U usporedbi s drugim tehnologijama prikaza, LED zasloni imaju prednosti samoosvjetljenja, izvrsne reprodukcije boja, visoke stope osvježavanja, uštede energije i jednostavnog održavanja. Dvije karakteristike visoke svjetline i super{1}}velike veličine koje se mogu postići spajanjem su odlučujući čimbenici za brzi rast LED zaslona u posljednja dva desetljeća. U području vanjskog-zaslona s velikim zaslonom, do sada se nijedna druga tehnologija ne može natjecati s tehnologijom LED zaslona.
No, u prošlosti su LED zasloni imali i svoje nedostatke, poput velikog razmaka između upakiranih perli lampi, što je rezultiralo niskom rezolucijom, što nije prikladno za gledanje u zatvorenom i izbliza. Kako bi se poboljšala razlučivost, potrebno je smanjiti razmak između zrna žarulje, ali se smanjuje veličina zrna žarulje. Iako se razlučivost cijelog zaslona može poboljšati, cijena će brzo rasti. Prevelik trošak utječe na veliku-komercijalnu primjenu malih-LED zaslona. .
Posljednjih godina, zahvaljujući naporima proizvođača čipova i pakiranja, proizvođača IC sklopova i proizvođača ekrana, cijena uređaja s jednim pakiranjem postala je sve niža, LED paketi sve manji, a razmaci piksela zaslona postali su sve manji. sve manji i manji. Razlučivost je sve veća i viša, čineći prednosti LED zaslona malog{0}}nagiba u zatvorenom velikom-zaslonu sve očiglednijim.
Trenutačno se LED diode malog{0}}kota uglavnom koriste u medijima za oglašavanje, stadionima, pozadinama pozornice, komunalnom inženjerstvu i drugim poljima, te nastavljaju razvijati tržišta u transportu, radiodifuziji, vojsci i drugim područjima. Procjenjuje se da će do 2018. veličina tržišta biti blizu desetak milijardi. Može se predvidjeti da će u sljedećih nekoliko godina LED zaslon malog{2}}nagiba nastaviti širiti svoj tržišni udio i zauzimati tržišni prostor DLP stražnje projekcije. Prema China Everbright Securities Research Instituteu, do 2020. stopa zamjene LED zaslona malog{4}}kola za DLP stražnje projekcije doseći će 70 do 80 posto.
Autor se bavi proizvodnjom plavo-zelenih LED čipova i već dugi niz godina bavi se razvojem proizvoda. Iz perspektive dizajna proizvoda i tehnologije procesa, razvoj LED zaslona-smalog koraka raspravljat će o potražnji za plavim-zelenim LED čipovima, kao io mogućim protumjerama na strani čipa.
2. Potražnja LED zaslona-za LED zaslona za LED čipove
Kao jezgra LED zaslona, LED čip igra vitalnu ulogu u razvoju LED dioda malog{0}}nagiba. Trenutna postignuća i budući razvoj LED zaslona-slojnih koraka oslanjaju se na stalne napore na strani čipa.
S jedne strane, nagib točke unutarnjeg zaslona postupno je smanjen s ranog P4 na P1.5, P1.0 i P0.8 u razvoju. Sukladno tome, veličina kuglice svjetiljke smanjena je s 3535 i 2121 na 1010. Neki proizvođači razvili su veličine 0808 i 0606, a neki proizvođači čak razvijaju veličine 0404.
Kao što svi znamo, skupljanje upakiranih kuglica lampe neizbježno će zahtijevati skupljanje veličine čipa. Trenutačno je površina plavog{0}}zelenog čipsa za zaslone malog-zaslona koji se obično koriste na tržištu oko 30 mil2, a neke tvornice čipova već masovno-proizvode čipove od 25 mil2 ili čak 20 mil2.
S druge strane, kako površina čipa postaje manja i svjetlina jedne-jezgre se smanjuje, niz problema koji utječu na kvalitetu prikaza također je postao izražen.
prvi je zahtjev za sivom ljestvicom. Za razliku od vanjskih zaslona, poteškoća potražnje za unutarnjim zaslonima ne leži u svjetlini već u sivim tonovima. Trenutačno je zahtjev za svjetlinom unutarnjeg ekrana-velikog razmaka oko 1500 cd/m2 -2000 cd/m2, a svjetlina malog-led zaslona općenito je oko 600 cd /m2 -800 cd/m2, a najprikladniji za dugotrajnu pažnju Najbolja svjetlina je oko 100 cd/m2 -300cd/m2.
Jedan od aktualnih problema LED ekrana-niskog nagiba je "niska svjetlina i niska siva boja". Odnosno, siva ljestvica nije dovoljna pri niskoj svjetlini. Kako bi se postigla "niska svjetlina i visoka siva", trenutni kraj paketa ima crnu zagradu. Budući da crni nosač ima slabu refleksiju na čipu, čip mora imati dovoljnu svjetlinu.
Sljedeći je problem ujednačenosti prikaza. U usporedbi s konvencionalnim zaslonima, manji razmak će uzrokovati probleme poput naknadnog sjaja, tamnijeg prvog skeniranja, crvenkaste niske svjetline i neravnomjerne niske sive. Trenutačno, kao odgovor na probleme kao što su naknadni sjaj, prvo skeniranje tamno i nisko sivo i crveno, i strana pakiranja i strana kontrole IC-a uložili su napore kako bi učinkovito ublažili te probleme. Ujednačenost svjetline pod niskim sivim tonovima također je korigirana točku po točku. Tehnologija je olakšala. Međutim, kao jedan od temeljnih uzroka problema, potrebno je više truda na strani čipa. Točnije, ujednačenost svjetline pod malom strujom je bolja, a konzistentnost parazitskog kapaciteta je bolja.
Treće pitanje je pouzdanost. Trenutni industrijski standard glasi da je dopuštena vrijednost stope mrtvog svjetla LED-a jedan prema deset tisuća, što očito nije prikladno za LED zaslone malog{0}}nagiba. Zbog velike gustoće piksela ekrana malog-nagiba i kratke udaljenosti gledanja, ako ima 10,000 svjetla, bit će 1 mrtvo svjetlo, a učinak je neprihvatljiv. U budućnosti, stopu mrtvog{5}}svjetla treba kontrolirati na sto tisućinki ili čak milijunti dio kako bi se zadovoljile potrebe-dugotrajne upotrebe.
Općenito, razvoj LED dioda malog -koraza zahtijeva da segment čipa smanji veličinu, poveća relativnu svjetlinu, dobru konzistenciju svjetline pod malom strujom, dobru konzistenciju parazitskog kapaciteta i visoku pouzdanost.
Treće, 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. Nekoliko je razloga koji ograničavaju stupanj smanjenja veličine čipa:
(1) Ograničenja obrade ambalaže. U procesu pakiranja, dva čimbenika ograničavaju smanjenje veličine čipa. Jedno je ograničenje mlaznice. Za spajanje kalupa potrebno je pokupiti strugotinu, a kratka strana strugotine mora biti veća od unutarnjeg promjera usisne mlaznice. Trenutno postoje-isplative mlaznice s unutarnjim promjerom od oko 80 um. Drugo je ograničenje spajanja žice. Prvi je da jastučić za spajanje žice, odnosno elektroda s čipom mora biti dovoljno velika, inače se ne može jamčiti pouzdanost spajanja žice. Industrija je izvijestila da je minimalni promjer elektrode 45um; drugo, razmak između elektroda mora biti dovoljno velik, inače će spajanje dviju žica neizbježno ometati jedno drugo.
(2) Ograničenja obrade čipova. Također postoje dva ograničenja u procesu obrade čipa. Jedno je ograničenje izgleda. Uz ograničenja gore-spomenutog kraja paketa, potrebna je veličina elektrode i razmak između elektroda, udaljenost između elektrode i MESA-e, širina trake za pisanje i razmak graničnih linija različitih slojeva imaju njihova ograničenja, trenutne karakteristike čipa, sposobnost SD procesa i mogućnost obrade fotolitografije. Odredite opseg posebnih 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 s 2 inča na 4 inča, ili na 6 inča u budućnosti, poteškoće rezanja 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 duljina kratke strane čipa manja od 90 μm, a omjer stranica veći od 1,5:1, gubitak prinosa će se značajno povećati.
Na temelju 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. Tvornica čipova optimizira unutarnji kvantni efekt kroz optimizaciju epitaksijalnog programa, a poboljšava vanjski kvantni efekt prilagodbom strukture čipa.
Međutim, s jedne strane, smanjenje veličine čipa neizbježno će dovesti do smanjenja površine{0}}svjetla koje emitira svjetlost i smanjenja svjetline čipa. S druge strane, nagib točke malog-zaslona zaslona je smanjen, a potražnja za svjetlinom jednog-čipa je smanjena. Između to dvoje postoji komplementaran odnos, ali mora postojati krajnji dio. Trenutno, kako bi se smanjio trošak na strani čipa, uglavnom se radi o oduzimanju strukture, što obično mora platiti cijenu smanjenja svjetline. Stoga je kako odvagnuti kompromise-problem na koji bi industrija trebala obratiti pozornost.
3. Konzistencija pod niskom strujom
Tako{{0}}zvana niska struja je relativna u odnosu na struju koju koriste konvencionalni unutarnji i vanjski čipovi. I-V krivulja čipa prikazana na donjoj slici, konvencionalni unutarnji 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 točke 0, a struja je relativno mala.
U ne-linearnom radnom području, na LED čip utječe prag prebacivanja poluvodiča, a razlika između čipova je očitija. Analizirajući diskretnost svjetline i valne duljine za veliki broj čipova, lako je vidjeti da je diskretnost ne-linearnog radnog područja mnogo veća od linearnog radnog područja. Ovo je trenutno inherentni izazov na strani čipova.
Način rješavanja ovog problema je najprije optimizirati epitaksijalni smjer kako bi se smanjila donja granica linearnog radnog područja; drugo za optimizaciju spektroskopije čipa za razlikovanje čipova s različitim karakteristikama.
4. Konzistencija parazitske kapacitivnosti
Trenutno ne postoji uvjet na strani čipa za izravno mjerenje kapacitivnih karakteristika čipa. Odnos između karakteristika kapacitivnosti i konvencionalnih mjernih stavki je još uvijek nejasan, a oni koji čekaju da industrija sažeti. Smjer optimizacije na strani čipa{0}}prvo je prilagodba proširenja, a drugi je usavršavanje električnog binninga, no cijena je vrlo visoka i ne preporučuje se.
5. Pouzdanost
Pouzdanost{0}}na čipa može se opisati različitim parametrima u pakiranju čipa i procesu starenja. Ali općenito, čimbenici koji utječu na pouzdanost čipa nakon što je instaliran na zaslon su uglavnom ESD i IR.
ESD se odnosi na antistatičku sposobnost. Prema izvješćima industrije IC-a, više od 50 posto kvarova čipa povezano je s ESD-om. Kako bi se poboljšala pouzdanost čipa, ESD mogućnosti moraju biti poboljšane. Međutim, pod uvjetom iste epitaksijalne pločice i iste strukture čipa, manja veličina čipa neizbježno će dovesti do slabljenja ESD sposobnosti. To je izravno povezano s gustoćom struje i karakteristikama kapaciteta čipa i ne može mu se odoljeti.
IR se odnosi na obrnuto curenje, obično se vrijednost obrnute struje čipa mjeri pod fiksnim obrnutim naponom. IR odražava broj nedostataka unutar čipa. Što je veća IR vrijednost, to je više defekata unutar čipa.
Kako bi se poboljšala ESD sposobnost i IR performanse, potrebno je 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 se učinkovito eliminirati, čime se poboljšava pouzdanost čipa nakon što se instalira na zaslon.
Četiri, sažetak
Ukratko, autor analizira niz izazova s kojima se suočava kraj LED čipa s razvojem LED zaslona malog{0}}nagiba 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.
