2014年5月2日星期五

LED显示屏电子屏材料的选择

LED显示屏材料的选择

LED灯的选择

介于如今LED市场,再结合我们公司的实际情况,在发光二极管的选择方面,做了点要求。

   首先要了解下光,光的含义:光是能量的一种形式,一种可以被原子释放出来。发光二极管是由芯片(也可以叫晶片)通过电能中的电子释放的能量而形成的可见光。

   然后要了解主要的LED灯的型号,最常见的为直插系类的346和546.表贴系类的0603,0805,3528和5050。(如346:其定义为灯的环氧透镜长.宽.高分别是4mm.3mm.6mm。表贴3528定义为长.宽分别为3.5mm和2.8mm表贴灯的高度有差异,户外的表贴高度可以和户内不一样。)接着来了解发光二极管的构造,如图(直插灯系类):
                        
其中真正发光的就是反射杯中的LED芯片。

   如今LED市场上LED灯的价格占了整块屏的40%以上,所以很多厂商就在LED灯上做文章。在LED原材料的选则方面,我司对供应商家进行严格的选择,每个成品的发光二极管的内部芯片都是我们指定的芯片厂商,选择的都是较大的芯片。如今市面上有两种情况,第一种为选同样亮度的小芯片,这样的芯片高亮度不稳定,静电防护能力差,衰减很没有规律,装上屏以后在老化的72小时内就会出现死点、暗点的现象。第二种的情况选择同样型号的小芯片,为了去保证亮度的稳定,通过加大工作电流提高亮度,把正常的20mA以下的电流加大到了30mA,甚至可以加到40或50,这样的情况在老化的72小时基本是看不到什么问题的,但会严重影响LED灯的使用寿命,短时间可能效果还可以,但时间长显示屏亮度衰减很大,再加上管子衰减的不均匀,最后使整屏的亮度下降,颜色不均匀,出现马赛克现象,极大的影响显示屏的使用。情况严重的时候,电流调节超过芯片的承载能力时间过长甚至会出现大量死灯,以至于最后使显示屏报废。而大芯片运用的好处主要体现在亮度、衰减、和抗静电能力上面,这样的芯片能保证它的均一性基本一致,发光二级管的亮度一致,衰减方面远小于同等亮度的小芯片,在生产方面的抗静电能力大于同等小芯片,这样提高我司显示屏的使用寿命,减少了由于灯亮度不均一衰减变化快而引起的马赛克现象。也许不久的明天,小芯片也能解决这样的问题,就如今的LED市场而言,大芯片的优越性远远高于小芯片。

   在亮度的选择方面,严格按照国家亮度比R:G:B——3:6:1。户内屏保证亮度≥1000mcd,户外屏亮度≥6500mcd,不影响正常的生活照明系统。面朝阳光的户外屏亮度≥8000mcd,减少了强光引起的无法看清显示屏的现象。在单双色灯的选择方面,保证灯的视角大于70°更加有利于不同角度的去观察整个屏的效果。全彩灯方面,发光角度大于行业要求的100°,让屏的视角更加开阔,波形的选择严格按照了行业的标准,如图:
    
 
使3种颜色的波形基本保持重合,从侧面去观察屏没有暗点的现象,也对调节白平衡方面提供强有利的支持。有部分厂商运用的是双色的红绿,全彩的蓝灯,虽然在正面去观察是无法看出整屏有什么问题,可从斜45°角去观察的话明显就有色度不均一,大量的暗点现象。有些单红的生产厂家芯片用的不是非常正规的芯片,所生产的发光二极管衰减远远大于正规的全彩芯片,只需要短短几个月,就可以从屏上明显发现屏色温很高,光线比较冷的现象,非常影响视觉,造成视觉上的光污染,更有甚者1个月来亮度下降30%。

   在单管电流方面,(例 P10户外全彩,我们使用的电流保持在R=14mA.G=11mA.B=10mA,)严格控制在低电流,制止了用高电流(如:R=24 mA G=21 mA B=18 mA)来提高整屏亮度的方法,大大延长了发光二极管的使用寿命,和衰减不均一而引起的马赛克现象。

   根据以上的信息,我司提供的参数都与一般厂商不一样,所以价格方面会有提高。
注:发光二极管称LED,所发光的LED芯片越大,相对于现在的LED市场就越稳定,抗静电能力也相对更加好,衰减性相对也慢些。

LED显示屏PCB板材的选择

  FR4覆铜板是玻璃纤维环氧树脂覆铜板的简称,FR-4覆铜板分为以下几级:
FR-4 A1级覆铜板 
    此级主要应用于军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。该系列产品之质量完全达到世界一流水平,档次最高,性能最好的产品。

FR-4 A2级覆铜板
    此等级覆铜板主要用于普通电脑、高级家电产品及一般的电子产品。此等级系列覆铜板应用广泛,各项性能指标都能满足一般工业用电子产品的需要。有很好的价格性能比,能使客户有效地提高竞争力。

FR-4 A3级覆铜板 
    此级覆铜板是本公司专门为家电行业、电脑周边产品及普通电子产品(如玩具,计算器,游戏机等)开发生产的FR-4产品。其特点在于性能满足要求的前提下,价格极具竞争优势。 

FR-4 A4级覆铜板
    此等级覆铜板属低档产品。但各项性能指标仍可满足普通的家电、电脑周边产品及一般的电子产品的需要,开发生产的只适合制作普通双面PCB FR-4产品。其价格最具竞争性,性能价格比也相当出色。

FR-4 B级覆铜板
    此等级覆铜板属于次级品板材,各项性能指标可以满足要求不高的电子产品需要,只适合制作线距、线宽、孔间距及孔径要求不高的普通双面PCB FR-4产品,价格最为低廉。

FR-4 无卤素覆铜板
    此系列产品是未来覆铜板环保方面发展趋势,其可以使用在军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。此等级产品质量完全达到世界一流水平。

    我司所有LED显示屏用PCB板板材为FR-4 A2级覆铜板,此级工业用电子产品的需要。有很好的价格性能比。其性能仅次于FR-4 A1级军工产品用板材。据观察、分析,同类产品多采用FR-4 B级低档板材。这些低级板材会造成很多想不到的问题。在焊接方面低级板材很容易导致焊盘和线路脱落,焊盘不上锡等问题。在电气性能方面同样的线路用不同的板材线路板的电气性能有很大的差别,反映到显示屏上就为电压分布不均匀,传输干扰,传输距离缩短,显示屏出现杂点,等问题。

显示屏IC的选择

IC的选择是显示屏的又一核心点,我公司主要选择台湾聚基,台湾点晶,日本东芝,荷兰飞利浦,中国中庆等国际知名品牌。

   这些公司的IC能保证他们的产品和他们提出的说明书参数一致。而一些其他的公司就仿造这些品牌把规格书参数故意提高加以比较,还有甚着干脆把仿造的芯片的丝印也打上这些公司标识。像我们公司使用的芯片都是经过严格的测试,才批量生产的,不向有些公司只看那家便宜就选那家,做出的屏不管好坏反正要出给客户,做一个客户就当一个实验品来用。

   这样在使用过程中会发现很多问题比如显示屏由于IC管间电压分布不均匀出现马赛克现象,还有显示屏上出现虚亮,高亮,暗亮,抗静点能力差,更有甚者芯片经常坏,显示屏不断维修,等故障。

显示屏胶水选择

胶分为很多种根据用途可分为有机硅灌封胶、有机硅凝胶、导热硅脂、粘接型有机硅导热灌封胶等。而我司显示屏上一般用机硅灌封胶。机硅灌封胶有可分为亚光和亮光。对于显示屏而言如果屏体有面罩只需用亮光就可以,但如果显示屏无面罩那么必须要用亚光胶,不然显示屏工作时由于胶体反光会极大的影响显示屏的显示效果。
   对户外显示屏我司用的硅胶有以下特点,防水性能良好、粘度高、抗高温、耐低温、颜色较黑。防水性能良好,粘度高能很好的保护发光二极管管脚不易生锈老化也可以很好的保护驱动板,经受户外潮湿的环境。抗高低温能保证胶体在恶劣的条件下不开裂,不风化。而其他公司的产品可能看重眼前利益只要胶体颜色黑,能快速干,有粘度就用在屏上,对显示屏一两年的后是否经的起天气的变化,气候的交替完全不顾。以致显示屏一两年后胶体开裂使防水成为极大问题,出现发光二极管加速老化、短路、电路板腐蚀,线路短路甚至影响驱动芯片,使整个显示屏趋于报废。

套件的选择

面罩固定螺丝采用镶入式,从面罩表面锁螺丝,且采用不锈钢材料螺丝,抗老化效果好,宽体防水胶圈,防水效果好,整个采用PC高强度原料加纤10%做成,经高低温测试,急速老化破坏式试验。

PC材料特点:
☆表面电阻为106~108Ω,具有稳定的防静电性能。
☆超强抗冲击率及耐高温性能优异。
☆防静电性能不易受温,湿度影响。
☆超强抗化学腐蚀性及耐磨耗摩擦性。
☆具有良好的阻燃性,防火等级为UL-94  V-0~V-2。
☆ 机械强度高,加工性能优异。

   而有些公司选择的套件材料差,套件模色存在差别,强抗化学腐蚀性及耐磨耗摩擦性极差。从而导致有些显示屏由于套件模色不一致,使显示屏反光效果存在差异,导致整个显示屏出现马赛克现象。还有些套件材料差,在把模组安装到箱体时套件螺丝会爆裂, 时间一长被酸雨及雨水腐蚀,将会使面罩螺丝孔腐蚀,导致面罩脱落,模组甚至也会从箱体上脱落造成极大的安全隐患。

防水橡胶圈的选择

从材料的价格跟特性考虑,我们一般选择三元乙丙胶。电绝缘性能优异而且防水、过热水及水蒸气等性能好,耐老化性能好,防腐蚀性能好,化学稳定性极佳等。

   橡胶材质参考表:
     

   橡胶产品性能比较表:
    

电源及电源线的选择

电源线和电源的使用也是影响显示屏寿命的一个很重要的环节。我公司使用的电源和电源线为国内知名品牌通过3C强制认证,其含各项指标都到达是国家标准。而有些公司使用的电源和电源线完全达不到标准。比如电源线样子看上去合格,但及电源线的含铜量远达不到标准,更有甚者把电源的外壳皮增加很厚内芯确很细,以此来蒙骗客户,更有的电源芯采用铜包铁,铜包铝。这样使电源线达不到承载的功率,使电线发热,电线上压降增加,显示屏模组电压下降极大浪费电源效率和影响显示屏正常工作。   
   而我司电源线完全使用国标铜线,电源的选择也是在显示屏最大功率的条件下预留20%的空间。使每个箱体中模块的电源压降控制在1%,电源工作非常稳定。而其他公司计算电源和电源线的使用是在其平均功率的基础上计算的,使电源超负荷工作,这样当现实屏达到峰值时箱体间模组的压降很大,各模组间电压差别很大,电源长期工作在满负荷情况下烧电源的几率大大加大。使显示屏芯片由于供电不足影响发光二极管工作电流,使显示屏出现颜色不均匀,马赛克等现象。再加上线路和元器件的老化时间一长其效果越来越差,最后导致整个显示屏出现严重颜色不匀,严重马赛克现象。而我公司提前避免的这一问题的出现。

铁箱体的选择

铁箱体采用国家标准1.5mm厚A3冷轧钢板制作,特点是强度大,平整度好,户外粉末静电喷涂耐腐蚀、抗老化。所有箱体都是整块钢板折弯成型,焊接工艺需经我司质检部门严格检验不允许有气孔、裂纹、咬边、烧穿、夹渣、焊瘤、未熔合等缺陷。其中箱体上采用的门锁、铰链以及快速锁扣均采用锌合金材质,有很好的常温机械性能和耐磨性。  
   箱体上的航空接插头都是采用军工级别,通过3C以及CE认证的。箱体的电源我们也是采用通过了3C以及CE认证的,并在批次产品使用前经过了高低温测试以及极速老化稳定性测试。箱体内走线严格按照ISO9001质量标准,整齐,美观,不影响通风及维护。

铝合金幕墙选择

 我司生产的铝合金幕墙采用优质的6000系列铝材,表面阳极氧化,故具有良好的硬度,以及耐磨性和耐热性,优良的绝缘性和耐腐蚀性。

铝材的分类:

    一、1000系列 代表 1050 1060 1070 1000系列铝板又被称为纯铝板,在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素,所以生产过程比较单一,价格相对比较便宜,是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50,根据国际牌号命名原则,含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。

    二、2000系列铝板 代表2A16(LY16) 2A06(LY6)2000系列铝板的特点是硬度较高,其中以铜原属含量最高,大概在3-5%左右。2000系列铝板属于航空铝材,目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2000系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展,2000系列的铝板生产技术将进一步提高。

    三、3000系列铝板 代表3003 3003 3A21为主。又可以称为防锈铝板我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。3000系列铝板是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5之间。是一款防锈功能较好的系列。常规应用在空调,冰箱,车底等潮湿环境中,价格高于1000系列,是一款较为常用的合金系列。

    四、4000系列铝板 代表为4A01 4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点,耐蚀性好 产品描述: 具有耐热、耐磨的特性。
 
    五、5000系列 代表5052.5005.5083.5A05系列。5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面,比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧,属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。

    六、6000系列 代表6061 主要含有镁和硅两种元素,故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品,适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好,接口特点优良,容易涂层,加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。
  6061的一般特点:优良的接口特征、容易涂层、强度高、可使用性好,抗腐蚀性强。
  6061铝的典型用途:飞机零件、照相机零件、耦合器、船舶配件和五金、电子配件和接头、装饰用或各种五金、铰链头、磁头、刹车活塞、水利活塞、电器配件、阀门和阀门零件。

    七、7000系列 代表7075 主要含有锌元素。也属于航空系列,是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.7075铝板是经消除应力的,加工后不会变形、翘曲.所有超大超厚的7075铝板全部经超声波探测,可以保证无砂眼、杂质.7075铝板的热导性高,可以缩短成型时间,提高工作效率。主要特点是硬度大7075是高硬度、高强度的铝合金,常用于制造飞机结构及期货。它要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造。 目前基本依靠进口,我国的生产工艺还有待提高。(我公司曾经有一家外企提出国产的7075铝板 退火不均匀,出现铝板表面和内部硬度不一致的问题)

    八、8000系列 较为常用的为8011 属于其他系列。我记忆中是以做瓶盖为主要功用的铝板,也应用在散热器方面,大部分应用为铝箔。不太常用。

    九、9000系列属于备用系列,科技现在那么发达,为了应对为了含有其他合金元素的铝板出现,国际铝板带联合会特表明9000系列为备用系列,等待着又一个新的品种出现来填补9000系列的空白。

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