Diğer görüntüleme teknolojileriyle karşılaştırıldığında, LED ekranlar kendi kendine aydınlatma, mükemmel renk üretimi, yüksek yenileme hızı, güç tasarrufu ve kolay bakım avantajlarına sahiptir. Son yirmi yılda led ekranların hızlı büyümesi için belirleyici faktörler, yüksek parlaklık ve süper-birleştirme yoluyla elde edilebilen süper büyük boyutun iki özelliğidir. Geniş-ekranlı dış mekan ekranı alanında, şimdiye kadar başka hiçbir teknoloji LED ekran teknolojisi ile rekabet edemez.
Ancak geçmişte LED ekranların, paketlenmiş lamba boncukları arasındaki geniş boşluk gibi eksiklikleri vardı, bu da düşük çözünürlükle sonuçlandı, bu da iç mekan ve yakın görüntüleme için uygun değildi. Çözünürlüğü iyileştirmek için, lamba boncukları arasındaki boşluğu azaltmak gerekir, ancak lamba boncuklarının boyutu küçültülür. Tüm ekranın çözünürlüğü iyileştirilebilse de, maliyet hızla artacaktır. Aşırı maliyet, küçük-küçük aralıklı LED ekranların büyük-ticari uygulamasını etkiler. .
Son yıllarda chip üreticileri ve ambalaj üreticileri, IC devre üreticileri ve ekran üreticilerinin çabaları sayesinde tekli paket cihazların maliyeti giderek düşmüş, LED paket cihazlar giderek küçülmüş ve ekran piksel aralıkları küçülmüştür. daha küçük ve daha küçük. Çözünürlük gitgide yükseliyor, bu da iç mekan geniş-ekranlarında küçük-perdeli LED ekranın avantajlarını giderek daha belirgin hale getiriyor.
Şu anda, küçük-pitch LED'ler ağırlıklı olarak reklam medyasında, stadyumlarda, sahne arka planlarında, belediye mühendisliğinde ve diğer alanlarda kullanılmaktadır ve ulaşım, yayıncılık, askeri ve diğer alanlarda pazarlar geliştirmeye devam etmektedir. 2018 yılına kadar pazar büyüklüğünün on milyarlara yakın olacağı tahmin edilmektedir. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, küçük-pitch LED ekranın pazar payını genişletmeye ve DLP arkadan projeksiyonun pazar alanını işgal etmeye devam edeceği tahmin edilebilir. China Everbright Securities Research Institute'e göre, 2020 yılına kadar, DLP arkadan projeksiyonlar için küçük-perdeli LED ekranların değiştirme oranı yüzde 70 ila yüzde 80'e ulaşacak.
Yazar, mavi-yeşil LED çip üretim endüstrisi ile uğraşmaktadır ve uzun yıllardır ürün geliştirme ile uğraşmaktadır. Ürün tasarımı ve proses teknolojisi açısından bakıldığında, küçük-pitch LED ekranların geliştirilmesi, mavi-yeşil LED çiplere olan talebin yanı sıra çip tarafında olası karşı önlemleri tartışacaktır.
2. Küçük-aralıklı LED ekranın LED çiplerine olan talebi
LED ekranın çekirdeği olan LED çipi, küçük -perdeli LED'lerin geliştirilmesinde hayati bir rol oynar. Küçük-perdeli LED ekranların mevcut başarıları ve gelecekteki gelişimi, çip tarafında aralıksız çabalara dayanmaktadır.
Bir yandan, iç mekan ekranının nokta aralığı, erken P4'ten P1.5, P1.0 ve P0.8'e geliştirme aşamasında kademeli olarak düşürüldü. Buna bağlı olarak, lamba boncuk boyutu 3535 ve 2121'den 1010'a düşürüldü. Bazı üreticiler 0808 ve 0606 boyutlarını geliştirdiler ve hatta bazı üreticiler 0404 boyutlarını geliştiriyor.
Hepimizin bildiği gibi, paketlenmiş lamba boncuklarının küçülmesi, kaçınılmaz olarak çip boyutunun küçülmesini gerektirecektir. Şu anda, piyasada yaygın olarak kullanılan mavi-küçük-pitch ekranlar için yeşil çiplerin yüzey alanı yaklaşık 30 mil2'dir ve bazı çip fabrikaları şimdiden büyük-çipler üretiyor. 25 mil2 hatta 20 mil2.
Öte yandan çipin yüzey alanı küçüldükçe ve tek-çekirdek parlaklığı azaldıkça görüntü kalitesini etkileyen bir dizi sorun da ön plana çıkıyor.
ilki gri skala için gerekliliktir. Dış mekan ekranlarından farklı olarak, iç mekan ekran talebinin zorluğu parlaklıkta değil gri tonlamadadır. Şu anda, iç mekan geniş-aralıklı ekranın parlaklık gereksinimi yaklaşık 1500 cd/m2 -2000 cd/m2'dir ve küçük-perdeli led ekranın parlaklığı genellikle yaklaşık 600 cd'dir. /m2 -800 cd/m2 ve uzun süreli dikkat için en uygunu En iyi parlaklık 100 cd/m2 -300cd/m2 civarındadır.
Küçük -perdeli LED ekranların mevcut sorunlarından biri "düşük parlaklık ve düşük gri"dir. Yani, düşük parlaklıkta gri skala yeterli değildir. "Düşük parlaklık ve yüksek gri" elde etmek için mevcut paket sonunda siyah bir braket kullanılır. Siyah braketin çip üzerinde zayıf yansıması olduğu için çipin yeterli parlaklığa sahip olması gerekmektedir.
Sonraki ekran tekdüzeliği sorunudur. Geleneksel ekranlarla karşılaştırıldığında, boşluk ne kadar küçükse, sonradan parlama, daha koyu ilk tarama, kırmızımsı düşük parlaklık ve düzensiz düşük gri gibi sorunlara neden olur. Şu anda, afterglow, ilk tarama koyu ve düşük gri ve kırmızı gibi sorunlara yanıt olarak, hem paketleme tarafı hem de IC kontrol tarafı, bu sorunları etkin bir şekilde hafifletmek için çaba sarf etmiştir. Düşük gri tonlama altında parlaklığın tekdüzeliği de nokta nokta düzeltildi. Teknoloji hafifledi. Ancak, sorunun temel nedenlerinden biri olarak, çip tarafında daha fazla çabaya ihtiyaç vardır. Spesifik olarak, küçük akım altında parlaklığın tekdüzeliği daha iyidir ve parazitik kapasitansın tutarlılığı daha iyidir.
Üçüncü konu güvenilirliktir. Mevcut endüstri standardı, LED ölü ışık oranının izin verilen değerinin on binde bir olmasıdır; bu, küçük -aralıklı LED ekranlar için kesinlikle uygun değildir. Küçük-ziftli ekranın yüksek piksel yoğunluğu ve kısa görüş mesafesi nedeniyle, eğer 10,{3}} ışık varsa, 1 ölü ışık olacaktır ve bu etki kabul edilemez. Gelecekte, uzun süreli-kullanım ihtiyaçlarını karşılamak için ölü-ışık oranının yüzbinde, hatta milyonda birinde kontrol edilmesi gerekiyor.
Genel olarak, küçük-perdeli LED'lerin geliştirilmesi, çip segmentinin boyutu küçültmesini, göreceli parlaklığı artırmasını, küçük akım altında iyi parlaklık tutarlılığını, iyi parazit kapasitans tutarlılığını ve yüksek güvenilirliği gerektirir.
Üç, çip -yan çözümler
1. Boyut küçültme çip boyutu küçültme
Yüzeyde, yerleşim tasarımı sorunudur. İhtiyaçlara göre daha küçük bir yerleşim düzeni tasarlanarak çözülebilecek gibi görünüyor. Ancak, çip boyutunun küçültülmesi süresiz olarak devam edebilir mi? Cevap hayır. Talaş boyutu küçültme derecesini kısıtlayan birkaç neden vardır:
(1) Paketleme işlemine ilişkin kısıtlamalar. Paketleme sürecinde, iki faktör talaş boyutunun küçülmesini sınırlar. Biri memenin kısıtlanmasıdır. Kalıp yapıştırmanın talaşı alması gerekir ve talaşın kısa tarafı emme ağzının iç çapından daha büyük olmalıdır. Halihazırda, iç çapı yaklaşık 80um olan, uygun maliyetli-püskürtme uçları bulunmaktadır. İkincisi, tel bağlamanın sınırlandırılmasıdır. Birincisi, tel bağlama pedinin, yani çip elektrotun yeterince büyük olması gerektiğidir, aksi takdirde tel bağlamanın güvenilirliği garanti edilemez. Endüstri, minimum elektrot çapının 45um olduğunu bildirdi; ikinci olarak, elektrotlar arasındaki mesafe yeterince büyük olmalıdır, aksi takdirde iki telin bağlanması kaçınılmaz olarak birbirine karışacaktır.
(2) Çip işlemenin sınırlamaları. Çip işleme sürecinde de iki sınırlama vardır. Biri, düzenin sınırlandırılmasıdır. Yukarıda belirtilen -paket ucunun sınırlamalarına ek olarak, elektrot boyutu ve elektrot aralığı gereklidir, elektrot ile MESA arasındaki mesafe, çizim şeridinin genişliği ve farklı katmanların sınır çizgisi aralığı, sınırlamaları, çipin mevcut özellikleri, SD işlem yeteneği ve fotolitografinin işleme yeteneği. Belirli kısıtlamaların kapsamını belirleyin. Genel olarak, P elektrotundan çipin kenarına olan minimum mesafe 14 μm veya daha fazla ile sınırlıdır.
İkincisi, kesme yeteneğinin sınırlandırılmasıdır. SD küp kesme artı mekanik bölme işleminin sınırları vardır ve yonga boyutu çok küçükse yonga boyutu bölünmeyebilir. Gofretin çapı 2 inçten 4 inç'e veya gelecekte 6 inç'e yükseldiğinde, küp şeklinde doğrama ve bölme zorluğu buna göre artacaktır, yani işlenebilir çipin boyutu buna göre artacaktır. Örnek olarak 4 inçlik bir çip alınırsa, çipin kısa kenar uzunluğu 90μm'den azsa ve en boy oranı 1.5:1'den büyükse, verim kaybı önemli ölçüde artacaktır.
Yazar, yukarıdaki nedenlere dayanarak, çip boyutu 17mil2'ye düşürüldükten sonra, çip tasarımı ve işleme yeteneklerinin sınıra yakın olacağını ve büyük bir atılım olmadıkça temelde küçültmeye yer olmadığını cesaretle tahmin ediyor. çip teknolojisi planı.
2. Parlaklık artışı
Parlaklık geliştirme, çip tarafının ebedi temasıdır. Çip fabrikası, epitaksiyel programın optimizasyonu yoluyla dahili kuantum etkisini optimize eder ve çip yapısının ayarlanması yoluyla harici kuantum etkisini iyileştirir.
Ancak bir yandan çip boyutunun küçülmesi kaçınılmaz olarak ışık yayan alanın azalmasına ve çip parlaklığının azalmasına yol açacaktır. Öte yandan, küçük-aralıklı görüntüleme ekranının nokta aralığı azalır ve tek bir-çip parlaklığına olan talep azalır. İkisi arasında tamamlayıcı bir ilişki vardır, ancak bir alt çizgi olmalıdır. Şu anda, çip tarafının maliyetini azaltmak için, esas olarak, genellikle parlaklığı azaltmanın bedelini ödemek zorunda olan yapı üzerinde çıkarma yapmaktır. Bu nedenle, -karşılıkların nasıl tartılacağı, endüstrinin dikkat etmesi gereken bir sorundur.
3. Düşük akım altında tutarlılık
Düşük akım olarak adlandırılan {{0}}, geleneksel iç ve dış mekan yongaları tarafından kullanılan akıma göredir. Aşağıdaki şekilde gösterilen çip I-V eğrisi, geleneksel iç ve dış mekan çipleri doğrusal bir çalışma alanında çalışır ve akım nispeten büyüktür. Ancak, küçük-perdeli LED çiplerinin, 0 noktasına yakın bir-doğrusal olmayan çalışma alanında çalışması gerekir ve akım nispeten küçüktür.
Doğrusal olmayan çalışma alanında, LED çipi yarı iletken anahtarlama eşiğinden etkilenir ve çipler arasındaki fark daha belirgindir. Çok sayıda çip için parlaklık ve dalga boyunun ayrıklığını analiz ederek, lineer olmayan çalışma alanının ayrıklığının lineer çalışma alanından çok daha büyük olduğunu görmek kolaydır. Bu, şu anda çip tarafında doğal bir zorluktur.
Bu problemle başa çıkmanın yolu, lineer çalışma alanının alt sınırını azaltmak için önce epitaksiyel yönü optimize etmektir; ikinci olarak, farklı özelliklere sahip çipleri ayırt etmek için çip spektroskopisini optimize etmek.
4. Parazitik kapasitans tutarlılığı
Şu anda çip tarafında çipin kapasitans özelliklerini doğrudan ölçmek için herhangi bir koşul bulunmamaktadır. Kapasitans özellikleri ile konvansiyonel ölçüm öğeleri arasındaki ilişki hala net değil ve sektörün özetlemesini bekleyenler. Chip-taraf optimizasyonunun yönü, öncelikle uzantının ayarlanması, diğeri ise elektriksel binning'in iyileştirilmesidir, ancak maliyeti çok yüksektir ve tavsiye edilmez.
5. Güvenilirlik
Yonga -yan güvenilirliği, talaş paketleme ve yaşlanma sürecindeki çeşitli parametrelerle açıklanabilir. Ancak genel olarak çipin ekrana takıldıktan sonra güvenilirliğini etkileyen faktörler ağırlıklı olarak ESD ve IR'dir.
ESD, antistatik yeteneği ifade eder. IC endüstri raporlarına göre, çip arızalarının yüzde 50'sinden fazlası ESD ile ilgili. Çip güvenilirliğini artırmak için ESD yetenekleri geliştirilmelidir. Bununla birlikte, aynı epitaksiyel gofret ve aynı yonga yapısı koşulu altında, daha küçük yonga boyutu kaçınılmaz olarak ESD yeteneğinin zayıflamasına yol açacaktır. Bu, doğrudan akım yoğunluğu ve çip kapasitans özellikleri ile ilgilidir ve karşı konulamaz.
IR, ters sızıntıyı ifade eder, genellikle çipin ters akım değeri sabit bir ters voltaj altında ölçülür. IR, çipin içindeki kusurların sayısını yansıtır. IR değeri ne kadar büyük olursa, çipin içindeki kusurlar o kadar fazla olur.
ESD kabiliyetini ve IR performansını iyileştirmek için epitaksiyel yapıda ve çip yapısında daha fazla optimizasyon yapılmalıdır. Yonga gruplamada, katı gruplama standartları aracılığıyla, zayıf ESD kabiliyetine ve IR performansına sahip cipsler etkin bir şekilde ortadan kaldırılabilir, böylece çip ekrana kurulduktan sonra güvenilirliğini artırır.
dört, özet
Özetle, yazar, LED çipinin karşılaştığı zorlukların bir dizisini, küçük -perdeli LED ekranların geliştirilmesiyle birlikte analiz eder ve tek tek iyileştirme planları veya yönergeler verir. LED çiplerinin optimizasyonu için hala çok yer olduğu söylenmelidir. Nasıl daha iyi hale getirileceği, sektörün yaratıcılığını kullanmasını ve sürekli çaba sarf etmesini bekliyor.
