LED технология на дисплея
След като са опаковани, LED мъниста се подреждат във фиксиран модел на PCB (печатна платка), за да се образуват LED светлинна масив. Това устройство, заедно с периферната верига на драйвера, се нарича LED модул (известен още като LED платка). Множество LED модули, комбинирани в редовен модел, заедно с приемна карта и захранване, образуват единица, наречена LED шкаф. LED дисплей, изграден чрез подреждане на множество LED шкафове, не може да освети дисплея за показване на валидно съдържание. Необходими са специализиран контролер и видео източник.
Видео източникът може да идва от компютър, плейър, медиен сървър, камера или друго устройство. Тези устройства извеждат източника на видео в LED контролер, който декодира източника на видео, преобразува формата и отрязва изображението. След това контролерът извежда окончателния формат на данните, подходящ за LED дисплея до приемната карта в LED шкафа. След това картата на приемника контролира яркостта и цвета на LED чиповете, като по този начин показва желаното съдържание на LED дисплея. Фигура 1-2-1 показва топологичната системна структура на LED дисплей. От гледна точка на цялата светодиодна структура на дисплея, технологията на LED дисплей включва технологията на системата за управление на LED дисплей, технологията на LED задвижване, технологията за корекция на LED дисплея, технологията за опаковане на LED, LED светлинна технология за чипове и т.н.
Структура на веригата на индустрията LED дисплей
Различните технически връзки на LED дисплеи са тясно интегрирани, за да формират индустриалната верига LED дисплей. Тази индустриална верига е разделена на три сегмента: края на чипа (нагоре), крайният край на опаковката (среден поток) и края на дисплея (надолу по течението), както е показано на фигурата.
Страната на чипа се отнася предимно до производството на епитаксиални вафли, по -специално светодиодните чипове и свързаните с тях материали, което е производственият процес за LED чипове. Технологията, необходима за това начинание, обхваща основните знания в химията и физиката, което води до висока техническа бариера за влизане и значително влияние върху развитието на цялата верига на индустрията на LED дисплей.
Страната за опаковане се отнася предимно до опаковката на LED чипове, по -специално сглобяването на ED чипове в отделни пикселни единици. Продуктите, които обикновено участват в този процес, включват LED LED агрегати и SMD LED пиксели. Този процес използва специализирани технологии за процеси, за да оформи продуктите от страна на чипс във форма, която улеснява обработката и запояването.
Страната на дисплея се отнася предимно до завършени LED дисплеи, а именно LED модули на дисплея, LED заграждения и LED екрани. Този сегмент включва широк спектър от индустрии, включително чипове за водачи, захранвания, системи за управление и хардуерни заграждения.
Основна времева линия за развитие на технологиите
LED дисплеи са се развили от ултра-големият външен терен до фина вътрешна стъпка, а сега до ултра фино на закрито стъпка. Основната причина за това е, че ранните LED светлинни полупроводници страдат от ниска светеща ефективност и един цветен дисплей, ограничавайки приложението им до прости дисплейни приложения, като реклами само за текстове и трафик, показващи символи и прости цветове. Едва след като е решен проблемът с ефективността, LED дисплеите влизат в пълноцветната ера. По това време обаче точковата стъпка на LED дисплеи все още беше много голяма, използвана предимно за реклама на открито, информационни известия и други приложения, изискващи гледане на ултра-дълги разстояния.
С технологичния напредък и появата на технологията за опаковане на SMD, LED дисплейните точкови стъпки са успели да достигнат P3.9 или дори P2.5. Това позволи LED дисплеи да бъдат инсталирани в места на открито с близки разстояния за гледане, като концерти и обществени площадки, а някои дори започнаха да се използват на закрито. Когато точковата стъпка на LED дисплеи достигна P2.0 или по -долу, LED дисплеите станаха често срещани в много места на закрито, като ескалатори на търговски център, входове на магазините и корпоративни шоуруми. Непрекъснатите технологични иновации водят до развитието на LED дисплеи и тяхното влизане в нови области. Различните точки на точките носят различни сценарии на приложение, изискващи различни технологии и решаване на различни проблеми.
LED Chip Technology и нейните разработки
Принципът на емисиите на LED светлина е прост. Първо, LED чип трябва да има PN възел. P областта е предимно дупки, докато N регионът е предимно електрони. Точката, в която се срещат P и N регионите, се нарича PN Junction. Второ, когато напрежението на отклонение напред се увеличи, носителите в P и N регионите се разпръскват един към друг, причинявайки мигриране на електрони и дупки. В този момент електроните и дупките се рекомбинират за генериране на енергия, която се преобразува във фотони и се излъчва. Цветът на излъчената светлина се определя предимно от дължината на вълната на светлината, която се определя от материала на PN възел.
По време на развитието на LED, Chip Technology претърпя множество иновации и еволюции. Първоначално поради ограниченията на технологиите в процеса, PN кръстовищата на LED чипове бяха големи, косвено влияещи на размера на LED мъниста. С непрекъснатото развитие на технологията на процеса и LED чип структурата, LED чиповете стават все по -малки, дори достигат размери от 100 μm и по -долу.
Понастоящем има три основни LED структури на чипове. Най-често срещаната е структурата на лицето, последвана от вертикалните и флип-чип структурите ,. Структурата на лицето е най-ранната структура на чип и също често се използва в LED дисплеи. В тази структура електродите са разположени в горната част, със следната последователност: P-Gan, множество квантови ямки, N-Gan и субстрат. Вертикалната структура използва метален субстрат с високо съдържание на производителност (като Si, Ge и Cu) вместо сапфирен субстрат, като значително подобрява ефективността на разсейване на топлината. Двата електрода във вертикалната структура са разположени от двете страни на LED епитаксиалния слой. През N електрода токът тече почти изцяло вертикално през LED епитаксиалния слой, като свежда до минимум потока на страничния ток и предотвратява локализираното прегряване. Отгоре надолу, структурата на джапанката се състои от субстрат (обикновено сапфирен субстрат), n-gan, множество квантови кладенец P-GAN, електроди (P и N електроди) и неравности. Субстратът е обърнат нагоре, а двата електрода са от една и съща страна (обърната надолу). Неравностите са директно свързани към основата (понякога наричана субстрат, като субстрат на PCB) надолу, значително повишава топлинната проводимост на ядрото и осигурява по -висока светеща ефективност.
LED технология за опаковане и неговото развитие
Опаковката е съществена стъпка в разработването на LED дисплеи. Нейната функция е да свърже външните проводници към електродите на LED чипа, като същевременно защитава чипа и подобрява светещата ефективност. Добрата опаковка може да повиши светещата ефективност и разсейването на топлината на LED дисплеи, като по този начин удължи живота им. По време на разработването на LED дисплеи, технологиите за опаковане, които се появяват в последователност, са DIP (двоен вграден пакет), SMD (устройство за повърхностно монтиране), IMD (интегрирано устройство за матрица), COB (чип-на-борд) и MIP (микролиран в пакет).
Дисплеите, използващи технологията за опаковане на DIP, често се наричат дисплеи с директно вмъкване. Светодиодните мъниста се произвеждат от производители на опаковки за пакети с лампи и след това се поставят в LED PCB от LED модул и производители на дисплеи. След това се извършва вълново запояване, за да се създаде DIP полуоут и външни водоустойчиви модули.
Дисплеите, използващи технологията за опаковане на SMD, често се наричат дисплеи на повърхностно монтиране. Тази техника за опаковане капсулира три RGB светодиода в рамките на една чаша, за да образува един RGB пиксел. Пълноцветните LED дисплеи, произведени с SMD опаковъчна технология, предлагат по-широк ъгъл на гледане от тези, произведени с технология за опаковане на DIP, а повърхността може да се обработва за дифузна светлинна отражение, което води до много по-малко зърнест ефект и отлична яркост и цветност.
Дисплеите, използващи технологията за опаковане на IMD, често се наричат всеобхватни дисплеи. Технологията за опаковане на IMD капсулира множество RGB пиксели в голяма чаша, като по същество попада под чадъра на SMD опаковката. В допълнение към използването на съществуващата технология на SMD Process, IMD опаковката позволява много малка пикселна стъпка, пробиване на съществуващата бариера за опаковане на SMD.
Показва се с помощта на технологията за опаковане на COB Първо спойка LED чип директно към PCB и след това го запечата със слой от смола лепило. Опаковката на COB елиминира процеса на SMD за капсулиране на RGB LED чипове в чашата, за да образува отделни пиксели, а също така елиминира смесването на светодиоди, необходими при SMD опаковане. Следователно технологията за опаковане на COB страда от лоша равномерност на дисплея, изискваща технология за калибриране на LED дисплей за справяне с това. Въпреки това технологията за опаковане на COB е по -близка до източниците на повърхностна светлина, като всеки пиксел се гордее с много широк ъгъл на изхода на светлината, отлична защита и възможност за постигане на много малка пикселна стъпка.
Технологията за опаковане на MIP всъщност е по -скоро междинно между SMD и COB опаковъчните технологии. Тя включва поставяне на LED чип върху печатна платка, след което се изрязва PCB в отделни размери на пикселите. Това позволява смесено осветление, подобно на SMD опаковката, като се гарантира присъщата еднаквост, като същевременно се осигурява защита.
Водеща технология на водача и неговото развитие
Чиповете на драйверите обикновено се наричат драйвер ICS. Ранните светодиодни дисплеи бяха предимно едно- и двойни цветни, използвайки драйвер за постоянно напрежение. През 1997 г. моята страна представи първия специализиран драйвер IC за пълноцветни LED дисплеи, разширявайки се от 16 нива на сиви скали до 8192. Впоследствие шофьорите с постоянен ток станаха предпочитаните драйвер за пълноцветни LED дисплеи, задвижвани от уникалните характеристики на LED осветлението. В същото време по-интегрираните 16-канални драйвери заменят 8-канални драйвери. В края на 90-те години японски компании като Toshiba и американски компании като Allegro и T последователно стартираха 16-канални водещи драйвер за постоянен ток. В началото на 21 век китайските компании също започват масово производство и използват тези драйвери. Днес, за да се справят с проблемите на свързването на печатни платки на LED дисплеи с фини стъпки, някои производители на драйвер IC стартираха силно интегриран 48-канален LED драйвер за постоянен ток.
При работата на пълноцветен LED дисплей ролята на водача е да получава данни за дисплей (от приемна карта), която отговаря на спецификациите на протокола и вътрешно генериране на PWM (модулация на импулсната ширина) и вариациите на текущото време за извеждане на PWM ток, свързан с яркостта и скоростта на опресняване на сиви скали, за да осветява светодиодите. LED драйверите могат да бъдат разделени на ICS с общо предназначение и специализирани ICS. ICS с общо предназначение не е създаден специално за LED дисплеи, а по-скоро чипове, които съответстват на някои от логическите функции на LED дисплеи. Специализираните ICS са проектирани въз основа на светлинните характеристики на светодиодите и са специално проектирани за LED дисплеи. Следващата диаграма показва тяхната архитектура. Светодиодите са актуални устройства и тяхната яркост се променя с тока. Тази текуща промяна обаче може да доведе до изместване на дължината на вълната на LED светлинния чип, като косвено води до изкривяване на цветовете. Основна характеристика на посветените ICS е тяхната способност да осигуряват постоянен източник на ток. Този източник на постоянен ток осигурява стабилно LED задвижване, премахвайки трептене и изкривяване на цветовете и е от съществено значение за висококачественото качество на изображението на LED дисплеи.
Горният подход на Драйвера IC се нарича PM (пасивна матрица) шофиране, известно още като пасивно шофиране или пасивно шофиране, базирано на местоположение. С появата на микро LED и мини LED, точковата стъпка на дисплеите продължава да се свива, увеличавайки плътността на компонентите на водача и усложнява окабеляването на PCB. Това се отразява на надеждността на дисплея, придвижването на драйверите за по -висока интеграция и от своя страна по -голям брой сканиране. Колкото по -голям е броят на сканирането на PM шофиране, толкова по -лошо е качеството на дисплея.
Аз шофирам, известен още като активно шофиране или активно шофиране, базирано на местоположение. Сравнение между AM и PM шофиране. От човешка гледна точка, шофирането изглежда без трептене и е по-удобно за окото. Освен това консумира по -малко енергия. Освен това, шофиране, поради по -високата си плътност на интеграцията, изисква по -малко чипове.
Технология на системата за контрол на дисплея и нейното развитие
Системите за контрол на дисплея са ключови за постигане на отлично качество на изображението, а подобренията на качеството на изображението се постигат до голяма степен чрез системата за управление. Основна система за управление се състои от софтуер за управление (хост компютърен софтуер), контролер (независим главен контрол) и приемна карта. Контролният софтуер конфигурира предимно различни параметри на дисплея; Контролерът изпълнява предимно сегментиране на изображения на видео източника; и картата на приемника извежда видео източника, изпратена от контролера според специфична последователност на времето, като по този начин осветява целия дисплей.
История на развитието на контролера
Системите за управление, служещи като "централна система" на LED дисплеи, първоначално се появяват под формата на дъски, с типични продукти като MSD300 на Nova Nebula. По-късно, с развитието на пикселите и сценариите на дисплея, базирани на шасито контролери постепенно се появиха, с типични продукти като MCTRL600 на Nova Nebula. По-късно, тъй като LED дисплеи, въведени на закрито и малки приложения за наем, имаше търсене на прости корекции на дисплея и факторът на формата на контролера се развива, добавяйки възможности за отстраняване на грешки в предния панел. Типичните продукти включват MCTRL660 на Nova Nebula. Тъй като Pixel Pixel Pitch продължава да се свива, броят на 4K дисплеите на пазара се увеличава. Това увеличи товароносимостта на един контролер, което изисква контролер, способен директно да обработва 4K разделителна способност. Следователно се появиха 16-портни контролери, като типичен пример е Nova Nebula MCTRL4K. Тъй като дисплеят Pixel Pitch продължава да се свива и разширяват сценариите на приложение, изискванията за производителност на контролерите също се увеличават. Появяват се контролери с възможности за обработка на видео, с типични продукти като Nova Nebula V700, V900 и V1260. Някои проекти също изискват възможности за сплайсиране на голям екран, което води до появата на контролери както с възможности за сплайсиране, така и с видео обработка. Типичните продукти включват контролерите за сплайсиране на Nova Nebula H2, H5 и H9.
Разработването на приемни карти
В историята на приемните карти, тъй като първоначално LED дисплеите са били използвани предимно на открито, за лесна инсталация и поддръжка, повечето приемни карти разполагат с вградени интерфейси на главината, като Nova Nebula DH426. Тъй като LED дисплеите преминават от външна към употреба на закрито, изискванията за качество на изображението, честотна лента и структура стават все по -строги. Това доведе до появата на приемни карти с интерфейси с висока плътност, което води до по-малки размери, като например серията Armor Nova Nebula. С появата на нови технологии за терена и опаковки, LED дисплеи все повече се използват в приложения от висок клас като домашно кино, образование и здравеопазване, поставяйки по-високи изисквания към системите за контрол. Тези изисквания изискват не само по -високо качество на изображението, но и по -високи нива на кадри, за да се осигури по -добро и по -реалистично представяне на света. Това налага карти за приемник с по-висока честотна лента, като Nova Nebula CA 50 5 g карта за приемник.
С развитието на мини LED и микро LED технологиите, изискванията за LED дисплеи стават все по -строги, изисква не само по -високо качество на изображението и по -голяма честотна лента, но и по -тънка, по -ергономична и по -гъвкава структурна дизайна. Това налага използването на приемни карти на ниво Control, за да се отговори на тези пазарни изисквания.
