LED Display -teknik
Efter att ha förpackats är LED -pärlor arrangerade i ett fast mönster på ett PCB (tryckt kretskort) för att bilda en LED -ljusuppsättning. Denna enhet, tillsammans med de perifera drivkretsarna, kallas en LED -modul (även känd som en LED -kort). Flera LED -moduler, kombinerade i ett regelbundet mönster, tillsammans med ett mottagarkort och strömförsörjning, bildar en enhet som kallas ett LED -skåp. En LED -skärm, konstruerad genom att ordna flera LED -skåp, kan inte belysa skärmen för att visa giltigt innehåll. En dedikerad styrenhet och videokälla krävs.
Videokällan kan komma från en dator, spelare, mediaserver, kamera eller annan enhet. Dessa enheter matar ut videokällan till en LED -styrenhet, som avkodar videokällan, konverterar formatet och klipper bilden. Styrenheten matar sedan ut det slutliga dataformatet som är lämpligt för LED -displayen till mottagarkortet i LED -skåpet. Mottagarkortet styr sedan ljusstyrkan och färgen på LED -chips och visar därmed önskat innehåll på LED -displayen. Figur 1-2-1 visar den topologiska systemstrukturen för en LED-display. Ur perspektivet av hela LED-displaystrukturen inkluderar LED-display-teknik LED-displaystyrningssystemteknologi, LED-drivteknologi, LED-skärmkorrigeringsteknologi, LED-förpackningsteknologi, LED-lätta chip-teknik, etc.
LED Display Industry Chain Structure
De olika tekniska länkarna för LED -skärmar är nära integrerade för att bilda LED -displayindustrikedjan. Denna industrikedja är uppdelad i tre segment: chipendet (uppströms), förpackningsänden (mittström) och displayänden (nedströms), som visas i figuren.
Chipsidan avser främst epitaxial skivproduktion, särskilt LED -chips och relaterade material, som är tillverkningsprocessen för LED -chips. Den teknik som krävs för denna strävan omfattar grundläggande kunskaper inom kemi och fysik, vilket resulterar i en hög teknisk barriär för inträde och ett betydande inflytande på utvecklingen av hela LED -visningsindustrikedjan.
Förpackningssidan hänvisar främst till förpackningen av LED -chips, särskilt montering av ED -chips till enskilda pixelenheter. Produkter som vanligtvis är involverade i denna process inkluderar doppförpackade LED-enheter och SMD-packade LED-pixlar. Denna process använder specialiserade processteknologier för att forma chip-sidprodukter till en form som underlättar hantering och lödning.
Displaysidan hänvisar främst till färdiga LED -skärmar, nämligen LED -displaymoduler, LED -kapslingar och LED -skärmar. Detta segment involverar ett brett utbud av branscher, inklusive förarchips, strömförsörjning, styrsystem och hårdvaruhöljen.
Tidslinje för nyckelteknikutveckling
LED-skärmar har utvecklats från ultra-stor utomhus tonhöjd till fin inomhus tonhöjd och nu till ultra-fin inomhus tonhöjd. Det främsta skälet till detta är att tidiga LED-ljusledande halvledare led av låg lysande effektivitet och en enda färgskärm, vilket begränsar deras tillämpning till enkla visningsapplikationer, till exempel textreklam för text och trafikskyltar som visar symboler och enkla färger. Först efter att effektivitetsproblemet löstes, var LED-skärmar in i fullfärgs era. Men vid den tidpunkten var prickhöjden för LED-skärmar fortfarande mycket stor, främst användes för utomhusreklam, informationsmeddelanden och andra applikationer som krävde ultralång-avstånd.
Med tekniska framsteg och uppkomsten av SMD -förpackningsteknik har LED -visningspot tonhöjder kunnat nå P3.9 eller till och med P2.5. Detta tillät LED -skärmar att installeras i utomhusplatser med nära visningsavstånd, såsom konserter och samhällsplatser, och vissa började till och med användas inomhus. När prick tonhöjden för LED -skärmar nådde P2.0 eller lägre blev LED -skärmar vanliga på många inomhusplatser, till exempel shoppinggalleri -rulltrappor, butiksingångar och företagens showrooms. Kontinuerlig teknisk innovation driver utvecklingen av LED -skärmar och deras inträde i nya fält. Olika prickplaner ger olika applikationsscenarier, som kräver olika tekniker och löser olika problem.
LED -chipteknik och dess utveckling
Principen för LED -ljusemission är enkel. Först måste ett LED -chip ha en PN -korsning. P -regionen är främst hål, medan N -regionen främst är elektroner. Poängen där P- och N -regionerna möts kallas PN -korsningen. För det andra, när spänningen för framåtförspänningen ökas, sprids bärarna i P- och N -regionerna mot varandra, vilket får elektroner och hål att migrera. Vid denna tidpunkt rekombineras elektronerna och hålen för att generera energi, som omvandlas till fotoner och släpps ut. Färgen på det släppta ljuset bestäms främst av ljusets våglängd, som bestäms av materialet i PN -korsningen.
Under LED -utvecklingen har Chip Technology genomgått många innovationer och utvecklingar. Ursprungligen, på grund av processteknologibegränsningar, var PN -korsningarna hos LED -chips stora, vilket indirekt påverkade storleken på LED -pärlor. Med den kontinuerliga utvecklingen av processteknologi och LED -chipstruktur har LED -chips blivit allt mindre, till och med når storlekar på 100 um och lägre.
För närvarande finns det tre huvudsakliga LED -chipstrukturer. Det vanligaste är ansikts-upp-strukturen, följt av de vertikala och flip-chip-strukturerna ,. Faced-up-strukturen är den tidigaste chipstrukturen och används också vanligtvis i LED-skärmar. I denna struktur är elektroderna belägna överst, med följande sekvens: P-GAN, flera kvantbrunnar, N-GAN och substrat. Den vertikala strukturen använder ett metallunderlag med hög termisk ledningsförmåga (såsom Si, GE och Cu) istället för ett safirsubstrat, vilket förbättrar effektiviteten i värmeavledningen. De två elektroderna i den vertikala strukturen är belägna på vardera sidan av LED -epitaxialskiktet. Genom N -elektroden flyter strömmen nästan helt vertikalt genom LED -epitaxialskiktet, vilket minimerar sidostrantflödet och förhindrar lokal överhettning. Från topp till botten består flip-chip-strukturen av ett underlag (vanligtvis ett safirsubstrat), N-GAN, flera kvantbrunn P-GAN, elektroder (P- och N-elektroder) och stötar. Substratet vetter uppåt, och de två elektroderna är på samma sida (vänd nedåt). Bulorna är direkt anslutna till basen (ibland kallad ett substrat, såsom ett PCB -substrat) nedåt, vilket förbättrar kärnens värmeledningsförmåga kraftigt och ger högre lysande effektivitet.
LED -förpackningsteknik och dess utveckling
Förpackning är ett viktigt steg i utvecklingen av LED -skärmar. Dess funktion är att ansluta de externa lederna till elektroderna i LED -chipet, samtidigt som du skyddar chipet och förbättrar lysande effektivitet. Bra förpackning kan förbättra den lysande effektiviteten och värmeavledningen av LED -skärmar och därmed förlänga deras livslängd. Under hela utvecklingen av LED-skärmar är förpackningsteknologierna som uppstod i sekvensen dopp (dubbelt in-line-paket), SMD (ytmonteringsanordning), IMD (integrerad matrisenhet), COB (chip-on-board) och MIP (mikroled i paketet).
Displayer med hjälp av DIP-förpackningsteknik kallas ofta direktinspektiva skärmar. LED -lamppärlor tillverkas av lamppärlförpackningstillverkare och sätts sedan in i LED -PCB av LED -modul- och displaytillverkare. Våglödning utförs sedan för att skapa dopp halvtoor och utomhusvattentäta moduler.
Displayer med SMD-förpackningsteknik kallas ofta ytmonterade skärmar. Denna förpackningsteknik inkapslar tre RGB -lysdioder inom en enda kopp för att bilda en RGB -pixel. LED-skärmar i fullfärg som produceras med SMD-förpackningsteknik erbjuder en bredare betraktningsvinkel än de som produceras med DIP-förpackningsteknik, och ytan kan behandlas för diffus ljusreflektion, vilket resulterar i en mycket mindre kornig effekt och utmärkt ljusstyrka och färgenhet.
Displayer med IMD-förpackningsteknik kallas ofta allt-i-ett-skärmar. IMD -förpackningsteknik inkapslar flera RGB -pixlar inom en stor kopp, i huvudsak faller under paraplyen för SMD -förpackning. Förutom att utnyttja befintlig SMD -processteknologi möjliggör IMD -förpackningar en mycket liten pixel tonhöjd och bryter igenom den befintliga SMD -förpackningsbarriären.
Skärmar med hjälp av COB -förpackningsteknologi först Slöd LED -chipet direkt till PCB och försegla det sedan med ett lager hartslim. COB -förpackning eliminerar SMD -processen för att kapsla in RGB -LED -chips i koppen för att bilda enskilda pixlar och eliminerar också blandningen av lysdioder som krävs med SMD -förpackningar. Därför lider COB -förpackningstekniken av dålig visningsuniformitet, vilket kräver LED -visningskalibreringsteknik för att hantera detta. Cob -förpackningstekniken är emellertid närmare ytljuskällor, där varje pixel har en mycket bred ljusaffektvinkel, utmärkt skydd och förmågan att uppnå en mycket liten pixel tonhöjd.
MIP -förpackningsteknik är faktiskt mer en mellanprodukt mellan SMD och COB -förpackningsteknologier. Det handlar om att placera LED -chipet på en PCB och sedan klippa PCB i enskilda pixelstorlekar. Detta möjliggör blandad belysning som liknar SMD -förpackningar, vilket säkerställer inneboende enhetlighet samtidigt som man säkerställer skydd.
LED -förare -teknik och dess utveckling
Förarchips kallas vanligtvis förarens ICS. Tidiga LED-skärmar var främst enkel- och dubbelfärg, med konstantspänningsdrivrutin. 1997 introducerade mitt land den första dedikerade drivrutinen för LED-skärmar i fullfärg, som expanderade från 16 gråskala nivåer till 8192. Därefter blev konstantströmförare den föredragna drivrutinen för LED-skärmar i fullfärg, drivna av de unika egenskaperna hos LED-belysning. Samtidigt ersatte mer integrerade 16-kanalsdrivrutiner 8-kanals förare. I slutet av 1990-talet lanserade japanska företag som Toshiba och amerikanska företag som Allegro och T successivt 16-kanals LED-konstantströmförare. I början av 2000-talet började kinesiska företag också massproducerande och använda dessa förarens IC: er. I dag, för att ta itu med PCB-ledningsproblemen med LED-skärmar med finhopp, har vissa förarens IC-tillverkare lanserat mycket integrerade 48-kanals LED-konstantströmförare.
Vid drift av en LED-skärm i fullfärg är förarens roll att ta emot displaydata (från ett mottagande kort) som överensstämmer med protokollspecifikationerna och internt genererar PWM (pulsbreddmodulering) och nuvarande tidsvariationer för att mata ut en PWM-ström relaterad till ljusstyrka och gråskaliga uppdateringshastigheter för att belysa LED: erna. LED-förare IC: er kan delas upp i allmänna IC: er och specialiserade IC: er. Allmänna IC: er är inte utformade specifikt för LED-skärmar, utan snarare chips som matchar några av de logiska funktionerna för LED-skärmar. Dedikerade IC: er är utformade baserat på lysdiodernas ljusemitterande egenskaper och är specifikt utformade för LED-skärmar. Följande diagram visar deras arkitektur. Lysdioder är nuvarande beroende enheter och deras ljusstyrka förändras med strömmen. Denna nuvarande förändring kan emellertid orsaka våglängden för LED -ljuschipet att växla, vilket indirekt leder till färgförvrängning. Ett viktigt inslag i dedikerade IC: er är deras förmåga att tillhandahålla en konstant strömkälla. Denna konstanta strömkälla säkerställer stabil LED-enhet, vilket eliminerar flimmer och färgförvrängning och är avgörande för högkvalitativ bildkvalitet på LED-skärmar.
Ovanstående förarens IC-metod kallas PM (Passive Matrix) körning, även känd som passiv körning eller passiv platsbaserad körning. Med uppkomsten av mikro -LED och mini LED fortsätter prickhöjden för skärmar att krympa, öka tätheten för förarkomponenter och komplicera PCB -ledningar. Detta påverkar tillförlitligheten, vilket driver förarens ICS mot högre integration och i sin tur högre skanning. Ju högre skanningsantal för PM -körning, desto sämre är skärmkvaliteten.
Jag kör, även känd som aktiv körning eller aktiv platsbaserad körning. Jämförelse mellan AM och PM -körning. Ur ett mänskligt perspektiv verkar jag flimmerfri och är bekvämare för ögat. Det förbrukar också mindre kraft. Dessutom kräver jag på grund av dess högre integrationstäthet färre chips.
LED Display Control System Technology och dess utveckling
LED -visningskontrollsystem är nyckeln till att uppnå utmärkt bildkvalitet, och förbättringar av bildkvalitet uppnås till stor del genom styrsystemet. Ett grundläggande kontrollsystem består av kontrollprogramvara (värddatorprogramvara), en styrenhet (oberoende masterkontroll) och ett mottagarkort. Kontrollprogramvaran konfigurerar främst olika visningsparametrar; Kontrollern utför främst bildsegmentering på videokällan; och mottagarkortet matar ut videokällan som skickas av styrenheten enligt en specifik tidssekvens och belyser därmed hela displayen.
Controller Development History
Kontrollsystem, som fungerar som "centrala systemet" för LED -skärmar, dök initialt i form av brädor, med typiska produkter som Nova Nebulas MSD300. Senare, när displaypixel tonhöjder och applikationsscenarier utvecklades, uppstod gradvis chassibaserade styrenheter, med typiska produkter som Nova Nebulas MCTRL600. Senare, när LED-skärmar kom in i inomhus- och små hyresapplikationer, fanns det en efterfrågan på enkla skärmjusteringar, och kontrollerformfaktorn utvecklades och lägger till frontpanel LCD-felsökningsfunktioner. Typiska produkter inkluderar Nova Nebulas MCTRL660. När Display Pixel Pitch fortsätter att krympa ökar antalet 4K -skärmar på marknaden. Detta har ökat lastkapaciteten för en enda styrenhet, vilket kräver en styrenhet som direkt hanterar 4K -upplösning. Följaktligen har 16-portkontroller dykt upp, med ett typiskt exempel som Nova Nebula MCTRL4K. När Display Pixel Pitch fortsätter att krympa och applikationsscenarier expanderar ökar också prestandakraven för styrenheter. Kontroller med videobearbetningsfunktioner dyker upp, med typiska produkter som Nova Nebula V700, V900 och V1260. Vissa projekt kräver också storskärmsskärmningsfunktioner, vilket leder till uppkomsten av styrenheter med både skarvnings- och videobearbetningsfunktioner. Typiska produkter inkluderar Nova Nebula H2-, H5- och H9 -serie skarvstyrenheter.
Utvecklingen av mottagarkort
I mottagarkortens historia, eftersom LED-skärmar initialt primärt användes utomhus, för att underlätta installation och underhåll, innehöll de flesta mottagarkort inbyggda navgränssnitt, till exempel Nova Nebula Dh426. När LED -skärmar övergick från utomhus till inomhusbruk blev kraven för bildkvalitet, bandbredd och struktur allt strängare. Detta ledde till uppkomsten av mottagarkort med gränssnitt med hög täthet, vilket resulterade i mindre storlekar, såsom Nova Nebula Armor-serien. Med uppkomsten av ny pixelhöjd och förpackningsteknologier har LED-skärmar i allt högre grad använts i avancerade applikationer som hemmabio, utbildning och sjukvård, vilket ställer högre krav på kontrollsystem. Dessa krav kräver inte bara högre bildkvalitet utan också högre bildhastigheter för att säkerställa en bättre och mer realistisk representation av världen. Detta kräver kort med högbandbreddmottagarkort, till exempel Nova Nebula Ca 50 5 G-mottagarkort.
Med utvecklingen av Mini LED- och Micro LED -teknik blir kraven för LED -skärmar allt strängare, vilket kräver inte bara högre bildkvalitet och större bandbredd, utan också tunnare, mer ergonomiska och mer flexibla strukturella mönster. Detta har krävt användning av kontroll av kontrollchipnivå för att möta dessa marknadskrav.
