LED -Display -Technologie
Nach der Verpackung sind LED -Perlen in einem festen Muster auf einer PCB (gedruckte Leiterplatte) angeordnet, um ein LED -Lichtarray zu bilden. Dieses Gerät wird zusammen mit der peripheren Treiberschaltung als LED -Modul (auch als LED -Board bezeichnet) bezeichnet. Mehrere LED -Module, kombiniert in einem regelmäßigen Muster, zusammen mit einer Empfängerkarte und einer Stromversorgung, bilden eine Einheit, die als LED -Schrank bezeichnet wird. Eine LED -Anzeige, die durch Anordnung mehrerer LED -Schränke errichtet wurde, kann das Display nicht zum Anzeigen gültiger Inhalte beleuchten. Eine dedizierte Controller und eine Videoquelle sind erforderlich.
Die Videoquelle kann von Computer, Player, Medienserver, Kamera oder einem anderen Gerät stammen. Diese Geräte geben die Videoquelle an einen LED -Controller aus, der die Videoquelle dekodiert, das Format umwandelt und das Bild schneidet. Der Controller gibt dann das endgültige Datenformat aus, das für die LED -Anzeige an der Empfängerkarte innerhalb des LED -Schranks geeignet ist. Die Empfängerkarte steuert dann die Helligkeit und Farbe der LED -Chips, wodurch die gewünschten Inhalte auf der LED -Anzeige angezeigt werden. Abbildung 1-2-1 zeigt die topologische Systemstruktur einer LED-Anzeige. Aus Sicht der gesamten LED-Anzeigestruktur umfasst die LED-Anzeige-Technologie die LED-Display-Steuerungssystemtechnologie, die LED-Antriebstechnologie, die LED-Display-Korrekturtechnologie, die LED-Verpackungstechnologie, die LED-Leuchttechnologie usw.
LED Display -Industriekettenstruktur
Die verschiedenen technischen Verbindungen von LED -Displays sind eng integriert, um die LED -Display -Industriekette zu bilden. Diese Branchenkette ist in drei Segmente unterteilt: das Chipende (stromaufwärts), das Verpackungsende (Mittelstream) und das Anzeigeende (stromabwärts), wie in der Abbildung gezeigt.
Die Chip -Seite bezieht sich hauptsächlich auf die Produktion von epitaxialen Wafer, insbesondere auf LED -Chips und verwandte Materialien, die das Herstellungsprozess für LED -Chips sind. Die für dieses Bestreben erforderliche Technologie umfasst grundlegendes Wissen in Chemie und Physik, was zu einer hohen technischen Eintrittsbarriere und einem erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der gesamten LED -Display -Industriekette führt.
Die Verpackungsseite bezieht sich hauptsächlich auf die Verpackung von LED -Chips, insbesondere auf die Montage von ED -Chips in einzelne Pixeleinheiten. Zu den Produkten, die normalerweise an diesem Prozess beteiligt sind, gehören tauchverpackte LED-Einheiten und SMD-verpackte LED-Pixel. In diesem Prozess werden spezielle Prozesstechnologien verwendet, um die Chip-Seite-Produkte in eine Form zu formen, die die Handhabung und Löten erleichtert.
Die Anzeigeseite bezieht sich hauptsächlich auf fertige LED -Displays, nämlich LED -Anzeigemodule, LED -Gehäuse und LED -Bildschirme. Dieses Segment umfasst eine breite Palette von Branchen, einschließlich Fahrerchips, Netzteilen, Steuerungssystemen und Hardware -Gehäusen.
Timeline für wichtige Technologienentwicklungen
LED-Displays haben sich von ultra-großer Außenseite bis hin zu feinem Innenplatz bis hin zu ultra-feiner Innenplatz entwickelt. Der Hauptgrund dafür ist, dass frühe LED-lichtemittierende Halbleiter unter einer geringen Effizienz und einer einzigen Farbanzeige litten und ihre Anwendung auf einfache Anzeigeanwendungen beschränkten, z. Erst nachdem das Effizienzproblem behoben worden war, traten LED-Displays in die Vollfarbzeit ein. Zu dieser Zeit war die Punktabteilung der LED-Displays jedoch immer noch sehr groß und wurde hauptsächlich für Werbung im Freien, Informationsnotizes und andere Anwendungen verwendet, die eine ultra-lange Distanzbeobachtung erfordern.
Mit technologischen Fortschritten und der Entstehung der SMD -Verpackungstechnologie konnten LED -Display -Punkt -Tonhöhen P3.9 oder sogar P2.5 erreichen. Dies ermöglichte die Installation von LED -Displays in Outdoor -Veranstaltungsorten mit engen Beobachtungsentfernungen wie Konzerten und Community Plazas, und einige begannen sogar in Innenräumen zu werden. Als die Punktabteilung der LED -Displays P2.0 oder darunter erreichte, wurden LED -Displays an vielen Innenräumen üblich, wie z. B. Einkaufszentren -Rolltruppen, Geschäftseingängen und Unternehmensausstellungsräumen. Kontinuierliche technologische Innovation treibt die Entwicklung von LED -Displays und ihren Eintritt in neue Felder vor. Unterschiedliche Punktstifte bringen unterschiedliche Anwendungsszenarien mit, die unterschiedliche Technologien erfordern und unterschiedliche Probleme lösen.
LED -Chip -Technologie und ihre Entwicklungen
Das Prinzip der LED -Lichtemission ist einfach. Erstens muss ein LED -Chip einen PN -Übergang haben. Die P -Region besteht in erster Linie Löcher, während die N -Region in erster Linie Elektronen besteht. Der Punkt, an dem sich die PN- und N -Regionen treffen, heißt PN Junction. Zweitens, wenn die Vorwärtsvorspannungsspannung erhöht wird, zerstreuen sich die Träger in den P- und N -Regionen zueinander, wodurch Elektronen und Löcher wandern. Zu diesem Zeitpunkt rekombine Elektronen und Löcher, um Energie zu erzeugen, die in Photonen umgewandelt und emittiert werden. Die Farbe des emittierten Lichts wird hauptsächlich durch die Wellenlänge des Lichts bestimmt, das durch das Material des PN -Übergangs bestimmt wird.
Im Laufe der LED -Entwicklung hat die Chip -Technologie zahlreiche Innovationen und Entwicklungen erfahren. Aufgrund der Einschränkungen der Prozesstechnologie waren die PN -Übergänge von LED -Chips zunächst groß und wirkten sich indirekt auf die Größe von LED -Perlen aus. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Prozesstechnologie und der LED -Chip -Struktur sind LED -Chips immer kleiner geworden und erreichen sogar Größen von 100 μm und darunter.
Derzeit gibt es drei Haupt -LED -Chipstrukturen. Am häufigsten ist die Gesichtsstruktur, gefolgt von den vertikalen und Flip-Chip-Strukturen. Die Fac-up-Struktur ist die früheste Chipstruktur und wird auch häufig in LED-Anzeigen verwendet. In dieser Struktur befinden sich die Elektroden oben mit der folgenden Sequenz: P-Gan, mehreren Quantenbrunnen, N-Gan und Substrat. Die vertikale Struktur verwendet ein hochthermisches Metallsubstrat (wie Si, GE und Cu) anstelle eines Saphir-Substrats, wodurch die Effizienz der Wärmeabteilung signifikant verbessert wird. Die beiden Elektroden in der vertikalen Struktur befinden sich auf beiden Seiten der epitaxialen LED -Schicht. Durch die N -Elektrode fließt der Strom durch die LED -epitaxiale Schicht fast vollständig vertikal, wodurch der laterale Stromfluss minimiert und lokalisierte Überhitzung verhindert wird. Von oben nach unten besteht die Flip-Chip-Struktur aus einem Substrat (typischerweise ein Saphir-Substrat), N-Gan, mehrerer Quantenbrunnen-P-Gan, Elektroden (P- und N-Elektroden) und Beulen. Das Substrat tritt nach oben und die beiden Elektroden sind auf derselben Seite (nach unten). Die Unebenheiten sind direkt mit der Basis (manchmal als Substrat bezeichnet, wie z. B. ein PCB -Substrat) nach unten, wodurch die thermische Leitfähigkeit des Kerns erheblich verbessert und eine höhere Leuchtmitteleffizienz liefert.
LED -Verpackungstechnologie und ihre Entwicklung
Die Verpackung ist ein wesentlicher Schritt bei der Entwicklung von LED -Displays. Seine Funktion besteht darin, die externen Leitungen mit den Elektroden des LED -Chips zu verbinden und gleichzeitig den Chip zu schützen und die Leuchtmittel zu verbessern. Eine gute Verpackung kann die leuchtende Effizienz und die Wärmeabteilung von LED -Displays verbessern und damit ihre Lebensdauer verlängern. Während der Entwicklung von LED-Displays sind die nacheinander entstandenen Verpackungstechnologien DIP (Dual Inline-Paket), SMD (Surface Mount Device), IMD (integriertes Matrix-Gerät), COB (Chip-on-Board) und MIP (mikroliert in Paket).
Anzeigen mithilfe der DIP-Verpackungstechnologie werden häufig als Direkteinstellungsanzeigen bezeichnet. LED -Lampenperlen werden mit Herstellern von Lampenperlenverpackungen hergestellt und dann nach LED -Modul und Displayherstellern in das LED -LED -LED -PCB eingeführt. Wellenlötendes wird dann durchgeführt, um Wasserdurchmodulen mit halb-outdoor und im Freien zu erstellen.
Anzeigen mit SMD-Verpackungstechnologie werden häufig als Oberflächenmontage-Displays bezeichnet. Diese Verpackungstechnik fasst drei RGB -LEDs innerhalb eines einzelnen Tasses zusammen, um ein RGB -Pixel zu bilden. Vollfarbige LED-Displays mit SMD-Verpackungstechnologie bieten einen breiteren Betrachtungswinkel als diejenigen, die mit TIP-Verpackungstechnologie hergestellt werden, und die Oberfläche kann zur diffussen Lichtreflexion behandelt werden, was zu einem viel weniger körnigen Effekt und einer hervorragenden Helligkeit und Farbgleichmäßigkeit führt.
Anzeigen mit der IMD-Verpackungstechnologie werden häufig als All-in-One-Displays bezeichnet. Die IMD -Verpackungstechnologie fasst mehrere RGB -Pixel in einer großen Tasse zusammen und fällt im Wesentlichen unter den Dach der SMD -Verpackung. Die IMD -Verpackung ermöglicht nicht nur die vorhandene SMD -Prozesstechnologie, sondern auch eine sehr kleine Pixel -Tonhöhe, die die vorhandene SMD -Verpackungsbarriere durchbricht.
Zeigt mithilfe der Cob -Verpackungstechnologie den LED -Chip zuerst direkt auf die Leiterplatte an und versiegeln Sie ihn dann mit einer Schicht Harzkleber. Die COB -Verpackung beseitigt den SMD -Prozess der Einkapselung der RGB -LED -Chips innerhalb des Bechers, um einzelne Pixel zu bilden, und beseitigt auch die Mischung von LEDs, die mit SMD -Verpackungen erforderlich sind. Daher leidet die COB -Verpackungstechnologie unter einer schlechten Gleichmäßigkeit des Displays und erfordert eine LED -Display -Kalibrierungstechnologie, um dies anzugehen. Die COB -Verpackungstechnologie liegt jedoch näher an Oberflächenlichtquellen, wobei jedes Pixel einen sehr weiten Lichtausgangswinkel, einen hervorragenden Schutz und die Fähigkeit zur Erzielung einer sehr kleinen Pixel -Tonhöhe bietet.
Die MIP -Verpackungstechnologie ist eher ein Zwischenprodukt zwischen SMD- und COB -Verpackungstechnologien. Es umfasst das Platzieren des LED -Chips auf eine Leiterplatte und das Schneiden der PCB in einzelne Pixelgrößen. Dies ermöglicht eine gemischte Beleuchtung, die der SMD -Verpackung ähnelt, um eine inhärente Gleichmäßigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig Schutz zu gewährleisten.
LED -Treibertechnologie und ihre Entwicklung
Fahrerchips werden im Allgemeinen als Treiber -ICS bezeichnet. Frühe LED-Displays waren hauptsächlich Einzel- und Dual-Color-Displays unter Verwendung von ICs mit konstanter Spannungstreiber. 1997 stellte mein Land den ersten dedizierten Treiber-IC für Vollfarb-LED-Displays vor und erweiterte sich von 16 Graustufen auf 8192. Anschließend wurden konstante Stromtreiber zum bevorzugten Treiber für Vollfarb-LED-Displays, die von den einzigartigen Eigenschaften der LED-Beleuchtung angetrieben wurden. Gleichzeitig ersetzten mehr integrierte 16-Kanal-Treiber 8-Kanal-Fahrer. In den späten neunziger Jahren führten japanische Unternehmen wie Toshiba und amerikanische Unternehmen wie Allegro und T nacheinander 16-Kanal-ICS-Fahrer mit konstantem Strom. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts begannen chinesische Unternehmen auch Massenproduktion und nutzten diese Treiber-ICs. Um die PCB-Verkabelungsprobleme von Fine-Pitch-LED-Displays anzugehen, haben einige IC-Hersteller von Treiber hoch integrierten 48-Kanal-LED-LED-ICS-Treiber auf den Markt gebracht.
Beim Betrieb einer Vollfarb-LED-Anzeige besteht die Aufgabe des Treibers darin, Anzeigendaten (aus einer Empfangskarte) zu empfangen, die den Protokollspezifikationen entspricht und intern PWM (Impulsbreitenmodulation) erzeugt, und aktuelle Zeitvariationen, um einen PWM-Strom im Zusammenhang mit Helligkeit und Gryscale-Aktualisierungsraten auszugeben, um die LEDs zu beleuchten. LED-Treiber-ICs können in allgemeine ICs und spezialisierte ICs unterteilt werden. Allgemeine ICs sind nicht speziell für LED-Displays konzipiert, sondern Chips, die zu einigen logischen Funktionen von LED-Anzeigen passen. Dedizierte ICs basieren auf den lichtemittierenden Eigenschaften von LEDs und speziell für LED-Anzeigen ausgelegt. Das folgende Diagramm zeigt ihre Architektur. LEDs sind aktuell abhängige Geräte, und ihre Helligkeit ändert sich mit Strom. Diese aktuelle Änderung kann jedoch dazu führen, dass sich die Wellenlänge des LED -Lichtchips verändert, was indirekt zu Farbverzerrungen führt. Ein wesentliches Merkmal der dedizierten ICS ist die Fähigkeit, eine konstante Stromquelle bereitzustellen. Diese konstante Stromquelle sorgt für einen stabilen LED-Antrieb, wodurch Flimmern und Farbverzerrungen beseitigt werden und für hochwertige Bildqualität auf LED-Displays unerlässlich ist.
Der oben genannte Fahrer-IC-Ansatz wird als PM-Fahrt (Passive Matrix) bezeichnet, das auch als passives Fahren oder passives ortsbasiertes Fahren bezeichnet wird. Mit der Entstehung von Micro -LED und Mini -LED schrumpft die Punktabteilung weiter, wodurch die Dichte der Treiberkomponenten erhöht und die PCB -Verkabelung kompliziert wird. Dies wirkt sich auf die Zuverlässigkeit auf, die Fahrer -ICS in Richtung einer höheren Integration und wiederum höhere Scan -Zahlen. Je höher die Scanzahl des PM -Fahrens, desto schlechter die Anzeigequalität.
Ich fahre, auch als aktives Fahren oder aktives standortbasiertes Fahren bekannt. Vergleich zwischen AM und PM Fahren. Aus menschlicher Sicht scheint ich freefrei und ist für das Auge komfortabler. Es verbraucht auch weniger Strom. Darüber hinaus erfordert das Fahren, wenn ich aufgrund seiner höheren Integrationsdichte fährt, weniger Chips.
LED -Display -Steuerungssystemtechnologie und ihre Entwicklung
LED -Display -Steuerungssysteme sind der Schlüssel zur Erreichung einer hervorragenden Bildqualität, und die Verbesserungen der Bildqualität werden im Rahmen des Steuerungssystems weitgehend erreicht. Ein grundlegendes Steuerungssystem besteht aus Steuerungssoftware (Host -Computer -Software), einem Controller (Independent Master Control) und einer Empfängerkarte. Die Steuersoftware konfiguriert hauptsächlich verschiedene Anzeigeparameter. Der Controller führt hauptsächlich Bildsegmentierung in der Videoquelle durch. und die Empfängerkarte gibt die vom Controller gesendete Videoquelle nach einer bestimmten Zeitablaufsequenz aus, wodurch die gesamte Anzeige beleuchtet wird.
Controller -Entwicklungsgeschichte
Kontrollsysteme, die als "zentrales System" von LED -Displays dienen, traten zunächst in Form von Boards mit typischen Produkten wie MSD300 von Nova Nebula auf. Später, als sich die Pixel-Pixel- und Anwendungsszenarien entwickelten, tauchten allmählich auf Chassis-basierte Controller auf, wobei typische Produkte wie MCTRL600 von Nova Nebula. Als LED-Anzeigen in Innen- und kleine Mietanwendungen eintraten, gab es eine Nachfrage nach einfachen Anzeigenanpassungen, und der Controller-Formfaktor entwickelte sich, wobei die Debugging-Funktionen für LCD-Debugginitionen mit Frontpanel hinzugefügt wurden. Typische Produkte sind MCTRL660 von Nova Nebula. Wenn die Anzeigepixel -Tonhöhe weiter schrumpft, nimmt die Anzahl der 4K -Displays auf dem Markt zu. Dies hat die Belastungskapazität eines einzelnen Controllers erhöht und einen Controller erfordert, der die 4K -Auflösung direkt bearbeiten kann. Folglich sind 16-Port-Controller entstanden, wobei ein typisches Beispiel der Nova Nebula McTrl4K ist. Da die Anzeigepixel -Tonhöhe weiter schrumpfen und die Anwendungsszenarien erweitern, steigen die Leistungsanforderungen für Controller ebenfalls. Controller mit Videoverarbeitungsfunktionen entstehen mit typischen Produkten wie dem Nova Nebula V700, V900 und V1260. Einige Projekte erfordern auch großzügige Spleißfunktionen, was zur Entstehung von Controllern mit Spleiß- und Videoverarbeitungsfunktionen führt. Typische Produkte umfassen die Spleißsteuerungen der Nova Nebula H2, H5 und H9.
Die Entwicklung von Empfängerkarten
In der Geschichte der Empfängerkarten, da LED-Displays ursprünglich hauptsächlich im Freien verwendet wurden, enthielten die meisten Empfängerkarten für einfache Installation und Wartung eingebaute Hub-Schnittstellen wie die Nova Nebula DH426. Als LED von Outdoor zu Innennutzung überging, wurden die Anforderungen an die Bildqualität, die Bandbreite und die Struktur immer strenger. Dies führte zur Entstehung von Empfängerkarten mit Schnittstellen mit hoher Dichte, was zu kleineren Größen wie der Nova Nebula Armor Series führte. Mit der Entstehung neuer Pixel-Pitch- und Verpackungstechnologien wurden LED-Displays zunehmend in High-End-Anwendungen wie Heimkino, Bildung und Gesundheitswesen verwendet und höhere Anforderungen an Kontrollsysteme stellen. Diese Anforderungen erfordern nicht nur eine höhere Bildqualität, sondern auch höhere Bildraten, um eine bessere und realistischere Darstellung der Welt zu gewährleisten. Dies erfordert Empfängerkarten mit höheren Bandbreiten, wie die Nova Nebula Ca 50 5 G-Empfängerkarte.
Mit der Weiterentwicklung von Mini -LED- und Mikro -LED -Technologien werden die Anforderungen an LED -Displays immer strenger und fordern nicht nur eine höhere Bildqualität und eine größere Bandbreite, sondern auch dünnere, ergonomische und flexiblere Strukturdesigns. Dies hat die Verwendung von Empfängerkarten auf Chip-Ebene erforderlich, um diese Marktanforderungen zu erfüllen.
