Màn hình LED COB là gì? So sánh ưu nhược điểm giữa các công nghệ màn hình LED SMD, IMD, COB

1. Lời tựa

2. Tìm hiểu cấu tạo của màn hình LED sử dụng công nghệ đóng gói SMD/COB/IMD

2.1 Màn hình LED sử dụng công nghệ đóng gói bóng LED đơn SMD:

SMD: Surface Mount Device - thiết bị dán bề mặt. Các chip LED RGB được đóng gói trong một khối SMD (gọi là một điểm ảnh đơn/Pixel) và được hàn gắn trên bề mặt của mạch in điện tử PCB ( Printer Circuit Board).
Công nghệ đóng gói bóng LED SMD ra đời từ những năm 2000 đã phát triển rất mạnh mẽ, góp phần tạo ra các những màn hình độ phân giải cao với kích thước nhỏ gọn hơn đi kèm với chất lượng hình ảnh tuyệt vời so với công nghệ sử dụng Chip LED DIP trước đó. Tuy nhiên, khi những nhu cầu cao hơn về chất lượng hình ảnh và độ tin cậy thì các sản phẩm SMD lại bộc lộ nhiều nhược điểm không thể khắc phục.

Những nhược điểm của màn hình LED sử dụng công nghệ SMD bao gồm:
- Khoảng cách điểm ảnh (pixel pitch) bị giới hạn: Các bóng LED đơn SMD bị giới hạn về kích thước vật lý nên rất khó để có thể làm cho nó ngày càng nhỏ hơn, do vậy khoảng cách điểm ảnh của các màn hình LED sử dụng công nghệ SMD chỉ đa phần thương mại hóa ở các sản phẩm có Pixel pitch 1.2mm.
- Khả năng bảo vệ bề mặt, bảo vệ của các bóng LED SMD kém: Khi Pixel pitch nhỏ thì kích thước các bóng SMD cũng phải nhỏ đi tương ứng, do vậy việc hàn gắn các khối SMD đơn lên bề mặt PCB sẽ trở nên yếu và không chắc chắn. Việc hiện tượng module LED bị bay bóng SMD trong quá trình lắp đặt hay do va cham nhẹ vào màn hình là rất phổ biến. Ngoài ra, các chân bóng bị lộ ra ngoài (với các sản phẩm indoor) sẽ khiến không có khả năng chống nước, bị oxy hóa dẫn tới hư hỏng bởi môi trường, đặc biệt là với khí hậu nhiệt đới tại Việt Nam. Do vậy tuổi thọ của các màn hình LED SMD không cao, không ổn định, nguy cơ hỏng hóc càng cao với những màn hình không thường xuyên sử dụng.
- Chất lượng hình ảnh chưa được cao: Việc đóng gói thành các bóng LED đơn SMD khiến khả năng đồng nhất về màu sắc còn hạn chế, độ tương phản không cao, do vậy chất lượng hình ảnh chưa so sánh được với các màn hình LCD hay OLED đang có trên thị trường.
- Ánh sáng của màn hình LED sử dụng công nghệ bóng SMD gây khó chịu cho mắt: Mỗi điểm ảnh SMD là khi hoạt động chính là những bóng đèn LED phát sáng trực tiếp, do vậy khi nhìn trực tiếp vào màn hình lâu, độ sáng của nó sẽ gây chói và mỏi mắt. Đây cũng là lý do vì sao các màn hình LED SMD ra đời từ những năm 2000 nhưng khó ứng dụng vào những lĩnh vực cụ thể như các phòng điều khiển trung tâm (Control room) hay trường quay truyền hình (Broadcast), nơi mà người vận hành luôn phải theo dõi vào màn hình trong một khoảng thời gian dài.

2.2: Màn hình LED sử dụng công nghệ đóng gói tích hợp IMD:

IMD Integrated Mount Device - thiết bị tích hợp gán bề mặt. Các khối nhiều điểm ảnh được tích hợp từ nhiều bóng SMD đơn như 2, 4, 8 bóng (phổ biến là 4 bóng SMD). Các khối bóng IMD tích hợp này vẫn được hàn gắn lên bề mặt PCB như thiết kế truyền thống. Việc sử dụng các bóng tích hợp IMD này sẽ giúp tạo ra những màn hình với khoảng cách nhỏ hơn so với công nghệ SMD. Kích thước mỗi khối IMD lớn hơn nên dễ dàng sửa chữa thay thế và khả năng bám dích vào PCB cũng chắc chắn hơn so với SMD. Tuy nhiên, những nhược điểm khác như trên công nghệ SMD vẫn là một rào cản không thể khắc phục.

2.3 Màn hình LED công nghệ COB:

COB - Chip On Board - Các Chip LED không cần qua khâu đóng gói thành những điểm ảnh đơn mà được hàn gắn trực tiếp trên bề mặt PCB, ngoài ra trên bề mặt màn hình được phủ một lớp nhựa quang học chuyên dụng giúp bảo vệ các Chip LED bởi tác động vật lý cũng như ảnh hưởng từ môi trường.

3. Lịch sử hình thành và ra đời của màn hình LED công nghệ SMD, COB, IMD:

Công nghệ màn hình LED COB ra đời từ năm 2016, mặc dù rất nhiều ưu điểm so với công nghệ SMD tuy nhiên chi phí sản xuất còn cao cũng dung lượng thị trường cho các sản phẩm cao cấp còn thấp nên mức độ phổ biến của màn hình LED COB chưa cao. Công nghệ IMD ra đời năm 2018 đã khắc phục được một số nhược điểm của SMD với chi phí sản xuất tối ưu hơn COB nên cũng đã có được một thị phần nhất định trên thị trường toàn cầu. Tuy nhiên IMD vẫn chưa thể khắc phục được nhiều nhược điểm còn lại của SMD so với COB.
Từ năm 2019, với sự phát triển của công nghệ sản xuất, các thế hệ Chip LED kích thước micromet với dòng Chip LED dạng Flip Chip đã chở nên phổ biến thì các dòng sản phẩm COB có những bước phát triển mạnh mẽ, và theo dự báo của các công ty phân tích thị trường, dòng sản phẩm màn hình LED COB sẽ phát triển cực kỳ mạnh trong các năm tới đây.

4. So sánh ưu nhược điểm giữa sản phẩm màn hình LED công nghệ SMD, IMD và COB: