Elektronički informacijski znakovi a dinamična oprema za zvuk i rasvjetu poslužila je kao prototip za prve digitalne ekrane. U početku su se sve temeljile na žaruljama sa žarnom niti. Glavni nedostatak svjetiljki bio je kratak životni vijek - do 500 sati. Nakon 500 sati neprekidnog rada 50% žarulja moglo bi otkazati i trebala bi zamjena.

 

Uvjeti rada na digitalnim zaslonima najnepovoljniji su za svjetiljke: stalni način "on-off". Kako bi se produžio vijek trajanja svjetiljki, izumljena je jednostavna metoda: smanjenje napona napajanja. Svjetiljke su sada radile dulje, ali pojavio se još jedan problem: manjom snagom vidljivi spektar prebacio se u crvenu zonu. Jedan jednobojni zaslon to se lako može zanemariti, ali stvara velike probleme za višebojne zaslone i zaslone u boji.

Da biste zaslon žarulje u postrojenju višebojni je prilično jednostavan: standardne bijele žarulje su ili obojana u crveno, zeleno, plavo i svijetlo-plava ili stavljen iza boja filtera. Svjetlo filteri apsorbira veliki dio zračenja svjetlosti i zadržati svjetlinu zaslona bilo je potrebno staviti reflektor iza svjetiljke. Kvaliteta boja, balans bijele boje i svjetlinu zaslona u potpunosti ovisila o kvaliteti lightfilters i reflektora, njihovo precizno pozicioniranje. Naravno, takvi sustavi su složeniji za proizvodnju i montažu, prostran i skup.

Još jedan ozbiljan nedostatak žarulja sa žarnom niti je njihova visoka potrošnja energije. Na primjer, tipični ekrani s tri inča igralištu (76.2 mm) koriste lampe za auto industriju 1250X (Uwork = 13.5V, ikone = 0.37А, životni vijek 500 sati). Jedan piksel sadržane 4 takve svjetiljke.

Na 12V naponu jedan piksel konzumira 16W, a jedan četvorni metar takvog zaslona konzumira gotovo 3kW energije. Dakle, relativno mali ekran sa 112x84 piksela i slike područja 54.5 četvornih metara pretvorio u snažan energane s maksimalnom potrošnjom energije (bijeli vrh) od 165kW.

To je imalo neke osobite efekte: zimi snijeg ispred ekrana svjetiljke otopio i pretvorio se kiša, a ljeti takvi zasloni pregrijan. Snažan ventilaciju ili klima sustav je potrebno održavati normalan rad zaslona. Ova povećana potrošnja energije i dalje (gotovo 1 / 3 potrošnje energije zaslona). Ventilacija sustav zahtijeva redovite preglede i čišćenja. Troškovi održavanja screen time su astronomske.

Unatoč visokoj potrošnji energije, ukupna svjetlina na ekranima lampa nije bila dovoljna za dnevne operacije, o 2500 gnjida. Da biste povećali svjetlinu postavljanjem svjetiljki bliže bilo nepraktično: svako povećanje razlučivosti dovesti do povećanja potrošnje energije i značajnih problema s topline.

Sljedeći ozbiljan problem zaslona svjetiljki bila je opasnost od požara. Uz veliku potrošnju energije i veliku emisiju topline, velike struje i snažne ventilatore, plastične dijelove i kilometre kabela - vjerojatnost požara bila je opipljiva. Razna sredstva za zaštitu od požara dovela su do niže pouzdanosti zaslona i većih troškova proizvodnje. U ovoj fazi tehnološkog razvoja bilo je nemoguće pretvoriti zaslone digitalnih svjetiljki u masivan i komercijalno atraktivan proizvod.

Proizvođači Screen bili zainteresirani za LED kao potencijalnu zamjenu žarulje sa žarnom niti. U početku, počeli su eksperimentirati s crno-bijelih ili dva zaslona u boji kombiniranjem crvene i zelene LED. Novo svjetlo emitira elementi smiju značajno smanjiti potrošnju energije, povećanje svjetline i pouzdanost.

Prva LED ekrani su stvoreni kao jednostavna zamjena ekrana lampe. Strukturno su na temelju klastera naširoko koriste u informacijskim znakovima. Klaster je jedinica koja uključuje LED (u raznim kombinacijama), okvira (box) i kabeli. Ova struktura je zgodan u održavanju i omogućuje jednostavnu zamjenu neuspjelog klastera. Iako proizvođači jamči dug vijek trajanja pojedinih LED (50 000 sati, ponekad i 100 000 sati) u stvarnosti nekoliko proizvođača dosegla takve izvrsne parametre. Među onima koji su malo Nichia, Toyoda Gosei HP / Agilent, Cotco / Cree. Klasteri su intermedijera pozornici, neki drugi tehnološko rješenje je bilo potrebno.

Prvi visoke svjetline LED plava je pokazao Shuji Nakamura iz Nichia Corporation u 1990. Do 1993 plave LED diode su masovno proizvedena i dostupni na tržištu. Deset godina kasnije, u 2002, Nichia je svjetski lider u proizvodnji LED i 60% svoje proizvodnje su plave LED diode. Cijene stabilizirao i proizvodnja u boji LED ekranima postala održiva.

Prva LED ekrani imaju relativno niske rezolucije. Tipični žarulje piksela 76.1 mm (3 inča) zamijenjeni su LED piksela 38.1 mm (1.5 inča). Za održavanje ili čak povećanje svjetline (uz održavanje ravnoteže bijele boje) područja slike bilo je potrebno organizirati cluster nekoliko LED, primjerice, 4 crvena, zelena 4, 2 plava. Ovo piksela konzumira oko 1W ili 16 puta manje energije nego žarulje slične piksela. Dakle, zaslon s 2 puta veće razlučivosti bi pružiti puno bolju sliku i ima 4 puta manju potrošnju energije. Više zapravo, budući ventilacijski sustav više nije bio potreban.

Iako korak ispred u odnosu na zaslone svjetiljki, LED ekrani na temelju klastera imao neke ozbiljne nedostatke: previše priključke smanjene pouzdanosti sustava, velik broj malih dijelova rezultiralo povećanim troškovima i duže vrijeme montaže.

Zadatak povećane pouzdanosti i nižim troškovima je riješen postavljanjem veliki broj LED dioda u jednom modulu (64, 128 256, i druge opcije). Svaka nije komponentu na modulu (LED, pasivni komponente, ili vozač) potrebna zamjena cijelog modula. To je osobito istinito u odnosu na otvorenom ekrana: moduli su morali biti zaštićeni od kiše i snijega po spoja koji hermetički zatvorenoj PCB.

Kako su pikseli postajali sve manji i postajali sve čvršći na PCB-u, sastav piksela drastično se mijenjao: od nakupine od 7-12 LED-a do osnovnih 2RGB-piksela (2 crvena, 1 zelena, 1 plava), a kasnije - do RGB-a .

Primjena LED smiju odmaknuti od 12V sustava (žaruljica zaslonima) do 5V. Ova promjena je također dovelo do manju potrošnju energije i bolju raspodjelu topline. 2RGB ili RGB piksela potroši oko 0.3W, cijeli četvorni metar zaslonu se temelji na popularnoj 19 mm piksela igralištu konzumira 839 W na vrhuncu bijela. 6x4 metar zaslon s rezolucijom 320х240 konzumira samo 20kW (drastično smanjenje u odnosu na zaslone svjetiljki).

Kao piksela raste fizički manja, to je postao pametniji: programeri LED ekranima počeli koristiti različite svjetline i poboljšanje rezolucije tehnike. Naš magazin objavio članak o virtualnoj ili dinamičke piksela

U nekom trenutku minijaturizacije piksela zaustavio zbog tehničkih usko grlo. Standardni 5 mm ovalna DIP LED diode koriste u obliku RGB piksela ne može biti stavljen čvršće zajedno: je potrebna neka slobodno mjesto na brodu za druge elektroničke komponente i priključke. Intermedijer rješenje je koristiti 3 mm LED no oni su kasnije odbacio zbog niske stabilnosti.

Sve budućnost nade za promjenu LED piksela su koncentrirani na SMD LED (površinski montirani). Nakon što je izumio SMD LED diode bile namijenjene samo za unutarnju primjenu, jer vlažnost negativno utječe na njihovo poslovanje.

Različite SMD LED diode testirani su: jedna boja LED, velike i male veličine LED. No najviše obećava mogućnost 3-u-1 SMD LED postao najpopularniji. Trenutačno, fizičke veličine od SMD LED ograničen tehnološkim procesima površinski montažu strojeva za 4 mm.

Jedan od glavnih nedostataka SMD LED-a bio je loš kontrast. Potpuno isključeni SMD zaslon izgleda bjelkasto zbog bijele pozadine LED čipova. Napori programera bili su usmjereni na rješavanje problema kontrasta - i konačno se rješenje pojavilo na tržištu u obliku takozvanog SMD crnog lica.

Paralelno s SMD, drugi unutarnji zaslon tehnologija u razvoju - matrični. LED čipovi su raspoređeni u 8x8 matrici: minimalistički pristup koji nudi ekonomično rješenje. Kao i kod standardnih SMD LED glavni nedostatak matrični tehnologije je bjelkaste pozadina i siromašnih kontrast. Dok bijela pozadina služi kao reflektor i povećava svjetlinu zaslona, ​​to dovodi do loše kvalitete slike na niskim razinama svjetline.

Usporedne tablice potrošnje energije u razvija piksela

Kao što vidimo, u manje od 20 godina piksela promijenila i znatno izmijenjena. Očito, to nije kraj ceste; Vjerojatno, samo početak priče piksela. No, bez obzira na to, moramo znati tu priču dobro.