LED显示屏“马赛克”问题初步解决方案

LED显示屏“马赛克”问题初步解决方案

　　2、LED灯使用时原因

　　LED灯使用时的原因是LED显示屏生产厂家最关心的问题，是生产厂家的的主要任务，也是体现生产厂家技术水平、管理水平、生产规模和市场组成的主要依据。

　　LED使用中要注意的有LED均匀性选择、角度选择、灯管方向的校正、套件设计、箱体设计、外结构设计。

　　（1） LED选择

　　尽量选用同一品牌、同一型号、同一档次的LED.一致性越好的的灯管，价格也越贵，要首先选择角度一致性好的灯管；

　　（2） LED角度选择

　　尽量选择角度大，特别是上下角度大的LED.LED的角度通常也是根据实际用途对LED显示屏角度的要求选择的，角度小的，亮度相对就高。在制作显示屏时，某些公司为达到正向亮度要求，不得不减小左右，甚至是上下角度，所以要根据实际情况选择角度，例如道路交通屏可选择角度较小的，或者左右角度小而上下角度大的灯管。对于广场，远距离观看的显示屏，可选择左右角度大、上下角度较小的灯管，如果现场时类似“隔河相望”的情况，就可以选择上下、左右都稍小一点的比较合适。对于高度高、又要距离近的可以选择角度大的正圆灯管或者选择表贴灯管。

　　（3） LED灯的校正

　　在灯和灯角度确定后，这里说的LED灯的校正是指要保证LED灯管与屏体表面呈垂直或某角度。为此，必须对灯管在焊前、焊中、焊后采取必要有效的措施。焊前灯管要进行混合，灯管插到单元板上后，需用卡具卡牢，卡具样式如图6所示。焊接过程中不得松动、脱落，焊接后取出灯板动作要轻，直到装到模组内部，不要触及灯管，灯管灌胶之前还要再次检查是否满足灯管角度的要求。

　　（4） 套件设计

　　套件是指显示屏常用的各种类型的模组，包括底壳和面罩，对底壳要求要有一定的平整度、强度、耐久性。处于成本的压力，目前PC塑料的套件会掺入很多填料，特性有一定丧失，这里最关键的是平整度，要求平整度小于1:200,原因前面已经提及。为此，必须严格考虑PCB放入底壳中的高低偏差和模组固定到箱体上，由于底壳和箱体之间有防水胶垫，会导致由于各紧固螺丝力量不同而模组不平。否则会出现以模组为单位的“马赛克”现象。对于面罩而言，要求灯管孔必须与灯管紧密接触，起到进一步固定的作用；本身必须要有一定强度，可以保护灯管不受冲击；必须有很好的光学设计，使得日光反射最小，可提高对比度；帽檐保证一定的高度，起到保护灯管和防止日光照射的作用，帽檐的高度又受使用现场的限制，例如：显示屏的朝向和所处的地区纬度，原则上以不让光照到灯管和灯管之间，不互相影响为目的；受热变形越小越好，包括自身发热和受日光照射的影响。

　　“套件设计”正是指所使用的套件必须是精心考虑到上面的因素，适合本块屏所用灯管和其它附加要求的，市场上普遍使用“公版”模组，导致灯管与模组面罩严重不匹配。公版模组为适合各种灯管，必须足够大，一旦使用必然造成灯管易“歪”的结果。如果用了没有出现问题纯属巧合，而且多数没有考虑与箱体结合的需要。

　　因此，一旦显示屏的使用方法确定，需特别设计专用的模组，成功的案例如：北京盘古大厦康佳承制的显示屏，其模组即为专用项目设计的；

　　（5） 模组灌胶

　　户外屏灯板安装到模组后需要加入密封胶防水，由于通常使用黑色灌封胶，会因胶面的高低影响显示屏最终亮度，如果不均匀，会进一步影响，导致“马赛克”现象出现，通常，模组间胶面误差要小于0.3mm,水平度优于千分之一。

　　在如图7所示的模组结构中，灌胶时胶面高度要求胶面盖过灯管脚全部金属部分；通常灌胶高度以不超过模组内面罩支柱（以下称罩柱）为基准，胶面向下偏移，胶面高度至罩柱距离不大于0.3mm.

　　（6） 箱体相关设计与制作

　　箱体涉及平整度和保证平整度的要求是自始至终的，必须保证箱体前面与箱体固定面平行，因此需要显示屏箱体完成后平整度优于千分之五。

　　目前使用的箱体多为钣金工艺，采用冷轧钢板或铝板，为达到上面的工艺要求，必须保证箱体面板和箱体在使用过程中不变形。为此，所有箱体设计背筋时必须注意：模组间必须配有加强筋，其截面如图8所示，其中W宽度必须大于15mm,H高度随筋长度改变，如表1所示。表1中数据是经过结构计算和实际测试过的。

　　每个接点必须保证焊接可靠性，每个角焊点每面3点，共计36个焊点，不许缺少。筋与面板焊接部位每个间距必须至少3个焊点。

　　通过上面的配筋方式可保证箱体表面在300×300mm面积上加载100kg箱体不变形。目前钣金箱体的设计一般“有筋无骨”,除非需吊装的箱体，不设置箱体骨架，在外结构设计和安装中需要考虑，勿使箱体逐层叠压。

　　（7） 供电设计

　　显示屏单元箱体内的低压供电设计是从电气特性上保证LED工作电流的恒定。对于全彩显示屏来讲，多数采用恒流驱动芯片。恒流芯片的恒流特性是否稳定和有效控制，决定了对负载变化的适应能力。对于某一款恒流芯片来说，不同的恒流电流，都会有一个进入恒流的电压值，如果控制芯片输出恒流在20mA,将必须保证VDS大于0.5V,30mA要保证0.7V以上。负载和供电电源的变化可能会导致芯片进入放大区，失去恒流作用。例如：全彩屏中采用两个红灯管串联方式使用时，在红绿蓝全亮状态时，导线负载电流加大，压降增加，电源板工作电压降低，导致恒流驱动芯片进入放大区，电流下降，亮度降低，屏体偏色。某些芯片实际可能与规格书不同，需验证以便实际使用时注意避免。

　　对于箱体内部布线长度过长的导线，很可能形成过大的压降损失，在低压5V的情况，是不能按照电工的安全电流使用的，以2.5mm2导线为例，每米电阻7.44mΩ，而电工安全电流值约28A,如带两个10A模组，考虑只用一米导线情况，正负各一条端电压会下降0.3V,如果灯管串联需要4V电压，那么必须保证到单元板电压不低于4.8V,这是很苛刻的条件，如果导线进一步加长，问题会更严重。表现为显示屏低亮度时没有问题，显示全白时会出现某些模块颜色偏差，一般是两灯串联使用的实点全彩屏，显示全白时红色亮不起来。

　　（8） 模块安装

　　模块在安装过程中必须确保：模组灯管不受外力冲击和模组必须均匀平整地安装到箱体上，因此必须在专用的工装胎具完成安装过程，如图9所示，固定螺杆需采用扭力扳手使紧固必须的力矩一致，安装完毕后还需专用测量工具测量检验，不符合要求的需调整至平整标准。

　　（9） 屏体的包装运输

　　显示屏从生产厂家生产完毕到安装现场也是容易被忽视的环节，前面提到诸多因素其目的是保证显示屏灯管的平整垂直，在显示屏单元箱体装配后要妥善包装，务必使箱体垂直排列，包装箱要确实发挥保护作用，避免屏面受硬物冲击变形。有条件的应按图10所示设置转运工装架。

　　箱体在转运中如需叠压，必须处理好叠压承载，勿使箱体直接受压，改变箱体形状。笔者在实践中多次发现，在厂内测试好的屏经过转运过程安装好后效果却变差的现象，除箱体自身原因，转运中的疏忽也是重要原因之一。

　　（10） 外结构设计安装

　　显示屏最后需安装到钢结构上形成一个整体，在外结构的设计施工中，同样要保持显示屏安装平面的平整和稳固，同时安装结构的设计要保证单个箱体不下垂、不变形、不受压、上下左右箱体之间应留有缝隙，箱体自身的重量直接传到钢结构承载。

　　3、结论

　　综上所述，LED显示屏“马赛克”现象是一个系统的综合问题，在灯和屏生产的各个环节保证灯的平整度是其最根本的解决办法，任何后续的“亮度、色度”校正的大前提是能按照标准生产出一块合格的显示屏。