Teknologi tampilan LED
Setelah dikemas, manik -manik LED diatur dalam pola tetap pada PCB (papan sirkuit cetak) untuk membentuk array lampu LED. Unit ini, bersama dengan sirkuit pengemudi periferal, disebut modul LED (juga dikenal sebagai papan LED). Beberapa modul LED, dikombinasikan dalam pola reguler, bersama dengan kartu penerima dan catu daya, membentuk unit yang disebut kabinet LED. Tampilan LED, dibangun dengan mengatur beberapa lemari LED, tidak dapat menerangi tampilan untuk menampilkan konten yang valid. Diperlukan pengontrol dan sumber video khusus.
Sumber video dapat berasal dari komputer, pemain, server media, kamera, atau perangkat lain. Perangkat ini menghasilkan sumber video ke pengontrol LED, yang mendekode sumber video, mengubah format, dan memotong gambar. Pengontrol kemudian mengeluarkan format data akhir yang cocok untuk tampilan LED ke kartu penerima di dalam kabinet LED. Kartu penerima kemudian mengontrol kecerahan dan warna chip LED, sehingga menampilkan konten yang diinginkan pada layar LED. Gambar 1-2-1 menunjukkan struktur sistem topologi dari tampilan LED. Dari perspektif seluruh struktur tampilan LED, teknologi tampilan LED mencakup teknologi sistem kontrol tampilan LED, teknologi LED Drive, teknologi koreksi tampilan LED, teknologi pengemasan LED, teknologi chip pemancar cahaya LED, dll.
Struktur rantai industri tampilan LED
Berbagai tautan teknis tampilan LED terintegrasi erat untuk membentuk rantai industri tampilan LED. Rantai industri ini dibagi menjadi tiga segmen: ujung chip (hulu), ujung pengemasan (midstream), dan ujung tampilan (hilir), seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Sisi chip terutama mengacu pada produksi wafer epitaxial, khususnya chip LED dan bahan terkait, yang merupakan proses pembuatan untuk chip LED. Teknologi yang diperlukan untuk upaya ini mencakup pengetahuan mendasar dalam kimia dan fisika, menghasilkan hambatan teknis yang tinggi untuk masuk dan pengaruh yang signifikan terhadap pengembangan seluruh rantai industri tampilan LED.
Sisi pengemasan terutama mengacu pada pengemasan chip LED, khususnya perakitan chip ED ke dalam unit piksel individual. Produk yang biasanya terlibat dalam proses ini termasuk unit LED yang dikemas dipaged dan piksel LED yang dikemas SMD. Proses ini menggunakan teknologi proses khusus untuk membentuk produk sisi chip menjadi bentuk yang memfasilitasi penanganan dan penyolderan.
Sisi tampilan terutama mengacu pada layar LED yang sudah selesai, yaitu modul layar LED, penutup LED, dan layar LED. Segmen ini melibatkan berbagai industri, termasuk chip pengemudi, catu daya, sistem kontrol, dan lampiran perangkat keras.
Garis Waktu Pengembangan Teknologi Utama
Pajangan LED telah berevolusi dari lapangan luar yang sangat besar ke lapangan dalam ruangan, dan sekarang ke lapangan dalam ruangan yang sangat halus. Alasan utama untuk ini adalah bahwa semikonduktor pemancar cahaya LED awal menderita efisiensi bercahaya rendah dan tampilan warna tunggal, membatasi aplikasi mereka untuk aplikasi tampilan sederhana, seperti iklan pintu khusus teks dan tanda lalu lintas yang menampilkan simbol dan warna sederhana. Hanya setelah masalah efisiensi diselesaikan, tampilan LED memasuki era penuh warna. Namun, pada saat itu, pitch dot dari tampilan LED masih sangat besar, terutama digunakan untuk iklan di luar ruangan, pemberitahuan informasi, dan aplikasi lain yang membutuhkan tampilan jarak jauh.
Dengan kemajuan teknologi dan munculnya teknologi pengemasan SMD, pitch DOT DOT LED telah dapat mencapai P3.9 atau bahkan P2.5. Ini memungkinkan layar LED dipasang di tempat -tempat luar ruangan dengan jarak tontonan yang erat, seperti konser dan plaza komunitas, dan beberapa bahkan mulai digunakan di dalam ruangan. Ketika pitch dot dari pajangan LED mencapai P2.0 atau di bawah, pajangan LED menjadi umum di banyak lokasi indoor, seperti eskalator pusat perbelanjaan, pintu masuk toko, dan ruang pamer perusahaan. Inovasi teknologi berkelanjutan mendorong pengembangan tampilan LED dan masuk ke bidang baru. Pitch titik yang berbeda membawa skenario aplikasi yang berbeda, membutuhkan teknologi yang berbeda dan memecahkan masalah yang berbeda.
Teknologi Chip LED dan perkembangannya
Prinsip emisi lampu LED sederhana. Pertama, chip LED harus memiliki persimpangan PN. Wilayah P pada dasarnya adalah lubang, sedangkan wilayah N terutama elektron. Titik di mana daerah P dan N bertemu disebut persimpangan PN. Kedua, ketika tegangan bias ke depan meningkat, pembawa di daerah P dan N menyebar ke arah satu sama lain, menyebabkan elektron dan lubang bermigrasi. Pada titik ini, elektron dan lubang bergabung kembali untuk menghasilkan energi, yang dikonversi menjadi foton dan dipancarkan. Warna cahaya yang dipancarkan terutama ditentukan oleh panjang gelombang cahaya, yang ditentukan oleh bahan persimpangan PN.
Selama pengembangan LED, teknologi CHIP telah mengalami banyak inovasi dan evolusi. Awalnya, karena keterbatasan teknologi proses, persimpangan PN chip LED besar, secara tidak langsung berdampak pada ukuran manik -manik LED. Dengan kemajuan teknologi proses yang terus menerus dan struktur chip LED, chip LED menjadi semakin kecil, bahkan mencapai ukuran 100μm dan di bawahnya.
Saat ini, ada tiga struktur chip LED utama. Yang paling umum adalah struktur wajah-up, diikuti oleh struktur vertikal dan flip-chip ,. Struktur wajah-up adalah struktur chip paling awal dan juga umum digunakan dalam tampilan LED. Dalam struktur ini, elektroda terletak di bagian atas, dengan urutan berikut: p-gan, beberapa sumur kuantum, n-gan, dan substrat. Struktur vertikal menggunakan substrat logam konduktivitas tinggi-konduktivitas (seperti Si, GE, dan Cu) alih-alih substrat safir, secara signifikan meningkatkan efisiensi disipasi panas. Dua elektroda dalam struktur vertikal terletak di kedua sisi lapisan epitaxial LED. Melalui elektroda N, arus mengalir hampir seluruhnya secara vertikal melalui lapisan epitaxial LED, meminimalkan aliran arus lateral dan mencegah panas berlebih. Dari atas ke bawah, struktur flip-chip terdiri dari substrat (biasanya substrat safir), N-GAN, beberapa kuantum sumur p-gan, elektroda (elektroda p dan n), dan benjolan. Substrat menghadap ke atas, dan kedua elektroda berada di sisi yang sama (menghadap ke bawah). Benjolan terhubung langsung ke pangkalan (kadang -kadang disebut substrat, seperti substrat PCB) ke bawah, sangat meningkatkan konduktivitas termal inti dan memberikan efisiensi bercahaya yang lebih tinggi.
Teknologi pengemasan LED dan pengembangannya
Kemasan adalah langkah penting dalam pengembangan tampilan LED. Fungsinya adalah untuk menghubungkan timah eksternal ke elektroda chip LED, sementara juga melindungi chip dan meningkatkan efisiensi bercahaya. Kemasan yang baik dapat meningkatkan efisiensi bercahaya dan disipasi panas dari tampilan LED, sehingga memperpanjang umur mereka. Sepanjang pengembangan tampilan LED, teknologi pengemasan yang muncul secara berurutan adalah DIP (paket in-line ganda), SMD (perangkat pemasangan permukaan), IMD (perangkat matriks terintegrasi), COB (chip-on-board), dan MIP (microled dalam paket).
Tampilan menggunakan teknologi pengemasan DIP sering disebut sebagai tampilan langsung. Manik -manik lampu LED diproduksi oleh produsen kemasan manik -manik lampu dan kemudian dimasukkan ke dalam PCB LED oleh Modul LED dan produsen tampilan. Gelombang solder kemudian dilakukan untuk membuat modul tahan air semi-outdoor dan outdoor.
Tampilan menggunakan teknologi pengemasan SMD sering disebut tampilan permukaan-mount. Teknik pengemasan ini merangkum tiga LED RGB dalam satu cangkir untuk membentuk satu piksel RGB. Tampilan LED penuh warna yang diproduksi dengan teknologi pengemasan SMD menawarkan sudut pandang yang lebih luas daripada yang diproduksi dengan teknologi kemasan DIP, dan permukaan dapat dirawat untuk refleksi cahaya difus, menghasilkan efek yang jauh lebih tidak kasar dan kecerahan yang sangat baik serta keseragaman warna.
Tampilan menggunakan teknologi pengemasan IMD sering disebut tampilan all-in-one. Teknologi pengemasan IMD merangkum beberapa piksel RGB dalam cangkir besar, pada dasarnya jatuh di bawah payung kemasan SMD. Selain memanfaatkan teknologi proses SMD yang ada, pengemasan IMD memungkinkan pitch piksel yang sangat kecil, menerobos penghalang kemasan SMD yang ada.
Tampilan menggunakan teknologi pengemasan tongkol pertama solder chip LED langsung ke PCB dan kemudian tutup dengan lapisan perekat resin. Kemasan COB menghilangkan proses SMD untuk merangkum chip LED RGB di dalam cangkir untuk membentuk piksel individual, dan juga menghilangkan pencampuran LED yang diperlukan dengan kemasan SMD. Oleh karena itu, teknologi pengemasan COB menderita keseragaman tampilan yang buruk, membutuhkan teknologi kalibrasi tampilan LED untuk mengatasinya. Namun, teknologi pengemasan COB lebih dekat dengan sumber cahaya permukaan, dengan masing -masing piksel memiliki sudut output cahaya yang sangat lebar, perlindungan yang sangat baik, dan kemampuan untuk mencapai pitch piksel yang sangat kecil.
Teknologi pengemasan MIP sebenarnya lebih merupakan perantara antara teknologi pengemasan SMD dan COB. Ini melibatkan penempatan chip LED pada PCB, lalu memotong PCB menjadi ukuran piksel individual. Ini memungkinkan pencahayaan campuran yang mirip dengan kemasan SMD, memastikan keseragaman yang melekat sambil juga memastikan perlindungan.
Teknologi pengemudi LED dan pengembangannya
Chip pengemudi umumnya disebut sebagai ICS pengemudi. Tampilan LED awal terutama adalah warna tunggal dan ganda, memanfaatkan IC pengemudi tegangan konstan. Pada tahun 1997, negara saya memperkenalkan IC driver khusus pertama untuk tampilan LED penuh warna, memperluas dari 16 level skala abu-abu menjadi 8192. Selanjutnya, pengemudi arus konstan menjadi driver pilihan untuk tampilan LED warna penuh, didorong oleh karakteristik unik pencahayaan LED. Pada saat yang sama, driver 16-channel yang lebih terintegrasi menggantikan driver 8-saluran. Pada akhir 1990-an, perusahaan-perusahaan Jepang seperti Toshiba dan perusahaan-perusahaan Amerika seperti Allegro dan T berturut-turut meluncurkan pengemudi Constan-Current yang dipimpin 16-channel. Pada awal abad ke-21, perusahaan-perusahaan Cina juga mulai memproduksi secara massal dan menggunakan IC pengemudi ini. Saat ini, untuk mengatasi masalah kabel PCB dari tampilan LED fine-pitch, beberapa produsen IC driver telah meluncurkan IC pengemudi arus konstan 48-channel yang sangat terintegrasi.
Dalam pengoperasian tampilan LED penuh warna, peran pengemudi adalah untuk menerima data tampilan (dari kartu penerima) yang sesuai dengan spesifikasi protokol dan secara internal menghasilkan PWM (modulasi lebar pulsa) dan variasi waktu saat ini untuk menghasilkan laju PWM yang terkait dengan kecerahan dan laju pemutaran abu-abu untuk menerangi LED. ICS pengemudi LED dapat dibagi menjadi ICs tujuan umum dan IC khusus. IC General-Purpose tidak dirancang khusus untuk tampilan LED, tetapi lebih banyak chip yang cocok dengan beberapa fungsi logis dari tampilan LED. IC khusus dirancang berdasarkan karakteristik pemancar cahaya LED dan secara khusus dirancang untuk tampilan LED. Diagram berikut menunjukkan arsitektur mereka. LED adalah perangkat yang tergantung saat ini, dan kecerahannya berubah dengan arus. Namun, perubahan saat ini ini dapat menyebabkan panjang gelombang chip lampu LED bergeser, secara tidak langsung mengarah ke distorsi warna. Fitur utama ICS khusus adalah kemampuan mereka untuk menyediakan sumber saat ini yang konstan. Sumber arus konstan ini memastikan drive LED yang stabil, menghilangkan flicker dan distorsi warna, dan sangat penting untuk kualitas gambar berkualitas tinggi pada tampilan LED.
Pendekatan IC pengemudi di atas disebut mengemudi PM (matriks pasif), juga dikenal sebagai mengemudi pasif atau mengemudi berbasis lokasi pasif. Dengan munculnya LED mikro dan LED mini, pitch dot pitch terus menyusut, meningkatkan kepadatan komponen pengemudi dan rumit kabel PCB. Dampak ini menampilkan keandalan, mendorong IC driver menuju integrasi yang lebih tinggi dan, pada gilirannya, jumlah pemindaian yang lebih tinggi. Namun, semakin tinggi jumlah pemindaian mengemudi PM, semakin buruk kualitas tampilan.
Saya mengemudi, juga dikenal sebagai mengemudi aktif atau mengemudi berbasis lokasi aktif. Perbandingan antara AM dan PM mengemudi. Dari perspektif manusia, mengemudi tampak bebas flicker dan lebih nyaman untuk mata. Ini juga mengkonsumsi lebih sedikit daya. Selain itu, mengemudi, karena kepadatan integrasi yang lebih tinggi, membutuhkan lebih sedikit chip.
Teknologi Sistem Kontrol Tampilan LED dan Pengembangannya
Sistem kontrol tampilan LED adalah kunci untuk mencapai kualitas gambar yang sangat baik, dan peningkatan kualitas gambar sebagian besar dicapai melalui sistem kontrol. Sistem kontrol dasar terdiri dari perangkat lunak kontrol (perangkat lunak komputer host), pengontrol (kontrol independen), dan kartu penerima. Perangkat lunak kontrol terutama mengonfigurasi berbagai parameter tampilan; Pengontrol terutama melakukan segmentasi gambar pada sumber video; Dan kartu penerima menghasilkan sumber video yang dikirim oleh pengontrol sesuai dengan urutan waktu tertentu, sehingga menerangi seluruh tampilan.
Sejarah Pengembangan Pengendali
Sistem kontrol, berfungsi sebagai "sistem pusat" dari tampilan LED, awalnya muncul dalam bentuk papan, dengan produk -produk khas seperti MSD300 Nova Nebula. Kemudian, ketika pitch pixel pixel dan skenario aplikasi berevolusi, pengontrol berbasis sasis secara bertahap muncul, dengan produk-produk khas seperti MCTRL600 Nova Nebula. Kemudian, ketika display LED memasuki aplikasi sewa indoor dan kecil, ada permintaan untuk penyesuaian tampilan sederhana, dan faktor bentuk pengontrol berkembang, menambahkan kemampuan debugging LCD panel depan. Produk -produk yang khas termasuk MCTRL660 Nova Nebula. Saat pitch pixel display terus menyusut, jumlah tampilan 4K di pasaran meningkat. Ini telah meningkatkan kapasitas beban pengontrol tunggal, yang membutuhkan pengontrol yang mampu menangani resolusi 4K secara langsung. Akibatnya, pengontrol 16-port telah muncul, dengan contoh khas adalah nova nebula mctrl4k. Saat pitch pixel display terus menyusut dan skenario aplikasi berkembang, persyaratan kinerja untuk pengontrol juga meningkat. Pengontrol dengan kemampuan pemrosesan video muncul, dengan produk -produk khas seperti Nova Nebula V700, V900, dan V1260. Beberapa proyek juga memerlukan kemampuan splicing layar besar, yang mengarah pada munculnya pengontrol dengan kemampuan pemrosesan splicing dan video. Produk khas termasuk pengontrol splicing Nova Nebula H2, H5, dan H9 Series.
Pengembangan kartu penerima
Dalam sejarah kartu penerima, karena display LED awalnya terutama digunakan di luar ruangan, untuk kemudahan pemasangan dan pemeliharaan, sebagian besar kartu penerima menampilkan antarmuka hub bawaan, seperti Nova Nebula DH426. Saat tampilan LED ditransisikan dari penggunaan luar ke dalam ke dalam ruangan, persyaratan untuk kualitas gambar, bandwidth, dan struktur menjadi semakin ketat. Hal ini menyebabkan kemunculan kartu penerima dengan antarmuka kepadatan tinggi, menghasilkan ukuran yang lebih kecil, seperti Nova Nebula Armor Series. Dengan munculnya teknologi pitch dan pengemasan piksel baru, pajangan LED telah semakin banyak digunakan dalam aplikasi kelas atas seperti teater rumah, pendidikan, dan perawatan kesehatan, menempatkan tuntutan yang lebih tinggi pada sistem kontrol. Tuntutan ini tidak hanya membutuhkan kualitas gambar yang lebih tinggi tetapi juga frame rate yang lebih tinggi untuk memastikan representasi dunia yang lebih baik dan lebih realistis. Ini mengharuskan kartu penerima bandwidth yang lebih tinggi, seperti Nova Nebula CA 50 5 G kartu penerima.
Dengan kemajuan teknologi LED mini dan LED mikro, persyaratan untuk tampilan LED menjadi semakin ketat, menuntut tidak hanya kualitas gambar yang lebih tinggi dan bandwidth yang lebih besar, tetapi juga lebih tipis, lebih ergonomis, dan desain struktural yang lebih fleksibel. Ini mengharuskan penggunaan kartu penerima tingkat chip kontrol untuk memenuhi permintaan pasar ini.
