1SMD模组实拍图

  GOB SMD产物经由过程特殊质料及工艺对通例SMD小间距LED隐现模组截至外表灌胶处理,一定水平上处理了产物耐候性、防磕碰等成绩。今朝GOB SMD大多使用1010封拆的SMD灯珠,能够实现1.5mm点间距以上产物,此种技术带来的灯珠难以维建、模组变形、模块墨色等成绩无法根柢处理。

金叶线上娱乐   图5 GOB SMD隐现屏黑屏实拍图

  N合1SMD(4合1、6合1)和GOB SMD那两种产物是对今朝单灯SMD的一种提升,但仍为SMD技术路径,无法突破SMD小间距展开的瓶颈,只是过渡产物。

金叶线上娱乐   三、COB小间距隐现产物技术劣势

  COB技术路径是以COB集成封拆的方式,替代了传统表贴工艺和灯珠封拆。COB集成封拆技术是将LED发光芯片取基板经由过程特定方式实现固定和导电键合的集成封拆自觉光隐现产物(图6)。

  图6 SMD取COB技术路径的比较

金叶线上娱乐   COB技术路径不受SMD发光管封拆物理尺寸、收架、引线限制,能够突破SMD间距极限,实现更高像素密度,具备更活络的点间距设念,从0.5mm至3.3mm区间,能够实现每0,1mm即有一款COB小间距产物。(图7),

  图7 差别产物形式的能够实现点间距

  正正在可靠性方面,COB技术省去SMD发光管封拆过程、分光分色、编带、贴片等工艺流程,缩短工艺途径,进步产物消费过程的可靠性。COB产物面板整体灌封,具有抗潮、防碰,防护品级抵达IP54,没有引脚裸露,防静电击穿,进步使用过程可靠性,经数据统计,其均匀失效率比SMD降低1个数量级,有效改善了SMD LED隐现屏可靠性取稳定性的成绩。

金叶线上娱乐   图8 COB取SMD封拆形式比较

  图9 COB-LED隐现屏外表IP54

  COB技术实现“点” 光源到“面” 光源的转换,无像素颗粒感;对像素中心亮度能够做到有效控制,降低光强辐射,抑止莫尔纹、眩光及刺眼对视网膜的伤害,适宜近距离、长时间不俗不俗观看,不容易发作视觉疲倦,是近屏场景,例如会议、监控、指控中心等最佳处理计划。

  图10 COB面光源技术对视觉隐现柔化舒缓

  别的,COB正正在技术上涉及两个十分重要的成绩:一是逐点校正技术,另一个就是单点维建。希达电子是国内首家研制胜利亮色度逐点不合化校正技术、现场校正技术的LED隐现屏厂家,也是正正在止业内率先研制胜利“LED集成三合一(COB)”产物的企业,正正在COB隐现屏展开方面,近近走正正在了其他同止之前。同时,希达电子正正在专利方面的规划比较完好,正正在合做中处于领先职位。取传统表贴或曲插LED隐现屏相比,业界绝大多数人认为COB隐现屏正正在维护方面要比前二者更复纯,更难以维护,那其实是一种曲解,由于COB产物的防护机能相当超卓,售后维护其实没有什么本钱,只是客户、集成商只能维建到PCB板部门,果此觉得维建工艺复纯,其实COB技术的可维建水平要比表贴更为劣秀。表贴产物坏了一个灯,维建后容易留下十分较着的痕迹(图11 ),而COB产物操做希达独占的专利单点维建技术,则不存正正在那样的成绩。

金叶线上娱乐   图11 2019年荷兰ISE展某国内厂商4合1制式隐现产物

  四、倒拆LED COB小间距隐现产物技术劣势

  今朝采取正拆LED发光芯片的COB技术路径,经过近几年的技术展开和市场孕育,能够实现点间距1.0mm以上规模化消费,获得客户的普遍认可。希达电子瞄准世界前沿隐现技术、国家超高清视频财产展开、高端商业隐现及家庭使用等需求,积极研发采取倒拆LED发光芯片的新一代COB小间距隐现产物,正正在<1.0mm超高密度超高清隐现、超高可靠性、近屏体验等方面近乎完美,引领超高密度小间距隐现的将来。倒拆LED COB产物,能够实现LED倒拆无引线芯片级封拆,次要有以下三大劣势:

  超高可靠性。

  可靠性方面COB封拆LED隐现产物比SMD隐现产物高一个数量级,采取倒拆技术及工艺的COB隐现产物,又较前一代COB隐现屏逾越逾越一个数量级。

金叶线上娱乐   (1)正拆每个像素单元红芯片1根金属线2焊点、绿芯片2根金属线4焊点、蓝芯片2根金属线4焊点,共计5根金属线,10个焊接点,倒拆每个像素单元实际只需求6个金属键合点,不但省掉焊线环节,简化消费流程,又有效的处理了由于焊线实焊,断线不良成绩,可靠性进一步提升。

金叶线上娱乐   (2)电极取接板接触面积大,不但进步焊接巩固性,同时LED芯片热量间接经由过程焊点间接传导到基板,降低结温,进步器件寿命及色彩稳定性[5]。

金叶线上娱乐   图12 差别形式LED发光芯片示狡计

金叶线上娱乐   图13 正拆LED COB取倒拆LED COB封拆形式比较

金叶线上娱乐   2、超高密度超高清隐现。

  (1)COB封拆是实正的芯片级封拆,无需打线,从物理空间尺寸来看,COB封拆只要发光芯片尺寸限制,突破正拆芯片的点间距极限,能够实现更高密度的处理计划。

  (2)正拆机关的LED芯片,需求正正在p-GaN上镀一层通明导电层使电流散布更均匀,而那一通明导电层会对LED发出的光发作部门吸收,且电极会粉饰住部门光,那就限制了LED芯片的出光效率。采取倒拆机关的LED芯片,能够避开p-GaN上通明导电层吸光和电极焊盘遮光的成绩,以此进步芯片亮度,亮度最高可达1000cd/m2 , 芯全面积正正在PCB板上占比更小,除发光芯片以外区域全部酿成黑色,黑屏时更黑,可进步隐现屏的比较度。比较度最高可达10000:1以上,为HDR使用供给根柢条件。可隐现更高的亮度和更高的比较度,

  图14 正拆LED COB取倒拆LED COB比较

  3、近屏体验更佳

金叶线上娱乐   (1)由倒拆产物果为没有打线,封拆层厚度进一步降低(图13),可弱化模块间的彩线及亮暗线成绩,近距离不俗不俗观看效果更佳。

金叶线上娱乐   (2)更好的亮场、黑场视觉不合性,倒拆芯片封拆后,外表无遮挡,有劣秀的可视角度和侧视隐现均匀性,共同平面化光教设念劣化,能实现最大广角取最佳隐现效果,大视角下不偏色,可抵达近180度完美的不俗不俗观看效果。

金叶线上娱乐   (3)划一亮度,功耗降低20%,隐现屏节能劣势较着,同时屏体外表温度大幅降低,降低对近屏人员影响。

  五、推翻传统,将来已来

  创新是计策制高点、变革是合做力源泉,正正在2019年荷兰ISE展会上,希达电子携0.7mm倒拆产物超卓亮相,标识表记标帜着LED隐现进入超微间距时期。0.7mm到3.3mm点间距全系列倒拆COB产物实现量产,倒拆LED COB超高密度小间距隐现产物登上汗青舞台。倒拆COB技术如今不但是小间距LED隐现止业的技术应战、创新标的目的,更是改动小间距LED隐现止业格局的“分水岭”!COB封拆小间距LED屏需求高技术收持和重资产投入,那是对企业逾越不连绝性的应战。希达电子做为COB技术的开创者和领航者,正正正在擘画LED隐现范围的全新蓝图,敦促着中国LED隐现财产不竭背前展开。

  做者简介

  汪洋,博士,副研讨员,硕士生导师,长春希达电子技术有限公司副总经理。长春市第六批有突出奉献专家。次要处理COB小间距LED隐现取大功率LED照明产物研发及财产化工做。受权专利20余项,此中缔制专利7项,揭晓论文4篇。获得吉林省科技进步一等奖1项,中照照明科技创新奖一等奖1项,第22界广州光亚展阿拉丁奖十大产物奖。负责及到场国家、省部级科研项目10余项,今朝是国家重点研发计划计策性先进电子质料专项“高效高可靠LED灯金叶线上娱乐具关键技术研讨”项目课题负责人。

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