Diğer görüntü teknolojileri ile karşılaştırıldığında, LED ekranlar kendi kendini aydınlatma, iyi renk kurtarma performansı, yüksek yenileme hızı, güç tasarrufu ve kolay bakım avantajlarına sahiptir. Son yirmi yılda LED ekranların hızlı büyümesi için yüksek parlaklık, ekleme ve büyük boyut belirleyici faktörlerdir. Geniş ekranlı dış mekan ekranları kategorisinde, başka hiçbir teknoloji LED ekran teknolojisi ile rekabet edemez.
Ancak geçmişte LED ekranların eksikliği de vardı. Örneğin, paketlenmiş lamba boncukları arasındaki mesafe büyüktür ve çözünürlük düşüktür, bu da iç mekan ve yakın gözlem için uygun değildir. Çözünürlüğü iyileştirmek için boncuklar arasındaki boşluğu azaltmak gerekir, ancak lamba boncuklarının boyutu küçültülür. Tüm ekranın çözünürlüğü iyileştirilebilse de, maliyet hızla artacak ve maliyet, küçük aralıklı LED ekranı etkilemek için çok yüksek olacaktır. Çok çeşitli ticari uygulamalar. .
Son yıllarda chip üreticileri ve ambalaj üreticileri, IC devre üreticileri ve ekran üreticilerinin çabalarıyla tek paket cihazların maliyeti giderek düşmüş, LED paket cihazlar giderek küçülmüş ve ekranların piksel aralığı azalmıştır. küçülür ve küçülür. Daha küçük ve daha küçük hale gelmek. Daha yüksek ve daha yüksek çözünürlük, iç mekan geniş ekranlı ekranlarda küçük aralıklı LED ekranların avantajlarını giderek daha belirgin hale getiriyor.
Şu anda, küçük aralıklı LED'ler ağırlıklı olarak reklam medyasında, stadyumlarda, sahne arka planlarında, belediye mühendisliğinde vb. kullanılmaktadır ve zaman zaman ulaşım, yayıncılık ve askeri alanlarda pazarlar açmaktadır. 2018 yılına kadar pazarın 10 milyara yakın olacağı tahmin ediliyor. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, küçük aralıklı LED ekranların zaman zaman pazar payını genişleteceği ve DLP arkadan projeksiyonun pazar alanını daraltacağı öngörülebilir. Everbright Securities Research Institute tarafından yapılan tahminlere göre, 2020 yılına kadar küçük aralıklı L
Her şeyden önce, küçük aralıklı LED ekranlar için LED çiplerine olan talep
LED çipi, LED ekranın merkezidir ve küçük aralıklı LED'lerin geliştirilmesinde hayati bir rol oynar. Küçük aralıklı LED ekranların mevcut başarıları ve gelecekteki gelişimi, çipin aralıksız çabalarına bağlıdır.
Bir yandan, iç mekan ekran nokta aralığı ilk günlerde P4'ten P1.5'e kademeli olarak azaldı ve P1.0 ve P0.8 geliştirme aşamasında. Buna bağlı olarak, lamba boncuk boyutu 3535, 2121'den 1010'a düşürülmüştür. Bazı üreticiler 0808 ve 0606 boyutlarını geliştirmiştir ve bazı üreticiler 0404 boyutlarını geliştirmektedir.
Paketleme boncuklarının boyutunun küçüldüğü iyi bilinmektedir, bu da kaçınılmaz olarak talaş boyutunda bir azalmayı gerektirir. Şu anda, küçük aralıklı ekranlar için sıradan mavi-yeşil çiplerin görünümü yaklaşık 30 mil2'dir ve yerel çip fabrikaları 25 milyon 2 hatta 20 milyon 2 çip seri üretmektedir.
Öte yandan çipin harici ürünleri küçülerek tek çekirdek parlaklığı düşmüş ve ekran kalitesini etkileyen bir dizi sorun ön plana çıkmıştır.
Birincisi gri tonlama gereksinimidir. Dış mekan ekranlarından farklı olarak, iç mekan ekran gereksinimlerinin zorluğu parlaklıkta değil, gri tonlamadadır. Şu anda, iç mekan geniş ekranın parlaklık gereksinimi yaklaşık 1500 cd/m2-2000 cd/m2, küçük aralıklı LED ekranın parlaklığı genellikle yaklaşık 600 cd/m2-800 cd/m2 ve en iyi parlaklık uzun- Terim gösterimi 100 cd'dir. /m2-300cd/m2 ya da öylesine.
Küçük aralıklı LED ekranların mevcut zorluklarından biri"düşük ışık ve düşük gri.&alıntı; Başka bir deyişle, düşük parlaklıkta gri skala yeterli değildir."düşük ışık ve yüksek gri" tamamlamak için, ambalaj tarafında mevcut plan siyah bir parantezdir. Siyah braket çipe zayıf yansıdığı için çipin yeterli parlaklığa sahip olması gerekiyor.
İkincisi, ortalama problemi göstermektir. Geleneksel ekranlarla karşılaştırıldığında, perde daha da küçülür ve bu da son parlama, ilk tarama koyuluğu, düşük kırmızılık ve düşük gri tonlama eşitsizliği gibi sorunlara neden olur. Şu anda, afterglow, ilk tarama ve düşük gri seviyesi sorunları göz önüne alındığında, hem paket tarafı hem de IC kontrol tarafı bu sorunları etkin bir şekilde gidermeye çalıştı ve düşük gri seviyesinin altındaki parlaklık ortalaması sorunu da nokta nokta düzeltildi. puan. . Teknoloji hafifledi. Ancak, sorunun temel nedenlerinden biri olarak, çip tarafında daha fazla çaba gösterilmesi gerekiyor. Ayrıntılı olarak, küçük bir akımda ortalama parlaklık daha iyidir ve parazit kapasitansı daha iyidir.
Üçüncüsü güvenlik sorunudur. Mevcut endüstri standardı, LED ölü hızının izin verilen değerinin on binde bir olmasıdır; bu, küçük aralıklı LED ekranlar için açıkça uygun değildir. Küçük aralıklı ekranın piksel yoğunluğu nispeten büyük olduğundan ve gözlem aralığı nispeten yakın olduğundan, 10.000'de bir ölü ışık varsa, etki dayanılmazdır. Gelecekte, uzun süreli kullanım ihtiyaçlarını karşılamak için ölü ışık oranı talebi yüz binde veya hatta milyonda bir oranında kontrol edilecektir.
Genel olarak konuşursak, küçük aralıklı LED'lerin geliştirilmesi için çip parçasının gereksinimleri şunlardır: boyut küçültme, göreceli parlaklık iyileştirme, küçük akımlarda iyi parlaklık sapma, iyi parazit kapasitans sapma ve yüksek güvenilirlik.
İkincisi, çip sonu işleme planı
1. Boyut küçültme çip boyutu küçültme
Dışarıdan, bu bir boyut tasarımı meselesidir. Ancak ihtiyaçlara göre daha küçük bir boyut tasarlanarak halledilebileceği görülüyor. Ancak çip boyutundaki azalma süresiz olarak duracak mı? Cevap olumsuz olabilir. Talaş boyutu küçültmeyi sınırlamanın birkaç nedeni vardır:
(1) Paketleme işlemine ilişkin kısıtlamalar. Paketleme sürecinde talaş boyutundaki küçülmeyi sınırlayan iki faktör vardır. Biri, memenin sınırlandırılmasıdır. Talaşın talaşı alması gerekir ve talaşın kısa tarafı memenin iç çapından daha büyük olmalıdır. Şu anda, uygun maliyetli bir memenin iç çapı yaklaşık 80um'dir. İkincisi, tel bağlamanın sınırlandırılmasıdır. Her şeyden önce bobin, yani çip elektrot yeterince büyük olmalıdır, aksi takdirde tel bağlamanın güvenilirliği garanti edilemez. Sektördeki en küçük elektrot çapı 45um'dur. İkincisi, elektrotlar arasındaki mesafe yeterince büyük olmalıdır, aksi takdirde iki tel bağı kaçınılmaz olarak birbirine karışacaktır.
(2) Çip işlemenin sınırlamaları. Çipin işlenmesinin de iki sınırlaması vardır. Biri, boyut planlamasının sınırlandırılmasıdır. Yukarıda bahsedilen paket ucunun sınırlamalarına ek olarak, elektrot boyutu ve elektrot aralığı, elektrot ve MESA aralığı, çizgi çizgisi genişliği, farklı katmanların sınır çizgisi aralığı vb. sınırlamaları, çip akımı özellikleri, SD işlem kapasitesi ve fotolitografi işleme yeteneği. . Ayrıntılı kısıtlamanın kapsamı çözüldü. Genel olarak, P elektrotu ile çipin kenarı arasındaki minimum mesafe 14 μm'den fazla ile sınırlı olacaktır.
İkincisi, kesme kabiliyetini sınırlamaktır. SD kesme + mekanik ekleme işleminin sınırlamaları vardır ve talaş boyutu kırılmayacak kadar küçük olabilir. Gofretin çapı 2 inçten 4 inç'e veya gelecekte 6 inç'e yükseldikçe, bıçakları kesmenin zorluğu artar ve işlenen talaşların boyutu artar. Örnek olarak 4 inçlik bir film alınırsa, çipin kısa kenar uzunluğu 90 mikrondan küçükse 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 tasarımının ve işlemenin sınıra ulaşabileceğini cesaretle tahmin ediyor. Çip teknolojisi şemasında büyük bir atılım olmadıkça, azalmaya yer yoktur.
2. Artan parlaklık
Parlaklık geliştirme, çipler için kalıcı bir temadır. Çip fabrikası, epitaksiyel prosedürler yoluyla dahili kuantum etkilerini optimize eder ve optimize eder ve çip yapısı ayarlamaları yoluyla harici kuantum etkilerini geliştirir.
Bununla birlikte, bir yandan çip boyutundaki azalma kaçınılmaz olarak ışık yayan alan alanında bir azalmaya yol açar ve çipin parlaklığı azalır. Öte yandan, küçük aralıklı ekranların nokta aralığı azaltılır ve tek bir çipin parlaklık gereksinimi azalır. İkisi arasında tamamlayıcı bir ilişki var, ancak bir alt çizgi var. Şu anda, maliyetleri azaltmak için çip tarafı, genellikle parlaklığı azaltan yapıyı çıkarır. Bu nedenle, ödünleşimlerin nasıl dengeleneceği sektörün dikkat etmesi gereken bir konudur.
3. Düşük akım altında çatallanma
Düşük akımı, geleneksel iç ve dış mekan çip testlerinin akımıyla karşılaştırın. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, çip IV eğrisi, geleneksel iç ve dış çipler doğrusal çalışma alanında çalışır, akım çok büyüktür. Küçük aralıklı LED çiplerinin 0'a yakın doğrusal olmayan bir çalışma alanında çalışması gerekir ve akım çok küçüktür.
Doğrusal olmayan çalışma alanında, LED çipi yarı iletken anahtarlama eşiğinden etkilenir ve çipler arasındaki fark daha belirgindir. Büyük ölçekli bir çipin parlaklığının ve dalga boyunun süreksizliğini analiz etmek için, doğrusal olmayan çalışma alanındaki dağılımın, doğrusal çalışma alanındaki dağılımdan çok daha büyük olduğunu görmek kolaydır. Bu, mevcut çiplerde doğal bir zorluktur.
Bu sorunu çözmenin yöntemi, doğrusal çalışma alanının alt sınırını azaltmak için önce uzatma yönünü optimize etmektir; ikincisi, farklı karakteristik talaşları ayırt eden talaş ayırmanın optimizasyonudur.
4. Parazitik kapasitans sapması
Şu anda çip tarafında çipin kapasitans özelliklerini doğrudan ölçmek için herhangi bir koşul bulunmamaktadır. Kapasitans özellikleri ile geleneksel ölçüm öğeleri arasındaki ilişki hala belirsizdir ve endüstrinin özetlemesini beklemektedir. Yonga tarafı optimizasyonunun yönü bir kerelik ayar, diğeri ise elektriksel sınıflandırmanın iyileştirilmesidir, ancak maliyeti yüksektir ve tavsiye edilmez.
5. Güvenilirlik
Talaş paketleme güvenilirliği, yonga paketleme ve yaşlanma sırasında çeşitli parametrelerle karakterize edilebilir. Ancak genel olarak ekranın arkasındaki çipin güvenilirliğini etkileyen faktörler ağırlıklı olarak ESD ve IR üzerinde yoğunlaşıyor.
ESD, statik elektriğe direnme yeteneğini ifade eder. IC endüstrisine göre, çip arızalarının %50'den fazlası ESD ile ilgilidir. Çip güvenilirliğini artırmak için ESD yeteneklerini geliştirmek gerekir. Bununla birlikte, aynı epitaksiyel gofret ve aynı yonga yapısı altında, yonga boyutu küçülür ve bu da kaçınılmaz olarak ESD'nin zayıflamasına yol açar. Bu, doğrudan akım yoğunluğu ve çip kapasitans özellikleri ile ilgilidir ve karşı konulamaz.
IR, ters kaçak anlamına gelir ve genellikle sabit bir ters voltajda ölçülür. IR, çipin içindeki kusurların sayısını yansıtır. IR değeri ne kadar büyük olursa, dahili kusurlar o kadar belirgin olur.
ESD ve IR performansını iyileştirmek için epitaksiyel yapıda ve chip yapısında daha fazla optimizasyon yapılması gerekmektedir. Yonga depolaması durumunda, katı spesifikasyonlardan sonra, ESD ve zayıf IR performansına sahip yongalar etkin bir şekilde kaldırılabilir, böylece yonga üzerindeki yongaların güvenilirliği iyileştirilir.
dört, özet
Kısacası, bilimin ilerlemesi ve zamanın güncellenmesi ile LED ekran endüstrisinin gelişimi giderek daha popüler hale geldi, ancak ekranın endüstri etkisi nihayet iyileşti ve işsizler zaman zaman çok çalışıyor. zaman.
