LED -display -teknologi
Efter at have været pakket, er LED -perler arrangeret i et fast mønster på et PCB (trykt kredsløbskort) for at danne en LED -lysarray. Denne enhed sammen med det perifere driverkredsløb kaldes et LED -modul (også kendt som et LED -kort). Flere LED -moduler kombineret i et almindeligt mønster sammen med et modtagerkort og strømforsyning danner en enhed kaldet et LED -skab. En LED -skærm, der er konstrueret ved at arrangere flere LED -skabe, kan ikke belyse displayet for at vise gyldigt indhold. En dedikeret controller og videokilde er påkrævet.
Videokilden kan komme fra en computer, afspiller, medieserver, kamera eller anden enhed. Disse enheder udsender videokilden til en LED -controller, der afkoder videokilden, konverterer formatet og klipper billedet. Controlleren udsender derefter det endelige dataformat, der er egnet til LED -displayet til modtagerkortet inden for LED -kabinettet. Modtagerkortet styrer derefter lysstyrken og farven på LED -chips, hvorved det ønskede indhold viser det ønskede indhold på LED -displayet. Figur 1-2-1 viser den topologiske systemstruktur af en LED-skærm. Fra perspektivet af hele LED-displaystrukturen inkluderer LED-display-teknologi LED-displaystyringssystemeteknologi, LED-drevteknologi, LED-display-korrektionsteknologi, LED-emballage-teknologi, LED-lysemitterende chip-teknologi osv.
LED -displayindustri -kædestruktur
De forskellige tekniske links med LED -skærme er tæt integreret til at danne LED -displayindustrikæden. Denne industrikæde er opdelt i tre segmenter: chipenden (opstrøms), emballagenden (midtstrøms) og displayet (nedstrøms), som vist på figuren.
Chip -siden henviser primært til epitaksial skiveproduktion, specifikt LED -chips og relaterede materialer, som er fremstillingsprocessen for LED -chips. Den teknologi, der kræves til denne bestræbelse, omfatter grundlæggende viden inden for kemi og fysik, hvilket resulterer i en høj teknisk barriere for indrejse og en betydelig indflydelse på udviklingen af hele LED -displayindustrikæden.
Emballagesiden henviser primært til emballage af LED -chips, specifikt forsamlingen af ED -chips i individuelle pixelenheder. Produkter, der typisk er involveret i denne proces, inkluderer dippakkede LED-enheder og SMD-pakkede LED-pixels. Denne proces bruger specialiserede processteknologier til at forme chip-side-produkterne til en form, der letter håndtering og lodning.
Display -siden henviser primært til færdige LED -skærme, nemlig LED -displaymoduler, LED -indkapslinger og LED -skærme. Dette segment involverer en bred vifte af industrier, herunder driverchips, strømforsyninger, kontrolsystemer og hardware -kabinetter.
Tidlige teknologiudviklingstidslinje
LED-skærme har udviklet sig fra ultra-store udendørs tonehøjde til fin indendørs tonehøjde og nu til ultra-fine indendørs tonehøjde. Hovedårsagen til dette er, at tidlige LED-lysemitterende halvledere led af lav lysende effektivitet og en enkelt farvedisplay, hvilket begrænser deres applikation til enkle displayapplikationer, såsom kun-døråbningsannoncer og trafikskilte, der viser symboler og enkle farver. Først efter effektivitetsspørgsmålet var løst, gik LED-skærme ind i fuldfarve-æraen. På det tidspunkt var DOT-tonehøjden imidlertid stadig meget stor, primært brugt til udendørs reklame, informationsmeddelelser og andre applikationer, der krævede visning af ultra-lang afstand.
Med teknologiske fremskridt og fremkomsten af SMD -emballageknologi har LED -display -prikpladser været i stand til at nå P3.9 eller endda P2.5. Dette gjorde, at LED -skærme blev installeret i udendørs spillesteder med tæt visningsafstande, såsom koncerter og samfundsplazaer, og nogle begyndte endda at blive brugt indendørs. Da DOT -tonehøjden af LED -skærme nåede P2.0 eller derunder, blev LED -skærme almindelige på mange indendørs lokationer, såsom indkøbscenter -rulletrapper, butiksindgange og virksomhedsudstillingslokaler. Kontinuerlig teknologisk innovation driver udviklingen af LED -skærme og deres indtræden i nye felter. Forskellige DOT -pladser medfører forskellige applikationsscenarier, der kræver forskellige teknologier og løsning af forskellige problemer.
LED -chip -teknologi og dens udvikling
Princippet om LED -lysemission er enkelt. Først skal en LED -chip have et PN -kryds. P -regionen er primært huller, mens N -regionen primært er elektroner. Det punkt, hvor P- og N -regionerne mødes kaldes PN -krydset. For det andet, når den fremadrettede forspændingsspænding øges, spredes bærerne i P- og N -regionerne mod hinanden, hvilket får elektroner og huller til at migrere. På dette tidspunkt rekombineres elektroner og huller for at generere energi, der omdannes til fotoner og udsendes. Farven på det udsendte lys bestemmes primært af lysets bølgelængde, der bestemmes af materialet i PN -krydset.
I løbet af LED -udvikling har Chip Technology gennemgået adskillige innovationer og udviklinger. Oprindeligt, på grund af processteknologibegrænsninger, var PN -krydset mellem LED -chips store, hvilket indirekte påvirkede størrelsen på LED -perler. Med den kontinuerlige fremme af processteknologi og LED -chipstruktur er LED -chips blevet mere og mere mindre, endda nået størrelser på 100μm og derunder.
I øjeblikket er der tre vigtigste LED -chipstrukturer. Den mest almindelige er ansigts-opstrukturen, efterfulgt af de lodrette og flip-chip-strukturer ,. Den ansigtets struktur er den tidligste chipstruktur og bruges også ofte i LED-skærme. I denne struktur er elektroderne placeret øverst med følgende sekvens: P-GAN, flere kvantebrønde, N-GAN og substrat. Den lodrette struktur bruger et højt termisk ledningsmetalsubstrat (såsom Si, GE og Cu) i stedet for et safirsubstrat, hvilket forbedrer varmeafledningseffektiviteten markant. De to elektroder i den lodrette struktur er placeret på hver side af det LED -epitaksiale lag. Gennem N -elektroden flyder strøm næsten helt lodret gennem det LED -epitaksiale lag, minimerer lateral strømstrøm og forhindrer lokal overophedning. Fra top til bund består flip-chip-strukturen af et substrat (typisk et safirsubstrat), N-GAN, flere kvantebrønd P-GAN, elektroder (P- og N-elektroder) og buler. Substratet vender opad, og de to elektroder er på samme side (vendt nedad). Bulerne er direkte forbundet til basen (undertiden kaldet et substrat, såsom et PCB -underlag) nedad, hvilket forbedrer kernens termiske ledningsevne og giver højere lysende effektivitet.
LED -emballage -teknologi og dens udvikling
Emballage er et vigtigt trin i udviklingen af LED -skærme. Dens funktion er at forbinde de eksterne fører til elektroderne på LED -chip, mens den også beskytter chippen og forbedrer lysende effektivitet. God emballage kan forbedre den lysende effektivitet og varmeafledning af LED -skærme og derved udvide deres levetid. Gennem udviklingen af LED-skærme er emballageteknologierne, der opstod i rækkefølge, DIP (dobbelt in-line-pakke), SMD (overflademonteringsenhed), IMD (integreret matrixenhed), COB (chip-on-board) og MIP (mikroleret i pakke).
Display ved hjælp af DIP-emballageknologi omtales ofte som direkte-inst-skærme. LED -lampeperler fremstilles af producenter af lampeperleemballage og indsættes derefter i LED PCB med LED -modul og displayproducenter. Bølgelodning udføres derefter for at skabe DIP-semi-udendørs og udendørs vandtætte moduler.
Skærme ved hjælp af SMD-emballageknologi kaldes ofte overflademonteringsskærme. Denne emballageteknik indkapsler tre RGB -LED'er inden for en enkelt kop for at danne en RGB -pixel. LED-skærme i fuld farve, der er produceret med SMD-emballageknologi, tilbyder en bredere synsvinkel end dem, der er produceret med dipemballage-teknologi, og overfladen kan behandles for diffus lysreflektion, hvilket resulterer i en meget mindre kornet effekt og fremragende lysstyrke og farveuniformitet.
Skærme ved hjælp af IMD-emballageknologi kaldes ofte alt-i-en-skærme. IMD -emballageknologi indkapsler flere RGB -pixels inden for en stor kop, der i det væsentlige falder under paraplyen i SMD -emballage. Ud over at udnytte den eksisterende SMD -processteknologi giver IMD -emballage mulighed for en meget lille pixelhøjde, der bryder gennem den eksisterende SMD -emballagebarriere.
Skærme ved hjælp af COB -emballageknologi først lodde LED -chippen direkte til PCB og forsegle den derefter med et lag harpikslim. COB -emballage eliminerer SMD -processen med indkapsling af RGB -LED -chips i koppen for at danne individuelle pixels, og eliminerer også blandingen af LED'er, der kræves med SMD -emballage. Derfor lider COB -emballageknologi af dårlig visningsuniformitet, hvilket kræver LED -display -kalibreringsteknologi for at tackle dette. COB -emballageknologi er imidlertid tættere på overfladelyskilder, hvor hver pixel kan prale af en meget bred lysudgangsvinkel, fremragende beskyttelse og evnen til at opnå en meget lille pixelbane.
MIP -emballageteknologi er faktisk mere et mellemliggende mellem SMD- og COB -emballageteknologier. Det involverer at placere LED -chip på en PCB og derefter skære PCB i individuelle pixelstørrelser. Dette muliggør blandet belysning, der ligner SMD -emballage, hvilket sikrer iboende ensartethed og samtidig sikrer beskyttelse.
LED -driverteknologi og dens udvikling
Driverchips omtales generelt som driver ICS. Tidlige LED-skærme var primært enkelt- og dobbeltfarve ved anvendelse af konstant spændingsdriver ICS. I 1997 introducerede mit land den første dedikerede driver IC til LED-skærme i fuld farve, der udvides fra 16 gråskala-niveauer til 8192. Efterfølgende blev konstante strømchauffører den foretrukne driver til LED-skærme i fuld farve, drevet af de unikke egenskaber ved LED-belysning. På samme tid erstattede mere integrerede 16-kanals-chauffører 8-kanals drivere. I slutningen af 1990'erne lancerede japanske virksomheder som Toshiba og amerikanske virksomheder som Allegro og T successivt 16-kanals førte konstant-styrende driver ICS. I det tidlige 21. århundrede begyndte kinesiske virksomheder også masseproducerende og brugte disse driver-IC'er. I dag, for at tackle PCB-ledningsspørgsmålene i Fine-pitch-LED-skærme, har nogle driver IC-producenter lanceret meget integrerede 48-kanals LED-konstant-styrende driver ICS.
I driften af et LED-display i fuld farve er førerens rolle at modtage displaydata (fra et modtagelseskort), der overholder protokollspecifikationerne og internt genererer PWM (pulsbredde modulering) og strømtidsvariationer til at udsende en PWM-strøm relateret til lysstyrke og gråskala-opdateringsrater for at belyse LEDS. LED driver ICS kan opdeles i generelle formål IC'er og specialiserede IC'er. Generelle ICS er ikke designet specifikt til LED-skærme, men snarere chips, der matcher nogle af de logiske funktioner på LED-skærme. Dedikerede IC'er er designet baseret på de lysemitterende egenskaber ved LED'er og er specifikt designet til LED-skærme. Følgende diagram viser deres arkitektur. LED'er er aktuelle afhængige enheder, og deres lysstyrke ændres med strøm. Imidlertid kan denne aktuelle ændring medføre, at bølgelængden af LED -lyschippen skifter, hvilket indirekte fører til farvevandorrøring. Et vigtigt træk ved dedikerede IC'er er deres evne til at tilvejebringe en konstant strømkilde. Denne konstante strømkilde sikrer et stabilt LED-drev, der eliminerer flimmer og farvevand, og er vigtig for billedkvalitet af høj kvalitet på LED-skærme.
Ovenstående driver IC-tilgang kaldes PM (passiv matrix) kørsel, også kendt som passiv kørsel eller passiv placeringsbaseret kørsel. Med fremkomsten af mikro -LED- og MINI -LED fortsætter prikstigningen af skærme med at krympe, hvilket øger densiteten af driverkomponenter og komplicerer PCB -ledninger. Dette påvirker pålideligheden, hvilket driver driver ICS mod højere integration og til gengæld højere scanningstællinger. Jo højere scanningstælling af PM -kørsel, jo værre er visningskvaliteten.
Kører, også kendt som aktiv kørsel eller aktiv placeringsbaseret kørsel. Sammenligning mellem AM og PM -kørsel. Fra et menneskeligt perspektiv ser det ud til at være flimmerfri og er mere behagelig for øjet. Det forbruger også mindre magt. Desuden kræver AM, på grund af dens højere integrationstæthed, færre chips.
LED -displaystyringssystemteknologi og dens udvikling
LED -displaystyringssystemer er nøglen til at opnå fremragende billedkvalitet, og forbedringer af billedkvalitet opnås stort set gennem kontrolsystemet. Et grundlæggende kontrolsystem består af kontrolsoftware (vært computersoftware), en controller (uafhængig masterkontrol) og et modtagerkort. Kontrolsoftwaren konfigurerer primært forskellige displayparametre; Controlleren udfører primært billedsegmentering på videokilden; og modtagerkortet udsender videokilden, der sendes af controlleren i henhold til en bestemt timing -sekvens, hvorved hele displayet belyser.
Controller Development History
Kontrolsystemer, der tjener som det "centrale system" af LED -skærme, optrådte oprindeligt i form af tavler med typiske produkter som Nova Nebula's MSD300. Senere, da display-pixelpladser og applikationsscenarier udviklede sig, dukkede chassisbaserede controllere gradvist op med typiske produkter som Nova Nebula's McTrl600. Senere, da LED-skærme kom ind i indendørs og små lejeblad, var der et krav om enkle displayjusteringer, og controllerformfaktoren udviklede sig, hvilket tilføjede frontpanel LCD-fejlfindingsfunktioner. Typiske produkter inkluderer Nova Nebula's McTrl660. Når display -pixelhøjden fortsætter med at krympe, øges antallet af 4K -skærme på markedet. Dette har øget belastningskapaciteten for en enkelt controller, hvilket kræver en controller, der er i stand til direkte at håndtere 4K -opløsning. Derfor er 16-port controllere dukket op, med et typisk eksempel er Nova Nebula McTrl4K. Efterhånden som visning af pixelhøjde fortsætter med at krympe og applikationsscenarier udvides, øges ydelseskravene til controllere også. Controllere med videobehandlingsfunktioner dukker op med typiske produkter som Nova Nebula V700, V900 og V1260. Nogle projekter kræver også storskærms splejsningsfunktioner, hvilket fører til fremkomsten af controllere med både splejsnings- og videobehandlingsfunktioner. Typiske produkter inkluderer Nova Nebula H2-, H5- og H9 -serien Splicing controllere.
Udviklingen af modtagerkort
I modtagerkortens historie, da LED-skærme oprindeligt først og fremmest blev brugt udendørs, for at lette installation og vedligeholdelse, indeholdt de fleste modtagerkort indbyggede hubgrænseflader, såsom Nova Nebula Dh426. Da LED -skærme overføres fra udendørs til indendørs brug, blev kravene til billedkvalitet, båndbredde og struktur stadig strengere. Dette førte til fremkomsten af modtagerkort med grænseflader med høj densitet, hvilket resulterede i mindre størrelser, såsom Nova Nebula Armor-serien. Med fremkomsten af nye pixelhøjde- og emballageteknologier er LED-skærme i stigende grad blevet brugt i avancerede applikationer såsom hjemmebiograf, uddannelse og sundhedsydelser, hvilket stiller højere krav til kontrolsystemer. Disse krav kræver ikke kun højere billedkvalitet, men også højere billedhastigheder for at sikre en bedre og mere realistisk repræsentation af verden. Dette nødvendiggør modtagekort med højere båndbredde, såsom Nova Nebula CA 50 5 G-modtagerkortet.
Med fremme af mini -LED- og Micro -LED -teknologier bliver kravene til LED -skærme stadig mere strenge og kræver ikke kun højere billedkvalitet og større båndbredde, men også tyndere, mere ergonomiske og mere fleksible strukturelle design. Dette har krævet brugen af kontrol-chip-niveau modtagerkort for at imødekomme disse markedskrav.
