Ao caminhar no shopping, não descobriu que a frente do outdoor eletrônico parece estar faltando alguma coisa! É verdade! As linhas de corte preto originais irritantes como foram. Graças ao rápido declínio nos preços do LED nos últimos anos, graças ao pequeno display LED de ponto Adoramos os aplicativos de publicidade interna para substituir a tela original de empalmes LCD, mas também eliminam a borda preta causada pelo monitor LCD (veja a Figura 1, Figura 2).
Figura 1 tela de empilhamento de LCD, localizada no Aeroporto Internacional de Taoyuan, Terminal II, Mining Alliance, Duty Free Shop acima.
Figura 2 exibição de LED ponto pitch, localizado no Aeroporto Internacional de Taoyuan, o segundo terminal subiu Hengchang Duty Free Shop acima.
Além das exibições comerciais, os displays de ponto-passo LED exibem as vantagens de alto brilho, alto contraste, sem costura e gradualmente aplicam força na sala de controle, teatro indoor e outras aplicações, em vez de splicing de projeção traseira e splicing de LCD.
Em julho de 2017, a Samsung Electronics criou o primeiro cinema em Seul Lotte Theatre com um pequeno display de ponto-pitch para resolução de 406 polegadas e resolução de 4 K (4,096 × 2,160). Brilho Há 146fL, tela de alto brilho é propício para exibir imagens 3D, o desgaste anterior de óculos 3D sentirá a imagem escurecer, esta tela não aparecerá neste problema e suporta a tela HDR, também de acordo com os requisitos de reprodução de DCI. Samsung Electronics move Aplicação de exibição de LED de passo de pixel para outro pico (Figura 3).
Figura 3 Samsung Cinema Screen Crédito da imagem: Samsung
Já em junho de 2016, a SONY demonstrou na Infocomm Las Vegas a primeira tela em grande escala do mundo com MicroLED como fonte de luz (Figura 4), medindo 9,7mx2.7m de tamanho com uma resolução de 8192x2048, É 1,26mm, denominado CLEDIS (Crystal LED Integrated Structure). Na verdade, o CLEDIS não é a SONY pela primeira vez para exibir o display com MicroLED como fonte de luz, já que a CES 2012, a SONY exibira com MicroLED como fonte de luz de exibição 55 A TV de polegada, então chamada de Visor LED de cristal (exibição CLED) (Figura 5), pode ser descrita como o início da exibição MicroLED, Infelizmente, nenhum dos sucessores da CLED Display e CLEDIS tela de 220 polegadas 8K perguntando tanto quanto US $ 1,03 milhão, é desejável Rejeitar, até agora, nenhum desempenho de instalação.
Figura 4 SONY CLEDIS
Figura 5 Display SONY CLED
A ABI Research mostra que o valor de saída global de outdoors para sinalização digital aumentará para US $ 4,5 bilhões em 2016 de USD1,3 bilhões em 2010. Além disso, a pesquisa 2015MarketsandMarkets também apontou que o valor de saída dos painéis de sinalização global atingirá US $ 23,76 bilhões em 2020 Sua taxa anual de crescimento composto atingirá 8,18% (2015 a 2020). De acordo com os dados de mercado do LED, o valor do produto de exibição LED atingirá 5 bilhões de dólares até 2020, incluindo a produção de display LED de pequeno passo até quase 13,5 bilhões de dólares, o ano A taxa de crescimento composto é tão alta quanto 32,42% (2015 a 2020), muito superior à taxa de crescimento anual média composta da conta de sinalização digital global (Tabela 1). Gostaria de aproveitar as vantagens técnicas e os estrangulamentos da MicroLED abaixo.
Tabela 1 LED segundo valor estimado de saída de display LED
Deslocamento LED exibido vantagens únicas
O LED é a conversão elétrica de componentes de luz para a posição do visualizador, o desempenho óptico da prioridade máxima para tudo, por que nenhum encapsulamento de LED de pacote que LED, os dois exemplos a seguir:
Elimine moiré
No entanto, a atual solução de exibição de LED de passo de ponto não é perfeita, a fonte de luz atual é principalmente LED de três-em-um de montagem em superfície, devido a encapsulantes LED, muitas vezes encontramos o uso de telefones celulares ou câmeras quando o display LED encontrou O efeito Moire aparece na foto como mostrado na Figura 6. O princípio é sobrepor duas ondas senotais de igual amplitude em quase a mesma freqüência e a amplitude do sinal composto variará de acordo com a diferença entre as duas freqüências. Freqüência espacial de pixel e freqüência espacial de listras na imagem próxima, é fácil produzir Moire.
Figura 6 A câmera captura o moiré do visor LED
Ângulo visual
As características ópticas mostram que o campo de luz MicroLED é de 140 graus (Figura 7) metade do ângulo do LED SMD convencional (Figura 8) e a especificação do ângulo de visão do painel de luz excederá o tamanho atual da placa de luz em 140 graus. Ângulo de visão> 140o / 125o, também maior do que a estrutura SMD tradicional de cerca de 140o / 60o. Vista lateral, não irá mascarar ou o pacote SMD formalmente bloqueado defeitos de bloqueio, como mostrado na Figura 9.
Figura 7 Campo de luz MicroLED
Figura 8 Campo de luz LED SMD
Figura 9 Vista lateral da tela LED SMD
Portanto, uma tentativa foi feita para adotar um LED COB (Chip On Board) sem embalagem para evitar o moiré eo ângulo de visão causado pela interferência espacial acima, etc. De acordo com a estrutura do chip, o COB pode ser subdividido no chip face-up e no flip-chip (Flip-Chip) em duas formas. Na Figura 10, a forma formal de COB, o eletrodo e o fio estão na superfície emissora de luz, a desvantagem é: o fio (LED) afetará o ângulo de luz do chip LED, eletrodos e fios e outros componentes metálicos Refletindo dará aos espectadores uma forte sensação de reflexão especular, diminuindo o contraste da tela.
O autor pensa que o flip-chip (Flip-Chip) da FIG. 11 é uma solução melhor para o LED livre de encapsulamento COB. Em termos de custo, há menos necessidade de pagar por fiação e materiais; na teoria da óptica, não há luz fora do fio Interferência, uma superfície lisa para cima. Encadernação, o contraste do visor também é relativamente melhorado. Se o tamanho do cristal para distinguir mais de 100μm × 100μm, e com um substrato, chamado Mini-LED, e menor que esse tamanho e não O substrato é chamado MicroLED.
Ativo / passivo drive pros e contras se complementam
A arquitetura do driver LED pode ser dividida em Matriz passiva (Figura 12) e Matriz ativa (Figura 13), as vantagens e desvantagens das duas arquiteturas do driver são exatamente complementares. Unidade passiva com unidade de digitalização seqüencial A linha de varredura é aberta por colunas de forma definida. Quando a corrente passa, a linha de varredura será iluminada. A estrutura da linha de varredura é mais simples do que a condução ativa e não precisa ser usada no processo TFT. A desvantagem é que devido à formação comum dos eletrodos Cross-effect, os dois pixels emissores de luz podem ter crosstalk entre o fenômeno, isto é, uma luz de pixel, o outro pixel pode emitir luz fraca.
Figura 12 MicroLED Passive Drive Architecture
Figura 13 MicroLED Active Drive Architecture
Cada pixel de condução ativa está equipado com um transistor de película fina de poli-Si de baixa temperatura (LTP-Si TFT) com uma função de comutação, e cada pixel está equipado com um capacitor de armazenamento de carga, um circuito de direção periférica e um sistema inteiro de matriz de exibição Integrado no mesmo substrato de vidro. O inversor é uma unidade estática, com um efeito de armazenamento, pode ser uma unidade de carga de 100%, esta unidade não está limitada pelo número de eletrodos de varredura, cada pixel pode ser ajustado de forma independente. Acionamento ativo Nenhum problema de ciclo de trabalho, o driver não está limitado pelo número de eletrodos de varredura, fácil de alcançar alto brilho e alta resolução. A desvantagem é que, além do alto custo de LTPSTFT feito em um substrato de vidro de grande área, diferentes posições do TFT estão freqüentemente em um limiar Voltagem, mobilidade e outros parâmetros elétricos com não uniformidade, essa não-uniformidade será transformada em diferenças de corrente e diferenças de luminosidade do dispositivo de exibição LED, e é percebida pelo olho humano, que o fenômeno de Mura Óxido TFT Embora a uniformidade do processo seja mais Bem, sob pressurização a longo prazo e alta temperatura, a tensão de limiar irá deriva, devido à tela de exibição diferente, as várias partes do painel TFT quantidade limiar diferente da deriva, a diferença fará com que o brilho da tela, uma vez que a imagem relativa ao ecrã anterior esta diferença, assim, muitas vezes apresentada como fenómeno pós-imagem, também conhecido como imagem residual. Por isso, o substrato TFT unidade activa precisa de ser compensado.
Para o LED de grande escala, o uso de PCB como substrato, de modo que o uso da arquitetura de movimentação passiva, quando o tom de pixel se torna denso, o número de linhas a melhorar, então o fenômeno de crosstal entre pixels se tornará mais grave, o fenômeno de diafonia comum é organizado da seguinte forma. O fantasma, o fantasma aparece com maior freqüência na exibição de texto, adjacente à luz LED que não acendeu originalmente, devido a crosstalk causado por luz falsa, como mostrado na Figura 14, esse problema precisa ser corrigido pelo IC do driver no normal na Figura 15 Mostrar.
A Figura 14 mostra um texto fantasma
Figura 15 exibição normal
Em segundo lugar, a primeira linha de escuridão ocorre periodicamente, e você pode notar a escuridão da primeira linha acima e no meio da Figura 16. A primeira linha escura é a carga armazenada pela capacitância parasita do ponto de luz LED A descarga do canal de chip conduzido causada pelo fenômeno de derivação causada pela primeira linha de luz após a descarga da carga de capacitância parasitária foi descarregada, então o fenômeno escuro geralmente ocorre apenas na varredura da primeira linha (exibição normal como mostrado na Figura 17 ).
Figura 16 Primeira linha periódica é fraca
A Figura 17 mostra normalmente
Em terceiro lugar, o brilho do LED é basicamente proporcional ao tamanho da corrente que flui, especialmente o LED de alta eficiência, como MicroLED, pequenas diferenças na corrente direta, o olho humano pode sentir a diferença de brilho. Na arquitetura passiva da varredura da linha de acionamento , Se a consistência atual entre os ICs do driver não for boa, o contraste da leveza do bloco na unidade de IC pode ser facilmente gerado em comparação com a exibição normal da Fig. 18, como mostrado na Fig. 19. A segunda geração do Precision Drive Os ICs do driver podem controlar o erro atual entre os ICs do driver dentro de ± 1,5%, enquanto a corrente de transmissão média de MicroLEDs será tão baixa quanto 15μA ou menos e o alvo de controle de erro atual deve ser comprimido para dentro de ± 1.0%. O design dos CI do driver será um Grande desafio
A Figura 18 mostra normalmente
Figura 19 A uniformidade atual é fraca, resultando em blocos irregulares
O quarto ponto é causado pelo LED de pixels mortos linhas brilhantes, especialmente no design de varredura de linha alta, o fenômeno cruzado, além de estender a direção horizontal do erro de ponto de luz, a direção vertical do ponto de luz também aumentará o número de erros será maior e estenderá Uma vez que os pontos mortos por LEDs aparecem, o fenômeno cruzado será bastante óbvio, resultando em falhas de exibição. Figura 20 O uso de padrões de teste para a varredura oblíqua monocromática branca, pontos mortos LED A situação de falha é a falha do LED azul, de modo que os pixels mortos serão amarelos, Ao mesmo tempo, há um fenômeno de cruzamento com um ponto morto como o centro. A Figura 21 mostra o tiro de teste após o IC do drive ser incorporado para eliminar a função cruzada e o fenômeno cruzado pode ser observado completamente eliminado.
Figura 20 Isolamento de dead-end de LED causado por linha brilhante cruzada
A Figura 21 permite o isolamento de pixels mortos
MicroLED ainda é a solução final
O LED sempre deu às pessoas a impressão de poupar energia e eficiente, pelo menos no LED branco para substituir a iluminação tradicional, é verdade, mas o consumo de energia do visor LED não é menor do que o LCD ou mesmo maior porque o LED exibe que cada pixel O LED de ponto é usado para exibir em vez de iluminação, a intensidade de luz R / G / B das três cores primárias deve ser combinada entre si, compromete-se, portanto, não está operando na corrente mais eficiente, se os LED RGB R / G / B forem operados em A corrente mais eficiente, a cor emitida é muito estranha para o olho humano. O Micro-LED é considerado como o Centinela de MicroLED antes da tecnologia inovadora MicroLED e produz estrangulamentos, o tamanho do chip Mini-LED é hoje em dia 5 × 9mil para 4x7mil, tomando um tamanho de chip de 5x9mil como exemplo. Quando a corrente de operação do LED é de 500μA, a densidade da corrente é 1.65A / cm2 e a melhor Eficiência Quântica Interna no LED é de cerca de 3 ~ 10A / cm2, Se pudermos reduzir o tamanho do chip para 80 × 80μm, a densidade da corrente será aumentada para 7.8A / cm2, levando o LED azul da Figura 22 como exemplo, a eficiência pode ser aumentada em 9,4%.
Figura 22 Densidade de corrente LED azul e eficiência do relacionamento
Outra característica atraente do MicroLED é a economia de custos, que pode ser aumentada para 99,999% com o rendimento da transferência MicroLED ao longo do tempo. Em termos de custo de material, o MicroLED com tamanho de grão 80 × 80μm economiza mais de um Mini-LED de 5 × 9mil 80% dos custos de material, se ampliado em todo o sistema em comparação com o LED SMD, como mostrado na Figura 23, com a exibição LED P1.25 como exemplo, o custo do pixel é reduzido em 82% e o custo de toda a tela é reduzido em 32%.
Figura 23 Comparação de custos de exibição de LEDs P1.25
Desde a aquisição da Luxvue pela Apple em 2014, a MicroLED atraiu a atenção de muitas pessoas na cadeia de suprimentos, desde a epitaxia a montante, até a enorme quantidade de transferência, IC do driver e integração do sistema a jusante, muitos fabricantes concorrendo para entrar neste mercado. MicroLED em comparação com o convencional As vantagens de várias tecnologias de exibição são claras, mas os desafios de atendimento são enormes. Cristal degradado, grande quantidade de transferência, IC de driver, etc. Cada etapa tem um problema difícil de superar, acredito, em vários esforços dos fabricantes E até 2018, veremos os produtos comercializados pela MicroLED, quer sejam monitores grandes, fones de ouvido ou micro-projeção.