LEDs magazine

Потрясающие светодиодные дисплеи с одинаково ошеломляющими ценами имеют светлое будущее (ЖУРНАЛ)
По мере того как светодиодные технологии стремятся к миниатюрным, а затем к микроразмерностям, мы увидим более широкое использование самоизлучающих светодиодных видеодисплеев в помещении, пишет Мори Райт. Уже технология убедительна, но цена остается чрезвычайно высокой.
Мори Райт
9 октября 2019 г.

Зайдите в один из Live! Спортивные рестораны / бары, управляемые The Cordish Companies в крупных городах США, готовятся к тому, чтобы разрушить ваш домашний телевизор высокой четкости (HD) - даже если у вас есть 4k ТВ и контент. Четыре из этих ресторанов расположены в Атланте, штат Джорджия; Арлингтон, Техас; Филадельфия, Пенсильвания; и в Сент-Луисе, штат Миссури, есть гигантские видеоэффекты с самоизлучением или прямым просмотром, которые позволяют вам почувствовать себя в игре (рис. 1). Яркость и контрастность поразительны. Чтобы получить этот опыт в вашем доме, вам понадобится около 1 миллиона долларов, даже в гораздо меньших размерах, таких как стена вашей гостиной. Тем не менее, производители светодиодов и производителей дисплеев ожидают, что такие опытные потребители получат такой опыт, как мини- и микро-светодиодные технологии, а индустрия твердотельного освещения (SSL) сталкивается с препятствиями на пути производства.
Мы быстро доберемся до настоящего и будущего самоизлучающих светодиодных дисплеев. Но сначала давайте кратко оглянемся назад. Самоизлучающие дисплеи широко используются на открытом воздухе в крупных спортивных объектах, на фасадах зданий в крупных городских районах, таких как Таймс-сквер или в любом большом городе Китая, и даже на цифровых рекламных щитах и вывесках. Светодиод является единственным выбором в таких приложениях, потому что светодиоды могут генерировать достаточно света, чтобы можно было просматривать изображение на солнце. Такие наружные дисплеи недешевы, но расположены в местах, которые могут позволить себе технологию. Когда-то мы регулярно освещали уличные светодиодные дисплеи, пока технология не стала обычным явлением. Один незабываемый проект был на гоночной трассе NASCAR еще в 2011 году .
Такие большие наружные дисплеи имеют относительно большее расстояние между пикселями - характеристика, известная как высота. Наружные дисплеи, особенно на фасадах зданий, могут иметь шаг, измеряемый в дюймах или, по меньшей мере, десятках миллиметров, поскольку зритель обычно находится далеко от дисплея. И стоимость пиксельного тона в самоизлучающих светодиодных дисплеях стоит, как мы обсудим позже. Некоторые из этих наружных дисплеев построены с использованием цепочек или ячеек с RGB (красным, зеленым и синим) светодиодами, установленными в какую-то пластиковую шайбу, образующую каждый пиксель. В дисплеях HD-качества, например в крупных спортивных залах в помещениях и на открытом воздухе, используются прямоугольные или квадратные панели со светодиодами RGB, установленными на плоскую подложку или печатную плату (PCB). Поле, особенно на открытых площадках, таких как футбольные стадионы, все еще значительно больше, чем появляющиеся в помещении дисплеи, на которых мы сосредоточимся. (См. Нашу боковую панель ниже для сравнения видеовыхода этих двух типов наружных дисплеев.)
На другом конце спектра технологий светодиодных дисплеев у нас есть телевизоры и компьютерные мониторы, которые характеризуются как светодиодные дисплеи. Но это всегда были жидкокристаллические дисплеи (LCD) со светодиодной подсветкой. Вплоть до 2006 года такая светодиодная подсветка, 40-в. Телевизор был выпущен в 3000 долларов. Конечно, сегодня телевизоры со светодиодной подсветкой являются практически всей отраслью, за исключением нескольких самоизлучающих OLED-телевизоров, которые продаются.
Внутренние дисплеи прямого просмотра
Теперь давайте перейдем к формирующемуся рынку светодиодов с прямым обзором. Мы говорим о дисплеях, которые охватывают диапазон от 100 дюймов по диагонали (выше общедоступных ЖК-телевизоров) до диапазона диагоналей 100 футов, и то, что иногда называют видеостенами. Вы также услышите, что эти дисплеи называются знаками, потому что большая часть применения для таких дисплеев была для динамических установок вывесок. Это использование будет продолжаться наряду с более широким использованием в таких приложениях, как кинотеатр или вышеупомянутая настройка гостеприимства в Live! рестораны.
Вы увидите эти дисплеи, появляющиеся в таких местах, как конференц-центры, где организаторы мероприятий арендуют вывески и используют их для спонсорских сделок. Точно так же гостиничная индустрия является ранним последователем. И технология приходит в корпоративные залы заседаний и даже в коммерческие торговые операции. У нас есть статья о проекте, предоставленном PixelFLEX в нью-йоркском офисе по недвижимости,с дисплеем, предоставляющим клиентам опыт погружения в виртуальную реальность (VR).
Прибыль на инвестиции
Многие компании, которые будут покупать такие видеодисплеи, имеют бизнес-модель, которая напрямую окупает первоначальные инвестиции. В качестве примера можно привести заявку на аренду знака в конференц-центре, о которой мы упоминали ранее в корпоративных залах заседаний дисплеи в основном являются символом статуса. В то же время рестораны окупают инвестиции, по-видимому, привлекая больше посетителей.
Посмотрите на Live! рестораны. У нас была возможность увидеть экран в Sports & Social Atlanta - Live!, расположенном в развлекательном районе The Battery рядом с новым бейсбольным стадионом Atlanta Braves, SunTrust Park. Главный дисплей в ресторане имеет размеры 32 фута по диагонали или около 28 футов в ширину и 16 футов в высоту в конфигурации HD.
Ни Cordish, ни какой-либо производитель дисплеев или AV-интегратор не опубликовали дополнительную информацию о проекте. Но Боб О'Брайен, основатель аналитической компании Display Supply Chain Consultants (DSCC), предположил, что такой экран может использовать шаг пикселей в диапазоне 2,7 мм. Это будет эквивалентно более 5 миллионам светодиодных пикселей RGB - и на самом деле есть три отдельных светодиодных чипа, которые составляют каждый пиксель.
Мы не нашли никого, кто бы спекулировал на том, сколько может стоить такой дисплей, но мы предположили бы, что он находится в диапазоне низких миллионов. Действительно, О'Брайен сказал, что стоимость таких дисплеев более пропорциональна питчу, чем размеру, потому что шаг определяет, сколько светодиодов необходимо и сколько ИС драйверов. И жить! имеет гораздо большие дисплеи в своем портфолио. Fox Sports Midwest Live! - Ballpark Village в Сент-Луисе имеет 40-футовый дисплей. Эта установка изображена на нашей обложке и наглядно демонстрирует, насколько хорошо работают такие дисплеи даже при наличии значительного окружающего света (в данном случае солнечного света). А пока что живи! Арена - Техас Live! в Арлингтоне развлекательный район имеет 100-футовый экран.
Напротив, стадион Джордан-Хэйр в Университете Оберн имеет самую большую видеокарту в студенческом футболе с дисплеем Daktronics (см. Фото на боковой панели ниже). Дисплей 190 × 57 футов использует только 8,7 миллиона светодиодов, потому что шаг пикселей намного больше, чем у внутренних дисплеев, которые мы обсуждали.
Архитектура светодиодного дисплея
Теперь давайте обсудим структуру или архитектуру светодиодного дисплея прямого обзора. Конечный дисплей состоит из квадратных или прямоугольных панелей или модулей, которые, подобно строительным блокам, составляют дисплей или видеостену. Панели плотно прилегают друг к другу, поэтому зритель не может обнаружить шов, такой как внутренний шов, видимый в видеостенах, построенных даже на лучших ЖК-панелях. Панели также можно комбинировать новыми способами для создания 3D-дисплеев, как в проекте, предоставленном PixelFLEX, показанном на рис. 2.

Osram производит изделия Displx размером до 0,8 мм на сторону. Такие компоненты будут поддерживать дисплей с шагом 1 мм, но большинство дисплеев сегодня все еще имеют гораздо больший диапазон шага. Дэвид Венус, директор по маркетингу производителя панелей и дисплеев PixelFLEX, сказал, что привлекательным местом на внутреннем рынке сегодня является шаг 3–6 мм.
Возвращаясь к цепочке поставок, появились новые игроки в светодиодной индустрии, которые хотят захватить часть рынка светодиодов прямого обзора, и многие из них из Китая. Действительно, Бхеда из IHS сказал, что Китай намерен доминировать на рынке. Такие компании, как Nationstar и Multi-Color, выводят на рынок гораздо менее дорогие светодиоды RGB, хотя качество и надежность практически неизвестны. И эти компании, кажется, упаковывают отдельные светодиоды в компоненты RGB, но не делают отдельные светодиоды. Тем не менее, мы узнали, что даже крупные производители дисплеев, такие как Daktronics, предлагают в качестве опции некоторые из более дешевых светодиодов.
В то же время, сказал Бхеда, производители ЖК-панелей, базирующиеся в Китае, работают над выходом на рынок светодиодных панелей, поскольку переход к светодиодным технологиям очевиден. Она сказала: «Все производители ЖК-дисплеев рискуют смотреть напрямую из-за снижения стоимости». По прогнозам Бхеда, объем поставок светодиодных видеодисплеев в 2019 году вырастет на 36,7% до 1,1 миллиона квадратных метров, а выручка составит 5,1 миллиарда долларов США, а к 2023 году объем поставок составит 2 миллиона квадратных метров.
Технологические переходы
Однако дальнейшее снижение стоимости должно происходить из-за технологического прогресса, а не только из-за более дешевых светодиодов. В какой-то момент, использование функции выбора и размещения миллионов светодиодов на дисплее просто не имеет смысла. Более того, выбор и установка могут даже не работать, так как светодиоды становятся меньше. Некоторые производители телевизоров считают, что микро-светодиоды размером менее 100 мкм (микрон или микрометр) - это будущее потребительских телевизоров, а мини-светодиоды размером 100–300 мкм готовы принять подсветку.
Существуют многочисленные препятствия для таких небольших светодиодов, в том числе получение необходимой яркости от таких небольших площадей поверхности, тепловое ослабление и создание надежных электрических соединений с небольшими контактными участками. Но самое большое препятствие заключается в том, как поместить светодиоды на подложку, используя некий экономически эффективный процесс массообмена, вместо того, чтобы размещать один светодиод за раз на подложке.

Существуют монохромные приложения, такие как дисплеи с головным экраном или гарнитуры дополненной реальности, которые позволяют производителям использовать массив светодиодов монолитным способом, вырезанных непосредственно из пластины. Plessey, например, преследовал такую технологию. А Osram недавно обсуждал использование таких технологий для автомобильных фар .
Но для цветных дисплеев нужны RGB-светодиоды, смешанные в пикселях, и эти три разных монохроматических светодиода имеют разные пластины. Apple и крупнейшие компании-производители бытовой электроники, в том числе Samsung и Sony, потратили целые состояния на работу над концепциями массовой передачи. Но, как показывает наш столбец «Последнее слово», Apple по-прежнему не может сделать технологию экономически эффективной даже на гораздо меньшем дисплее Apple Watch .
COB технология как мост
Реально, рынок светодиодных видеодисплеев уже нуждается в подходе массового переноса на более тонком конце рынка сегодня. И технология чип-на-борту (COB) входит в пространство. Обратите внимание, что мы чаще всего используем аббревиатуру COB для обозначения мощного или сверхмощного упакованного светодиода, который состоит из множества маленьких микросхем светодиодов, покрытых желто-оранжевым люминофором, который выглядит как жареное яйцо. Но в общем случае COB подразумевает, что неупакованные полупроводниковые (в том числе светодиодные) микросхемы прикрепляются непосредственно к подложке прикладного уровня, а не к инкапсуляции в выделенном пакете компонентов.
Бхеда из IHS заявила, что она видит увеличение использования технологии COB уже в видео-дисплеях. Но мы обнаружили, что компании не используют терминологию точно или последовательно. Например, PixelFLEX ссылается на свои продукты FLEXUltra с наименьшим шагом пикселя с технологией PixelShield как на основе COB. Но изображения на веб-сайте компании ясно показывают использование светодиодов в упаковке SMD. PixelShield является одной из технологий, предназначенных для устранения любых отражений от дисплея, которые мы обсуждали ранее.
Дело в том, что технология COB, разрабатываемая и используемая в определенной степени, уже исследует методы массопереноса, монтажа и электрических соединений, которые будут перенесены на микроСИД. Производители светодиодов, производители панелей и дисплеи все решают эту задачу. И это, вероятно, придет поэтапно. Майк Мартенс, старший менеджер по маркетингу продукции в Osram, сказал, что его компания надеется повысить стоимость, напоминая о том, как производители светодиодов поставляют модули уровня 2 для осветительных компаний. Между тем, компании, занимающиеся упаковкой светодиодов, пытаются поставить мультипиксельные светодиодные модули. TSLC (принадлежит финансово проблемным семиСИД) показал 4 × 4, 16-пиксельный массив в пакете SMD и говорит, что работает над 64-пиксельным пакетом.
Вопрос в том, как скоро такая технология станет широко доступной, и сколько затрат можно будет снять с производства. IHS также следит за рынком микроСИД и говорит, что 1,5-в. МикроСИД для часов в 2026 году будет стоить 10% от стоимости сегодня. Точно так же микроСИД для 75-в. Дисплей упал бы до 20% от стоимости такого дисплея сегодня.
Стоимость и рынок сегодня
Итак, где мы находимся сегодня? Во-первых, давайте посмотрим на крайний конец спектра. После нескольких лет показа прототипов телевизоров микроСИД компания Sony недавно объявила о коммерческом появлении системы светодиодных дисплеев Crystal на выставке CEDIA Expo. Учитывая, что это модульный продукт, потребитель может заказать систему Crystal в нестандартных размерах и на выбор разрешений. 16 × 9-футовый дисплей с разрешением 4k стоит 877 000 долларов. По крайней мере это идет с установкой и пятилетним контрактом на обслуживание. И цена может исчисляться миллионами, если вы выберете более тонкое разрешение 16k.
Но на другом конце спектра цены не так сильно снижаются. Венера из PixelFLEX говорит, что его компания выполняет много проектов со стоимостью в диапазоне пяти цифр, хотя он признает, что некоторые достигают шести или семи цифр. Проект в нью-йоркском офисе, о котором мы упоминали ранее, будет стоить менее 60 000 долларов и может быть намного меньше, в зависимости от заданного шага и светодиодов. Такой уровень цен может быть легко оправдан увеличением продаж.
Светодиодная технология также может получить импульс от неожиданного применения - кино. Теперь светодиодные дисплеи имеют много преимуществ по сравнению с проекторами, начиная с яркости и отличной видимости в ярко освещенных помещениях - таким образом, они используются в спортивных ресторанах. Но любители кино привыкли и, по-видимому, любят темную среду кинотеатра. Так что яркость не так важна.
Samsung, однако, продвигает свои кинотеатры Onyx по всему миру. Первые установки появились более года назад в Азии. В настоящее время компания заявляет, что у нее есть инсталляции в 16 странах, в том числе в высококлассном кинотеатре под названием Star Cinema Grill.
Тем не менее, О'Брайен из DSCC ожидает умеренного развертывания светодиодных дисплеев на рынке кинотеатров. Он сказал, что в мультиплексных центрах, вероятно, будет установлена светодиодная технология, возможно, в одном из их кинотеатров, что даст им возможность проводить мероприятия помимо запланированных фильмов в комнате, оборудованной светодиодами. Но Samsung, очевидно, помогает клиентам с финансированием для ускорения развертываний.
То, к чему возвращаются светодиоды прямого обзора, это опыт, и это довольно удивительно. Яркость отличная. А высокая скорость отклика пикселей обеспечивает то, что видеоиндустрия называет качеством изображения HDR (с высоким динамическим диапазоном). Если проблема массового переноса будет преодолена, видеодисплеи могут легко стать крупнейшим потребителем светодиодной эпитаксиальной недвижимости.
Помещение пикселей в перспективу

Как упоминалось в предыдущей статье Мори Райта, производители светодиодных дисплеев пошли на то, чтобы получать удовольствие от масштабирования великолепного видео на дисплеях большой площади как внутри помещений, так и снаружи. Хотя предыдущая функция ориентирована на большие внутренние светодиодные дисплеи прямого обзора, эти усовершенствованные и гигантские экраны высокой четкости были бы невозможны без использования преимуществ и уроков, извлеченных из технологии наружных светодиодных дисплеев.
Сравнение вариаций наружных светодиодных видеоустройств действительно подчеркивает явные преимущества, которые будут получены при использовании светодиодов с малым шагом пикселей для обеспечения высококачественного видео. Соседние фотографии демонстрируют различия между двумя из этих методов видео.
Рассмотрим встроенные фасадные дисплеи, такие как тот, который мы написали о украшении фасада Кливлендского института искусств еще в 2016 году (вверху). Этот дисплей, установленный на металлической ткани из нержавеющей стали под названием Mediamesh и разработанный GKD Metal Fabrics, использовал менее 72 000 пикселей при общей площади дисплея 150 м 2 (около 1615 фут 2).
Еще год назад поставщик светодиодных видеодисплеев Daktronics подписал контракт на поставку на стадион Джордан-Хэйр Университета Оберна самого большого светодиодного видеодисплея в студенческом футболе . Около 10800 футов 2, дисплей Daktronics использует около 9000000 светодиодов производить высококачественные, яркие цвета видеоповторов и опыт вентилятор контента, как показано на фото (внизу).
Резкий контраст в выводе видео демонстрирует, как приложение должно диктовать исполнение - кадры с живыми действиями на открытом стадионе улучшают впечатление от поклонников, а художественный графический обмен сообщениями оживляет простую архитектуру учебного здания. - Кэрри Медоуз
Билдибай Кумыс 411