LED displeja tehnoloģija
Pēc iesaiņošanas LED lodītes ir izkārtotas fiksētā modelī uz PCB (iespiesta shēmas plates), lai izveidotu LED gaismas masīvu. Šo vienību kopā ar perifēro vadītāja shēmu sauc par LED moduli (pazīstams arī kā LED dēlis). Vairāki LED moduļi, apvienoti parastajā rakstā, kā arī uztvērēja karti un barošanas avotu, veido vienību, ko sauc par LED skapi. LED displejs, kas izveidots, sakārtojot vairākus LED skapīšus, nevar apgaismot displeju, lai parādītu derīgu saturu. Nepieciešams īpašs kontrolieris un video avots.
Video avots var nākt no datora, atskaņotāja, multivides servera, kameras vai citas ierīces. Šīs ierīces izvada video avotu LED kontrolierim, kas dekodē video avotu, pārveido formātu un sagriež attēlu. Pēc tam kontrolieris izvada galīgo datu formātu, kas piemērots LED displejam uz uztvērēja kartes LED skapī. Pēc tam uztvērēja karte kontrolē LED mikroshēmu spilgtumu un krāsu, tādējādi parādot vēlamo saturu LED displejā. 1-2-1. Attēlā parādīta LED displeja topoloģiskās sistēmas struktūra. No visas LED displeja struktūras viedokļa LED displeja tehnoloģija ietver LED displeja vadības sistēmas tehnoloģiju, LED piedziņas tehnoloģiju, LED displeja korekcijas tehnoloģiju, LED iepakojuma tehnoloģiju, LED gaismas izstarojošo mikroshēmu tehnoloģiju utt.
LED displeja nozares ķēdes struktūra
Dažādās LED displeju tehniskās saites ir cieši integrētas, lai izveidotu LED displeja nozares ķēdi. Šī nozares ķēde ir sadalīta trīs segmentos: mikroshēmas gals (augšpus), iepakojuma gals (vidusdaļa) un displeja gals (lejpus), kā parādīts attēlā.
CHIP puse galvenokārt attiecas uz epitaksiālo vafeļu ražošanu, īpaši LED mikroshēmām un saistītajiem materiāliem, kas ir LED mikroshēmu ražošanas process. Šim centieniem nepieciešamā tehnoloģija ietver pamata zināšanas ķīmijā un fizikā, kā rezultātā rodas augsts ienākšanas tehniskais šķērslis un būtiska ietekme uz visas LED displeja nozares ķēdes attīstību.
Iepakojuma puse galvenokārt attiecas uz LED mikroshēmu iesaiņojumu, īpaši ED mikroshēmu salikšanu atsevišķās pikseļu vienībās. Produkti, kas parasti ir iesaistīti šajā procesā, ietver iemērktus LED vienības un SMD iesaiņotus LED pikseļus. Šajā procesā tiek izmantotas specializētas procesa tehnoloģijas, lai veidotu mikroshēmas puses produktus tādā formā, kas atvieglo apstrādi un lodēšanu.
Displeja puse galvenokārt attiecas uz gataviem LED displejiem, proti, LED displeja moduļiem, LED iežogojumiem un LED ekrāniem. Šis segments ietver plašu nozaru klāstu, ieskaitot vadītāja mikroshēmas, barošanas avotus, vadības sistēmas un aparatūras korpusus.
Galveno tehnoloģiju attīstības laika skala
LED displeji ir attīstījušies no īpaši lielas āra laukuma līdz smalkam iekštelpu laukumam un tagad uz īpaši smalku iekštelpu piķi. Galvenais iemesls tam ir tas, ka agrīnie LED gaismas izstarojošie pusvadītāji cieta no zemas gaismas efektivitātes un vienas krāsas displeja, ierobežojot to lietojumprogrammu ar vienkāršām displeja lietojumprogrammām, piemēram, tikai teksta durvju sludinājumiem un ceļa zīmēm, kurās tiek parādīti simboli un vienkāršas krāsas. Tikai pēc efektivitātes problēmas atrisināšanas LED displeji iekļuva pilnkrāsu laikmetā. Tomēr tajā laikā LED displeju punktu solis joprojām bija ļoti liels, galvenokārt izmantots āra reklāmai, paziņojumiem par informāciju un citām lietojumprogrammām, kurām nepieciešama īpaši gara distance.
Ar tehnoloģiskajiem sasniegumiem un SMD iepakojuma tehnoloģijas parādīšanos LED displeja punktu laukumi ir spējuši sasniegt P3.9 vai pat P2.5. Tas ļāva LED displejiem uzstādīt āra vietās ar ciešiem skatīšanās attālumiem, piemēram, koncertiem un kopienas laukumiem, un dažus pat sāka izmantot telpās. Kad LED displeju punktu piķis sasniedza P2.0 vai zemāk, LED displeji kļuva izplatīti daudzās iekštelpu vietās, piemēram, iepirkšanās centru eskalatoros, veikalu ieejās un korporatīvajās izstāžu zālēs. Nepārtrauktas tehnoloģiskās inovācijas virza LED displeju attīstību un to ienākšanu jaunos laukos. Dažādi punktu laukumi rada dažādus lietojumprogrammu scenārijus, pieprasot dažādas tehnoloģijas un risinot dažādas problēmas.
LED mikroshēmu tehnoloģija un tās attīstība
LED gaismas emisijas princips ir vienkāršs. Pirmkārt, LED mikroshēmai jābūt PN krustojumam. P reģions galvenokārt ir caurumi, savukārt N reģions galvenokārt ir elektroni. Punktu, kurā tiekas P un N reģioni, sauc par PN krustojumu. Otrkārt, palielinoties priekšējā aizsprieduma spriegumam, P un N reģionos pārvadātāji izkliedējas viens pret otru, izraisot elektronu un caurumu migrāciju. Šajā brīdī elektroni un caurumi rekombinē, lai radītu enerģiju, kas tiek pārveidota par fotoniem un izstarotiem. Izgaismotās gaismas krāsu galvenokārt nosaka gaismas viļņa garums, ko nosaka PN krustojuma materiāls.
LED attīstības laikā Chip Technology ir piedzīvojusi daudzus jauninājumus un attīstības. Sākotnēji procesa tehnoloģiju ierobežojumu dēļ LED mikroshēmu PN savienojumi bija lieli, netieši ietekmējot LED lodīšu lielumu. Nepārtraukti attīstoties procesa tehnoloģijai un LED mikroshēmu struktūrai, LED mikroshēmas ir kļuvušas arvien mazākas, pat sasniedzot 100 μm izmērus un zemāk.
Pašlaik ir trīs galvenās LED mikroshēmas struktūras. Visizplatītākā ir sejas struktūra, kam seko vertikālās un flip-chip struktūras ,. Sejas struktūra ir agrākā mikroshēmas struktūra, un to parasti izmanto arī LED displejos. Šajā struktūrā elektrodi atrodas augšpusē, ar šādu secību: p-gan, vairākas kvantu akas, n-gan un substrāts. Vertikālajā struktūrā safīra substrāta vietā tiek izmantots augsta līmeņa vadības metāla substrāts (piemēram, Si, GE un Cu), ievērojami uzlabojot siltuma izkliedes efektivitāti. Divi vertikālās struktūras elektrodi atrodas abās LED epitaksiālā slāņa pusēs. Izmantojot N elektrodu, strāva plūst gandrīz pilnībā vertikāli caur LED epitaksiālo slāni, samazinot sānu strāvas plūsmu un novēršot lokalizētu pārkaršanu. No augšas uz leju Flip-mikroshēmas struktūra sastāv no substrāta (parasti safīra substrāta), n-gan, vairāku kvantu urbuma p-gan, elektrodiem (p un n elektrodiem) un izciļņiem. Substrāts ir vērsts uz augšu, un abi elektrodi atrodas vienā pusē (vērsti uz leju). Izci ir tieši savienoti ar pamatni (dažreiz sauktu par substrātu, piemēram, PCB substrātu) uz leju, ievērojami uzlabojot serdes siltumvadītspēju un nodrošinot augstāku gaismas efektivitāti.
LED iepakojuma tehnoloģija un tās attīstība
Iepakojums ir būtisks solis LED displeju izstrādē. Tās funkcija ir savienot ārējo novedumu pie LED mikroshēmas elektrodiem, vienlaikus aizsargājot mikroshēmu un uzlabojot gaismas efektivitāti. Labs iepakojums var uzlabot gaismas diožu displeju gaismas efektivitāti un siltuma izkliedēšanu, tādējādi pagarinot to kalpošanas laiku. Visā LED displeju izstrādē iesaiņojuma tehnoloģijas, kas parādījās secībā, ir DIP (divkārša tiešsaistes pakete), SMD (virsmas stiprinājuma ierīce), IMD (integrēta matricas ierīce), COB (Chip-on-Board) un MIP (mikrolēts iepakojumā).
Parāda, izmantojot DIP iepakojuma tehnoloģiju, bieži dēvē par tiešo INSERT displejiem. LED lampas lodītes ražo lampas lodīšu iepakojuma ražotāji, un pēc tam LED PCB ievieto ar LED moduli un displeju ražotājiem. Pēc tam tiek veikta viļņu lodēšana, lai izveidotu DIP daļēji āra un āra ūdensnecaurlaidīgus moduļus.
Parāda, izmantojot SMD iepakojuma tehnoloģiju, bieži sauc par virsmas montāžas displejiem. Šī iepakojuma tehnika iekapsulē trīs RGB gaismas diodes vienā kausā, lai izveidotu vienu RGB pikseli. Pilnkrāsu LED displeji, kas ražoti ar SMD iepakojuma tehnoloģiju, piedāvā plašāku skatu leņķi nekā tie, kas ražoti ar Dip iepakojuma tehnoloģiju, un virsmu var apstrādāt izkliedētai gaismas atstarošanai, kā rezultātā rodas daudz mazāk graudains efekts un lielisks spilgtums un krāsu vienveidība.
Parāda, izmantojot IMD iepakojuma tehnoloģiju, bieži sauc par visaptverošu displejiem. IMD iepakojuma tehnoloģija iekapsulē vairākus RGB pikseļus lielā kausā, būtībā nokrītot zem SMD iepakojuma jumta. Papildus esošās SMD procesa tehnoloģijas piesaistīšanai IMD iepakojums ļauj veikt ļoti mazu pikseļu piķi, izlaužot esošo SMD iepakojuma barjeru.
Parāda, izmantojot COB iesaiņojuma tehnoloģiju, LED mikroshēmu vispirms lodē tieši uz PCB un pēc tam to aizzīmogo ar sveķu līmes slāni. COB iesaiņojums novērš SMD procesu, kas saistīta ar RGB LED mikroshēmu iekapsulēšanu krūzē, veidojot atsevišķus pikseļus, kā arī novērš LED sajaukšanu, kas nepieciešama ar SMD iepakojumu. Tāpēc COB iesaiņojuma tehnoloģija cieš no slikta displeja vienveidības, un, lai to risinātu, ir nepieciešama LED displeja kalibrēšanas tehnoloģija. Tomēr COB iesaiņojuma tehnoloģija ir tuvāk virsmas gaismas avotiem, un katrs pikselis lepojas ar ļoti plašu gaismas izejas leņķi, lielisku aizsardzību un spēju sasniegt ļoti mazu pikseļu piķi.
MIP iepakojuma tehnoloģija faktiski ir vairāk starpprodukts starp SMD un COB iepakojuma tehnoloģijām. Tas ietver LED mikroshēmas ievietošanu PCB, pēc tam PCB sagriešanu atsevišķos pikseļu izmēros. Tas ļauj jauktu apgaismojumu, kas līdzīgs SMD iepakojumam, nodrošinot raksturīgu vienveidību, vienlaikus nodrošinot arī aizsardzību.
LED vadītāju tehnoloģiju un tās attīstību
Vadītāja mikroshēmas parasti sauc par vadītāja IC. Agrīnie LED displeji galvenokārt bija vienas un dubultās krāsas, izmantojot konstantes sprieguma draiveri IC. 1997. gadā mana valsts iepazīstināja ar pirmo speciālo autovadītāja IC pilnkrāsu LED displejiem, paplašinoties no 16 pelēktoņu līmeņiem līdz 8192. Pēc tam pastāvīgas strāvas vadītāji kļuva par vēlamo pilnkrāsu LED displeju virzītāju, ko vadīja LED apgaismojuma unikālie raksturlielumi. Tajā pašā laikā integrētākie 16 kanālu vadītāji aizstāja 8 kanālu vadītājus. Deviņdesmito gadu beigās tādi Japānas uzņēmumi kā Toshiba un Amerikas uzņēmumi, piemēram, Allegro un T, pēc kārtīgi uzsāka 16 kanālu vadīja pastāvīgu strāvas vadītāju ICS. 21. gadsimta sākumā Ķīnas uzņēmumi arī sāka masveidā ražot un izmantot šo vadītāju IC. Mūsdienās, lai risinātu PCB elektroinstalācijas problēmas ar smalkmaizītes gaismas diožu displejiem, daži draiveru IC ražotāji ir uzsākuši ļoti integrētu 48 kanālu LED pastāvīgu strāvas vadītāju ICS.
Darbībā ar pilnu krāsu LED displeju autovadītāja loma ir saņemt displeja datus (no saņemšanas kartes), kas atbilst protokola specifikācijām un iekšēji ģenerēt PWM (impulsa platuma modulācija) un pašreizējā laika variācijas, lai izvadītu PWM strāvu, kas saistīta ar spilgtumu un GrayScale Refrahes ātrumu, lai apgaismotu LED. LED vadītāju IC var iedalīt vispārējā mērķa IC un specializētā ICS. Vispārīgi mērķtiecīgi IC nav īpaši izstrādāti LED displejiem, bet drīzāk mikroshēmas, kas atbilst dažām LED displeju loģiskajām funkcijām. Īpaša IC ir izstrādāta, pamatojoties uz gaismas diožu gaismas raksturlielumiem un ir īpaši izstrādāti LED displejiem. Šī diagramma parāda viņu arhitektūru. LED ir no strāvas atkarīgas ierīces, un to spilgtums mainās ar strāvu. Tomēr šīs strāvas izmaiņas var izraisīt LED gaismas mikroshēmas viļņa garumu, netieši izraisot krāsu kropļojumu. Īpaša ICS galvenā iezīme ir to spēja nodrošināt pastāvīgu strāvas avotu. Šis pastāvīgais strāvas avots nodrošina stabilu LED piedziņu, novērš mirgošanas un krāsu kropļojumus, un ir būtisks augstas kvalitātes attēla kvalitātei LED displejos.
Iepriekš minētā autovadītāja IC pieeja tiek saukta par PM (pasīvā matricas) braukšanu, kas pazīstama arī kā pasīva braukšanas vai pasīva atrašanās vietas braukšana. Kad parādījās mikro LED un mini LED, displeju punktu solis turpina sarukt, palielinot vadītāja komponentu blīvumu un sarežģot PCB vadu. Tas ietekmē parādīt uzticamību, virza vadītāju ICS virzienā uz augstāku integrāciju un, savukārt, ir daudz skenēšanas. Tomēr, jo lielāks ir PM braukšanas skenēšanas skaits, jo sliktāka ir displeja kvalitāte.
Es braucu, pazīstams arī kā aktīva braukšana vai aktīva braukšana uz atrašanās vietu. Salīdzinājums starp AM un PM braukšanu. Raugoties no cilvēka viedokļa, AM braukšana šķiet bez mirgošanas un ir ērtāka acij. Tas arī patērē mazāk spēka. Turklāt AM braukšana, ņemot vērā tā augstāko integrācijas blīvumu, prasa mazāk mikroshēmu.
LED displeja vadības sistēmas tehnoloģija un tās attīstība
LED displeja vadības sistēmas ir atslēga, lai sasniegtu izcilu attēla kvalitāti, un attēla kvalitātes uzlabojumi lielākoties tiek sasniegti caur vadības sistēmu. Pamata vadības sistēma sastāv no vadības programmatūras (resursdatora datora programmatūra), kontrolieris (neatkarīga galvenā vadība) un uztvērēja kartes. Vadības programmatūra galvenokārt konfigurē dažādus displeja parametrus; Kontrolieris galvenokārt veic attēlu segmentēšanu video avotā; un uztvērēja karte izvada video avotu, ko kontrolieris nosūta saskaņā ar noteiktu laika secību, tādējādi apgaismojot visu displeju.
Kontroliera attīstības vēsture
Vadības sistēmas, kas kalpo par LED displeju "centrālo sistēmu", sākotnēji parādījās dēļa veidā ar tipiskiem produktiem, piemēram, Nova Nebula MSD300. Vēlāk, attīstoties displeja pikseļu laukumiem un lietojumprogrammu scenārijiem, pakāpeniski parādījās šasijas kontrolieri ar tipiskiem produktiem, piemēram, Nova Nebula Mctrl600. Vēlāk, kad LED displeji ienāca iekštelpās un mazās nomas lietojumprogrammās, bija pieprasījums pēc vienkāršiem displeja pielāgojumiem, un attīstījās kontroliera formas koeficients, pievienojot priekšējā paneļa LCD atkļūdošanas iespējas. Tipiski produkti ir Nova Nebula Mctrl660. Tā kā displeja pikseļu solis turpina sarukt, palielinās 4K displeju skaits tirgū. Tas ir palielinājis viena kontroliera slodzes jaudu, kas prasa kontrolieri, kas spēj tieši apstrādāt 4K izšķirtspēju. Līdz ar to ir parādījušies 16 porta kontrolieri, un tipisks piemērs ir Nova migla Mctrl4K. Tā kā displeja pikseļu solis turpina samazināties un paplašinās lietojumprogrammu scenāriji, palielinās arī kontrolieru veiktspējas prasības. Ir parādījušās kontrolieri ar video apstrādes iespējām, ar tipiskiem produktiem, piemēram, Nova Miglības V700, V900 un V1260. Dažiem projektiem ir vajadzīgas arī liela ekrāna splicēšanas iespējas, kā rezultātā parādās kontrolieri gan ar splicēšanas, gan video apstrādes iespējām. Tipiski produkti ietver Nova Miglības H2, H5 un H9 sērijas splicēšanas kontrolierus.
Uztvērēja karšu attīstība
Uztvērēja karšu vēsturē, tā kā LED displeji sākotnēji tika galvenokārt izmantoti ārpus telpām, lai ērti varētu uzstādīt un apkopot, lielākajā daļā uztvērēja karšu bija iebūvētas centrmezgla saskarnes, piemēram, Nova Miglāja Dh426. Tā kā LED displeji pārgāja no āra uz iekštelpu izmantošanu, prasības pēc attēla kvalitātes, joslas platums un struktūra kļuva arvien stingrāka. Tas noveda pie uztvērēja karšu parādīšanās ar augsta blīvuma saskarnēm, kā rezultātā rodas mazāki izmēri, piemēram, Nova Nebula Armor sērija. Līdz ar jaunu pikseļu piķa un iepakojuma tehnoloģiju parādīšanos, LED displeji arvien vairāk tiek izmantoti tādās augstākās klases lietojumprogrammās kā mājas kinozāle, izglītība un veselības aprūpe, izvirzot augstākas prasības kontroles sistēmām. Šīs prasības prasa ne tikai augstāku attēla kvalitāti, bet arī augstāku kadru ātrumu, lai nodrošinātu labāku un reālāku pasaules attēlojumu. Tas prasa lielāka joslas platuma uztvērēja kartes, piemēram, Nova miglāja Ca 50 5 G uztvērēja karti.
Paaugstinot mini LED un mikro LED tehnoloģijas, LED displeju prasības kļūst arvien stingrākas, prasot ne tikai augstāku attēla kvalitāti un lielāku joslas platumu, bet arī plānāku, ergonomiskāku un elastīgāku konstrukcijas dizainu. Tas ir nepieciešams izmantot kontroles mikroshēmas līmeņa uztvērēja kartes, lai izpildītu šīs tirgus prasības.
