Технология светодиодного дисплея
После упаковки светодиодные шарики расположены в фиксированном рисунке на печатной плате (печатная плата), чтобы сформировать массив светодиодного света. Этот блок, наряду с схемой периферического драйвера, называется светодиодным модулем (также известным как светодиодная плата). Несколько светодиодных модулей, объединенных в обычном рисунке, наряду с приемной картой и источником питания, образуют блок, называемый светодиодным шкафом. Светодиодный дисплей, построенный путем расположения нескольких светодиодных шкафов, не может осветить дисплей для отображения достоверного контента. Требуется выделенный контроллер и источник видео.
Источник видео может поступать с компьютера, игрока, медиа -сервера, камеры или другого устройства. Эти устройства выводят источник видео в светодиодный контроллер, который декодирует источник видео, преобразует формат и вырезает изображение. Затем контроллер выводит окончательный формат данных, подходящий для светодиодного дисплея на карту приемника в светодиодном шкафу. Затем карта приемника управляет яркостью и цветом светодиодных чипов, тем самым отображая желаемый контент на светодиодном дисплее. На рисунке 1-2-1 показана структура топологической системы светодиодного дисплея. С точки зрения всей структуры светодиодного дисплея, технология светодиодного дисплея включает в себя технологию системы управления светодиодными дисплеями, технологию светодиодного привода, технологию коррекции светодиодных дисплеев, технологию светодиодной упаковки, технологию светодиодных светодиодов и т. Д.
Структура цепочки отрасли светодиодов
Различные технические ссылки светодиодных дисплеев тесно интегрированы для формирования цепочки индустрии светодиодов. Эта отраслевая цепочка разделена на три сегмента: конец чипа (вверх по течению), конец упаковки (средний поток) и конец дисплея (вниз по течению), как показано на рисунке.
Сторона чипа в первую очередь относится к производству эпитаксиальной пластины, в частности, светодиодные чипы и родственные материалы, которые являются производственным процессом для светодиодных чипов. Технология, необходимая для этого усилия, охватывает фундаментальные знания в области химии и физики, что приводит к высоким техническим барьером для входа и значительному влиянию на развитие всей цепочки отрасль светодиодных отображений.
Сторона упаковки в первую очередь относится к упаковке светодиодных чипов, в частности, сборки чипсов ED в отдельные пиксельные единицы. Продукты, обычно участвующие в этом процессе, включают в себя светодиодные блоки с приготовлением и светодиодные пиксели, упакованные в SMD. Этот процесс использует специализированные технологии процесса для формирования продуктов на стороне чипа в форму, которая облегчает обработку и пайку.
Сторона дисплея в первую очередь относится к готовым светодиодным дисплеям, а именно на светодиодные модули дисплея, светодиодные корпуса и светодиодные экраны. Этот сегмент включает в себя широкий спектр отраслей, в том числе чипы драйверов, расходные материалы, системы управления и аппаратные корпуса.
Ключевой график разработки технологий
Светодиодные дисплеи эволюционировали от сверхуровневого открытого шага до тонкого внутреннего шага, а теперь до сверхскоростного внутреннего шага. Основная причина этого заключается в том, что ранние светодиодные полупроводники страдают низкой яркой эффективностью и одноцветным дисплеем, ограничивая их применение простыми приложениями отображения, такими как реклама для дверей только для текста и знаки трафика, отображающие символы и простые цвета. Только после того, как проблема с эффективностью была решена, Dod Lod Displays входили в полноцветную эру. Тем не менее, в то время точечная шага светодиодных дисплеев все еще была очень большой, в основном использовалась для наружной рекламы, информационных уведомлений и других приложений, требующих сверхурочного просмотра.
Благодаря технологическим достижениям и появлению технологии упаковки SMD, светодиодные точки точки смогли достичь P3.9 или даже P2.5. Это позволило установить светодиодные дисплеи на открытых площадках с расстояниями в тесном просмотре, такими как концерты и общественные площадки, а некоторые даже начали использоваться в помещении. Когда точечная шага светодиодных дисплеев достигла P2.0 или ниже, светодиодные дисплеи стали обычным явлением во многих внутренних местах, таких как эскалаторы торговых центров, входы в магазин и корпоративные выставочные залы. Непрерывные технологические инновации способствуют разработке светодиодных дисплеев и их вступления в новые области. Различные точки приносят разные сценарии применения, требующие различных технологий и решают различные проблемы.
Технология светодиодов и ее разработки
Принцип излучения светодиодного света прост. Во -первых, светодиодный чип должен иметь перекресток PN. Область P представляет собой в первую очередь отверстия, в то время как N -область в основном электронов. Точка, где регионы P и N встречаются, называется PN -соединение. Во -вторых, когда напряжение переднего смещения увеличивается, носители в областях P и N рассеиваются друг в друга, вызывая миграцию электронов и отверстий. На этом этапе электроны и отверстия рекомбинируют на генерацию энергии, которая преобразуется в фотоны и испускается. Цвет излученного света в первую очередь определяется длиной волны света, который определяется материалом соединения PN.
В ходе разработки светодиодов CHIP Technology претерпела многочисленные инновации и эволюции. Первоначально, из -за ограничений технологии процесса, соединения PN светодиодных чипов были большими, косвенно влияли на размер светодиодных бусин. Благодаря непрерывному развитию технологии процессов и светодиодной структуры чипов светодиодные чипы становятся все меньше, даже достигая размеров 100 мкм и ниже.
В настоящее время существует три основных светодиодных структур. Наиболее распространенной является структура лица, за которой следуют вертикальные и флип-чип-структуры. Структура лица-самая ранняя структура чипа и также обычно используется на светодиодных дисплеях. В этой структуре электроды расположены сверху, со следующей последовательности: P-Gan, множественные квантовые скважины, N-Gan и субстрат. Вертикальная структура использует металлическую субстрат с высоким содержанием термической проводности (например, Si, Ge и Cu) вместо сапфировой субстраты, что значительно повышая эффективность рассеяния тепла. Два электрода в вертикальной структуре расположены по обе стороны от светодиодного эпитаксиального слоя. Через N -электрод ток течет почти полностью вертикально через светодиодный эпитаксиальный слой, сводя к минимуму поток бокового тока и предотвращая локализованное перегрев. Сверху вниз структура флип-чипа состоит из субстрата (обычно сапфировой субстрат), N-Gan, множественного квантового скважина P-Gan, электродов (P и N-электродов) и ударов. Субстрат обращается вверх, и два электрода находятся на одной стороне (обращенная вниз). Выдыхания напрямую связаны с основанием (иногда называемой субстратом, таким как субстрат PCB), вниз, значительно повышая теплопроводность сердечника и обеспечивая более высокую силу эффективность.
Технология светодиодной упаковки и ее разработка
Упаковка является важным шагом в разработке светодиодных дисплеев. Его функция состоит в том, чтобы подключить внешние отведения к электродам светодиодного чипа, а также защищать чип и повысить светящуюся эффективность. Хорошая упаковка может повысить яркую эффективность и рассеивание тепла светодиодных дисплеев, тем самым продлевая их срок службы. На протяжении всей разработки светодиодных дисплеев технологии упаковки, возникшие в последовательности, представляют собой DIP (двойной встроенный пакет), SMD (устройство поверхностного монтажа), IMD (интегрированное матричное устройство), COB (чип-набор) и MIP (микроли в пакете).
Дисплеи с использованием технологии упаковки DIP часто называют дисплеями с прямыми мельницами. Светодиодные лампы изготавливаются производителями упаковки из шарики лампы, а затем вставляются в светодиодную печатную плату с помощью светодиодного модуля и производителей дисплеев. Затем волновой пайки выполняется для создания полуатлудного и открытого водонепроницаемых модулей.
Дисплеи с использованием технологии упаковки SMD часто называют поверхностными дисплеями. Эта техника упаковки инкапсулирует три светодиода RGB в одну чашку, образуя один пиксель RGB. Полноцветные светодиодные дисплеи, произведенные с помощью технологии упаковки SMD, предлагают более широкий угол просмотра, чем те, которые производятся с помощью технологии упаковки DIP, а поверхность можно обработать для рассеянного светового отражения, что приводит к гораздо меньшему зернистому эффекту и превосходному яркости и цветовой однородности.
Дисплеи с использованием технологии упаковки IMD часто называют дисплеями All-In-One. Технология упаковки IMD инкапсулирует несколько пикселей RGB в большую чашку, по сути, падает под зонт упаковки SMD. В дополнение к использованию существующей технологии процессов SMD, IMD -упаковка обеспечивает очень маленький пиксельный шаг, прорывая существующий барьер SMD -упаковки.
Дисплей с использованием технологии упаковки COB сначала припаяйте светодиодный чип непосредственно к печатной плате, а затем запечатайте ее слоем клей смола. Упаковка COB устраняет процесс SMD инкапсулирования светодиодных чипов RGB в чашку, образуя отдельные пиксели, а также устраняет смешивание светодиодов, необходимых с SMD -упаковкой. Таким образом, технология упаковки COB страдает от плохой однородности отображения, требующей технологии калибровки светодиодного отображения для решения этого. Тем не менее, технология упаковки COB находится ближе к источникам поверхностного света, причем каждый пиксель может похвастаться очень широким угла света, отличной защиты и способности достичь очень маленького шага пикселя.
Технология упаковки MIP на самом деле является скорее промежуточным соединением между технологиями SMD и упаковки COB. Он включает в себя размещение светодиодного чипа на печатную плату, а затем разрезание печатной платы на отдельные размеры пикселей. Это обеспечивает смешанное освещение, похожее на упаковку SMD, обеспечивая неопределенность, а также обеспечивает защиту.
Технология светодиодов и ее разработка
Чипы драйвера обычно называются ICS драйвера. Ранние светодиодные дисплеи были в первую очередь одно- и двойственные, используя ICS постоянного напряжения. В 1997 году моя страна представила первую специальную IC драйвера для полноцветных светодиодных дисплеев, увеличившись с 16 уровней серого до 8192. Впоследствии драйверы постоянного тока стали предпочтительным драйвером для полноцветных светодиодных дисплеев, обусловленных уникальными характеристиками светодиодного освещения. В то же время более интегрированные 16-канальные драйверы заменили 8-канальные драйверы. В конце 1990-х годов японские компании, такие как Toshiba и американские компании, такие как Allegro и T, последовательно запустили 16-канальные светодиодные водители с постоянным током. В начале 21-го века китайские компании также начали массово производить и использовать эти водители. Сегодня, чтобы решить проблемы с проводкой PCB на светодиодных дисплеях с тонким шагом, некоторые производители IC-драйвера запустили очень интегрированные 48-канальные индивидуальные моделистовые водители.
При работе полноцветного светодиодного дисплея роль драйвера состоит в том, чтобы получить данные отображения (от приемной карты), которая соответствует спецификациям протокола и внутренне генерирует ШИМ (модуляция ширины импульса) и изменения в текущем времени для вывода тока ШВМ, связанных с яркости и скоростью обновления в сероме, чтобы осветить светодиоды. Светодиодные ICS можно разделить на ICS общего назначения и специализированные ICS. ICS общего назначения предназначена не специально для светодиодных дисплеев, а скорее чипов, которые соответствуют некоторым логическим функциям светодиодных дисплеев. Выделенные IC разработаны на основе светодиодных характеристик светодиодов и специально разработаны для светодиодных дисплеев. Следующая диаграмма показывает их архитектуру. Светодиоды являются в зависимости от тока устройства, а их яркость изменяется с током. Тем не менее, это изменение тока может привести к переключению длины волны светодиодного света, что косвенно приводит к искажению цвета. Ключевой особенностью выделенных ICS является их способность обеспечивать постоянный источник тока. Этот постоянный источник тока обеспечивает стабильный светодиодный привод, устраняя мерцание и искажение цвета и необходимо для высококачественного качества изображения на светодиодных дисплеях.
Приведенный выше подход Драйвера называется PM (пассивная матрица), также известный как пассивное вождение или пассивное вождение на основе местоположения. С появлением микроэл -светодиода и мини -светодиода, точечный шаг дисплеев продолжает сокращаться, увеличивая плотность компонентов драйвера и усложняет проводку печатных плат. Это влияет на надежность отображения, водителя водителя в направлении более высокой интеграции и, в свою очередь, более высокого количества сканирования. Тем не менее, чем выше количество сканирования вождения PM, тем хуже качество дисплея.
Я вождь, также известный как активное вождение или активное вождение на основе местоположения. Сравнение между вождением AM и PM. С человеческой точки зрения, я вождение выглядит без мерцания и более удобно для глаз. Это также потребляет меньше власти. Кроме того, я ездит из -за более высокой плотности интеграции, требуется меньше чипов.
Технология системы управления светодиодным дисплеем и ее разработка
Системы управления светодиодным дисплеем являются ключом к достижению превосходного качества изображения, а улучшения качества изображения в значительной степени достигаются через систему управления. Основная система управления состоит из программного обеспечения для управления (программное обеспечение Host Computer), контроллер (независимый управление мастером) и приемную карту. Программное обеспечение управления в основном настраивает различные параметры отображения; Контроллер в основном выполняет сегментацию изображения на видео источника; и приемная карта выводит источник видео, отправленный контроллером в соответствии с конкретной последовательности времени, тем самым освещая весь дисплей.
История развития контроллера
Системы управления, служащие «центральной системой» светодиодных дисплеев, первоначально появлялись в виде досок, с типичными продуктами, такими как MSD300 от Nova Nebula. Позже, когда развивались сценарии пикселей и сценарии приложений, постепенно появлялись контроллеры на основе шасси, с типичными продуктами, такими как Nova Nebula's MCTRL600. Позже, когда светодиодные дисплеи были введены в помещение и небольшие прокатные приложения, возникал спрос на простые корректировки дисплея, а форм-фактор контроллера развивался, добавив возможности отладки ЖК-дисплеев. Типичные продукты включают MCTRL660 Nova Nebula. По мере того, как показ Pixel продолжает сокращаться, количество 4K -дисплеев на рынке увеличивается. Это увеличило грузоподъемность одного контроллера, требуя контроллера, способного напрямую обрабатывать разрешение 4K. Следовательно, появились 16-портовые контроллеры, с типичным примером является Nova Debula McTrl4K. По мере того, как Pixel Pixel продолжает сокращаться, и сценарии применения расширяются, требования к производительности для контроллеров также увеличиваются. Появляются контроллеры с возможностями обработки видео, с типичными продуктами, такими как Nova Nebula V700, V900 и V1260. Некоторые проекты также требуют возможности сплайсинга крупного экрана, что приводит к появлению контроллеров с возможностями сплайсинга и обработки видео. Типичные продукты включают в себя контроллеры сплайсинга серии Nova H2, H5 и H9.
Разработка карт приемника
В истории карт приемника, поскольку светодиодные дисплеи первоначально использовались в основном на открытом воздухе, для простоты установки и обслуживания в большинстве карт приемника были встроенные интерфейсы концентраторов, такие как Nova DH426. Поскольку светодиодные дисплеи, переходящие от наружного использования в помещение, требования к качеству изображения, пропускной способности и структуре становятся все более строгими. Это привело к появлению карт приемника с интерфейсами высокой плотности, что привело к меньшим размерам, таким как серия Anbula Armor Nova. С появлением новых технологий пикселя и упаковки, светодиодные дисплеи все чаще используются в высококлассных приложениях, таких как домашний театр, образование и здравоохранение, что придает более высокие требования к системам управления. Эти требования требуют не только более высокого качества изображения, но и более высокой частоты кадров, чтобы обеспечить лучшее и более реалистичное представление мира. Это требует карт приемника с более высокой пропускной способностью, таких как nova nebula ca 50 5 g-приемник.
С развитием мини -светодиодных и микро -светодиодных технологий требования к светодиодным дисплеям становятся все более строгими, требуя не только более высокого качества изображения и большей полосы пропускания, но также более тонких, более эргономичных и более гибких структурных конструкций. Это потребовало использования карт приемника на уровне управления для удовлетворения этих рыночных требований.
