Võrreldes teiste ekraanitehnoloogiatega on LED-ekraanide eelisteks isevalgustus, hea värvitaaste, kõrge värskendussagedus, energiasääst ja lihtne hooldus. Kõrge heledus, splaissing ja suured mõõtmed on LED-ekraanide kiire kasvu määravad tegurid viimase kahe aastakümne jooksul. Suure ekraaniga väliekraanide kategoorias ei suuda ükski teine tehnoloogia LED-ekraanide tehnoloogiaga võistelda.
Varem tunti aga puudust ka LED-ekraanidest. Näiteks pakendatud lambihelmeste vaheline kaugus on suur ja eraldusvõime madal, mis ei sobi siseruumides ja lähedalt vaatlemiseks. Eraldusvõime parandamiseks on vaja vähendada helmeste vahekaugust, kuid lambi helmeste suurust vähendatakse. Kuigi kogu ekraani eraldusvõimet saab parandada, tõusevad kulud kiiresti ja hind on liiga kõrge, et mõjutada väikese sammuga LED-ekraani. Lai valik kaubanduslikke rakendusi. .
Viimastel aastatel on kiibitootjate ja pakenditootjate, IC-lülituste tootjate ja ekraanitootjate jõupingutustega ühtse paketiga seadmete maksumus muutunud järjest madalamaks, LED-pakettseadmete hind järjest väiksemaks ning kuvarite pikslite samm on muutunud. muutuda järjest väiksemaks. Muutub aina väiksemaks. Kõrgem ja kõrgem eraldusvõime muudab väikese sammuga LED-ekraanide eelised siseruumides asuvates suure ekraaniga kuvarites üha ilmsemaks.
Praegu kasutatakse väikese helitugevusega LED-e peamiselt reklaamimeedias, staadionidel, lavade taustal, munitsipaaltehnikas jne ning need avavad aeg-ajalt turge transpordi-, ringhäälingu- ja militaarvaldkonnas. Hinnanguliselt on 2018. aastaks turg 10 miljardi lähedal. On ette näha, et lähiaastatel suurendavad väikese sammuga LED-ekraanid aeg-ajalt turuosa, pigistades välja DLP tagumise projektsiooni tururuumi. Everbrighti väärtpaberite uurimisinstituudi hinnangul on 2020. aastaks väike vahe L
Esiteks nõudlus LED-kiipide järele väikese sammuga LED-ekraanide jaoks
LED-kiip on LED-ekraani keskpunkt ja sellel on väikese sammuga LED-ide väljatöötamisel oluline roll. Väikese sammuga LED-ekraanide praegused saavutused ja edasine areng sõltuvad kiibi lakkamatutest jõupingutustest.
Ühest küljest on siseekraani täppide samm järk-järgult vähenenud esimeste päevade P4-lt P1,5-le ning P1,0 ja P0,8 on väljatöötamisel. Vastavalt on lambi tera suurust vähendatud 3535-lt, 2121-lt 1010-le. Mõned tootjad on välja töötanud suurused 0808 ja 0606 ning mõned tootjad arendavad välja suurusi 0404.
On hästi teada, et pakendihelmeste suurust vähendatakse, mis paratamatult nõuab kiibi suuruse vähendamist. Praegu on tavaliste sinakasroheliste kiipide välimus väikese sammuga kuvarite jaoks umbes 30 miili2 ja kohalikud kiibitehased on masstootnud 25 mils 2 või isegi 20 mil 2 kiipe.
Teisest küljest on kiibi välistooted muutunud väiksemaks ja ühetuumaline heledus on langenud ning esile on kerkinud rida ekraani kvaliteeti mõjutavaid probleeme.
Esimene on halltoonide nõue. Erinevalt välisekraanidest ei seisne siseekraani nõuete raskus mitte heleduses, vaid halltoonides. Praegu on siseruumide suure ekraani heleduse nõue umbes 1500 cd/m2-2000 cd/m2, väikese sammuga LED-ekraani heledus on üldiselt umbes 600 cd/m2-800 cd/m2 ja parim heledus pikaajaliste ekraanide jaoks. tähtaja kuvamine on 100 cd. /m2-300cd/m2 või nii.
Üks väikese sammuga LED-ekraanide praegustest väljakutsetest on&nõrk valgustus ja madal hall." Teisisõnu, hallist skaalast ei piisa madala heleduse korral. Selleks, et täita" vähese valguse ja kõrge halli" quot;, on praegune plaan pakendi poolel must sulg. Kuna must sulg peegeldub kiibil nõrgalt, peab kiip olema piisava heledusega.
Teine on keskmise probleemi näitamine. Võrreldes traditsiooniliste ekraanidega muutub helikõrgus väiksemaks, mis põhjustab selliseid probleeme nagu järelhelendus, esmase skannimise tumedus, vähene punetus ja halltoonide ebaühtlus. Praegu on järelhelenduse, esmase skannimise ja madala halli taseme probleeme silmas pidades püüdnud nii pakendipool kui ka IC-juhtimise pool neid probleeme tõhusalt leevendada ning ka heleduse keskmise probleemi madala halli taseme korral on parandatud. punkt. . Tehnoloogia on leevenenud. Probleemi ühe algpõhjusena on aga vaja rohkem pingutada kiibi poolel. Üksikasjalikult on keskmine heledus väikese voolu korral parem ja parasiitmahtuvus parem.
Kolmas on turvaprobleem. Praegune tööstusstandard on see, et LED-i surnud kiiruse lubatud väärtus on üks kümnetuhandik, mis ilmselgelt ei sobi väikese sammuga LED-ekraanide jaoks. Kuna väikese sammuga ekraani pikslitihedus on suhteliselt suur ja vaatlusintervall suhteliselt tihe, siis kui surnud valgust on 10 000, on efekt väljakannatamatu. Tulevikus kontrollitakse nõudlust surnud valguse määra järele sajatuhandik või isegi miljondik, et rahuldada pikaajalise kasutamise vajadusi.
Üldiselt on väikese sammuga LED-ide arendamiseks nõuded kiibiosale: suuruse vähendamine, suhtelise heleduse parandamine, hea heleduse erinevus väikeste voolude korral, hea parasiitmahtuvuse lahknevus ja kõrge töökindlus.
Teiseks kiibi lõpu töötlemise plaan
1. Suuruse vähendamine kiibi suuruse vähendamine
Väliselt on see suuruse disaini küsimus. Tundub, et sellega saab hakkama vaid väiksema suuruse projekteerimisega vastavalt nõuetele. Kuid kas kiibi suuruse vähendamine peatub määramata ajaks? Vastus võib olla eitav. Kiibi suuruse vähendamise piiramiseks on mitu põhjust:
(1) Pakendi töötlemise piirangud. Pakkimisprotsessis on kaks tegurit, mis piiravad kiibi suuruse vähenemist. Üks on düüsi piiratus. Laast peab kiibi üles võtma ja kiibi lühike külg peab olema suurem kui düüsi siseläbimõõt. Praegu on kulutõhusa düüsi siseläbimõõt umbes 80 um. Teine on traadi sidumise piiramine. Esiteks peab pool, see tähendab kiibi elektrood olema piisavalt suur, vastasel juhul ei saa traadi sidumise töökindlust tagada. Tööstuse väikseim elektroodi läbimõõt on 45 um. Teiseks peab elektroodide vaheline kaugus olema piisavalt suur, vastasel juhul hakkavad kaks traatsidemet paratamatult üksteist segama.
(2) Kiibi töötlemise piirangud. Kiibi töötlemisel on ka kaks piirangut. Üks on suuruse planeerimise piiratus. Lisaks ülalmainitud pakendiotsa piirangutele on oma piirangud ka elektroodide suurusel ja elektroodide vahekaugusel, elektroodide ja MESA vahekaugusel, joone laiusel, erinevate kihtide piirjoonte vahedel jne, kiibi vooluomadused, SD protsessi võime ja fotolitograafia töötlemise võimalus. . Detailse piirangu ulatus on lahendatud. Üldiselt on minimaalne kaugus P-elektroodi ja kiibi serva vahel rohkem kui 14 μm.
Teine on lõikamisvõime piiramine. SD-lõike + mehaanilisel splaissimise protsessil on piirangud ja kiibi suurus võib olla purustamiseks liiga väike. Kui vahvli läbimõõt suureneb 2 tollilt 4 tollile või tulevikus 6 tollile, suureneb lõiketerade raskus ja töödeldud laastude suurus. Võttes näiteks 4-tollise kile, siis kui kiibi lühikese külje pikkus on alla 90 mikroni ja kuvasuhe on suurem kui 1,5:1, suureneb saagikuse vähenemine oluliselt.
Eeltoodud põhjustele tuginedes ennustab autor julgelt, et pärast kiibi suuruse vähendamist 17mil2-ni võib kiibi disain ja töötlemine jõuda piirini. Kui just kiibitehnoloogia skeemis suurt läbimurret ei toimu, pole vähendamiseks ruumi.
2. Suurenenud heledus
Heleduse suurendamine on kiipide püsiv teema. Kiibitehas optimeerib ja optimeerib sisemisi kvantefekte epitaksiaalsete protseduuride abil ning suurendab väliseid kvantefekte kiibi struktuuri kohandamise kaudu.
Kuid ühest küljest toob kiibi suuruse vähenemine paratamatult kaasa valgust kiirgava ala pindala vähenemise ja kiibi heledus väheneb. Teisest küljest väheneb väikese sammuga ekraanide punktide samm ja ühe kiibi heleduse nõue väheneb. Nende kahe vahel on üksteist täiendav suhe, kuid sellel on lõpptulemus. Praegu lahutab kiibi pool kulude vähendamiseks peamiselt struktuuri, mis tavaliselt vähendab heledust. Seetõttu on see, kuidas tasakaalustada kompromisse, küsimus, millele tööstus peaks tähelepanu pöörama.
3. Bifurkatsioon madala voolu all
Võrrelge nn nõrkvoolu traditsiooniliste sise- ja väliskiibitestide vooluga. Nagu on näidatud alloleval joonisel, töötab kiip IV kõver, traditsioonilised sise- ja väliskiibid lineaarses tööpiirkonnas, vool on väga suur. Väikese sammuga LED-kiibid peavad töötama mittelineaarses tööpiirkonnas nulli lähedal ja vool on liiga väike.
Mittelineaarses tööpiirkonnas mõjutab LED-kiipi pooljuhtide lülituslävi ja kiipide erinevus on ilmsem. Suuremahulise kiibi heleduse ja lainepikkuse katkendlikkuse analüüsimiseks on lihtne näha, et dispersioon mittelineaarses tööpiirkonnas on palju suurem kui dispersioon lineaarses tööpiirkonnas. See on praegustele žetoonidele omane väljakutse.
Selle probleemi lahendamise meetod on kõigepealt pikendussuuna optimeerimine, et vähendada lineaarse tööpiirkonna alumist piiri; teine on kiibi jagamise optimeerimine, mis eristab erinevaid iseloomulikke kiipe.
4. Parasiitmahtuvuse lahknevus
Praegu ei ole kiibi poolel tingimust kiibi mahtuvusomaduste otseseks mõõtmiseks. Mahtuvusomaduste ja traditsiooniliste mõõteelementide vaheline seos on endiselt ebaselge ning see ootab tööstusharu kokkuvõtet. Kiibi poole optimeerimise suund on ühekordne reguleerimine ja teine elektrilise klassifikatsiooni parandamine, kuid hind on kõrge ja pole soovitatav.
5. Töökindlus
Laastude pakendamise töökindlust saab iseloomustada erinevate parameetritega kiibi pakendamise ja vananemise ajal. Kuid üldiselt on tegurid, mis mõjutavad ekraani taga oleva kiibi töökindlust, peamiselt ESD-le ja IR-le.
ESD viitab võimele taluda staatilist elektrit. IC-tööstuse andmetel on enam kui 50% kiibi tõrgetest seotud ESD-ga. Kiibi töökindluse parandamiseks on vaja parandada ESD andeid. Sama epitaksiaalse vahvli ja sama kiibi struktuuri korral muutub kiibi suurus aga väiksemaks, mis viib paratamatult ESD nõrgenemiseni. See on otseselt seotud voolutiheduse ja kiibi mahtuvuse omadustega ning sellele ei saa vastu panna.
IR viitab vastupidisele lekkele ja seda mõõdetakse tavaliselt fikseeritud pöördpinge juures. IR peegeldab kiibi sees olevate defektide arvu. Mida suurem on IR väärtus, seda ilmsemad on sisemised vead.
ESD ja IR jõudluse parandamiseks tuleb rohkem optimeerida epitaksiaalset struktuuri ja kiibi struktuuri. Kiibi salvestamise korral saab pärast rangeid spetsifikatsioone ESD ja nõrga IR-võimega kiibid tõhusalt eemaldada, parandades seeläbi kiibil olevate kiipide töökindlust.
Neli, kokkuvõte
Lühidalt öeldes on teaduse edenedes ja aegade ajakohastamisel LED-ekraanide tööstuse arendamine muutunud üha populaarsemaks, kuid ekraani mõju tööstusele on lõpuks paranenud ja töötud on aeg-ajalt kõvasti tööd teinud. aega.
