随着政府职能转变、部门信息公开、服务于民等承诺的不断推进，建立性能优良、质量可靠的大面积信息宣传媒体一直为工程技术人员所关注。根据应用场合的不同，对显示性能以及显示系统成本的不同要求，单色、双色或全彩LED显示屏以其大尺寸、高亮度、环境适应性方面无可替代的优势，被广泛应用于演艺中心、候车室、展览馆等室内、外视频显示，无论是白天还是晚上，晴天还是阴天，都能够让观众清楚地看到所示内容，并且能够根据外部自然光强度的变化自动调节正在播放的视频节目。LED显示屏的最大特点在于其制造不受面积限制，可以达到几十甚至几百平方米以上，用于显示文字、图形、图像、动画、视频图像等各种信息。利用LED器件制造大型平板显示屏系统已成为LED器件应用的重要领域，进而推动了LED制造技术的不断提升。
作为国家半导体发光器件应用产品质量监督检验中心，我们承担了许多LED显示屏的招投标质量检测、客户质量验收检测。我们依据信息产业部标准SJ/T11141-2003《LED显示屏通用规范》和SJ/T11281-2007《发光二极管（LED）显示屏测试方法》，对显示屏的产品质量进行检测，主要检测项目有亮度与视角、均匀性和清晰度、像素失控率、环境防护和安全要求等。从检测结果来看，不同企业生产的显示屏质量参差不齐，分析其原因，主要有以下几方面，应引起生产企业足够的重视。
1、亮度与视角
亮度是显示屏的一个重要指标，显示屏亮度主要取决于LED发光强度和LED在显示屏上的排列密度。有些安装在较高墙面上的显示屏，LED管子安装的角度对于人眼判断发光强度也有一定的影响。按照信息产业部SJ/T11141-2003标准，亮度定义为LED显示屏单位面积上的发光强度。视角为观察方向的亮度下降到LED显示屏法线方向亮度的二分之一时，同一平面两个观察方向与法线方向所成的夹角，分为水平视角和垂直视角。显示屏的显示颜色有单基色、双基色和全彩色，使用环境有两类：室内显示屏和室外显示屏，两者对参数的选择和要求也有区别。室内全彩屏的亮度要在800cd/m2以上，室外全彩屏的亮度要在1,500cd/m2以上，才能基本保证显示屏工作时的正常图像亮度。近几年LED在衬底、外延、芯片及封装等方面的新技术层出不穷，尤其是氧化铟锡（ITO） 材料的使用，电流扩展层技术及工艺的稳定与成熟，使LED的发光效率有了大幅度的提高。目前，大多数户外全彩显示屏水平视角可大于120°、垂直视角大于45°，在像素间距为16mm时，全彩显示屏白平衡亮度大于6,000cd/m2,像素间距为20mm时，全彩显示屏白平衡亮度也可达到5,500cd/m2以上，显示屏可在任何环境下全天候工作。
LED管的发光强度取决于管子的工作电流，目前1W的LED管，生产厂家推荐的工作电流一般为350mA.增大工作电流，会提高LED管的发光强度，但也会导致LED管的发热，加快LED管的光衰，实际上将会影响LED显示屏的整体寿命，而LED管是不可能被大量更换的，因此，一旦一块屏上有较多数量的LED管寿命终结，则意味着显示屏寿命的终止。从一定意义上说，LED管的寿命决定了显示屏的寿命。LED管的寿命通常以发光强度衰减到初始值50%的时间为寿命期。我们在检验中发现，现在政府采购的项目，要求供应商提供显示屏的质量检验报告，由于是投标前的质量保证，供应商自己送来的检验样品都是经过挑选的，而且是缩小试样，这些送检产品的质量确实比较过关。现在政府采购对产品有质量要求和价格要求，其中价格一般都占百分制的45分，如果质量相差不大，价格起着关键性的作用。现在的供应商投标不管产品质量能否符合，一律填写满足、优于，现场评审很难核对，只有在中标后，采购单位才能发现。对一些以低价中标的供应商，用质量较差的管子代替好的管子完全有可能发生。所以在选购显示屏产品时，尽可能选择信誉好，品牌响的专业生产厂家，有可能时还要供应商提供LED管的进货发票，以确保LED管和显示屏的质量。
2、均匀性与清晰度
LED显示屏均匀性有三个体现指标：像素光强均匀性、显示模块亮度均匀性和模组亮度均匀性。由于测试像素光强均匀性要把LED管从显示屏上拆下，过程复杂，而且也可能损坏管子，所以显示屏测试一般选择模块或模组的亮度均匀性作为考核指标。模块亮度均匀性是指同一块显示屏中模块相互之间的亮度一致性，已成为衡量显示屏优劣的最重要指标之一。显示模块亮度均匀性等级由低到高分为A、B、C三级，如表1所示。
由于显示屏所用的LED管有几万个，像素间隔有6、12、16mm等不同的间距。按照12mm的间距计算，每平方米约有7,000个LED管，按照6平方米来计算，一个屏也有4万多个LED管，所以确保所有的LED管都不出现故障也不现实。检测中发现，新屏不会出现像素失控，使用一段时间后出现的概率大大增加。依据SJ/T11141-2003《LED显示屏通用规范》5.7.1条像素失控率指标要求，室内LED显示屏像素失控率应不大于万分之三，室外LED显示屏像素失控率应不大于千分之二，且为离散分布。
LED显示屏在出厂前均会进行老化检测，对失控像素的LED管会维修更换，“整屏像素失控率”控制在3/104之内、“区域像素失控率”控制在2/103之内是没问题的，甚至有的厂家的企业标准要求出厂前不允许出现失控像素。实际上在不同的应用场合下，像素失控率的实际要求可以有些差别，一般来说，LED显示屏用于视频播放，指标要求控制在1/104之内较为理想；若用于简单的字符信息发布，指标要求控制在2/104之内较为合适，也是可以达到的。目前多数情况下都要求显示屏既能信息发布、又可以视频播放。生产企业的指标要求高于国家标准，对提高LED显示屏的质量大有帮助。
对检测结果进行分析，我们发现造成显示屏像素失控的原因很多，其中最主要的原因就是“LED管失效”,主要表现为盲点和常亮点失效。LED管失效原因可分为两个方面：一是LED管自身品质不佳；二是显示屏生产过程中工艺方法控制不当。失效的最大诱因是静电放电引起，静电放电导致LED管失效的机理非常复杂，设备、工具、人体等均有可能带有静电并对其放电，这种静电少则几百伏，高则上万伏。显示屏生产过程中LED管失效，多数是LED-PN结被静电放电击穿所致。目前国际上大致定义了三种静电放电模式，主要分为人体放电模式（HBM）、机器放电模式（MM）和器件充电模式。由于人体静电损伤造成器件失效的比例最大，所以人体放电模式成为半导体最常用的ESD测试方法。我国静电放电试验标准GJB1649-93 《电子产品防静电放电控制大纲》 附录A规定了静电放电敏感度分级试验，元器件的静电放电敏感度（ESDS）分为四个等级： 1级为500V;2级为1,000V;3级为2,000V;4级为4,000V.因为静电电压有时会达到几千伏甚至上万伏，在显示屏制造过程中防不胜防，因此，LED管静电放电敏感度应选择3级或以上较合适，而且静电防护必须贯穿生产全过程。除了在受到静电放电、工作电流过高、外部强力等不当使用外，部分LED管失效是在高温、低温、温度循环变化等恶劣环境条件下，由于LED芯片、使用的原材料和生产工艺的不一致引起的。所以，做好防静电、严格控制生产工艺是保证显示屏产品质量的重要手段。
4、环境防护与安全要求
由于显示屏可应用在不同场合，所以对显示屏也有一定的安全要求。标准规定的主要安全指标有接地、对地漏电流、抗电强度、温升四个指标。其中对地漏电流和抗电强度是最重要的安全指标。SJ/T 11141-2003《LED显示屏通用规范》5.4条规定，标准要求在1.1倍额定电源电压下，显示屏的对地漏电流不得超过3.5mA;抗电强度在电源开关处于接通位置，应能耐受1,500V,1min的试验电压而不发生绝缘击穿。
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