Ինչպես են պատրաստվում LED ցուցիչները. Արտադրողական գործընթաց և տեխնոլոգիաների բացատրություն

Ի՞նչ է թվային LED էկրանը։ Հիմնական սահմանումը և ինքնարտահայտման առավելությունը

Թվային LED էկրան ընդդեմ LCD/OLED-ի. Հիմնարար ճարտարապետություն և լույսի առաջացում

Թվային LED էկրանները տարբերվում են մյուս ցուցադրման տեխնոլոգիաների մեծ մասից, քանի որ յուրաքանչյուր փոքրիկ պիքսել իրականում արտադրում է իր սեփական լույսը՝ փոքր կիսահաղորդչային բաղադրիչների միջոցով: Ավանդական LCD վահանակները կարիք ունեն այդ հատուկ հեղուկ բյուրեղային շերտերի, գումարած առանձին LED լուսավորության՝ դրանց ետևում՝ մեր տեսածը կառավարելու համար: OLED տեխնոլոգիան նույնպես ինքնուրույն լույս է արտադրում, բայց այն օգտագործում է օրգանական նյութեր՝ ստանդարտ LED-ներում, ինչպիսիք են ինդիում-գալիումի նիտրիդը կամ ալյումին-ինդիում-գալիումի ֆոսֆիդը, հանդիպող անօրգանական նյութերի փոխարեն: Այս LED էկրանների կառուցման եղանակը նրանց տալիս է որոշ իրական առավելություններ: Դրանք կարող են հասնել անհավանական պայծառության մակարդակի՝ մոտ 10,000 նիտ՝ բացօթյա կիրառությունների համար, պահպանել լավ տեսանելիություն նույնիսկ 160 աստիճանից բարձր ծայրահեղ անկյուններից դիտելիս, և ընդհանուր առմամբ պահպանել իրենց պայծառությունը հաստատուն ժամանակի ընթացքում՝ առանց այնքան արագ մարելու, որքան մյուս տարբերակները:

Ինքնաճառագայթման սկզբունք. Ինչպես են RGB LED պիքսելները լույս արձակում առանց հետին լուսավորության կամ ֆիլտրերի

RGB ենթապիքսելը գործում է ինչպես իր սեփական փոքրիկ լամպը։ Կախարդանքը տեղի է ունենում, երբ էլեկտրականությունը անցնում է դիոդի հատուկ միացման տարածքով։ Էլեկտրոնները հանդիպում են այնտեղ անցքերի հետ և ստեղծում են լույսի մասնիկներ, որոնք կոչվում են ֆոտոններ՝ էլեկտրոլյումինեսցենցիայի միջոցով։ Ի՞նչն է այս կարգավորումն այդքան հիանալի դարձնում։ Այլ էկրանների համար անհրաժեշտ չեն այնպիսի լրացուցիչ բաղադրիչներ, ինչպիսիք են հետևի լուսավորությունը, բևեռացնող սարքերը կամ գունային ֆիլտրերը։ Սա նշանակում է, որ էկրանը կարող է անհատապես կառավարել յուրաքանչյուր պիքսելը։ Մենք ստանում ենք ավելի խորը սև մակարդակներ, քանի որ պիքսելները կարող են ամբողջությամբ անջատվել։ Գույները նույնպես մնում են ճշգրիտ, քանի որ դրանց հետ խառնաշփոթ չկա։ Արդյունքը ընդհանուր առմամբ շատ ավելի լավ պատկերի որակ է՝ համեմատած ավանդական էկրանային տեխնոլոգիաների հետ։

LED էկրանի արտադրության գործընթաց. կիսահաղորդչային թիթեղից մինչև ինտեգրված մոդուլ

LED չիպերի արտադրություն. էպիտաքսիալ աճեցում, թիթեղների մշակում և մատրիցային տեսակավորում

Արտադրական գործընթացը սկսվում է մետաղաօրգանական քիմիական գոլորշիների նստեցման միջոցով էպիտաքսիալ աճով, կամ կարճ՝ MOCVD: Սա տեղի է ունենում կամ շափյուղայի, կամ սիլիցիումի կարբիդի հիմքերի վրա՝ ստեղծելով այն բյուրեղային շերտերը, որոնք, ի վերջո, որոշում են, թե արդյոք մենք կստանանք կարմիր լույս AlInGaP նյութերից, կանաչ երանգներ, թե՞ InGaN միացություններին բնորոշ կապույտ արտանետումները: Հաջորդը գալիս է ֆոտոլիտոգրաֆիայի աշխատանքը՝ զուգորդված պլազմային փորագրման տեխնիկայի հետ՝ միկրոնային մասշտաբով այդ փոքրիկ միացման նախշերը ստեղծելու համար: Այնուհետև կա լեգիրման փուլը, որը օգնում է բարելավել նյութի ներսում կրիչների վերամիավորման որակը: Երբ ամեն ինչ բաժանվում է առանձին միավորների, ավտոմատացված համակարգերը ստուգում են յուրաքանչյուր միկրո LED մատրից՝ ինչպես պայծառության մակարդակի, այնպես էլ ալիքի երկարության համապատասխանության համար: Սակայն միայն այս խիստ ±2 նմ գունային հանդուրժողականության սահմաններում են հաջողությամբ անցնում որակի ստուգումները: Այս ստուգումը բացարձակապես կարևոր է, քանի որ եթե նույնիսկ մեկ չիպը սահում է անորոշ արտածմամբ, դա կարող է նկատելի անհամապատասխանություններ առաջացնել, երբ այս բաղադրիչները հետագայում հավաքվեն ավելի մեծ ցուցադրման մոդուլների մեջ:

Փաթեթավորում և հավաքում. SMD գերիշխող, ջերմային դիզայն և ավտոմատացված կալիբրացիա

SMD փաթեթավորումը շարունակում է գերիշխել շուկայում՝ շնորհիվ արտադրության մասշտաբավորման և ջերմության հետ կապված խնդիրների լուծման լավ որակի: Ժամանակակից արտադրությունը հիմնված է բարձր ճշգրտությամբ հավաքման և տեղադրման մեքենաների վրա, որոնք կարող են ճշգրիտ տեղադրել LED մատրիցները կերամիկական կամ FR4 նյութերի վրա՝ միկրոնային մակարդակի ճշգրտությամբ: Ամեն ինչ սահուն աշխատելու համար արտադրողները հաճախ դիմում են ալյումինե միջուկով տպատախտակների՝ հատուկ ջերմային բարձիկների հետ միասին, որոնք օգնում են վերահսկել աշխատանքային ջերմաստիճանը՝ իդեալականում այն պահելով 85 աստիճան Ցելսիուսից ցածր, ինչը շատ կարևոր է ժամանակի ընթացքում լույսի հոսքը պահպանելու համար: Ամեն ինչ հավաքելուց հետո կա մեկ այլ քայլ, որի ընթացքում ավտոմատացված համակարգերը ստուգում են յուրաքանչյուր առանձին LED-ի գունային հատկությունները և իրական ժամանակում կարգավորում դրանց միջով հոսող հոսանքը: Սա ապահովում է, որ գույները մնան միատեսակ բոլոր սարքերում, որպեսզի ոչ ոք չհանդիպի պայծառության կամ երանգի նկատելի տարբերությունների հարակից LED-ների միջև:

Պահարանների ինտեգրում. Կառուցվածքային ճարտարագիտություն, էլեկտրաէներգիայի բաշխում և IP-գնահատականով կնքում

Մոդուլները տեղավորվում են հատուկ նախագծված ալյումինե պահարանների մեջ, որոնք բավականաչափ ամուր են՝ դիմանալու բնության ցանկացած հարվածի։ Մենք այս շրջանակները փորձարկում ենք վերջավոր տարրերի վերլուծության ծրագրաշարով՝ ստուգելու համար, թե ինչպես են դրանք դիմանում ուժեղ քամիներին, նույնիսկ մինչև 150 կիլոմետր ժամ արագությամբ քամու դեպքում։ Էլեկտրաէներգիայի համակարգերն ունեն պահեստային բաղադրիչներ, ուստի մեծ կայանքներում լարման մակարդակի տատանումներ գրեթե չկան։ Արտաքին տեղադրման դեպքում այս պահարաններն ունեն IP65 պաշտպանության վարկանիշ՝ շնորհիվ սեղմված միջադիրներից և ջուրը վանող նյութերից պատրաստված հատուկ կնիքների։ Այս համադրությունը թույլ չի տալիս փոշու մասնիկները մտնել ներս՝ նույնիսկ ուժեղ անձրևների ժամանակ։ Առաքումից առաջ յուրաքանչյուր պահարան անցնում է խիստ փորձարկման պայմաններ, որոնք նմանակում են ծայրահեղ միջավայրեր։ Դրանք ենթարկվում են ջերմաստիճանի տատանումների՝ սկսած -30 աստիճան Ցելսիուսից մինչև -60 աստիճան, բացի այդ, մենք դրանք ամբողջությամբ ջրի տակ ենք թողնում ամբողջ օրվա ընթացքում։ Այս փորձարկումները օգնում են ապահովել հուսալի աշխատանք՝ անկախ նրանից, թե դրանք տեղադրված են մեծ սպորտային ասպարեզներում, մարդաշատ տրանսպորտային կենտրոններում, թե ցանկացած այլ վայրում, որտեղ սարքավորումները պետք է անթերի աշխատեն՝ չնայած դժվարին միջավայրին։

LED էկրանի պիքսելային ճարտարապետություն և գունային գիտություն

RGB ենթապիքսելային դասավորություն. ուղղակի ճառագայթման երկրաչափություն, պիքսելային քայլի հետևանքներ և դիտման անկյան օպտիմալացում

Պիքսելները կազմված են առանձին կարմիր, կանաչ և կապույտ դիոդներից, որոնք դասավորված են որոշակի ձևերով, սովորաբար վեցանկյուններով, որպեսզի դրանք կարողանան ապահովել լույսի ավելի լավ խառնուրդ և նվազեցնել այդ նյարդայնացնող գույների տատանումները անկյուններից դիտելիս: Պիքսելների միջև հեռավորությունը, որը կոչվում է պիքսելային քայլ և չափվում է միլիմետրերով, իսկապես ազդում է պատկերի սուր տեսքի և այն մասին, թե որքան մոտ պետք է լինի մարդը, որպեսզի այն պարզ երևա: Նայեք այս թվերին. P1.2 վարկանիշով էկրանները պարունակում են մոտ 694 հազար պիքսել մեկ քառակուսի մետրի վրա, մինչդեռ P4.8 մոդելները կարողանում են ունենալ ընդամենը մոտ 44 հազար: Երբ արտադրողները խմբավորում են պիքսելները վեցանկյուն նախշերով՝ քառակուսիների փոխարեն, գույները մնում են հաստատուն, նույնիսկ երբ դիտողները ուղիղ չեն նայում: Սա հիանալի է աշխատում նաև այն մարդկանց համար, ովքեր նստած են վայրի եզրերին կամ շքեղ արկղերում: Լավագույն մասը՞: Գույնի խնդիրները լուծելու համար լրացուցիչ շերտերի կամ հատուկ թաղանթների կարիք չկա:

Գունային ճշգրտության բացատրություն. կիսահաղորդչային նյութեր (InGaN, AlInGaP), գամմայի ծածկույթ և սպիտակ կետի համապատասխանություն

Ճշգրիտ գույների գաղտնիքը խորը թաքնված է նյութագիտության մեջ: Կապույտ և կանաչ երանգների համար արտադրողները հիմնվում են ինդիում-գալիումի նիտրիդի (InGaN) շերտերի վրա, մինչդեռ կարմիրը ստացվում է ալյումին-ինդիում-գալիումի ֆոսֆիդից (AlInGaP): Այս նյութերը ընտրվել են հատուկ այն պատճառով, որ դրանք ապահովում են լույսի ալիքի երկարությունների ճշգրիտ վերահսկողություն և պահպանում են մաքուր, անարատ գունային ելքը: Երբ դրանք ճիշտ են արվում բարձրորակ էպիտաքսիային տեխնիկայով, էկրանները կարող են հասնել տպավորիչ 90-ից 110 տոկոս NTSC գամմայի ծածկույթի: Սա մոտ 40 տոկոսով ավելի լավ է, քան այն, ինչ կարողանում են ապահովել ստանդարտ LCD էկրանների մեծ մասը: Գործարանները բնական նյութերի անհամապատասխանությունների հետ գործ ունեն ուշադիր կարգաբերման գործընթացների միջոցով: Նրանք ստուգում են, թե որքան հեռու են սպիտակ կետերը շեղվում ստանդարտ D65 հենակետային կետից, ապա առանձին կարգավորում են յուրաքանչյուր դիոդի հոսանքը: Սա գունային սխալները պահում է ΔE<3-ից ցածր ամբողջ պայծառության սպեկտրում, որը հասնում է մինչև 10,000 նիտ: Նույնիսկ պայծառ լուսավորության պայմաններում այս էկրանները պահպանում են իրենց գունային ամբողջականությունը:

LED էկրանի որակը սահմանող հիմնական ցուցանիշները

Պիքսելների քայլը, լուծաչափը և դիտման հեռավորությունը. Գործնական ուղեցույցներ ներսի և դրսի LED էկրանների ընտրության համար

Էկրանի պիքսելների չափը մեծ դեր է խաղում այն բանում, թե որքան պարզ տեսք ունեն պատկերները և ինչպիսի կարգավորումներն են լավագույնս աշխատում: Երբ խոսքը փոքր պիքսելների մասին է, 2.5 մմ-ից պակաս պիքսելները հիանալի են փակ տարածքներում, որտեղ մարդիկ մոտ են կանգնած, օրինակ՝ կառավարման սենյակներում կամ խանութներում տեսապատեր տեղադրելիս: Այս էկրանները լավ են աշխատում, երբ մարդիկ կանգնած են մեկից տասը մետր հեռավորության վրա: Մյուս կողմից, P4-ից մինչև P10 ավելի մեծ պիքսելները ավելի շատ կենտրոնանում են պայծառ մնալու, ավելի երկար ծառայելու և մատչելի լինելու վրա՝ մարզադաշտերում արտաքին ցուցանակների կամ ցուցադրությունների համար, որտեղ մարդիկ դիտում են շատ ավելի հեռու հեռավորություններից, հաճախ՝ ավելի քան 100 մետր հեռավորությունից: Այստեղ կա մի հարմար հնարք, որը պետք է հիշել. բազմապատկեք պիքսելների պիքսելի չափումը միլիմետրերով 1000-ով՝ էկրանից նվազագույն հեռավորությունը ստանալու համար՝ առանց առանձին պիքսելներ տեսնելու: Օրինակ՝ վերցրեք P3 էկրանը, ոչ ոք չի ուզում տեսնել քառակուսիներ, եթե դրանք ավելի մոտ են երեք մետրից: Փակ տարածքներում կարգավորումների համար մեծ մասը պահանջում է 1920x1080-ից բարձր լուծաչափ, որպեսզի տեքստը մնա ընթեռնելի: Սակայն դրսում էկրանները պետք է փայլեն 5000 նիտից ավելի պայծառությամբ և ունենան լավ կոնտրաստի հարաբերակցություն՝ ցերեկային լույսը և շրջապատող այլ լույսի աղբյուրները ճնշելու համար։

Թարմացման հաճախականություն, մոխրագույնի խորություն և PWM կառավարում. Ապահովելով թարթումից զերծ շարժում և հեռարձակման մակարդակի տեսանյութ

Հց-ով չափվող թարմացման հաճախականությունը որոշում է, թե որքան պարզ են երևում շարժվող պատկերները էկրանին: 1920 Հց-ից ցածր հաճախականությամբ էկրանները հակված են մշուշոտություն ցուցադրել գործողություններով լի տեսարաններ դիտելիս, մինչդեռ պրոֆեսիոնալ սարքերին անհրաժեշտ է առնվազն 3840 Հց՝ ուղիղ սպորտային հեռարձակումները կամ ստուդիական աշխատանքները առանց տեսողական արտեֆակտների կառավարելու համար: Երբ խոսքը վերաբերում է մոխրագույն երանգների խորությանը, սա վերաբերում է սևի և սպիտակի միջև երանգների քանակին, որը էկրանը կարող է ստեղծել: 14 բիթային համակարգը յուրաքանչյուր գունային ալիքում տալիս է մոտ 16 հազար տարբեր ինտենսիվության մակարդակ, ինչը նշանակում է, որ մութից լուսավոր տարածքներ աստիճանական անցումների ժամանակ տեսանելի գոտիավորում տեղի չի ունենում: Իմպուլսի լայնության մոդուլյացիան, կամ PWM-ը, ինչպես այն սովորաբար կոչվում է, աշխատում է LED լույսերը շատ արագ միացնելով և անջատելով՝ պայծառության մակարդակը կարգավորելու համար: Եթե հաճախականությունը չափազանց ցածր է, ասենք՝ 1000 Հց-ից ցածր, մարդիկ կարող են նկատել թարթում, որը ժամանակի ընթացքում անհարմարություն է առաջացնում: Բայց երբ արտադրողները գերազանցում են 3000 Հց-ը, նրանք ստանում են շատ ավելի հարթ մարման էֆեկտներ և HDR բովանդակության ավելի լավ աջակցություն: Սա շատ կարևոր է այն վայրերում, որտեղ պատկերի որակը բացարձակապես կարևոր է, ինչպիսիք են հեռուստատեսային հեռարձակման հաստատությունները կամ հիվանդանոցները, որտեղ բժիշկները ախտորոշման համար ապավինում են ճշգրիտ տեսողական տեղեկատվությանը:

FAQ բաժին

Ի՞նչ է պիքսելային անկյունը (pixel pitch) և ինչո՞ւ է այն կարևոր։

Պիքսելային քայլը վերաբերում է թվային LED էկրանի պիքսելների միջև եղած հեռավորությանը, որը չափվում է միլիմետրերով: Այն ազդում է պատկերի սրության և առանձին պիքսելները չտեսնելու համար անհրաժեշտ դիտման հեռավորության վրա: Փոքր պիքսելային քայլքերը հարմար են փակ տարածքներում կիրառման համար, որտեղ դիտողները մոտ են, մինչդեռ ավելի մեծ քայլքերը իդեալական են բացօթյա միջավայրերի համար, որտեղ դիտման հեռավորություններն ավելի մեծ են:

Ինչո՞վ է LED տեխնոլոգիան տարբերվում LCD և OLED տեխնոլոգիաներից։

LED տեխնոլոգիան ներառում է ինքնարձակող պիքսելներ, որոնք լույս են արձակում կիսահաղորդչային բաղադրիչների միջոցով, ի տարբերություն LCD էկրանների, որոնք պահանջում են լուսավորություն, և OLED էկրանների, որոնք օգտագործում են օրգանական նյութեր: Սա LED էկրաններին տալիս է առավելություններ, ինչպիսիք են՝ ավելի բարձր պայծառության մակարդակը և ավելի լավ գունային ճշգրտությունը՝ առանց լրացուցիչ ֆիլտրերի:

Որո՞նք են LED էկրանների որոշ հիմնական ցուցանիշները:

LED էկրանների կարևոր ցուցանիշներից են պիքսելների բարձրությունը, լուծաչափը, թարմացման հաճախականությունը, մոխրագույնի խորությունը և PWM կառավարումը: Այս գործոնները որոշում են էկրանի պարզությունը, պայծառությունը, գույների ճշգրտությունը և շարժման հաջորդականությունները սահուն մշակելու ունակությունը: