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LED显示器件封装现状及发展趋势

时间:2024-04-25

孙磊 昌永龙

中国电子科技集团公司第五十五研究所 江苏南京 210000

1 LED显示器件封装现状

LED显示屏的封装方式种类繁多,并且不同种类的封装方式具有不同的优势和缺陷,根据封装方式的不同,可以分为点阵模块、直插式、亚表贴、表贴三合一、COB、Micro LED等,在实际的LED显示屏封装方式选择时,要根据不同的应用领域进行合理的选择。同时,LED显示屏的显示能力也由原来的单色显示逐渐发展成为了双色、RGB全彩显示[1]。此外,在应用领域上也由以往的单一户外应用逐渐拓宽到了户内小间距的使用,并且在分辨率上也由以前的低分辨率显示屏发展成了现今的宽色域、高分辨显示屏。由于点阵模块和亚表贴已经被取代,下面本文就针对lamp和SMD三合一两种封装方式进行讨论:

1.1 直插引脚式

“lamp”是LED芯片的直插引脚式的简称,也是市场上最早研发出来的并投入销售的LED产品,经过多年的实践研究,已经具备了较高的成熟度,在品种的研发上也较为广泛。直插引脚式的封装方式在工艺上较其它封装方式更为便捷,同时制作成本也较为节约,具有较高的市场销售份额,主要集中在大屏幕点阵显示以及指示灯等单色显示领域中的应用。传统的LED显示屏主要利用Lamp LED器件作为像素点,将红、绿、蓝三种Lamp LED器件进行拼接。而到了近代,随着RGB三合一Lamp LED器件的不断深入研究,LED显示屏在亮度和分辨率等方面都取得了巨大的提升。然而,由于直插式LED显示屏仅在户外点间距P10以上的大屏显示时具有较好的优势,因此,当户外点间距在P10范围以下时,多是采用SMD器件。

1.2 SMD

“SMD”是指表贴三合一LED,最早是在2002年出现的并广泛运用的,这种封装方式具有较好自动化特性,并且随着这种封装方式的兴起逐步引导引脚式封装朝着SMD封装方式进行转变。引脚式封装方式和SMD封装方式相互比较的情况下,SMD LED的优势极为明显,在亮度、体积、重量、一致性、视角以及外观等方面相对于引脚式封装技术而言都有着很大的提高,更适合用来进行多种环境下的全彩显示屏的应用。当前,SMD LED器件封装技术为了更好的适应高分辨率LED显示屏的发展需求,在尺寸上不断缩小,但是当缩小到0808封装尺寸以下时,难度系数骤增,导致封装成本直接增加。

2 LED封装发展趋势

封装元件的大小以及元件之间的间距是影响LED显示屏分辨率的重要因素,以往的制造工艺由于技术尚不成熟,显示屏的元件之间的距离控制能力有限,因此,分辨率普遍较低,很难满足室内显示需求。而现在的科技水平不断提高,小距离显示屏的制造成本不断下降,因而LED显示屏逐步朝着室内显示领域进军,逐步改善了以LCD、DLP拼接墙以及投影技术为主要室内显示手段的局面[2]。LED显示屏为了满足市场使用需求,分辨率的不断提升是当前的主流发展趋势,其中,以倒装芯片、COB以及Micro LED封装技术为依据的LED器件集成化、小型化发展是分辨率提高的重要技术。

2.1 COB 封装

随着LED显示屏不断朝着高分辨率发展,过去的SMD LED器件贴片组装的显示屏由于自身的局限性,制造成本较高,已经不能较好的适应这一高分辨率的发展需求。COB显示模块的出现,利用集成封装的模式,很好地改善了这一局面。COB封装方式通过班上封装的形式,通过芯片技术、封装技术以及显示技术的共同合作,有效的将上、中、下游企业组织起来,共同实现了COB LED显示屏的全面推广运用。同时,由于COB显示屏具有良好的散热性和较低的制作成本,在未来的发展中具有较强的竞争力,也是未来LED显示屏封装发展的主流方向。但是,COB封装技术中,也存在着生产规模较小、焊线环节易出现问题等缺陷,需要上、中、下游企业的共同努力才能解决。

2.2 Micro LED 封装

Micro LED Display就是指微发光二极体显示器,是一种较为先进的显示技术,它具有低消耗、亮度高、解析能力强、反应速度快、使用周期长以及工作效率快等优势,在体积上仅为主流LED的1%,像素点之间的距离更是达到了微米级[3]。同时,在能耗方面,不足LCD的10%,OLED的50%,由于这些方面的优势,Micro LED俨然成为了产业中最具前瞻性、科技性的显示技术。Micro LED显示通过多年来的不断研究和探索,积累了足够成熟的技术成果以后,直到近年来才出现在人们的视野当中。然而,目前在实际的应用过程中,Micro LED封装技术当中的“高良率(99.9999%以上)及转移率”保持一直是一大问题。

3 结语

综上所述,LED显示屏在经过长达30年之久的发展演变过程之后,在屏幕色彩展示上呈现出了全彩的显示方式,并且较以往的分辨率而言也取得了极大程度上的提升,同时稳定性以及可靠性也在不断增强。因此,为了更好的适应LED显示屏封装技术的发展需求,LED显示屏生产商要不断加快对COB LED、Micro LED封装技术的运用,进一步推进LED器件封装的技术革新。

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