U poređenju sa drugim tehnologijama prikaza, LED ekrani imaju prednosti samoosvjetljenja, odlične reprodukcije boja, visoke stope osvježavanja, uštede energije i lakog održavanja. Dvije karakteristike visoke svjetline i super{1}}velike veličine koje se mogu postići spajanjem su odlučujući faktori za brzi rast LED ekrana u posljednje dvije decenije. Na polju velikog-ekrana na otvorenom, do sada nijedna druga tehnologija ne može se takmičiti sa tehnologijom LED displeja.
Ali u prošlosti su LED displeji imali i svoje nedostatke, kao što je veliki razmak između upakovanih perli lampe, što je rezultiralo niskom rezolucijom, što nije pogodno za gledanje u zatvorenom i izbliza. Da bi se poboljšala rezolucija, potrebno je smanjiti razmak između zrna lampe, ali je smanjena veličina zrna lampe. Iako se rezolucija cijelog ekrana može poboljšati, cijena će brzo rasti. Preveliki trošak utiče na veliku-komercijalnu primjenu malih-LED ekrana. .
Posljednjih godina, zahvaljujući naporima proizvođača čipova i ambalaže, proizvođača IC kola i proizvođača ekrana, cijena uređaja s jednim pakiranjem je sve niža, LED paketi su sve manji, a razmaci piksela zaslona su postali sve manji i manji. Rezolucija je sve veća i viša, čineći prednosti malog-LED ekrana u zatvorenom prostoru sa velikim-ekranima sve očiglednijim.
Trenutno se LED diode malog{0}}kona uglavnom koriste u reklamnim medijima, stadionima, scenama, komunalnom inženjeringu i drugim poljima, i nastavljaju da razvijaju tržišta u transportu, radiodifuziji, vojsci i drugim poljima. Procjenjuje se da će do 2018. godine veličina tržišta biti blizu desetina milijardi. Može se predvidjeti da će u narednih nekoliko godina LED displej malog{2}}kora nastaviti širiti svoj tržišni udio i zauzimati tržišni prostor DLP stražnje projekcije. Prema China Everbright Securities Research Institute, do 2020. godine stopa zamjene LED ekrana malog{4}}kola za DLP stražnje projekcije dostići će 70 do 80 posto.
Autor se bavi proizvodnjom plavo-zelenih LED čipova i već dugi niz godina se bavi razvojem proizvoda. Iz perspektive dizajna proizvoda i tehnologije procesa, razvoj LED displeja malog -nagiba će razgovarati o potražnji za plavim-zelenim LED čipovima, kao io mogućim protumjerama na strani čipa.
2. Potražnja LED ekrana-za LED displeje za LED čipovima
Kao jezgro LED displeja, LED čip igra vitalnu ulogu u razvoju malih{0}}LED dioda. Trenutna dostignuća i budući razvoj malih-LED ekrana oslanjaju se na stalne napore na strani čipa.
S jedne strane, nagib tačke unutrašnjeg ekrana je postepeno smanjen sa ranog P4 na P1.5, P1.0 i P0.8 u razvoju. U skladu s tim, veličina perla lampe je smanjena sa 3535 i 2121 na 1010. Neki proizvođači su razvili veličine 0808 i 0606, a neki proizvođači čak razvijaju veličine 0404.
Kao što svi znamo, skupljanje upakovanih perli lampe će neizbežno zahtevati skupljanje veličine čipa. Trenutno, površina plavo-zelenih čipova za ekrane malog-kola koji se obično koriste na tržištu iznosi oko 30 mil2, a neke fabrike čipova već masovno-proizvode čipove od 25 mil2 ili čak 20 mil2.
S druge strane, kako površina čipa postaje manja, a svjetlina jednog-jezgra opada, niz problema koji utiču na kvalitet prikaza također je postao izražen.
prvo je zahtjev za sivom skalom. Za razliku od vanjskih ekrana, teškoća potražnje za ekranima u zatvorenom prostoru ne leži u svjetlini već u sivim tonovima. Trenutno, zahtjev za svjetlinom unutarnjeg ekrana-velikog razmaka iznosi oko 1500 cd/m2 -2000 cd/m2, a svjetlina malog-led ekrana je općenito oko 600 cd /m2 -800 cd/m2, a najpogodniji za dugotrajnu pažnju. Najbolja svjetlina je oko 100 cd/m2 -300cd/m2.
Jedan od trenutnih problema LED ekrana malog{0}}kola je "niska svjetlina i niska siva boja". Odnosno, siva skala nije dovoljna pri niskoj svjetlini. Da bi se postigla "niska svjetlina i visoka siva", trenutni kraj paketa ima crnu zagradu. Pošto crni nosač ima slabu refleksiju na čipu, potrebno je da čip ima dovoljnu svjetlinu.
Sljedeći je problem uniformnosti prikaza. U poređenju sa konvencionalnim ekranima, manji razmak će uzrokovati probleme kao što su naknadni sjaj, tamnije prvo skeniranje, crvenkasto niska svjetlina i neujednačena niska siva. Trenutno, kao odgovor na probleme kao što su naknadni sjaj, prvo skeniranje tamno i nisko sivo i crveno, i strana pakovanja i strana kontrole IC-a uložili su napore da efikasno ublaže ove probleme. Ujednačenost svjetline pod niskim nijansama sive također je korigirana tačku po tačku. Tehnologija je olakšala. Međutim, kao jedan od osnovnih uzroka problema, potrebno je više truda na strani čipa. Konkretno, ujednačenost svjetline pod malom strujom je bolja, a konzistentnost parazitne kapacitivnosti je bolja.
Treće pitanje je pouzdanost. Trenutni industrijski standard je da je dozvoljena vrijednost stope mrtvog svjetla LED-a jedan prema deset hiljada, što očigledno nije prikladno za LED displeje malog{0}}nagiba. Zbog velike gustine piksela ekrana malog-nagiba i kratke udaljenosti gledanja, ako ima 10,000 svjetla, bit će 1 mrtvo svjetlo, a efekat je neprihvatljiv. U budućnosti, stopu mrtvog{5}}svjetla treba kontrolisati na stohiljaditim ili čak milionitim dijelom kako bi se zadovoljile potrebe-dugoročne upotrebe.
Općenito, razvoj LED dioda malog-koraza zahtijeva da segment čipa smanji veličinu, poveća relativnu svjetlinu, dobru konzistenciju svjetline pod malom strujom, dobru konzistenciju parazitnog kapaciteta i visoku pouzdanost.
Tri, rješenja na strani čipa
1. Smanjenje veličine Smanjenje veličine čipa
Na površini, to je problem dizajna izgleda. Čini se da se to može riješiti osmišljavanjem manjeg rasporeda prema potrebama. Međutim, može li smanjenje veličine čipa trajati beskonačno? Odgovor je ne. Postoji nekoliko razloga koji ograničavaju stupanj smanjenja veličine čipa:
(1) Ograničenja obrade ambalaže. U procesu pakovanja, dva faktora ograničavaju smanjenje veličine čipa. Jedno je ograničenje mlaznice. Vezivanje kalupa treba da pokupi strugotinu, a kratka strana strugotine mora biti veća od unutrašnjeg prečnika usisne mlaznice. Trenutno postoje-isplative mlaznice sa unutrašnjim prečnikom od oko 80 um. Drugo je ograničenje vezivanja žice. Prvi je da podloga za spajanje žice, odnosno čip elektroda mora biti dovoljno velika, inače se ne može garantirati pouzdanost spajanja žice. Industrija je prijavila da je minimalni prečnik elektrode 45 um; drugo, razmak između elektroda mora biti dovoljno velik, inače će spajanje dvije žice neizbježno ometati jedno drugo.
(2) Ograničenja obrade čipova. Postoje i dva ograničenja u procesu obrade čipa. Jedno je ograničenje izgleda. Pored ograničenja gore-spomenutog kraja paketa, potrebna je veličina elektrode i razmak između elektroda, razmak između elektrode i MESA, širina trake za pisanje i razmak graničnih linija različitih slojeva njihova ograničenja, trenutne karakteristike čipa, sposobnost SD procesa i mogućnost obrade fotolitografije. Odredite opseg specifičnih ograničenja. Općenito, minimalna udaljenost od P elektrode do ruba čipa ograničena je na 14 μm ili više.
Drugo je ograničenje sposobnosti rezanja. Proces SD kocke plus mehaničko cijepanje ima svoja ograničenja, a veličina čipa se možda neće podijeliti ako je veličina čipa premala. Kada se promjer vafla poveća sa 2 inča na 4 inča, ili na 6 inča u budućnosti, poteškoće sečenja i cijepanja će se povećati u skladu s tim, odnosno veličina čipa za obradu će se povećati u skladu s tim. Uzimajući za primjer čip od 4 inča, ako je dužina kratke strane čipa manja od 90 μm, a omjer stranica veći od 1,5:1, gubitak prinosa će se značajno povećati.
Na osnovu gore navedenih razloga, autor hrabro predviđa da će nakon što se veličina čipa smanji na 17 mil2, dizajn čipa i mogućnosti obrade biti blizu granice, a u osnovi nema mjesta za smanjenje, osim ako ne dođe do velikog proboja u plan tehnologije čipova.
2. Povećanje svjetline
Poboljšanje svjetline je vječna tema čip strane. Fabrika čipova optimizuje interni kvantni efekat kroz optimizaciju epitaksijalnog programa, i poboljšava eksterni kvantni efekat kroz podešavanje strukture čipa.
Međutim, s jedne strane, smanjenje veličine čipa će neminovno dovesti do smanjenja -oblasti koja emituje svjetlost i smanjenja svjetline čipa. S druge strane, nagib tačke na ekranu malog-nagiba ekrana je smanjen, a potražnja za svjetlinom jednog-čipa je smanjena. Između to dvoje postoji komplementaran odnos, ali mora postojati krajnji rezultat. Trenutno, da bi se smanjila cijena čipa, uglavnom se radi o oduzimanju strukture, što obično mora platiti cijenu smanjenja svjetline. Stoga, kako izvagati kompromise-je problem na koji industrija treba obratiti pažnju.
3. Konzistencija pod niskom strujom
Takozvana niska struja je relativna u odnosu na struju koju koriste konvencionalni unutrašnji i vanjski čipovi. I-V kriva čipa prikazana na donjoj slici, konvencionalni unutrašnji i vanjski čipovi rade u linearnom radnom području, a struja je relativno velika. Međutim, LED čipovi malog-nagiba moraju raditi u ne-linearnom radnom području blizu 0 tačke, a struja je relativno mala.
U ne-linearnom radnom području, LED čip je pod utjecajem praga prebacivanja poluvodiča, a razlika između čipova je očiglednija. Analizirajući diskretnost svjetline i talasne dužine za veliki broj čipova, lako je vidjeti da je diskretnost ne-linearne radne površine mnogo veća od linearne radne površine. Ovo je inherentan izazov na strani čipova trenutno.
Način rješavanja ovog problema je da se prvo optimizira epitaksijalni smjer kako bi se smanjila donja granica linearne radne površine; drugo za optimizaciju spektroskopije čipa za razlikovanje čipova sa različitim karakteristikama.
4. Konzistencija parazitske kapacitivnosti
Trenutno ne postoji uslov na strani čipa za direktno mjerenje kapacitivnih karakteristika čipa. Odnos između karakteristika kapacitivnosti i konvencionalnih mjernih jedinica je još uvijek nejasan, a oni koji čekaju da industrija sumira. Smjer optimizacije sa strane čipa- je prvo prilagođavanje ekstenzije, a drugo je usavršavanje električnog binninga, ali cijena je vrlo visoka i ne preporučuje se.
5. Pouzdanost
Pouzdanost na{0}} strani čipa može se opisati različitim parametrima u pakovanju čipova i procesu starenja. Ali generalno, faktori koji utiču na pouzdanost čipa nakon što se instalira na ekran su uglavnom ESD i IR.
ESD se odnosi na antistatičku sposobnost. Prema izvještajima industrije IC-a, više od 50 posto kvarova na čipu je povezano sa ESD-om. Da bi se poboljšala pouzdanost čipa, ESD mogućnosti moraju biti poboljšane. Međutim, pod uvjetom iste epitaksijalne pločice i iste strukture čipa, manja veličina čipa će neizbježno dovesti do slabljenja ESD sposobnosti. Ovo je direktno povezano sa gustoćom struje i karakteristikama kapacitivnosti čipa i ne može mu se odoljeti.
IR se odnosi na obrnuto curenje, obično se vrijednost reverzne struje čipa mjeri pod fiksnim obrnutim naponom. IR odražava broj defekata unutar čipa. Što je veća IR vrijednost, to je više defekata unutar čipa.
Da bi se poboljšala ESD sposobnost i IR performanse, mora se napraviti više optimizacija u epitaksijalnoj strukturi i strukturi čipa. U binningu čipova, kroz stroge standarde binninga, čipovi sa slabom ESD sposobnošću i IR performansama mogu biti efikasno eliminisani, čime se poboljšava pouzdanost čipa nakon što se instalira na ekran.
Četiri, rezime
Ukratko, autor analizira niz izazova s kojima se suočava kraj LED čipa sa razvojem malih-LED ekrana i daje planove ili smjernice poboljšanja jedan po jedan. Treba reći da još uvijek ima puno prostora za optimizaciju LED čipova. Kako poboljšati još uvijek čeka da industrija iskoristi svoju domišljatost i uloži kontinuirane napore.
