Designa en tillförlitlig framtid för Ultra-Fine-Pitch LED
Fine och Ultra Fine Pitch LED-lösningar fortsätter att explodera i applikationer och order. Förra månaden drev en enda bildskärmsmöjlighet för en 1,25 mm pixelhöjd-LED-skärm i USA över 5 miljoner dollar. Möjligheter för skärmar som ger inbyggd HD- och 4K-upplösning framträder i häpnadsväckande takt och i alla vertikaler, inklusive underhållning, kommandostyrning och US Government-system. Det finns en linje i sanden, Ultra-Fine-Pitch LED-skärmar ersätter LCD-väggar och projektions DLP-system.
LCD- och projektionsteknik har för närvarande en majoritet av digital signage marknaden på över 80 procent. Ändå har bildskärmens bildskärm börjat framstå som en konkurrent till dessa andra tekniker i många applikationer och kommer snart att överträffa alla med den inneboende mogna skärmlösningen. Medan bildskärmens prestanda design och implementering av Ultra-Fine-Pitch nu är konkurrenskraftig, finns det ett betydande arbete framåt för tillverkare att förverkliga den stora marknadspotentialen för dessa skärmar.
Pålitlighet
Den första nyckelfaktorn är tillförlitlighet. Marknadspotentialen maximeras endast genom kontinuerliga förbättringar av systemdesignen för tillförlitlighet och livslängd. Nästa generations Ultra Fine-LED-lampa måste rikta in och planera för att uppnå tillförlitligheten som demonstreras av DLP-projektion och LCD. Att förvänta sig mer från LED-displaydesignern för att anpassa prestandan till applikationskraven är absolut nödvändigt. Och alla aspekter av skärmen bör tas upp för att uppnå maximal nytta.
Nästa generationsdesign kommer att dra nytta av förbättringar i tillförlitlighet genom att ta itu med flera bitar, såsom individuella LED-dörrar, RGB SMD LED-paket, SMT-bearbetning, drivrutinsdesign, strömförsörjning, komponenter, kontakter och kablar. Dessa anpassningar till ett slutligt system ger bättre skärmar med längre livslängd och större tillförlitlighet. Genom att adressera, implementera och främja tillförlitlighet förbättras, kan Ultra-Fine-Pitch LED-bildskärmar användas framgångsrikt över marknadens bredaste spektrum.
Fel
En annan fråga av stor betydelse när alla dessa faktorer sammanfogas är mellantiden mellan misslyckande eller MTBF på displayen.
Medan varje fysiskt element som beskrivs ovan har en inverkan på tillförlitligheten hos den övergripande displayen efter det att den har installerats, har RGB SMD LED-paketet den minst gynnsamma MTBF. Delmängden av grundorsaken till fel på LED-paketet kan innehålla:
Dessutom finns problem med prestanda försämring inklusive överhettning, överhettning och primär färgskift samt luminans inkonsekvenser. Som du kanske redan har konstaterat, påverkar LED-pålitligheten väsentligt på displayen.
Att dyka rakt in i MTBF och vad det betyder för bildskärmsägaren: Det finns över 2M RGB, SMD LED-paket i en HD-skärm och över 8M i en 4K-bildskärm. Var och en av dessa paket innehåller en röd, grön och blå LED-dörr. Så när vi diskuterar felaktigheter och MTBF diskuterar vi 6M till 24M individuella LED-dörrar som var och en har en statistisk sannolikhet för fel.
Ofta kommer industrin att referera till de PPM-fel som förväntas under det första driftsåret för LED-paket och det är inte ovanligt att höra PPM-priser citerade från 30 PPM till 300 PPM. En 300 PPM felfrekvens låter även imponerande. Om PPM-felet emellertid var 300 för en utbyggd HD-bildskärm, kunde användaren förvänta sig cirka 600 fel på lysdioder under det första året.
Nu är 600 av 2M låga, men tänk på att den genomsnittliga visningen är mindre än en bildhöjd bort från displayen i ett konferensrum eller ett snyggt visningsområde. Som ett resultat kommer användaren att se misslyckandena och sannolikt inte vara nöjd med det 300 PPM-resultatet. Dessutom, om användaren förväntar sig en perfekt visning, kan underhållscykeln vara lika mycket som varje vecka (Failures in Time) med upp till 12 moduler som behöver bytas ut.
Självklart behövs en högre standard. Även 30 PPM är statistiskt ~ 60 fel per år och eventuellt en reparationscykel varje månad. Om ett felläge för "ljuskolumn" uppstår skulle panelen behöva bytas ut före användning för att kunna vara visuellt acceptabel för användaren.
Eftersom kunderna ser Ultra-Fine-Pitch-skärmar ersätter DLP-projektorn eller LCD-panelen kommer förväntningarna från användarna troligen att vara i 10 PPM för att möta förväntningarna. LED Digital Display-industrin måste sträva efter att producera och distribuera enheter med de mycket lägre felfrekvenserna än vad som är typiska för vår bransch för 1010 eller 0808-paketen, och eftersom industrin levererar denna typ av tillförlitlighet kommer marknaden att expandera snabbt utan paus.
lösningar
Några enkla initiala lösningar på felprocenten skulle vara att eliminera problem med spädbarnsdödlighet (tidig livsbrist). Detta kan genomföras genom effektiv inbränning och tidig stressskärmning. Faktum är att designers kan inkludera HASS (High Accelerated Stress Screening) och HALT (High Accelerated Life Testing) för att verifiera design och tillverkningsprocesser för att säkerställa rätt tillförlitlighet i fältet. Eftersom fel uppträder är det också kritiskt att tillverkarna utför Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) steg för att bestämma och eliminera orsaken till misslyckandena. Kontinuerlig förbättring krävs.
Målet är rätt tillförlitlighet för rätt applikation och Ultra-Fine-Pitch kräver höga pålitlighetsstandarder under hela processen. En ytterligare faktor är temperaturen. En het skärm kommer att misslyckas tidigare om alla andra faktorer är desamma. Designers måste hålla paket (och därmed korsning) temperaturer långt under 70 grader Celsius i UHP; De senaste leverantörerna överstiger dessa temperaturnivåer.
Ultra-Fine Pitch LED-skärmar har en stor nuvarande och snabbväxande framtida marknad, och industrin kommer att överträffa även dessa förväntningar om tillförlitligheten riktas korrekt i designfasen och LED-enhetens specifikationsfas. Långsiktig pålitlighet innebär de lägsta underhållskostnaderna och det skapar viktiga realiserbara säljfunktioner och värde på marknaden.
Både LED-displayindustrin och företaget kommer att gynna rykte och försäljning genom att maximera tillförlitligheten i den övergripande specifikationen. Behovet och möjligheten att ta itu med detta tillfälle för ett mycket framgångsrikt produkt- och marknadsresultat har upprättats av företag som har tillförlitlighet i designfasen.