一、引言
单个像素类型的全彩SMD led封装器件，已经做到了0606规格了，向更小尺寸发展，led灯的可靠性，SMT工艺难度，遇到了巨大的挑战。此时，COB显示应运而生，SONY Crystal led以惊艳的效果面世，宣告了COB时代的到来。随后三星展示了The Wall，达科、Deepsky、ledMAN、LUMENS、聚积科技等，也展示了各自的COB led显示屏产品。同时GOB(Glue On Board，SMD产品表面灌胶)、集成封装(多灯合一的SMD器件)产品的出现，改进了SMD LED的某些特性，丰富了SMD产品的应用类型。
SMD(Surface Mounted Devices)分立器件显示产品，是把led发光芯片，通过支架封装成分立发光器件，再通过表面贴装工艺SMT，焊接到驱动PCB板上。
COB(Chip On Board)显示产品，是把led发光芯片，直接封装在PCB驱动板上，省去中间封装成独立器件再SMT的环节。Micro LED与Mini LED，从工艺过程划分，也属于COB范畴，区别是使用的LED发光芯片的类型(正装芯片、倒装芯片)与尺寸不同，发光芯片的转移贴装方式不同。
其次，由于COB是直接把LED发光芯片密封固定在驱动板上，没有SMT过程，没有导电管脚外露。所以产品的防水，防潮，防尘，抗静电，抗撞击，防虚焊等性能得到了大幅提高。像素间距也可以做到更小，进而拓宽了LED显示屏产品的应用领域，或对原有SMD LED显示屏的效果进行了提升。
二、COB LED在全彩显示领域的应用
1.小间距LED租赁显示屏领域
led灯珠磕碰损坏和灯珠受潮失效，是SMD分立器件类型小间距租赁产品损坏的重要原因。需要花费大量的时间检修，给使用者带来巨大的使用成本。
影响led灯珠抗冲击的因素，主要是led灯珠的附着力、附着面积和受磕碰时候受到的力矩大小。M(力矩)=F(作用力)*L(力臂)。在同样作用力的情况下，LED灯珠高度越高，所受的力臂L越大，越容易被损坏。
以P1.5为例，假设SMD和COB灯体和PCB单位面积附着力相等。
1010灯珠的高度L一般为1mm，长宽尺寸为1mm*1mm，有效的附着面积是4个焊盘的尺寸，约0.8mm²。
COB封装的高度通常在0.5mm左右，单个像素长宽约为1.5mm*1.5mm，附着面积为2.25mm²。
通过简单计算，COB封装单个像素，所能承受的最大推力F，是SMD的5.6倍。(实际测试，LEDMAN P1.5 COB LED单个像素可以承受的推力，是1010规格SMD LED的5倍左右。)所以能大幅减少磕碰造成的LED结构损坏。
LED分立器件受潮损坏的原因，是水蒸汽进入LED灯体内部，与金属发生化学反应，导致断路或短路。水蒸汽进入LED灯内部的通道，通常是两种材料的结合面。
CHIP型SMD LED，每个LED灯的材料结合面四面都外露。水蒸气容易进入LED灯体内部导致损坏。
COB类型，PCB中部不存在缝隙。只有在PCB边缘一周，有结合面外露。因此水蒸气不易进入LED灯体内部导致的损坏。
2.家用大尺寸LED屏电视领域
110寸以上的家用电视机，液晶、OLED因工艺、成本、安装运输等问题，目前无法大规模量产;投影、激光电视，以低成本优势，占据了部分市场份额，但是在亮度，对比度，色域等方面，表现差强人意。
一些公司用SMD小间距显示产品，在家用led电视机领域进行了探索。因像素失效率高，售价过高等原因，始终未能大规模打开市场。
像素失效率过高的主要原因，是连接点过多。一个像素，其LED灯内部，有5根金线10个焊球，加上1个红色芯片底部银胶连接点，共需11个连接点，其外部需加4个锡膏焊点，共计15个连接点。以1920*1080分辨率的屏为例，共有3110万个连接点。如果按1PPM的连接点不良率计算，就有31个不良的LED灯。再加上金属迁移引起的不良，使用过程中是无法接受的。
COB显示产品，若采用正装芯片，连接点个数比SMD减少26%。若采用倒装芯片，连接点个数比SMD减少60%，而且采用倒装芯片，红灯不用银胶，没有金属迁移的隐患。再加上COB采用全密封的工艺，杜绝了LED成品受潮损坏的可能。整体led显示屏的失效率，可做到5PPM以内，接近液晶面板的表现。
据估算，2K的108寸SMD led显示屏，售价预计在人民币40万元左右，这超出了大部分人的承受范围。COBLED在生产过程中，省去了支架材料和SMT工序。在规模化生产之后，成本会比SMD LED产品更低，有较大的机会进入110寸以上高端家用led电视机领域。
3.LED背光液晶显示领域
目前的LED白色背光液晶显示器，基本采用两种背光方式：侧入式白色背光和直下式白色背光。其优劣势对比见下表：
表一：侧入式与直下式白色背光
采用COB LED红绿蓝三色直下式背光，可以兼有侧入式背光和直下式背光的优势。在比较薄的尺寸内，做到分区点亮，提高对比度。同时，采用红绿蓝三基色混合白光，比蓝光加荧光粉背光有更宽的显示色域。
因为COB LED比SMD LED高度尺寸更小，像素间距可以做到更密，从而可减小混光距离，把显示器做的更薄。COB led背光像素间距更小时，分区点亮可做得更精细，对比度更高。因而能用较低的成本，达到和Oled显示器接近的对比度和厚度效果。
4.影院屏幕领域
三星在2018年发布了Onyx，P2.5 SMD影院显示屏，4K分辨率。，支持3D，HDR,，校正后亮度300-500nit，通过了DCI(Digital Cinema Initiatives)认证，开启了LED显示屏在影院应用的先河。韩国乐天影城使用LED显示屏开业后，上座率比使用投影机的影院上升了12%，观众满意度达到80%(据三星官网和宣传资料)。
目前采用投影放映机的影院，屏幕亮度只有50nit左右。若在电影院使用LED显示屏达到和投影机接近的亮度，就需要解决用SMD led屏亮度过高的问题。但是，若把SMD led屏最大亮度降到50nit使用，灰度一致性，刷新频率效果就会变差。
COB显示屏的出现，为低亮度LED显示提供了一个良好的解决方案。COB显示屏可以对密封led芯片的透镜进行个性化定制。通过调整透镜形状、尺寸、厚度、掺杂物质，来改变显示屏的亮度、锐度、对比度，以达到舒适的观看效果。
同时COB LED显示屏的高可靠性，高防护性，会大幅降低影院维护的频次，取得更好的经济效益。
5.户外高清LED显示领域
SMD类型的户外led器件，目前最小尺寸为1.4x1.5mm，可以实现P2以上的户外led显示屏。更小像素间距的户外led显示屏产品，若做到LED面IP65的防水级别，需要在LED表面做结构防水，会影响散热性能和显示效果。COB显示屏表面防水的特性，可以直接用来做室外P2以下的高清LED显示屏，应用于公交站台、城市信息发布板、近距离门店广告等场所。
户外高清显示屏，遇到的另一个挑战是灯珠表面过热。P3户外显示屏，亮度达到6000nit时，表面温度可达70℃以上。过高的温度会导致LED的寿命减短，亮度衰减，可靠性变差。
解决LED灯珠温度过高的方法之一，是使用共阴极的方案，对红和绿蓝分开供电。红灯使用2.8V左右的电压，绿蓝使用3.8V左右的电压。相比4.5V共阳极供电方式，大约节约25%的功耗。LED灯表面温度，也会大幅降低。实测P4.X产品，共阴极比共阳极灯体表面，降低了10℃以上。
目前共阴极方案使用的双路输出电源和IC方案基本成熟。共阴极的LED灯珠器件却屈指可数，并且价格比共阳极高很多。
若采用COB方案，只需要更改PCB的焊盘设计，更改led芯片打线方式，就可以实现共阴极LED灯的驱动方式。不增加灯珠成本，LED芯片直接贴在PCB上，热传导路径比SMD灯珠的路径更短，热阻更小。LED芯片自身的工作温度更低，有利于延长使用寿命。
6.触控LED显示屏领域
触控显示屏，一般采用显示屏四周加红外感应边框或表面声波控制的方式，实现触摸交互操作。
使用SMD类型LED显示屏，存在触摸不平滑，手指刮坏LED灯，人体静电损坏等方面的风险。一些公司采用在LED灯珠表面贴膜的方式来解决以上问题。但贴膜会带来模组维护困难，散热变差，亮度下降，贴膜反光不一致等新问题。
与之相比，于COB LED芯片被完全密封在驱动板上，没有led灯管脚外露，在抗静电方面，有独特的优势。上文已分析COB LED显示屏抗磕碰能力更强，不用担心手指碰伤灯珠的问题。不需要贴膜，不影响散热和维护操作。
在教育显示、会议显示、展览显示等触控LED显示领域，有广阔的应用前景。
三、结论
结合COB LED显示屏失效率低，耐碰撞，散热好，防水防尘，可做更小的像素间距，体积小，可个性化定制等特点。COB LED显示屏在室内体育显示、个人移动终端、安防监控指挥中心、AR、VR等领域，也有显著的优势。
当然，COB LED显示屏现阶段还面临生产规模化程度不够，导致量产初期良品率偏低和成本较高，投资门槛高等问题。相信随着时间的推移，以上问题会得到彻底解决。
COB LED显示屏未来会在全彩显示领域迸发出强大活力。
