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值得注意:从灯条屏到COB屏的变化,看LED通透显示的机会

胡志军 · 2019-05-05
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通透显示概念在LED显示领域是一项十分有前景的细分应用方向,它的发展逻辑是建立在人们对显示艺术的多元化、个性化的需求;对新颖与现代感的光影艺术需求;对建筑与显示艺术的完美协调需求;对智能化城市的亮化、节能和可持续发展的需求基础上,并不断地演绎变化。

通透显示概念在LED显示领域是一项十分有前景的细分应用方向,它的发展逻辑是建立在人们对显示艺术的多元化、个性化的需求;对新颖与现代感的光影艺术需求;对建筑与显示艺术的完美协调需求;对智能化城市的亮化、节能和可持续发展的需求基础上,并不断地演绎变化。

一、灯条屏 首引通透显示概念

灯条屏已有十年左右的发展历程,期间也被称之格栅屏、网格屏、幕墙屏等。基本上是把灯条作为最小独立单元,利用外型材结构把它们组合成标准的显示箱体,最后再按人们需要的尺寸组成显示屏体。这种屏体与之前的传统LED显示屏体的最大区别是:它首次在行业中引入了通透显示概念,显示屏体既通风又透光。通风不仅可以降低屏体的风阻载荷提高安全能力,而且还可以提高屏体的散热性能,并可以尝试将传统屏体后需要空调散热的方式去掉,节省屏体后期的运营成本。透光不仅可以不影响屏后空间对采光的需求,而且可以使墙体显示部分与其它部分最大可能做到协调一致,改善传统技术对建筑外墙造成的失美感。

早期的灯条屏大多采用DIP技术,后来价格便宜的SMD技术产品越来越多。图一和图二分别展示了DIP技术的灯条屏和SMD技术的灯条屏。但一段时间后大家发现SMD技术做灯条屏用在户外不稳定,表现还不如DIP。市场处于举棋不定的观望状态中。

前两代的DIP和SMD技术其实都是传统的万级LED显示面板制造技术,在户外的稳定性和寿命都不强。由于其自身的封装技术缺陷,通透率不高,不能很好的满足客户对户外高清通透的需求,市场份额不断受到之后兴起的玻璃屏和透明屏的挤压与挑战。

传统技术的灯条屏之前被主要用作具有地标性的户外楼体外立面的显示应用。如图三所示,可以从屏后的楼体内部空间透过玻璃窗看到安装于户外的灯条屏体,部分满足了内空间的视觉和采光需求。显示像素间距一般在16-50mm或更高。适合于远距离观看的楼体亮化工程的巨屏应用。也做了些替代户外传统大屏的尝试,但由于其户外2年左右的使用寿命因素制约,大家对这种尝试兴趣不大。

二、玻璃屏 丢掉通透概念半壁江山

玻璃屏是在人们追求更通透、更高清、更可靠和更美观的愿望上发展起来的一种LED透明显示器件,亦可称之为透明屏。到目前仅有几年左右的发展时光。这种显示屏尽管可以做得透明率更高、但令人遗憾的是通透显示概念的特性丧失了半壁江山,没有了通性只保留了透的概念。究其原因主要是因为SMD封装技术的缺陷所导致的,顾此必然失彼。LED芯片是需要良好的通风散热环境的,否则寿命和性能都会受到致命的影响。

从封装技术方面看,SMD单灯封装器件是一个独立的开放式的微循环系统,不管它内部的LED芯片密封得多好,它的电功能和散热功能的实现最终还是要通过外支架的引脚来完成,是一个形闭实开的微循环系统,因此受到外界各种因素的干扰不可避免。其次它的抗磕碰能力非常弱,所以需要外在的防护体加以保护,那么透明的玻璃材料作为一种保护手段应运而生。它的技术路线有两种,一种是没有PCB基板,直接在玻璃透明材料上做线路,贴装SMD封装器件,然后用前后玻璃将电路和封装的SMD器件保护起来,如图四所示。另一种是先在PCB镂空基板上用SMT技术贴装SMD单灯器件,然后屏体前或前后加透明板作为保护板,如图五所示。

图四、玻璃屏双面加玻璃保护的技术路线

图五、SMD透明屏加透明板保护的技术路线

加了玻璃,玻璃幕墙屏因此变得更加美观,但也由此产生了更多复杂的技术问题和应用问题。在两面加玻璃保护的玻璃屏技术路线中,施工难度高、屏体重量重、散热环境差、死点维修难、维修成本高、产品价格高,像素间距大都是实际应用中存在的大问题。SMD技术本身又是万级技术,不可能是像LCD面板那样的百万级面板技术,经常需要维修是大概率事件。所有这些因素使玻璃屏的大范围应用受到了阻滞,发展缓慢。

加透明板的SMD透明屏技术路线仅可以把屏体放在玻璃幕墙的内部朝外使用, 不能像灯条屏一样装在建筑墙体和窗体的外部,丧失了灯条屏的户外应用的优势。但至少使维修比双面加玻璃的透明屏技术路线方便些,可并不能从根本上解决上述的一些问题。

加玻璃体的技术路线使屏体不能通风,没有对流的空气,散热环境变差,寿命缩短。使屏体的重量和风阻无端的增加很多。此外不管是玻璃屏还是透明屏,上述两种技术路线引起了一个共性问题才是其致命的硬伤,就是存在屏前后玻璃体和屏体周边复杂的光源分布对显示内容的反射干扰,受到干扰的显示画面混乱不清,如图六所示。所以把玻璃屏和透明屏用在室内环境光源复杂的通透应用上也就只是一个过渡性的解决方案。

图六、环境光源对有玻璃化透明屏体的干扰

三、COB集成封装技术重振通透显示概念

2018年出现的COB集成封装全天候通透显示概念产品不仅可以解决灯条屏在户外像素密度做不高、通透率低、户外可靠性低、寿命短的痛点问题,又可解决玻璃透明屏因加玻璃防护体产生的所有弊端。

众所周知,COB集成封装是LED显示领域渐成趋势的一项创新技术,使用该技术生产的COB集成封装通透显示面板可达到百万级的技术水平,目前在行业中还没有任何一项技术可以超越。它的单像素微循环系统是真正意义上的封闭系统,不仅密封性强,而且具有直排散热能力。由COB集成封装技术组建的LED显示宏系统是目前最可靠的大屏运营显示系统,可以成百上千万地去掉那些影响可靠性的因素。不仅死灯极少,而且具有最好的全面性的面板防护能力,根本不需要任何外在的物理保护措施。因此可以100%地抗环境光源对屏体节目产生的干扰,如图七所示。

迄今为止,所有的透明显示技术,像OLED透明显示技术、激光投影透明显示技术、LED传统透明玻璃显示技术等,光源的干扰都是令人头疼和不可避免的问题,唯有COB集成封装通透显示面板技术是可以解决抗环境光源干扰显示的问题。这也是LED显示领域COB通透显示技术与其它透明显示技术的最大差异优势与特性。

图七、COB通透屏抗环境光源干扰的显示效果

四、COB通透屏 通透显示概念的回归

 COB通透屏的应用优势:

1.户外环境通透显示屏,不管是亮化项目的大间距巨型屏,还是高清、高通透应用,都可以使用COB灯条屏和COB通透屏。COB灯条屏的应用范围可以是15.625-100mm左右的大间距需求,如图八所示。COB通透屏的像素间距是P10-P3左右,可以满足室内户外全天候高通透、高清显示需求,如图九所示。COB的封装灯珠具有天然的IP65防护特性和直接焊盘散热技术,铺以结构和面板镂空散热手段,完全没有必要再使用传统的空调散热技术。户外应用亮度高,散热好,寿命长。它可以使你的项目结构轻巧、 风阻载荷低、维护成本低、后期的运营成本低。

图八、COB灯条屏

图九、屏前后无玻璃化的COB通透屏

2.任何的室内户外条件对显示画面担心会有反射光源干扰的应用场景环境下,都可以使用这种无玻璃化的高通透率的COB通透屏,图十展示了COB通透屏的显示效果和他的通透感。从后面观看,仿佛面板的灯条都不存在一样,从5米以外观看就像一块通透的玻璃。它可以做到100%的抗干扰。退一步说,即使是把屏体放在玻璃幕墙内朝外,也可最大限度地降低光干扰,因为在这种应用条件下,COB通透屏也只有一次反射,不会像玻璃屏那样造成多次光源反射。

图十、COB通透屏的显示效果和通透感觉

3.在商业中心中央大厅区,车站、广场、码头、展厅等高悬挂的双面显示巨型屏,多面或圆柱面的通透柱子屏,观光电梯的玻璃幕墙外包屏等,他们共同的特点就是高、大、上,垂直十多米高都非常普通,如图十一所示。因此共同的需求就是屏体轻巧,减少维修作业。这样高高在上的大屏一旦出现过多的死灯就是灾难性的事故,每次维护费用都是以万元为单位计算。所以使用百万级的COB通透屏是这些场景的不二选择,会大大减少维修次数,节约维护成本至少80%以上。COB通透屏前后无需玻璃保护体,每平米屏体的重量仅8kg左右。加上它优良的通透率效果,即使突然产生气流异动,也不会造成整屏晃动产生安全隐患。

图十一、高大上的透明屏应用场景

五、通透双修 LED透明显示应用的最高境界

  通透概念只有可能在LED显示领域存在,它具有透明显示的独特优势。COB集成封装技术可以继续保持和发扬通透概念的精髓,在LED显示领域独树一帜的打造透明显示的全天候通透概念,为此它的实践与总结十分必要。实践证明优质的LED透明显示应用通透二性必不可少,不可偏颇,顾此失彼。

  有“通”就安全能力强、就散热好、就寿命长、就显示有品味、就节能多、就省钱。

  有“透”就神奇、就美观、就现代、就协调。

  COB集成封装技术的出现,克服了传统技术的不足,使“通”和“透”产生了“灵”与“肉”的完美结合。

  COB集成封装技术坚持的通透双修方向将会成为LED透明显示的最高境界。

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认证行家
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1982年服务于中国农机院,负责联合收割机产品的研制,获部级科技进步二、三等奖各一项。1986年意大利FIAT集团访问学者。1992年服务于国旅总社,意方指定金牌领队。2008年服务于韦侨顺公司,2010年至今从事COBIP封装技术研究和产业研究。至力推动新封装体系技术产业化!
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