Ինչպես են պատրաստվում LED ցուցիչները. Արտադրողական գործընթաց և տեխնոլոգիաների բացատրություն

Ի՞նչ է թվային LED ցուցիչը. Հիմնարար սահմանում և ինքնաշահագրգիռ առավելություն

Թվային LED ցուցիչ և LCD/OLED. Հիմնարար կառուցվածք և լույսի ստեղծում

Թվային LED էկրանները աշխատում են այլ կերպ, քան մյուս ցուցիչների մեծամասնությունը, քանի որ յուրաքանչյուր փոքր պիքսել իր լույսն է արտադրում՝ օգտագործելով փոքր կիսահաղորդչային տարրեր: Պարզապես LCD սարքերին անհրաժեշտ են հատուկ հեղուկ բյուրեղային շերտեր, ինչպես նաև առանձին LED լուսավորություն հետևից, որպեսզի կարողանան կառավարել այն, ինչ մենք տեսնում ենք: OLED տեխնոլոգիան նույնպես իր լույսն է արտադրում, սակայն օգտագործում է օրգանական նյութեր՝ այլ ոչ թե անօրգանական նյութեր, ինչպես ստանդարտ LED-ներում՝ օրինակ՝ ինդիում-գալիում նիտրիդ կամ ալյումին-ինդիում-գալիում ֆոսֆիդ: Այս LED ցուցիչների կառուցվածքի ձևը նրանց տալիս է որոշ իրական առավելություններ: Նրանք կարող են հասնել անհավանական լուսայնության մակարդակի՝ մոտ 10,000 նիտ արտաքին կիրառման համար, պահպանել լավ տեսանելիություն՝ նույնիսկ 160 աստիճանից ավել անկյուններից դիտելիս, և ընդհանուր առմամբ պահպանում են լուսայնության հաստատունություն ժամանակի ընթացքում՝ առանց այնքան արագ թուլանալու, որքան կարող են այլ տարբերակներ:

Ինքնաթույլատրվող սկզբունք. Ինչպես են RGB LED պիքսելները արտադրում լույս առանց ետնային լուսավորության կամ ֆիլտրների

RGB ենթապիքսելը աշխատում է ինչպես փոքրիկ լամպ: Մագիան տեղի է ունենում, երբ էլեկտրականությունը անցնում է դիոդի հատուկ հանգույցային տարածքով: Այնտեղ էլեկտրոնները հանդիպում են անցքերին և ստեղծում են լուսային մասնիկներ՝ ֆոտոններ, էլեկտրալուսարձակման միջոցով: Ինչն է այս կառուցվածքը այդքան հիանալի դարձնում: Չկա այլ ցուցիչների համար անհրաժեշտ լրացուցիչ բաղադրիչների՝ ինչպես օրինակ ետնային լուսավորության, բևեռային ֆիլտրների կամ գունային ֆիլտրների կարիքը: Սա նշանակում է, որ ցուցիչը կարող է անհատապես կառավարել յուրաքանչյուր պիքսել: Մենք ստանում ենք ավելի խորը սև մակարդակ, քանի որ պիքսելները կարող են ամբողջովին անջատվել: Գույները նույնպես մնում են ճշգրիտ, քանի որ ոչ մի ֆիլտր չի խառնվում դրանց հետ: Արդյունքում ստացվում է ավելի լավ պատկերի որակ համեմատած ավանդական էկրանային տեխնոլոգիաների հետ:

LED ցուցիչի արտադրության գործընթաց. կիսահաղորդչային վաֆլից մինչև ինտեգրված մոդուլ

LED չիփի ստեղծում. էպիտաքսիալ աճ, վաֆլի մշակում և դիե դասավորում

Արտադրության գործընթացը սկսվում է էպիտաքսիալ աճով, որն իրականացվում է մետաղօրգանական քիմիական գոլորշու նստվածքի միջոցով՝ կրճատ՝ MOCVD: Այն իրականացվում է կամ սափիրի կամ սիլիցիումի կարբիդի ենթաշերթերի վրա, որտեղ ստեղծվում են բյուրեղային շերտեր, որոնք վերջնականապես որոշում են, թե արդյոք կստանանք կարմիր լույս AlInGaP նյութերից, կանաչ երանգներ, թե կամ կապույտ ճառագայթում՝ InGaN միացուկներին բնորոշ: Հաջորդը լուսամիկրոգրության գործընթացն է՝ համակցված պլազմային քայքայման տեխնիկաների հետ, որոնք ստեղծում են միկրոնային մասշտաբի փոքր սխեմաներ: Այնուհետև հաջորդում է լեգիրավորման փուլը, որն օգնում է բարելավել կրողների վերամիավորման արդյունավետությունը նյութի մեջ: Երբ ամեն ինչ կտրվում է առանձին միավորների, ավտոմատացված համակարգերը ստուգում են յուրաքանչյուր միկրո LED մատրիցը՝ իր լուսարձակման մակարդակի և ալիքի երկարության համապատասխանության տեսանկյունից: Սակայն միայն այն մատրիցներն են անցնում որակի ստուգումը, որոնց գույնի հանդուրժողականությունը խիստ ±2նմ սահմաններում է: Այս ստուգումն անհատական է, քանի որ նույնիսկ մեկ չիպի գույնից շեղված արտադրանքը կարող է առաջացնել տեսանելի անհամապատասխանություն, երբ այս բաղադրիչները հետագայում միավորվում են ավելի մեծ ցուցադրման մոդուլներում:

Փաթեթավորում և հավաքածու՝ SMD-ի գերակայություն, ջերմային նախագծում և ավտոմատացված կալիբրացիա

SMD փաթեթավորումը շարունակում է գերակշռել շուկայում՝ դա պայմանավորված է այն բանով, որ այն արտադրությունը հնարավոր է դարձնում մասշտաբավորել և լավ կերպով կառավարում է ջերմային խնդիրները: Ժամանակակից արտադրությունը հիմնված է բարձր ճշգրտությամբ վերցնելու և տեղադրելու մեքենաների վրա, որոնք կարող են միկրոնային ճշգրտությամբ ճշգրիտ տեղադրել LED մահճերը կերամիկական կամ FR4 նյութերի վրա: Ամեն ինչ հարթ ընթանալու համար արտադրողները հաճախ դիմում են ալյումինե ստորին մասեր ունեցող տպագրական հարթակների և հատուկ ջերմային պադերի, որոնք օգնում են կառավարել շահագործման ջերմաստիճանը՝ նախընտրելիորեն պահելով այն 85 աստիճան Ցելսիուսի ստորև, ինչը շատ կարևոր է լույսի արտադրությունը ժամանակի ընթացքում պահպանելու համար: Երբ ամեն ինչ հավաքվում է, կատարվում է հերթական քայլ, երբ ավտոմատացված համակարգերը ստուգում են յուրաքանչյուր առանձին LED-ի գունային հատկությունները և իրական ժամանակում կարգավորում են դրանց միջով անցնող հոսանքը: Սա ապահովում է գույների համապես նույնականությունը բոլոր միավորների միջև, ուստի ոչ ոք չի ավարտում հարևան LED-ների միջև լուսային ինտենսիվության կամ ստվերի ակնհայտ տարբերություններով:

Տապանի ինտեգրում՝ կոնստրուկտիվ ինժեներինգ, սնուցման բաշխում և IP վանդակավորման կնքում

Մոդուլները տեղադրվում են հատուկ նախագծված ալյումինե կոնտեյներների մեջ, որոնք պատրաստված են բավականաչափ ամուր՝ համարյա ցանկացած բնական պայմաններ դիմադրելու համար: Մենք ստուգում ենք այս շրջանակների համապատասխանությունը ուժեղ քամիներին՝ օգտագործելով վերջավոր տարրերի անալիզի ծրագիր, նույնիսկ այն դեպքում, երբ քամու արագությունը հասնում է 150 կիլոմետր ժամում: Էլեկտրամատակարարման համակարգերն ունեն պահեստային բաղադրիչներ, որոնք ապահովում են լարման մակարդակի գրեթե բացակայությունը մեծ տեղակայումներում: Արտաքին տեղադրման դեպքում այս կոնտեյները մատակարարվում են IP65 պաշտպանության դասակարգմամբ՝ շնորհիվ սեղմված պարանոցներից և ջրից վտանգված նյութերից պատրաստված հատուկ հերմետիկ ազդանշանների: Այս համադրությունը կանխում է փոշու թափանցումը և ջրի ներթափանցումը նույնիսկ ուժեղ անձրևների ժամանակ: Ուղարկելուց առաջ յուրաքանչյուր կոնտեյներ ենթարկվում է խիստ փորձարկումների՝ ստվերայն պայմաններ ստեղծելով ծայրահեղ շրջակա միջավայրի համար: Դրանք ենթարկվում են ջերմաստիճանային տատանումների՝ սկսած -30 աստիճան Ցելսիուսից մինչև +60 աստիճան Ցելսիուս, ինչպես նաև մենք դրանք ամբողջովին խորտակում ենք ջրի տակ մեկ ամբողջ օրվա ընթացքում: Այս փորձարկումները նպաստում են հուսալի աշխատանքի՝ անկախ նրանից, թե որտեղ են տեղակայված՝ հսկայական մարզադաշտերում, զբաղված տրանսպորտային կենտրոններում կամ այլ տեղերում, որտեղ սարքավորումները պետք է անսխալ աշխատեն դժվարին պայմաններում:

Ելեկտրական ցուցիչի պիքսելների ճարտարապետություն և գույնի գիտություն

RGB ենթապիքսելների դասավորություն. ուղղակի արտանետման երկրաչափություն, պիքսելների տարածության հետևանքներ և դիտման անկյան օպտիմալացում

Պիքսելները կազմված են առանձին կարմիր, կանաչ և կապույտ դիոդներից, որոնք դասավորվում են որոշակի ձևով՝ սովորաբար վեցանկյունների ձևով, որպեսզի հնարավոր լինի ավելի լավ լույսի խառնուրդ ստանալ և նվազեցնել անհարմար գույների փոփոխությունները՝ անկյունից դիտելիս: Պիքսելների միջև եղած հեռավորությունը, որը կոչվում է պիքսելային քայլ (pixel pitch) և չափվում է միլիմետրերով, ազդում է նկարի սրության վրա և այն հեռավորության վրա, որից դիտողը պետք է տեսնի պատկերը հստակ: Դիտարկենք հետևյալ թվերը. P1.2 հատկանիշ ունեցող էկրանները մեկ քառակուսի մետրում պարունակում են մոտ 694 հազար պիքսել, մինչդեռ P4.8 մոդելները՝ մոտ 44 հազար: Երբ արտադրողները պիքսելները կլաստերավորում են քառակուսիների փոխարեն վեցանկյունների ձևով, գույները հաստատուն մնում են՝ նույնիսկ երբ դիտողները դիտում են ուղիղ անկյունից դուրս: Սա հատկապես լավ է աշխատում սրահի կողքներին նստած կամ հարուստ տուփերում գտնվող մարդկանց համար: Ամենալավ մասը այն է, որ գույների խնդիրները ուղղելու համար լրացուցիչ շերտեր կամ հատուկ թաղանթներ չեն պահանջվում:

Գույնի ճշգրտությունը բացատրված. Կիսահաղորդիչների նյութեր (InGaN, AlInGaP), գունային տիրույթի ծածկույթ և սպիտակ կետի հաստատունություն

Ճշգրիտ գույների գաղտնիքը գտնվում է նյութերի գիտության խորքերում: Կապույտ և կանաչ երանգների համար արտադրողները հիմնվում են ինդիում գալիում նիտրիդի (InGaN) շերտերի վրա, իսկ կարմիրը ստացվում է ալյումին ինդիում գալիում ֆոսֆիդից (AlInGaP): Այս նյութերը ընտրվել են հատկապես այն պատճառով, որ նրանք առաջարկում են ճշգրիտ վերահսկողություն լույսի ալիքային երկարությունների նկատմամբ և պահպանում են մաքուր, մաքուր գունային արտադրություն: Երբ այն իրականացվում է ճիշտ՝ օգտագործելով բարձրորակ էպիտաքսիական տեխնիկաներ, էկրանները կարող են հասնել ավելի քան 90-110 տոկոս NTSC գամուտի ծածկույթի: Սա մոտ 40 տոկոսով ավելի լավ է, քան ինչը կարողանում են ստանդարտ ամենաշատ LCD էկրանները: Գործարանները բնական նյութական անհամապատասխանությունների հետ կապված հարցերը լուծում են հատուկ կալիբրացման գործընթացների միջոցով: Նրանք ստուգում են, թե որքանով է սպիտակ կետերի շեղումը տարբերվում D65 ստանդարտ հղման կետից, և ապա անհատապես կարգավորում են յուրաքանչյուր դիոդի հոսանքը: Սա պահում է գունային սխալները ΔE<3-ից ցածր ամբողջ պայծառության սպեկտրում, որը տարածվում է մինչև 10,000 նիտ: Նույնիսկ երբ էկրանները ենթարկվում են ուժեղ շրջապատող լուսավորության, նրանք պահպանում են իրենց գունային ամբողջականությունը:

Հիմնարար ցուցանիշներ, որոնք որոշում են LED դիսփլեների որակը

Պիքսելների հեռավորություն, լուսանկարչական որակ և դիտման հեռավորություն. Ներքին և արտաքին տարածքների համար LED դիսփլեներ ընտրելու պրակտիկ ուղեցույց

Էկրանի պիքսելների չափը մեծ դեր է խաղում նրանում, թե ինչպես են բաները երևում և թե ինչ տեսակի կառուցվածքն է ամենալավը: Երբ խոսում ենք փոքր պիքսելային քայլերի մասին, 2,5 մմ-ից ցածր այս վերջիններս հիանալի են արտաքին օգտագործման համար, որտեղ մարդիկ կանգնած են մոտիկ, օրինակ՝ կառավարման սենյակներում կամ խանութներում տեսապատեր տեղադրելիս: Այս էկրանները լավ են աշխատում, երբ մարդիկ կանգնած են մեկից տասը մետր հեռավորության վրա: Մյուս կողմից, ավելի մեծ քայլերը՝ P4-ից մինչև P10-ը, ավելի շատ կենտրոնանում են պահպանելով պայծառությունը, ավելի երկար կյանքի տևողությունը և արժեքի հարմարավետությունը արտաքին նշանների կամ ստադիոնների ցուցադրումների համար, որտեղ մարդիկ դիտում են շատ ավելի հեռու հեռավորություններից, հաճախ 100 մետրից ավել: Փաստորեն, այստեղ մի հարմար հնարք կա. պիքսելային քայլի չափը միլիմետրերով բազմապատկեք 1000-ով, որպեսզի ստանաք նվազագույն հեռավորությունը, որից մարդիկ պետք է կանգնեն էկրանից՝ առանձին պիքսելներ չտեսնելու համար: Վերցրեք, օրինակ, P3 ցուցադրումը, երեք մետրից ավելի մոտ ոչ ոք չի ցանկանա տեսնել քառակուսիներ: Ներքին կառուցվածքների համար մեծամասնությունը պահանջում է 1920x1080-ից բարձր լուծաչափ, որպեսզի տեքստը կարդացվելի մնա: Սակայն արտաքին էկրանները պետք է ավելի պայծառ լինեն, քան 5000 նիտը, և ունենան լավ հակադրության հարաբերակցություն՝ պայքարելու համար այդ բոլոր օրվա լույսի և շրջակա լույսի աղբյուրների դեմ:

Թարմացման հաճախականություն, սերնդաշրջանային խորություն և PWM կառավարում. Միացում առանց մակածման շարժման և հեռուստաընկերության տեսակի տեսանյութ

Թարմացման հաճախականությունը՝ չափված Հց-ով, որոշում է, թե ինչպես են էկրանին տեսանելի շարժվող պատկերները: 1920Հց-ից ցածր հաճախականությամբ ցուցադրումները գործողություններով լի տեսարաններ դիտելիս կարող են ցուցադրել անթափանց պատկեր, մինչդեռ պրոֆեսիոնալ կարգավորումների համար անհրաժեշտ է առնվազն 3840Հց, որպեսզի կարողանան առանց տեսողական արտեֆակտների մշակել հեռուստաընկերությունների հետևողական եթերաշրջանները կամ ստուդիայի աշխատանքը: Ինչ վերաբերում է սերնդական խորությանը, սա վերաբերում է սև և սպիտակ գույների միջև գտնվող երանգների քանակին, որոնք ցուցադրումը կարող է արտադրել: 14 բիթանոց համակարգը տալիս է մոտ 16 հազար տարբեր ինտենսիվության մակարդակներ յուրաքանչյուր գունային ալիքով, ինչը նշանակում է, որ մուգից լուսային տիրույթներին աստիճանական անցումների ժամանակ տեսանելի շերտավորում չի առաջանում: Պուլսային լայնության մոդուլացիան, կամ PWM-ը, ինչպես հայտնի է, աշխատում է այնպես, որ LED լամպերը շատ արագ անջատում և միացնում է՝ ճշգրտելով պայծառության մակարդակները: Եթե հաճախականությունը շատ ցածր է, օրինակ՝ ստորև 1000Հց, մարդիկ կարող են նկատել մակույկներ, որոնք ժամանակի ընթացքում առաջացնում են անհարմարություն: Սակայն, երբ արտադրողները անցնում են 3000Հց-ից վեր, նրանք ստանում են շատ ավելի հարթ մութացման էֆեկտներ և լավ աջակցություն HDR պարունակության համար: Սա շատ կարևոր է այն տեղերում, որտեղ պատկերի որակը կարևոր է, օրինակ՝ հեռուստաընկերությունների կամ հիվանդանոցների համար, որտեղ բժիշկները հիմնվում են ճշգրիտ տեսողական տեղեկատվության վրա՝ ախտորոշումներ կատարելու համար:

FAQ բաժին

Ինչ է պիքսելների քայլը և ինչու՞ է դա կարևոր։

Պիքսելների քայլը վերաբերում է թվային LED ցուցիչում գտնվող պիքսելների միջև հեռավորությանը՝ չափված միլիմետրերով։ Դա ազդում է նկարի սրության և անհրաժեշտ դիտման հեռավորության վրա՝ առանձին պիքսելներ չտեսնելու համար։ Փոքր պիքսելների քայլը հարմար է ներքին կիրառությունների համար, որտեղ դիտողները մոտ են, իսկ մեծ քայլերը իդեալական են արտաքին տարածքների համար, որտեղ դիտման հեռավորությունները ավելի են։

Ինչպե՞ս է LED տեխնոլոգիան տարբերվում LCD-ից և OLED-ից։

LED տեխնոլոգիան ներառում է ինքնատողանջատվող պիքսելներ, որոնք լույս են արտադրում կիսահաղորդչային բաղադրիչների միջոցով, ի տարբերություն LCD էկրանների, որոնք ենթալուսավորման կարիք ունեն, և OLED էկրանների, որոնք օգտագործում են օրգանական նյութեր։ Սա տալիս է LED էկրաններին առավելություններ, ինչպիսիք են ավելի բարձր պայծառության մակարդակները և ավելի լավ գույնի ճշգրտությունը՝ առանց լրացուցիչ ֆիլտրների։

Որո՞նք են LED ցուցիչների հիմնական կատարողականի մետրիկները։

LED էկրանների կարևոր աշխատանքային մետրիկներից են պիքսելների քայլը, թույլատրելի սահմանը, թարմացման հաճախականությունը, ստվերային խորությունը և PWM կառավարումը: Այս գործոնները որոշում են էկրանի պարզությունը, պայծառությունը, գույների ճշգրտությունը և շարժվող հաջորդականությունները հարթ ձևով մշակելու կարողությունը: