В сравнение с други технологии за дисплей, LED дисплеите имат предимствата на самостоятелно-осветяване, отлично възпроизвеждане на цветовете, висока честота на опресняване, пестене на енергия и лесна поддръжка. Двете характеристики на висока яркост и супер{1}}голям размер, които могат да бъдат постигнати чрез снаждане, са решаващите фактори за бързия растеж на LED екраните през последните две десетилетия. В областта на големия-екранен външен дисплей, досега никоя друга технология не може да се конкурира с технологията за LED дисплей.
Но в миналото LED дисплеите имаха и своите недостатъци, като голямото разстояние между опакованите лампи, което води до ниска разделителна способност, която не е подходяща за гледане на закрито и отблизо. За да се подобри разделителната способност, е необходимо да се намали разстоянието между перлите на лампата, но размерът на перлите на лампата е намален. Въпреки че разделителната способност на целия екран може да бъде подобрена, цената ще нарасне бързо. Прекомерната цена се отразява на мащабното-комерсиално приложение на малки-LED дисплеи с малък наклон. .
През последните години, благодарение на усилията на производителите на чипове и производителите на опаковки, производителите на IC вериги и производителите на екрани, цената на устройствата с един пакет става все по-ниска и по-ниска, LED устройствата стават все по-малки, а стъпките на пикселите на дисплея са станали по-малък и по-малък. Разделителната способност става все по-висока и по-висока, което прави предимствата на малкия{0}}LED дисплей на големия-екран на закрито все по-очевидни.
Понастоящем светодиодите с малък{0}}наклон се използват главно в рекламни медии, стадиони, сценични фонове, общинско инженерство и други области и продължават да развиват пазари в транспорта, излъчването, военните и други области. Смята се, че до 2018 г. размерът на пазара ще бъде близо до десетки милиарди. Може да се предвиди, че през следващите няколко години LED дисплеят с малък{2}}наклон ще продължи да разширява пазарния си дял и да заема пазарното пространство на DLP задно прожектиране. Според Китайския изследователски институт за ценни книжа Everbright до 2020 г. процентът на подмяна на LED дисплеите с малък размер{4}}за DLP задни прожекции ще достигне 70% до 80% .
Авторът се занимава с производството на сини{0}}зелени LED чипове и се занимава с разработването на продукти от много години. От гледна точка на дизайна на продукта и технологията на процеса, разработването на малки-екрани с LED дисплейни екрани ще обсъди търсенето на сини-зелени LED чипове, както и възможните контрамерки от страна на чипа.
2. Търсенето на LED чипове на LED дисплея с малък-темп
Като ядро на LED дисплея, LED чипът играе жизненоважна роля в разработването на светодиоди с малък{0}}наклон. Настоящите постижения и бъдещото развитие на малки-LED дисплеи разчитат на непрестанните усилия от страна на чипа.
От една страна, стъпката на точката на екрана на закрито е постепенно намалена от ранния P4 до P1.5, P1.0 и P0.8 в разработката. Съответно размерът на перлите на лампата е намален от 3535 и 2121 на 1010. Някои производители са разработили размери 0808 и 0606, а някои производители дори разработват размери 0404.
Както всички знаем, свиването на опакованите лампови перли неизбежно ще изисква свиване на размера на чипа. Понастоящем повърхностната площ на сините-зелени чипове за екрани с малък-дисплей, които обикновено се използват на пазара, е около 30 mil2, а някои фабрики за чипове вече масово-производят чипове от 25 mil2 или дори 20 mil2.
От друга страна, тъй като повърхностната площ на чипа става по-малка и яркостта на едно ядро-намалява, серия от проблеми, които влияят на качеството на дисплея, също станаха очевидни.
първо е изискването за сива скала. За разлика от външните екрани, трудността на търсенето на вътрешни екрани се крие не в яркостта, а в сивото. Понастоящем изискването за яркост на вътрешен голям-разстояние на екрана е около 1500 cd/m2 -2000 cd/m2, а яркостта на малкия- LED дисплей обикновено е около 600 cd /m2 -800 cd/m2, а най-подходящият за продължително внимание Най-добрата яркост е около 100 cd/m2 -300cd/m2.
Един от настоящите проблеми на LED екраните с малък{0}}наклон е „ниската яркост и ниското сиво“. Тоест сивата скала не е достатъчна при ниска яркост. За да се постигне "ниска яркост и високо сиво", настоящият край на пакета приема черна скоба. Тъй като черната скоба има слабо отражение върху чипа, се изисква чипът да има достатъчна яркост.
Следва проблемът с еднородността на дисплея. В сравнение с конвенционалните екрани, по-малкото разстояние ще доведе до проблеми като последващо свечение, по-тъмно първо сканиране, червеникава ниска яркост и неравномерно ниско сиво. Понастоящем, в отговор на проблеми като последващо свечение, първо сканиране тъмно и слабо сиво и червено, както страната на опаковката, така и контролната страна на IC са положили усилия за ефективно облекчаване на тези проблеми. Еднаквостта на яркостта при ниски сиви скали също е коригирана точка по точка. Технологията се облекчи. Въпреки това, като една от основните причини за проблема, са необходими повече усилия от страна на чипа. По-конкретно, равномерността на яркостта при малък ток е по-добра, а консистенцията на паразитния капацитет е по-добра.
Третият въпрос е надеждността. Текущият индустриален стандарт е, че допустимата стойност на степента на мъртва светлина на LED е едно на десет хиляди, което очевидно не е подходящо за LED дисплеи с малък{0} стъпка. Поради високата плътност на пикселите на малкия-темп на екрана и краткото разстояние на гледане, ако има 10,000 светлини, ще има 1 мъртва светлина и ефектът е неприемлив. В бъдеще скоростта на мъртвата{5}}светлина трябва да се контролира на сто хилядна или дори една милионна, за да отговори на нуждите на-дългосрочна употреба.
Като цяло, разработването на светодиоди с малък{0}}наклон изисква сегментът на чипа да намали размера, да увеличи относителната яркост, добра последователност на яркостта при малък ток, добра консистенция на паразитен капацитет и висока надеждност.
Трето, решения от страна на чип{0}}
1. Намаляване на размера Намаляване на размера на чипа
На пръв поглед това е проблемът с дизайна на оформлението. Изглежда, че може да се реши чрез проектиране на по-малко оформление според нуждите. Може ли обаче намаляването на размера на чипа да продължи безкрайно много? Отговорът е не. Има няколко причини, които ограничават степента на намаляване на размера на чипа:
(1) Ограничения при обработката на опаковките. В процеса на опаковане два фактора ограничават намаляването на размера на чипа. Едното е ограничението на дюзата. Залепването на матрицата трябва да поеме чипа, а късата страна на чипа трябва да е по-голяма от вътрешния диаметър на смукателната дюза. Понастоящем има-изгодни дюзи с вътрешен диаметър около 80 um. Второто е ограничението на свързването на тел. Първото е, че подложката за свързване на тел, тоест електродът за чип трябва да е достатъчно голям, в противен случай не може да се гарантира надеждността на свързването на тел. Индустрията съобщи, че минималният диаметър на електрода е 45um; второ, разстоянието между електродите трябва да е достатъчно голямо, в противен случай свързването на двата проводника неизбежно ще се намесва един в друг.
(2) Ограничения при обработката на чипове. Има и две ограничения в процеса на обработка на чипове. Едното е ограничението на оформлението. В допълнение към ограниченията на горе-споменатия край на опаковката, размерът на електрода и разстоянието между електродите са необходими, разстоянието между електрода и MESA, ширината на лентата за писане и разстоянието между граничните линии на различните слоеве имат техните ограничения, текущите характеристики на чипа, възможностите за SD процес и възможностите за обработка на фотолитографията. Определете обхвата на специфичните ограничения. Обикновено минималното разстояние от P електрода до ръба на чипа е ограничено до 14 μm или повече.
Второто е ограничаването на способността за рязане. Процесът на SD нарязване плюс механично разделяне има своите граници и размерът на чипа може да не бъде разделен, ако размерът на чипа е твърде малък. Когато диаметърът на пластината се увеличи от 2 инча на 4 инча или до 6 инча в бъдеще, трудността на нарязването на кубчета и разделянето ще се увеличи съответно, тоест размерът на обработваемия чип ще се увеличи съответно. Като вземем за пример 4-инчов чип, ако дължината на късата страна на чипа е по-малка от 90 μm и съотношението на страните е по-голямо от 1,5:1, загубата на добив ще се увеличи значително.
Въз основа на горните причини авторът смело прогнозира, че след като размерът на чипа бъде намален до 17 mil2, дизайнът и възможностите за обработка на чипа ще бъдат близо до границата и по принцип няма място за намаляване, освен ако не се стигне до голям пробив в план за технологията на чиповете.
2. Увеличаване на яркостта
Повишаването на яркостта е вечната тема на страната на чипа. Фабриката за чипове оптимизира вътрешния квантов ефект чрез оптимизирането на епитаксиалната програма и подобрява външния квантов ефект чрез регулиране на структурата на чипа.
Въпреки това, от една страна, свиването на размера на чипа неизбежно ще доведе до намаляване на{0}}излъчващата светлина площ и намаляване на яркостта на чипа. От друга страна, стъпката на точката на малкия-екран на дисплея е намалена и търсенето на яркост на единичен-чип е намалено. Между двете има допълваща връзка, но трябва да има крайна линия. Понастоящем, за да се намали цената на страната на чипа, това е главно да се направи изваждане на структурата, което обикновено трябва да плати цената за намаляване на яркостта. Следователно как да се претеглят компромисите-е проблем, на който индустрията трябва да обърне внимание.
3. Консистенция при нисък ток
Така {{0}}нареченият нисък ток е по отношение на тока, използван от конвенционалните вътрешни и външни чипове. I-V кривата на чипа, показана на фигурата по-долу, конвенционалните вътрешни и външни чипове работят в линейна работна зона и токът е относително голям. Въпреки това, LED чиповете с-малък наклон трябва да работят в не-линейна работна зона близо до точката 0, а токът е сравнително малък.
В не-линейната работна зона LED чипът се влияе от прага на превключване на полупроводниците и разликата между чиповете е по-очевидна. Анализирайки дискретността на яркостта и дължината на вълната за голям брой чипове, е лесно да се види, че дискретността на не-линейната работна зона е много по-голяма от линейната работна площ. Това е присъщо предизвикателство от страна на чиповете в момента.
Начинът за справяне с този проблем е първо да се оптимизира епитаксиалната посока, за да се намали долната граница на линейната работна зона; второ, за да се оптимизира спектроскопията на чиповете, за да се разграничат чипове с различни характеристики.
4. Консистенция на паразитен капацитет
Понастоящем няма условие от страната на чипа за директно измерване на характеристиките на капацитета на чипа. Връзката между характеристиките на капацитета и конвенционалните измервателни елементи все още е неясна и тези, които чакат индустрията да обобщи. Посоката на оптимизация от страна на чипа{0}} първо е настройката на разширението, а другата е усъвършенстването на електрическото събиране, но цената е много висока и не се препоръчва.
5. Надеждност
Надеждността на чипа{0}}може да бъде описана чрез различни параметри в процеса на опаковане на чипове и стареене. Но като цяло факторите, влияещи върху надеждността на чипа след инсталирането му на екрана, са основно ESD и IR.
ESD се отнася до антистатичната способност. Според докладите на IC индустрията, повече от 50 процента от повредите на чиповете са свързани с ESD. За да се подобри надеждността на чипа, ESD възможностите трябва да бъдат подобрени. Въпреки това, при условие на една и съща епитаксиална пластина и същата структура на чипа, по-малкият размер на чипа неизбежно ще доведе до отслабване на способността за ESD. Това е пряко свързано с плътността на тока и характеристиките на капацитета на чипа и не може да се устои.
IR се отнася до обратно изтичане, обикновено стойността на обратния ток на чипа се измерва при фиксирано обратно напрежение. IR отразява броя на дефектите вътре в чипа. Колкото по-голяма е IR стойността, толкова повече дефекти вътре в чипа.
За да се подобри ESD възможностите и IR производителността, трябва да се направят повече оптимизации в епитаксиалната структура и структурата на чипа. При събиране на чипове, чрез строги стандарти за събиране, чиповете със слаба ESD способност и IR производителност могат да бъдат ефективно елиминирани, като по този начин се подобрява надеждността на чипа, след като е инсталиран на екрана.
Четвърто, обобщение
В обобщение, авторът анализира поредицата от предизвикателства, пред които е изправен краят на LED чипа с разработването на малки{0}} LED дисплеи с малък наклон и дава планове за подобрение или насоки един по един. Трябва да се каже, че все още има много място за оптимизиране на LED чиповете. Как да се подобри, все още чака индустрията да използва своята изобретателност и да положи непрекъснати усилия.
