一到夏天，LED 显示屏就遇到了逆风局。

 

自入夏以来，多地发布高温预警，局部地区最高温度可达 39 ℃。在热浪的席卷下，受不了这高温的岂止是人，就连各类显示屏也同样「遭老罪」。

 

 

 

PART-01

显示屏，也怕太“热”乎

 

 

在大众印象里，大多数电子产品，都怕处于极端的环境下，比如极端低温或高温，都像是一道「催命符」，不仅限制产品的性能，也会损坏内部的器件。

 

所以，「发烧」成为电子产品亟待解决的难题，显示屏也不例外，需要时刻应对来自高温的「烤验」。

 

 

 

 

在户外， LED 显示屏的正常使用，需要在一定的温度范围内，通常为 -20 °C至 65 °C之间。

 

实际上，65 ℃以上的极端高温较为罕见，毕竟这温度连蚂蚁落地都活不过 3 秒，但是请别忘了，除了外部的高温炙烤，LED 显示屏本身也是会产生热量的。

 

 

▲ 显示屏由数以万计的半导体发光二极管像素点均匀排列组成。

 

 

LED 显示屏由数万支灯管组成，这些密集的像素点不仅会发光，还会发热，长时间运行的情况下，本身的发热量会很大，加上外部高温，显示屏的整体温度会蹭蹭往上升。

 

在这「爆表」的温度下，煎鸡蛋都只能算是小菜一碟，如果 LED 显示屏本身散热差，那么各方面性能都会下滑，可谓是牵一发动全身。

 

 

 

PART-02

高温，会带来哪些影响？

 

正如上文所述， LED 显示屏的工作温度有着一定上限，当温度超过芯片的承载温度时，就会影响 LED 显示屏的显示效果。

 

具体地说，高温对于 LED 显示屏的影响主要在以下四个方面：

 

（1）产生明显光衰

 

（2）降低发光效率

 

（3）造成封装材料开裂

 

（4）影响发光波长(光色)

 

先说说什么是光衰，光衰指 LED 经过一段时间的点亮之后，其光强比初始光强会降低，且不能恢复，即降低的部分称为 LED 的光衰。

 

 

 

通俗来讲，人的寿命用时间来衡量，LED 显示屏的寿命用光衰来衡量。正常情况下，光衰是有一定时限的，用互联网黑话来说，这就叫产品的生命周期，而极端高温的环境，就相当于产品生命周期的「加速器」，会加快这个过程。

 

事实上，导致 LED 显示屏光衰的原因很多，但最关键的还是热的问题。

 

除此之外，高温对 LED 显示屏的封装材料和光色都会产生负面影响。比如，LED 模块的封装材料，多数是以环氧树脂为主，这种材料的使用温度一般不超过 125 ℃，当温度超过阈值，就会迅速「罢工」，导致 LED 显示屏开裂和失效。

 

 

另外，在不同的温度条件下，红、绿、蓝三种灯的亮度衰减和下降是不同的， 25℃ 时其白平衡是正常的，但在 60℃ 时三种颜色的亮度都有所下降，而且其衰减值不一致，所以高温可能会产生整屏亮度下降和偏色的现象。

 

从外部的封装材料，到内部的芯片与发光体，高温对于 LED 显示屏的影响是方方面面。如若不能及时解决散热问题，那么结果可想而知。

 

 

 

 

PART-03

LED 显示屏的防暑指南

 

 

人体为了能够适应外部环境的高温，主要有两种途径：流汗和呼吸。而 LED 显示屏也有应对高温的散热方式。

 

散热的基本原理，即是把 LED 显示屏内产生的热量、热气及时排出，以保持屏内空气温度与器件工作温度处于正常的要求范围。

 

 

通常情况下，室内 LED 显示屏的亮度低，产生的热量少，再加上还可以「蹭空调」，因此多采用自然散热。

 

与之相比，户外 LED 显示屏由于亮度高，产生的热量大，对其散热性的要求比室内显示屏要高。常见的散热方式主要有以下几种：

 

 

 

导热材料散热

 

 

每种材料其导热性能是不同的，常见的材料按导热性能从高到低排列，分别是银（429）、铜（401）、金（317）、铝（237）、铁（80）。

 

其中，金银属于贵金属暂且不论，而铝的导热性能尽管不如铜，但铝的熔点较低，易于加工，通常用作铜的替代品。

 

因此，在机体和基板的材质上，可以选择散热性高的优质铝材，或者在塑料外壳注塑成型时填充导热材料，以提高机体的导热散热能力。

 

 

 

此外，在铝基板与散热器件接触面之间的缝隙，可以填充导热硅胶片，打通发热部位与散热部位间的热通道。对于敏感电路及元器件，可以使用导热灌封胶进行灌封保护。

 

导热材料的运用，相当于是给 LED 显示屏加了一层buff，对自身的抗热属性有所加成。

 

 

散热组件散热

 

 

导热材料只是基础，仅仅依靠它是远远不够的，于是散热组件便派上了用场，比如散热片，就是 LED 显示屏中常用的散热器件之一。

 

散热片通常采用高导热材料制成，如铝合金或铜，多为板状、片状、多片状等。

 

 

它们通过与 LED 模块接触，将模块周围的热量迅速传导到散热片上，再通过散热片的表面扩散到空气中，从而避免了模块之间的热堆积现象，提高了散热效果。

 

 

 

风扇散热

 

人类为了排热，除了身体机能调节之外，还发明了风扇、空调等进行主动排热，而这种方式同样适用于 LED 显示屏。

 

对于 LED 显示屏来说，散热风扇相当于「物理外挂」，广义上也是属于散热组件，但散热方式却更为主动，通过提供额外的空气流动，来冷却降低温度。

 

 

 

 

比如，在 LED 灯珠周围设置散热风扇可以增加空气流动，通过高效散热能力快速带走热量，降低 LED 芯片的温度，并且同时减小了散热器的体积及重量。

 

这种散热方法具有成本低，效果好的特点，但也可能产生噪音并增加功耗。

 

总结起来，LED 显示屏可以通过合理的硬件设备，如散热材料、散热器件和散热风扇等方式，从而将 LED 显示屏的温度控制在适宜温度。

 

 

 

PART-04

结构形态，也是散热关键

 

理论上，似乎只要对 LED 显示屏的散热组件进行数量叠加，产品的散热性能就会变得更加优异，但实际上，并非是这么回事。因为，这将会造成一个问题，就是导致机体过于笨重，出现屏幕体过重、结构冗余、功耗高等问题。

 

随着技术的发展，正如手机的形态从早年砖块一样重的大哥大，演变为如今可以揣在兜里的「口袋电脑」，LED 显示屏也朝着轻薄的产品形态发展，标志就是 LED 透明屏的出现。

 

 

LED 透明屏的轻薄化形态，不仅是让机体减重，同时也使散热性能更上一层台阶。一方面，相比于密闭的传统屏，LED 透明屏采用镂空设计，灯条之间有着间隙，灯珠的热量可以很快挥发出去。这种透气结构的好处，就是使其不需要传统的制冷系统和空调散热，可以让风力为其自然散热，一定程度上兼顾了散热与体积之间的取舍。

 

另一方面，LED 透明屏的结构简单，自身耗电功率更小，从而降低了内部运行产生的热量。

 

 

▲ 镂空结构的LED透明屏。

 

 

总之，LED 显示屏轻薄化的趋势是显而易见的，透气的产品结构，结合出色的导热材料与组件，能够让显示屏在面对极端高温天气时，有着更佳的抗性。

 

 

 

 

 

  结语  

 

大自然以高温桎梏了 LED 显示屏，如今却随着科技的发展，正逐步破除了这道锁链。

 

现如今，LED 显示屏的散热设计已经趋于成熟，显示屏的散热性能主要还是取决于产品本身，如产品材料的优化，以及结构设计的改良，从而保证 LED 显示屏在不可抗拒的高温环境中，不至于毫无抵抗之力。