Más megjelenítési technológiákkal összehasonlítva a LED-kijelzők előnye az önmegvilágítás, a kiváló színvisszaadás, a nagy frissítési gyakoriság, az energiatakarékosság és az egyszerű karbantartás. Az összeillesztéssel elérhető két jellemző, a nagy fényerő és a szuper{1}}nagy méret a döntő tényező a led-kijelzők gyors növekedésében az elmúlt két évtizedben. A nagy-képernyős kültéri kijelzők terén eddig egyetlen más technológia sem tud versenyezni a LED-es kijelzőtechnológiával.
De régebben a LED-es kijelzőknek is voltak hiányosságai, például a becsomagolt lámpagyöngyök közötti nagy távolság, ami alacsony felbontást eredményezett, ami nem alkalmas beltéri és közeli megtekintésre. A felbontás javítása érdekében csökkenteni kell a lámpaperemek közötti távolságot, de csökkenteni kell a lámpaperemek méretét. Bár a teljes képernyő felbontása javítható, a költségek gyorsan emelkednek. A túlzott költség kihat a kis-kiterjedésű LED-kijelzők nagyszabású kereskedelmi alkalmazására-. .
Az elmúlt években a chipgyártók és a csomagolóanyagok gyártói, az IC áramkörök gyártói és a képernyőgyártók erőfeszítéseinek köszönhetően az egycsomagos eszközök költsége egyre alacsonyabb lett, a LED-csomagolású eszközök egyre kisebbek lettek, és a kijelző pixelosztása lett. egyre kisebb. A felbontás egyre nagyobb, és egyre nyilvánvalóbbá válik a kis{0}}beosztású LED-kijelző előnyei a beltéri, nagy{1}}képernyős kijelzőkben.
Jelenleg a kis{0}}terű LED-eket főként reklámhordozókban, stadionokban, színpadi hátterekben, önkormányzati tervezésben és más területeken használják, és folyamatosan fejlesztik a piacokat a szállítás, a műsorszolgáltatás, a katonai és egyéb területeken. A becslések szerint 2018-ra a piac mérete megközelíti a tízmilliárdokat. Megjósolható, hogy a következő néhány évben a kis-kivágású LED-kijelző tovább növeli piaci részesedését, és elfoglalja a DLP hátsó vetítés piacát. A Kínai Everbright Értékpapír Kutatóintézet szerint 2020-ra a DLP hátsó vetítésekhez használt kisméretű- LED-kijelzők cseréjének aránya eléri a 70-80 százalékot.
A szerző a kék{0}}zöld LED chip-gyártó iparágban tevékenykedik, és évek óta foglalkozik termékfejlesztéssel. A terméktervezés és a folyamattechnológia szempontjából a kis-dimenziós LED-kijelzők fejlesztése megvitatja a kék-zöld LED-csipek iránti keresletet, valamint a chipoldali lehetséges ellenintézkedéseket.
2. Kis-osztású LED-kijelző igénye a LED chipek iránt
A LED-kijelző magjaként a LED-chip létfontosságú szerepet játszik a kis{0}}osztású LED-ek fejlesztésében. A kis{1}}kivágású LED-kijelzők jelenlegi eredményei és jövőbeli fejlesztései a chipoldalon végzett lankadatlan erőfeszítéseken alapulnak.
Egyrészt a beltéri kijelző pontköze fokozatosan csökkent a korai P4-ről P1.5, P1.0 és P0.8 fejlesztés alatt állóra. Ennek megfelelően a lámpaperem mérete 3535-ről és 2121-ről 1010-re csökkent. Egyes gyártók 0808-as és 0606-os méreteket fejlesztettek ki, egyes gyártók pedig 0404-es méreteket is fejlesztenek.
Amint azt mindannyian tudjuk, a csomagolt lámpagyöngyök zsugorítása elkerülhetetlenül a forgácsméret zsugorítását igényli. Jelenleg a piacon általánosan használt kis-zöld chipek felülete kis-kijelzőkhöz körülbelül 30 millió 2, és egyes chipgyárak már tömegesen{4}} gyártanak 25 mil2 vagy akár 20 mil2.
Másrészt, ahogy a chip felülete csökken, és az egyetlen mag fényereje-csökken, a megjelenítés minőségét befolyásoló problémák sora is szembetűnővé vált.
az első a szürkeárnyalat követelménye. A kültéri képernyőkkel ellentétben a beltéri képernyőigény nehézsége nem a fényerőben, hanem a szürkeárnyalatokban rejlik. Jelenleg a beltéri nagy{0}}távközű képernyő fényereje körülbelül 1500 cd/m2 -2000 cd/m2, a kis-magasságú LED-kijelző fényereje pedig általában körülbelül 600 cd. /m2 -800 cd/m2, és a hosszú távú figyelemre legalkalmasabb A legjobb fényerő 100 cd/m2 -300cd/m2 körül van.
A kisméretű{0}}LED-képernyők egyik jelenlegi problémája az „alacsony fényerő és alacsony szürkeség”. Vagyis alacsony fényerőnél nem elég a szürkeárnyalat. Az „alacsony fényerő és nagy szürkeség” elérése érdekében a csomag jelenlegi vége fekete zárójelet használ. Mivel a fekete tartó gyenge visszaverődést mutat a chipen, a chipnek megfelelő fényerővel kell rendelkeznie.
Következő a kijelző egységességének problémája. A hagyományos képernyőkkel összehasonlítva minél kisebb a térköz, olyan problémákat okoz, mint az utófény, a sötétebb első pásztázás, a vörösesen alacsony fényerő és az egyenetlen, alacsony szürkeség. Jelenleg az olyan problémákra válaszul, mint az utófény, az első beolvasás sötét, valamint az alacsony szürke és vörös, mind a csomagolási oldal, mind az IC-vezérlő oldal erőfeszítéseket tett ezeknek a problémáknak a hatékony enyhítésére. Az alacsony szürkeárnyalatos fényerő egyenletességét is pontról pontra korrigáltuk. A technológia enyhült. A probléma egyik kiváltó okaként azonban több erőfeszítésre van szükség a chip oldalon. Pontosabban, kis áram mellett jobb a fényerő egyenletessége, és jobb a parazita kapacitás konzisztenciája.
A harmadik kérdés a megbízhatóság. A jelenlegi iparági szabvány szerint a LED holtfény-arányának megengedett értéke egy a tízezerhez, ami nyilvánvalóan nem alkalmas kis{0}}távolságú LED-kijelzőkre. A kis-kivágású képernyő nagy pixelsűrűsége és a rövid látótávolság miatt 10,000 fény esetén 1 holtfény jelenik meg, és a hatás elfogadhatatlan. A jövőben a holtfény-arányát százezreléken vagy akár egymilliomodon kell szabályozni a hosszú távú-használati igények kielégítése érdekében.
Általánosságban elmondható, hogy a kis{0}}osztású LED-ek fejlesztése megköveteli a chipszegmens méretének csökkentését, a relatív fényerő növelését, a jó fényerő-konzisztenciát kis áram mellett, a jó parazita kapacitás-konzisztenciát és a nagy megbízhatóságot.
Három: chip{0}oldali megoldások
1. Méretcsökkentés forgács méretének csökkentése
A felszínen ez az elrendezés tervezésének problémája. Úgy tűnik, az igényeknek megfelelő kisebb elrendezés kialakításával megoldható. A chip méretének csökkentése azonban a végtelenségig tarthat? A válasz nem. Számos oka van annak, ami korlátozza a chip méretének csökkentését:
(1) A csomagolás feldolgozásának korlátozása. A csomagolási folyamatban két tényező korlátozza a forgács méretének csökkentését. Az egyik a fúvóka korlátozása. A ragasztásnak fel kell vennie a forgácsot, és a forgács rövid oldalának nagyobbnak kell lennie, mint a szívófúvóka belső átmérője. Jelenleg léteznek költséghatékony fúvókák, amelyek belső átmérője körülbelül 80 um. A második a huzalkötés korlátozása. Az első, hogy a huzalkötés padnak, vagyis a forgácselektródának elég nagynak kell lennie, különben nem garantálható a huzalkötés megbízhatósága. Az iparág jelentése szerint az elektróda minimális átmérője 45 um; másodszor, az elektródák közötti távolságnak elég nagynak kell lennie, különben a két huzalkötés elkerülhetetlenül zavarja egymást.
(2) A chipfeldolgozás korlátai. A chipfeldolgozási folyamatnak két korlátja is van. Az egyik az elrendezés korlátozása. A fent említett-csomagvégi korlátokon kívül szükség van az elektróda méretére és az elektródák távolságára, az elektróda és a MESA közötti távolságra, a leíró sáv szélességére és a különböző rétegek határvonalainak távolságára. ezek korlátai, a chip jelenlegi jellemzői, az SD-feldolgozási képesség és a fotolitográfia feldolgozási képessége. Határozza meg a konkrét korlátozások hatályát. Általában a P elektróda és a chip széle közötti minimális távolság 14 μm vagy több.
A második a vágási képesség korlátozása. Az SD kockák és a mechanikus hasítási eljárásnak megvannak a korlátai, és előfordulhat, hogy a chip mérete nem osztható fel, ha a chip mérete túl kicsi. Amikor az ostya átmérője 2 hüvelykről 4 hüvelykre, vagy a jövőben 6 hüvelykre növekszik, ennek megfelelően nő a kockázás és a hasítás nehézsége, vagyis a feldolgozható chip mérete is ennek megfelelően. Példaként egy 4 hüvelykes chipet véve, ha a chip rövid oldalának hossza kisebb, mint 90 μm, és a képarány nagyobb, mint 1,5:1, a hozamveszteség jelentősen megnő.
A szerző a fenti okok alapján bátran megjósolja, hogy a chip méretének 17 mil2-re való csökkentése után a chip tervezési és feldolgozási képességei a határhoz közelítenek, csökkentésnek pedig alapvetően nincs helye, hacsak nem történik nagy áttörés a chip technológiai terv.
2. Fényerő növelése
A fényerő növelése a chipoldal örök témája. A chipgyár az epitaxiális program optimalizálásával optimalizálja a belső kvantumhatást, a chip szerkezetének beállításával pedig javítja a külső kvantumhatást.
Egyrészt azonban a chip méretének csökkenése elkerülhetetlenül a fénykibocsátó terület-csökkenéséhez és a chip fényerejének csökkenéséhez vezet. Másrészt a kis-osztású kijelző pontosztása csökken, és csökken az egy-chip fényerő iránti igény. A kettő között van egy egymást kiegészítő kapcsolat, de ennek meg kell lennie. Jelenleg a chipoldal költségeinek csökkentése érdekében elsősorban a szerkezeten kell kivonni, aminek általában a fényerő csökkentésének az árát kell fizetni. Ezért a kompromisszumok mérlegelése-olyan probléma, amelyre az iparágnak oda kell figyelnie.
3. Konzisztencia alacsony áram alatt
Az úgynevezett alacsony áramerősség a hagyományos beltéri és kültéri chipek által használt áramhoz viszonyítva. Az alábbi ábrán látható chip I-V görbe, a hagyományos beltéri és kültéri chipek lineáris munkaterületen működnek, és az áramerősség viszonylag nagy. A kis-osztású LED-chipeknek azonban a 0 ponthoz közeli nem-lineáris munkaterületen kell működniük, és az áramerősség viszonylag kicsi.
A nem-lineáris munkaterületen a LED chipre hatással van a félvezető kapcsolási küszöbértéke, és a chipek közötti különbség nyilvánvalóbb. Ha nagyszámú chipre elemezzük a fényerő és a hullámhossz diszkrétségét, könnyen belátható, hogy a nem-lineáris munkaterület diszkrétsége sokkal nagyobb, mint a lineáris munkaterületé. Ez jelenleg a chipoldalon belüli kihívás.
A probléma megoldásának módja az, hogy először optimalizáljuk az epitaxiális irányt, hogy csökkentsük a lineáris munkaterület alsó határát; másodszor a chip-spektroszkópia optimalizálása a különböző jellemzőkkel rendelkező chipek megkülönböztetésére.
4. Parazita kapacitás konzisztencia
Jelenleg a chip oldalán nincs olyan feltétel, amely közvetlenül mérné a chip kapacitási jellemzőit. A kapacitásjellemzők és a hagyományos mérési tételek közötti kapcsolat még mindig tisztázatlan, és azok, akik az iparág összefoglalójára várnak. A chip{0}oldali optimalizálás iránya először is a bővítés beállítása, a másik pedig az elektromos binning finomítása, de ennek költsége nagyon magas és nem ajánlott.
5. Megbízhatóság
A chips{0}}oldali megbízhatóság a chipek csomagolásának és öregedési folyamatának számos paraméterével írható le. De általában a chip megbízhatóságát befolyásoló tényezők a képernyőre történő telepítés után elsősorban az ESD és az IR.
Az ESD antisztatikus képességre utal. Az IC iparági jelentések szerint a chiphibák több mint 50 százaléka az ESD-vel kapcsolatos. A chip megbízhatóságának javítása érdekében fejleszteni kell az ESD képességeket. Azonos epitaxiális lapka és azonos chipszerkezet mellett azonban a kisebb chipméret elkerülhetetlenül az ESD képesség gyengüléséhez vezet. Ez közvetlenül összefügg az áramsűrűség és a chip kapacitás jellemzőivel, és nem lehet ellenállni.
Az IR fordított szivárgásra utal, általában a chip fordított áramértékét rögzített fordított feszültség mellett mérik. Az IR a chip belsejében lévő hibák számát tükrözi. Minél nagyobb az IR érték, annál több hiba van a chipen belül.
Az ESD képesség és az IR teljesítmény javítása érdekében több optimalizálást kell végezni az epitaxiális szerkezetben és a chip szerkezetében. A chip binningben a szigorú binning szabványok révén a gyenge ESD képességű és IR teljesítményű chipek hatékonyan kiküszöbölhetők, ezáltal javítva a chip megbízhatóságát a képernyőre való telepítés után.
Négy, összefoglaló
Összefoglalva, a szerző elemzi azokat a kihívásokat, amelyekkel a LED chip vége a kisméretű-LED-kijelzők fejlesztésével szembesül, és egyenként ad fejlesztési terveket vagy irányokat. El kell mondanunk, hogy a LED chipek optimalizálására még bőven van lehetőség. A fejlesztés módja még mindig arra vár, hogy az iparág kihasználja találékonyságát és folyamatos erőfeszítéseket tegyen.
