自分に合った LED を選択する

May 12, 2023

LED は、ここ 10 年間、AV の世界で最も注目を集めている製品です。 業界誌のページを開いたり、ISE や InfoComm のショーを 2 分間歩き回ったりするだけで、世界中のさまざまな LED 製品を見ることができます。 なぜ今、どこにでも存在しているのかを解明するのは、ロケット科学ではありません。 価格は下がり、品質は向上しているため、購入者は 5 年、10 年前よりもはるかに優れた製品をより安価に入手できるようになりました。 非常に明るく、素早く簡単に設置でき、一度構築した後のメンテナンスはほとんど必要ありません。 基本的に、それはインテグレーターの夢です。 したがって、この儲かるパイの一部を手に入れようとする新興メーカーが LED 市場に殺到しているのも不思議ではありません。 このように膨大な数の新しい企業が市場に追加されることに伴う問題は、ユーザーが目の前にあるものに当惑し、また、お金を払って得られるさまざまな種類の特定の LED テクノロジーにも混乱する可能性があることです。

この問題を解決するために、私たちは確立された LED プロバイダーに話を聞き、さまざまな LED パッケージ タイプと、特定のパッケージを選択する理由について説明しました。 ビデオウォールで広く使用されている 4 つの LED パッケージ タイプは、DIP (デュアル インライン パッケージ)、SMD (表面実装デバイス)、GOB (接着剤オンボード)、および COB (チップオンボード) です。 受託製造会社 DigiLED の CEO である Graham Burgess は、1990 年以来 LED の販売と設置に携わっており、LED と DIP をはじめとするさまざまな種類の短い歴史について説明するのに最も適した人物の 1 人です。 「人々が陰極線管やFDT（蛍光放電管スクリーン）の代わりにLEDスクリーンを購入し始めたとき、彼らはDIP（スルーホール技術としても知られる）と呼ばれる技術を使用していました。これは、端にドームが付いた円筒形のLEDであり、 2 つの LED が PCB に押し込まれているため、スルーホールと呼ばれます。初期の屋外スクリーンに使用され、赤、緑、青の組み合わせを選択してピクセルを作成しました。ピクセルを作成するために組み合わせたダイオードは、非常に狭いピクセル ピッチを実現するには数が多すぎるため、その限界は 12mm または 10mm でした。DIP は最も堅牢で最も伝統的な LED テクノロジーですが、DIP には多くの制限があるため、現在ではほとんど使用されていません。」

DIP LED スクリーンが今でも設置されているのが見受けられますが、そのほとんどは視聴距離が長い屋外用スクリーンです。 DIP の欠点は、製造コストが高く、視野角が狭いことです。 中心から外して見ると、色が暗く見える場合があります。 バージェス氏は、DIP は世紀の変わり目頃から背景に消え始めたと述べ、3 色の LED (赤、青、緑) を使用せず、代わりに単一の白色 LED を使用する SMD の出現はライトハウスの功績であると述べています。または単一のパッケージにグループ化して黒にします。 結果として得られるパッケージは、PCB にはんだ付けできます。 「DIPほど明るさや弾力性はなく、DIPほど防水性もありませんが、はるかに汎用性が高く、すべてのテクノロジーと同様に、長年にわたって改善されています」とバージェス氏は付け加えます。

DIP とは異なり、SMD LED は目に見えて分離されていないため、各ピクセル間のギャップは目にはほとんど気づきません。 ROE Visual のラインナップは今のところ SMD LED のみで構成されており、COB ベースのディスプレイ (詳細は後述) のリリースは今年後半に予定されていると ROE Visual Europe のマーケティング マネージャーの Marina Prak 氏は述べています。 SMD の大きな利点はそのサイズです。小さいため、ピクセル ピッチわずか 0.4 mm のタイルを製造できます。 大量生産のため、SMD は一般に安価でもあります。 ただし、サイズが小さいため損傷しやすく、熱伝達率が低いため、時間の経過とともにメンテナンスコストが高くなる可能性があるという欠点もあります。 バージェス氏によれば、DIP と SMD の必然的な比較は、金糸と銅糸技術の比較上の違いについて、バイヤーにとって重要性を認識していないかもしれない別の問題をバイヤーに提起します。

「従来、LED は金糸技術を使用していました。人々が LED の寿命を心配していたためです。そのため、安全を期して、常に銅糸 LED の代わりに金糸を使用しています。」 過去 5 年間に彼が目にしたのは、コストを理由に銅糸 LED の使用が増加していることです (銅は金糸 LED よりも安価です)。 価格の差は最大 30% もある可能性があるため、人々が誘惑される理由は理解できますが、安い価格には代償が伴うことに注意してください、とバージェス氏は言います。 「教育を受けていない顧客の多くは、違いがあることを知らず、違いについて尋ねません。彼らは見積もりを取得し、一方の価格が他方の価格よりもはるかに安いので、それに基づいて購入します。調査した場合、彼らはLED の見積もりが安いのは、金の代わりに銅を使用しているためで、金よりも効率がわずかに低いため、輝度が得られず、消費電力も多くなることがわかるでしょう。したがって、資本コストは安くなりますが、ランニングコストと LED の効率はそれほど良くありません。私は銅糸 LED の余地がないと言っているのではなく、それは購入する顧客が尋ねるべきことの 1 つであると言っているだけです。銅糸の LED ですか? それとも金糸の LED ですか?」

Prak 氏によると、ROE Visual のすべての LED 製品には金糸が使用されており、その理由は「当社のすべてのディスプレイ タイプの耐久性と安定したパフォーマンスを保証するために、製造時に入手可能な最高品質の部品と材料を選択しているからです」とのことです。

これにより、GOB と COB と呼ばれる 2 つの最新 LED テクノロジーが残ります。 繰り返しますが、Burgess はいくつかのコンテキストを提供できます。 「これら 2 つのテクノロジーに移行する理由は、LED が非常に狭いピクセル ピッチ (SMD など) になると非常に壊れやすくなり、PCB の端に引っかかって 2 個の LED が簡単に剥がれてしまうためです。多くの場合、そのためのコストは、LED を再はんだ付けするためにエンジニアに支払わなければならないことではありません。おそらく、LED をはんだ付けする際に PCB 上のトラックに損傷を与え、経済的に修理できないほど損傷している可能性があります。やるにはかなりの費用がかかることになる。」

COB (チップ オン ボード) テクノロジーの起源は 2000 年代初頭に遡ります。当時、メーカーは PCB にはんだ付けする代わりに PCB に接着できることに気付き始め、ウェーブはんだ付けプロセスをバイパスしていました。 SMD では 1 つのチップ内に最大 3 つのダイオードを含めることができ、COB では 9 つ以上のダイオードを含めることができます。 LED 基板にはんだ付けされたダイオードの数に関係なく、1 つの COB LED チップには 2 つの接点と 1 つの回路しかありません。 これにより故障率が大幅に減少しました。 COB の最大の利点の 1 つは、DIP や SMD と比較した場合、平方インチあたりの消費電力が低くなり、より高い輝度を生成できることです。 SMD と比較した COB の欠点の 1 つは、SMD よりも製造コストが高く、色の均一性が低いことです。LED 生産ラインの 2 つの最も重要な要素は、LED を所定の位置に配置するピック アンド プレース マシンと、LED を配置するウェーブはんだ付けマシンです。 LED を所定の位置に配置した状態で (ただし取り付けられていない) PCB を通過させます。 次に、摂氏 272 度まで加熱され、LED が溶け、はんだが正しい位置に流れ込みます。 「しかし、280 度または 260 度の温度で適切にはんだ付けしないと、はんだ接合部が損傷する可能性があり、その結果、スクリーンは寿命全体にわたって信頼性が低くなります。COB に行くことで、 」 GOB ディスプレイは SMD とほぼ同じ製造技術を使用しており、透明な接着剤を追加してシールドを提供するだけで、GOB は防水性、防塵性があり、損傷を受けにくくなります。 これを読んでアドバイスが必要な購入者向けに、これら 4 つの LED タイプの中で特に屋内または屋外の設置に適したもの、または他のものよりも小売店や制御室などの特定の用途に適したものはありますか? 答えは「はい」です、と Roe Visual の Marina Prak 氏は言います。 「バーチャル プロダクション市場では、ユーザーは通常、最高のカメラ内パフォーマンスを追求するため、撮影プロセスにおいてより重要な基準である反射防止、コントラスト比、均一性の向上を目的として個々の SMD LED 製品を選択することになります。 UVA 技術を使用した製品も一例であり、この技術は LED 天井として使用する場合に特別に設計されたモジュールに適用され、LED の色性能が大幅に向上し、色偏差 (カラーシフト) が減少し、均一性が向上します。 LED 製品は、より優れた保護機能を備えているため、SMD 製品よりも優れた選択となる可能性があります。」

バージェスからのアドバイスも同様の流れをたどります。「現在、DIP を販売しているのは 16 mm 以下の解像度のみです。これは素晴らしいことです。なぜなら、屋外の視聴距離が長いスクリーンでは、防水性に非常に優れており、弾力性があり、非常に明るいからです。 SMD は汎用性が高く、さまざまなシナリオに使用できると思います。COB を使用すると、屋外で使用することはできません。校正が必要なため、COB を屋外で使用することは禁止されています。」購入者は LED サプライヤーにどのような質問をすべきでしょうか? 「どのブランドの LED を使用していますか? どのような種類の LED テクノロジーを使用していますか? 金糸ですか、それとも銅ですか? どのようなドライバー IC (輝度とバックライトの色を制御する集積回路) も使用しているのかを尋ねたいと思います。 」とバージェスは言います。

「明るさについてはスペックシートをご覧ください。ただし、明るさの数値はキャリブレーションの前後で異なるため、購入者はこれに注意する必要があります。均一性については、通常はパーセンテージで表される均一性データに注目する必要があります。」たとえば、データが 98% の場合、パネル上のすべてのランプ ビーズ間の最大輝度差は 2% です。特定の LED ブランドの信頼性を測定する際には、信頼性のために考慮すべき重要な要素がいくつかあります。最も明白なものは次のとおりです。製品に使用されるチップや糸などの原材料をはじめ、各製造工程の詳細や品質管理など工場の生産プロセスの理解も重要であり、さらに工場認証も考慮する必要があります。 」とプラーク氏は言う。

すべての LED スクリーンが同じように作られているわけではないことは明らかであり、展示会を少し歩いてみればそれがわかります。 ただし、コンポーネントと製造プロセスが品質、均一性、購入価格、ランニングコストに大きな影響を与えるため、LED タイルの内部に何が入っているかを知ることも重要です。 LEDに関しては市場には非常に多くの選択肢があるため、事前に注意しておくことが必要であることは間違いありません。

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