Wyświetlacze LED
Anatomia ekranu LED: od chipa do obudowy
Ekran LED wygląda jak jedna całość, ale to budowa z warstw: od mikroskopijnego chipa, który tworzy światło, po szczelną obudowę, która wszystko chroni. Tu zobaczysz każdy poziom.
Wielki ekran LED jest w istocie zbudowany z bardzo wielu maleńkich lampek: diod LED. Te lampki stoją równo w rzędach na małych płytkach (płytkach drukowanych), a wszystkie te płytki są razem w solidnej, szczelnej obudowie.
Każda lampka ma trzy części: maleńki chip, który tworzy światło, błyszczącą miseczkę pod spodem, która odbija światło do przodu, oraz soczewkę, która powiększa światło i kieruje je we właściwą stronę.
Zewnętrzny ekran LED składa się z pojedynczych diod LED lub skupisk diod LED, przylutowanych do płytek drukowanych umieszczonych w odpornej na warunki atmosferyczne obudowie. Od małego do dużego: chip → lampa LED → piksel → moduł/panel → obudowa.
Lampa LED od środka
Lampa LED zawiera chip LED (czyli „die”), który wytwarza światło. Skład chemiczny warstw półprzewodnikowych (epitaksja i podłoże) określa długość fali, a więc kolor. Pod chipem miseczka reflektora odbija światło do przodu; ta miseczka pełni też rolę bieguna ujemnego (katody), a drucik tworzy biegun dodatni (anodę). Soczewka powiększa światło i ustala kąt widzenia (zwykle 30° lub 70°).
Piksel, moduł i obudowa
Jeden piksel składa się ze skupiska diod LED (w ekranach pełnokolorowych: czerwonej, zielonej i niebieskiej). Piksele znajdują się na modułach; moduły razem tworzą ekran. Oprócz paneli LED obudowa mieści też zasilacz i elektronikę komunikacyjną. Do użytku zewnętrznego ta obudowa jest uszczelniona zgodnie ze stopniem ochrony IP.
Budowa jest hierarchiczna: chip półprzewodnikowy (die) → obudowa (lampa LED) → piksel → moduł/tile → kabina. Przy przepływie prądu die przekształca energię elektryczną w światło wąskopasmowe; epitaksja i podłoże (np. AlInGaP dla czerwieni, InGaN dla zieleni/błękitu) określają długość fali. Miseczka reflektora oraz soczewka/zalewa zbierają, chronią i kierują światło; soczewka ustala kąt widzenia.
Technologia obudowy (packaging)
Sposób obudowania chipów określa osiągalny raster piksela. Przy diodach dyskretnych (DIP) każdy kolor ma własną obudowę z przewlekanymi nóżkami; przy SMD R, G i B są razem w jednej obudowie montowanej powierzchniowo; przy COB nagie chipy leżą bezpośrednio na płytce pod warstwą żywicy. Zobacz artykuł dyskretne vs SMD.
Komponenty systemu
Za panelami LED znajduje się łańcuch zasilacza/zasilaczy, kart odbiorczych i kontrolera/procesora, który rozdziela sygnał obrazu. Obudowa zapewnia odprowadzanie ciepła oraz, dla użytku zewnętrznego, stopień IP przeciw kurzowi i wodzie (przód i tył mogą mieć różne klasy). Jasnością, częstotliwością odświeżania i głębią koloru steruje ta elektronika.