隨著LED小間距顯示屏在演播室、安防監(jiān)控、交通指揮中心、大型視頻會(huì)議室等專業(yè)顯示市場滲透率的快速提升，P2以下的LED小間距顯示屏市場規(guī)模近年來保持了高速的增長。據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）顯示器件與系統(tǒng)大數(shù)據(jù)顯示，2016年國內(nèi)小間距LED顯示行業(yè)銷售規(guī)模達(dá)22.8億元，并加速向高端大屏領(lǐng)域滲透。預(yù)計(jì)2017年全年國內(nèi)市場銷售總額持續(xù)增長，有望達(dá)38.2億元，增長率在60%以上。

圖1  2017年LED小間距顯示市場規(guī)模

    作為LED小間距顯示屏顛覆者形象出現(xiàn)的COB小間距顯示產(chǎn)品，成為了2017年LED顯示領(lǐng)域的明星，COB小間距LED顯示屏在市場上獲得了高度的關(guān)注。雷曼股份在2017年11月宣布研發(fā)出第三代COB小間距LED高清顯示面板，并在2018年2月的荷蘭ISE展上進(jìn)行了全球首發(fā)，獲得了全球客戶的高度認(rèn)可。那么，作為LED小間距顯示屏顛覆者形象出現(xiàn)的COB小間距技術(shù)，與傳統(tǒng)的SMD器件小間距顯示技術(shù)相比，又有哪些不同的地方呢？

    目前LED小間距顯示屏的主流技術(shù)，主要采用SMD分立器件技術(shù)，技術(shù)路線如下圖所示。

圖2  SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)路線及產(chǎn)業(yè)鏈

    伴隨著LED小間距顯示屏市場的快速增長，SMD分立器件小間距LED顯示屏在應(yīng)用過程中，也逐漸暴露出了技術(shù)瓶頸與局限，主要包括以下幾個(gè)方面：

    （1）可靠性與穩(wěn)定性問題

    LCD 面板失效像素點(diǎn)的國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)為百萬 之 1.5 個(gè)失效像素，即失效率1.5PPM。目前SMD分立器件LED小間距的出廠前失效率達(dá)到 30-50PPM ，屏廠通過出廠前的老化和維修，以保證出廠時(shí)無死燈，但是問題在于屏廠出廠后三個(gè)月、半年、一年后也有較高的失效率。目前，眾多小間距屏廠受困于小間距的可靠性與穩(wěn)定性問題，不得不培養(yǎng)大量的工程服務(wù)人員去給客戶修屏，這個(gè)問題已經(jīng)成為SMD分立器件小間距屏最大的瓶頸和天花板。

    （2）點(diǎn)間距的局限

    目前采用SMD分立器件的小間距顯示屏產(chǎn)品，主流的點(diǎn)間距在P1.2—P2.0之間，市場上幾乎沒有P1.0以下間距量產(chǎn)的產(chǎn)品。2017年在美國INFOCOMM展上，有公司推出了采用0505 燈珠制造的間距為0.7mm的小間距樣品，從分立器件顯示屏技術(shù)角度來看，這已經(jīng)是分立器件小間距顯示屏的極限，要想做更小間距幾乎已經(jīng)不可能。

    （3）脆弱的防護(hù)性

    小間距LED顯示屏采用的SMD封裝器件，燈珠焊盤面積太小，SMT回流焊后，PCB板上的燈珠非常脆弱，搬運(yùn)、安裝、使用中的磕碰極易損壞燈珠。

    為了解決SMD分立器件小間距顯示屏技術(shù)路線的瓶頸，目前業(yè)界提出了COB（Chip On Board）封裝小間距顯示屏技術(shù)路線。COB封裝是將LED芯片直接固晶焊線在帶顯示電路的PCB板上，再用封裝膠對LED芯片包封。雷曼的COB小間距LED集成顯示所在的產(chǎn)業(yè)鏈及技術(shù)路線如下圖所示：

圖3  COB小間距LED顯示技術(shù)路線及產(chǎn)業(yè)鏈

    從COB小間距LED顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈分布來看，包括了LED產(chǎn)業(yè)的中游封裝與下游顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，是對LED封裝與LED顯示兩項(xiàng)技術(shù)的融合，與SMD分立器件的LED小間距顯示技術(shù)相比，具有非常高的技術(shù)門檻。

    與SMD分立器件LED小間距顯示技術(shù)相比，雷曼COB小間距LED集成顯示技術(shù)具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

    （1）能做到更小的點(diǎn)間距

圖4 COB顯示技術(shù)與SMD分立器件顯示技術(shù)點(diǎn)間距

    目前SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)，主流的點(diǎn)間距在P1.2-P2.0之間，點(diǎn)間距繼續(xù)降低非常困難，主要受制于兩個(gè)方面的因素：第一個(gè)因素是成熟的SMD器件為1010、0808規(guī)格，例如P1.2分立器件小間距LED顯示屏，一般用0808規(guī)格的SMD器件。更小尺寸的SMD器件，例如0606或者0505規(guī)格的產(chǎn)品，目前成熟度都較低；第二個(gè)影響因素是分立器件必須過SMT回流焊，由于更小尺寸的SMD器件，意味著有更小的焊盤，導(dǎo)致SMT回流焊良率受到影響，回流焊后的SMD器件也非常脆弱，很容易被碰掉，防護(hù)性非常脆弱。

    雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù)，不存在SMD分立器件LED顯示技術(shù)的上述問題，能夠做到的點(diǎn)間距尺寸，僅受限于封裝技術(shù)，因此雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù)，通常可以做到P0.5-P2.0點(diǎn)間距，最小點(diǎn)間距可以做到P0.5，能夠做到分立器件LED小間距技術(shù)難以量產(chǎn)的P1.0以下的市場。

    （2）能夠提供最強(qiáng)的防護(hù)性

    與SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)脆弱的防護(hù)性能相比，雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù)的防護(hù)性能堪稱強(qiáng)大。

圖5 SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)

    上圖為SMD分立器件小間距LED顯示技術(shù)，LED芯片固晶、焊線在支架上，再用環(huán)氧樹脂封裝為SMD器件，通過SMT回流焊，將SMD器件焊接在PCB板上。由于分立器件小間距LED顯示技術(shù)采用的SMD器件規(guī)格多為1010或者0808，焊盤尺寸很小，SMT回流焊后，容易發(fā)生虛焊，以及被碰掉，防護(hù)性能脆弱。

圖6 雷曼COB小間距LED顯示技術(shù)

    上圖為雷曼COB小間距LED顯示技術(shù)，LED芯片固晶、焊線在PCB板上，再用封裝膠直接封裝在PCB板上。封裝膠與PCB板具有堅(jiān)固的結(jié)合力，在外力的作用下不會(huì)損傷LED，防外力碰撞能力突出。因此COB封裝的小間距LED顯示技術(shù)，具有非常優(yōu)秀的防護(hù)能力。

    （3）提供更高的可靠性與穩(wěn)定性

    SMD分立器件LED小間距顯示技術(shù)，在生產(chǎn)過程中存在30-50PPM的失效率，通過出廠前的老化和維修，以保證出廠時(shí)無死燈。但是在客戶使用過程中，還是存在較高的失效率。

    雷曼的COB小間距LED顯示技術(shù)，能夠提供更高的可靠性與穩(wěn)定性，在客戶使用過程中的失效率會(huì)明顯降低。

    引起LED顯示屏失效的主要因素，包括外界的環(huán)境因素以及LED封裝的可靠性因素。外界環(huán)境的溫度、濕度、污染、震動(dòng)等，當(dāng)超過LED顯示屏能夠承受的范圍時(shí)，或者LED顯示屏設(shè)計(jì)抗外界環(huán)境因素的閾值過低時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致LED顯示屏失效，特別是小間距LED顯示屏對外界環(huán)境因素敏感性更高，更容易發(fā)生失效；

    LED封裝的可靠性，主要由LED芯片、支架、金線、封裝膠等材料的封裝可靠性決定。要對各種材料的熱學(xué)匹配性、力學(xué)匹配性進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能確保LED封裝后的整體可靠性。

    COB封裝與普通SMD器件封裝相比，COB封裝取消了LED支架，以及通過SMT回流焊由錫膏連接PCB板的環(huán)節(jié)。COB封裝中，直接將LED芯片固晶、焊線在PCB板上，用封裝膠直接將LED芯片包封在PCB板上。因此，COB封裝具有更高的可靠性。

圖7 COB封裝與SMD器件封裝

    通過以上分析可以看到，COB小間距顯示技術(shù)，是融合了LED封裝與LED顯示的創(chuàng)新技術(shù)，具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢。隨著2018年市場主流小點(diǎn)間距向P1.2或者更小點(diǎn)間距下探，COB小間距顯示產(chǎn)品必將迎來市場更快的爆發(fā)。