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LED屏幕生产技术：Micro-LED vs.迷你LED

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  • 2024-09-03 16:51:52
最初的任务是了解 Micro LED 以及 Mini LED 在室内 LED 屏幕领域的应用。因为由于使用不同技术创建的屏幕使用“微米、迷你、纳米”等词语，导致这个市场存在混乱。反过来，客户在争夺“最酷”屏幕的竞赛中，不假思索地重复这些臭名昭著的“微型”、“迷你”和“纳米”，却没有意识到这些机顶盒只不过是一种营销策略。



进步就是进步，突飞猛进。屏幕应该更亮、色彩更饱和、消耗更少、热量更少等等——科学家和工程师正在努力改进强大的技术功能——在每一个技术细节上。

有进步的地方就有营销，营销人员使用各种营销工具来宣传营销人员不理解的东西。市场认可和销量固然重要，但技术是次要的。
 

LED屏


它们分为内部屏幕和外部屏幕。用于永久安装和租赁。所有新技术都使得led显示屏在电源、安装座、新板以及LED本身的间距和尺寸（即像素）方面的技术特性得以改进。

像素间距或节距是两个相邻 LED 中心之间的距离（以毫米为单位）。每年，当一家或另一家公司推出破纪录的更小像素间距时，就会出现一种微型技术突破。通过减小距离，LED 本身的尺寸也减小了。
 

LED生产技术


DIP - 直接串联封装。该技术用于外部屏幕，每种颜色使用单独的 LED。像素间距大于或等于6毫米。

SMD——表面贴装器件。这种“三合一”技术是传统的LED屏幕生产技术。它用于内部屏幕和外部屏幕 - LED，在其外壳中已经以一定间距安装了三个 RGB LED。

DIP 分色技术融入三种不同的外壳，可实现高色彩饱和度且易于安装。另一方面，SMD 3 in 1由于在一个封装中使用RGB，整体颜色更加均匀。这是高品质 LED 屏幕使用的标准技术。表面安装技术也用于外部屏幕。

COB——板上芯片。该技术通过生长 LED 来用于内部屏幕，该 LED 也由直接位于板上的三色 LED 组成。


 

贴片3合1


几乎所有室内安装的屏幕都采用表面贴装技术。要制作LED屏幕，要求每个LED（也称为像素）能够发出红、蓝、绿三种颜色——因此，每个小LED包含3xLED，因此该技术被称为SMD 3in1。



简单且经过验证的技术。首先，在蓝宝石基板上生长晶体，然后制造 LED。随后，LED 墙制造商购买 LED，并使用 SMD 技术制造 LED 模块，然后组装视频墙。

该工艺经过验证，易于安装和维护 - 即移除不工作的 LED，然后焊接一个新的 LED。存在细微差别，并非所有 LED 的发光方式都相同，因此在购买屏幕时，会购买同一批次的 LED。导体中使用的金属也存在差异 - 如果是金，那么质量会更高，事实上，LED 本身和成品屏幕的成本也是如此。调试时没有什么区别，只有一段时间后才能看到差异。

由于 LED 被焊接到电路板上，因此在对场所进行高质量清洁时，当用抹布擦拭屏幕时，小型 LED 会从其位置上脱落。过了一段时间，画面就变得不那么顺眼了。然而，这些都是操作问题——毕竟，你可以限制有权访问屏幕的人的圈子。

当公司跨过 LED 之间距离小于 1 毫米的界限后，问​​题就开始出现了。因为，除了距离之外，LED 也减小了，首先，焊接的复杂性增加了，其次，LED 本身开始难以固定在其位置上。

因此，我们想到了将每个SMD 3in1 LED组装成一组4个LED，然后将它们分组焊接的想法。
 

IMD 4 合 1


图像IMD - 集成安装设备。 IMD 4in1 表面贴装技术代表的不是一个 SMD 3in1 LED，而是一组 4 个此类 LED。之后，由于平台扩大，各组被焊接到主座上。目前市场主要以4in1组为主，但9in1和16in1预计很快就会出现。

与此同时，像素间距变得更小，LED本身也变得更小，但安装的简便性仍然存在。如今，已经有使用该技术制造的间距为 0.5 毫米和 0.6 毫米的屏幕原型。它们在 ISE2020 上亮相。

此外，为了保护这种像素间距的 LED，使用 GOB 和 AOB 技术来完全填充 LED，并且仅填充“腿”。
 

COB——板上芯片


图像左图为示例：左边是采用COB技术的LED屏，每个像素点没有外壳，右边是采用IMD4in1技术。

创建晶体和 LED 的另一种技术是直接在电路板上生长它们。该技术早已为人所知，但最近才得到广泛应用——用于将 LED 安装在像素间距非常小的板上。

该芯片还包含三个 RGB LED。根据该技术，晶体可以倒置；不需要焊接，因为晶体是在板上生长的。因此，未来制造商计划完全放弃小像素间距的焊接，消除SMD技术现有的缺点。

图像在生长 LED 后，使用该技术的 LED 屏幕制造商会在带有 LED 的模块或机柜中填充特殊的光学透明化合物或凝胶，以保护 LED。

屏幕变得光滑，类似于液晶面板的屏幕。最直接的优势之一是可以保护 LED 灯带免受机械损坏，例如在清洁过程中。很明显，该化合物不能提供针对机械应力的保护。

与传统的表面贴装SMD技术相比，COB可以在相同面积内实现更高的LED密度。结果，为用户实现了更高的像素化均匀性。

技术发展的每个阶段都试图消除前一个阶段的缺点。例如，COB技术的设计目的一方面是为了保护LED尤其是非常小的LED免受损坏，简化超小型LED在板上的排列方式，进一步降低散热和功耗，但最重要的是，可以使用小像素，没有焊接问题。

与DIP和SMD技术相比，COB LED屏具有显着的优势。
 
  • 深度较小。通过允许使用更薄的板，制造商可以减少整体结构的厚度。因此，屏幕的整体重量将会减轻。结构厚度的增加、不加固某些类型墙壁的能力以及最终成本。
  • 增加了可视角度。基于 SMD 技术的屏幕是通过在外壳内安装三个 LED 来创建的，从而将 RGB LED 放置在一个小凹槽中。另外，更换LED、再次安装LED时以及掩模不平整等因素也会增加困难。结果，视角减小并且变得不均匀。
    DIP视角为100-110度；
    SMD——120-140度；
    COB – 超过 170 度。
    *尽管在实践中，使用COB的制造商并不声称超过160度。
    另一方面，SMD技术也实现了更大的可视角度。
  • 弯曲的可能性。 PCB的弯曲形状不会损坏COB LED芯片，而使用SMD技术弯曲PCB时，弯曲角度有很大的限制。
  • 更好的热性能、相同亮度水平下更低的功耗、更高的对比度和最短的响应时间。
  • 通过在外壳中填充特殊化合物，增加了对 LED 本身的保护，这会影响 LED 的使用寿命。然而，另一方面，在可预见的将来，不存在可维护性的可能性。
 

Micro-LED & COB


从字面上看，它就是一个 Micro LED。当 LED 小于一毫米时使用的表达方式。说到 LED 球体，这就是板上芯片技术。事实证明，这是一个很酷的营销策略——听起来很酷，micro LED。

现在我们来了解一下事实——谁以及什么叫 micro-LED。 IMD 4in1和COB技术被不同的制造公司称为Micro-LED。

例如，我所了解的公司中，Leyard Planar在ISE 2020上展示了一款采用SMD 4in1技术的0.6mm间距的优秀屏幕。他们将这种技术称为 microled。



自2012年起，索尼就开始推出基于COB技术的屏幕，称为CLEDIS——Crystal LED Integrated Structure，简称Crystal LED。最大的屏幕间距为 1.25 毫米，尺寸为 19.2 x 5.4 米，分辨率为 16K (15360 x 4320)，至今仍处于领先地位。索尼将 Crystal LED 技术称为 microLED。



三星连续几年推出了基于 COB 技术（倒装芯片 RGB LED）（也称为 microLED）的 0.84 毫米间距的高端 The Wall 屏幕。



在同一展会上，洲明展示了一款采用IMD4in1技术的0.5毫米间距的屏幕。确实，它们不被称为微冰；相反，出现了前缀“纳米”。



康佳发布了一款采用microLED技术的LED灯条，最大对角线为236英寸。



与上述公司不同的是，中国制造商艾比森去年在 InfoComm China 2019 展会上，采用了 4in1 技术，将其称为 mini-LED（稍后我们会回到这项技术）。像素间距为0.9mm。主观上来说，这是一个战略上很酷的解决方案，因为它将 4in1 和 COB 技术分开。但这只是尚未扎根的营销。公司代表公开表示，这是一种宣传噱头。
 

Micro LED 和 OLED


排放或“自排放”是这些技术的唯一共同点。相似的！但它们的生产技术却完全不同。

Micro LED 是一种用于创建 LED 画布的技术，这意味着构建视频墙时不受对角线限制，并且能够组装非标准屏幕形状。领先者一直是索尼，其屏幕尺寸为 63x17 英尺，即 783 英寸。紧随其后的是三星，今天推出了 292 英寸屏幕，并宣称为 583 英寸屏幕。而如今 OLED 技术的最大对角线为 88 英寸。

另一方面，micro LED技术尚未达到OLED所能展现的能力。例如，当距离视频墙足够近时，由于各个 LED 之间的距离不够近/小，人们可以区分各个像素。为什么屏幕看起来不像 OLED 技术那样均匀。

值得注意的是，为了占领电视市场，三星集中精力开发基于micro LED的75英寸屏幕，尽管目前还没有有关技术组件的信息。也没有谈论出售。

换句话说，对于不同的屏幕对角线，OLED 和 micro LED 像素的尺寸是不同的。也许未来，micro LED 技术将允许像素排列得更紧密，从而为 OLED 带来竞争。如今，75 英寸 OLED 屏幕的分辨率将比使用 Micro LED 技术的相同对角线屏幕高得多。

展望未来，当三星开始使用使用量子点代替传统 LED 的“微量子点 LED”技术时，视频墙技术将彻底改变像素密度。
 

Mini-LED 和 QLED




事实上，还有Mini LED技术。这些不是 IMD 4in1，而是较小的 LED，为 LCD 面板提供背光。

有说法称这是LCD和Micro LED之间的某种过渡技术——不过，我很难判断，因为创造技术完全不同。

为了回答“为什么”这个问题，有必要了解OLED和QLED技术的区别，OLED代表有机发光二极管，它不需要像LCD和QLED面板技术那样需要LED背光。 QLED 虽然使用量子 LED 或称为量子点的纳米粒子，但需要背光。

2019年底，TCL开始销售首款采用Miniled背光的QLED电视。这意味着LED背光使用微型LED，其数量不是数百个，而是数万个。我们控制了大量的点。因此，为了实现黑色，需要关闭部分LED，通过简单的技术实现深黑色，随着技术的不断发展，其成本应该比OLED面板低很多。
 

结果


总而言之，我们发现使用所谓的 micro LED 技术的 LED 屏幕并非如此，也不总是如此。 Micro LED 技术专门适用于 LED 的尺寸，而不是像素间距。也就是说，制造像素间距为0.9毫米、但使用的LED物理尺寸小于50μm的LED屏幕的技术将被称为Micro LED。

制造商很少注明LED本身的尺寸，这就是为什么很难确定所使用的LED是否是microLED技术的原因。

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