En comparació amb altres tecnologies de visualització, les pantalles LED tenen els avantatges d'auto{0}}il·luminació, excel·lent reproducció del color, alta freqüència de refresc, estalvi d'energia i fàcil manteniment. Les dues característiques d'alta brillantor i mida super-que es poden aconseguir mitjançant l'empalmament són els factors decisius per al ràpid creixement de les pantalles de pantalla LED en les dues últimes dècades. En l'àmbit de la visualització exterior de pantalla gran-, fins ara cap altra tecnologia pot competir amb la tecnologia de visualització LED.
Però en el passat, les pantalles LED també tenien els seus inconvenients, com ara el gran espai entre les perles de la làmpada empaquetades, que donava com a resultat una resolució baixa, que no és adequada per a la visualització interior i propera. Per millorar la resolució, cal reduir l'espai entre les perles de la làmpada, però la mida de les perles de la làmpada es redueix. Tot i que es pot millorar la resolució de tota la pantalla, el cost augmentarà ràpidament. El cost excessiu afecta l'aplicació comercial a gran-escala de pantalles LED de-petita pas. .
En els darrers anys, gràcies als esforços dels fabricants de xips i fabricants d'envasos, fabricants de circuits IC i fabricants de pantalles, el cost dels dispositius d'un sol paquet s'ha tornat cada cop més baix, els dispositius de paquets LED s'han tornat cada cop més petits i s'han convertit en els píxels de la pantalla. cada cop més petit. La resolució és cada cop més alta, cosa que fa que els avantatges de la visualització LED de -petita pas a la pantalla gran-interior sigui cada cop més evident.
Actualment, els-LEDs de petit pas s'utilitzen principalment en mitjans publicitaris, estadis, fons d'escenari, enginyeria municipal i altres camps, i continuen desenvolupant mercats en transports, radiodifusió, militars i altres camps. S'estima que el 2018, la mida del mercat s'aproximarà a desenes de mil milions. Es pot predir que en els propers anys, la pantalla LED de petit-pitch continuarà ampliant la seva quota de mercat i ocupant l'espai de mercat de la projecció posterior DLP. Segons el Xina Everbright Securities Research Institute, el 2020, la taxa de substitució de les pantalles LED de -petita pas per a projeccions posteriors DLP arribarà entre el 70 i el 80 per cent.
L'autor es dedica a la indústria de fabricació de xips LED-verds blaus i fa molts anys que es dedica al desenvolupament de productes. Des de la perspectiva del disseny del producte i la tecnologia del procés, el desenvolupament de pantalles de visualització LED de -petita pas parlarà de la demanda de xips LED blaus-verds, així com de possibles contramesures al costat del xip.
2. Demanda de xips LED de la pantalla LED de pas petit-
Com a nucli de la pantalla LED, el xip LED té un paper fonamental en el desenvolupament de LED de -petita pas. Els assoliments actuals i el desenvolupament futur de les pantalles LED-de pas petit depenen d'esforços incessants pel costat del xip.
D'una banda, el pas dels punts de la pantalla interior s'ha anat reduint gradualment des de l'inici P4 fins a P1.5, P1.0 i P0.8 en desenvolupament. En conseqüència, la mida del compte del llum s'ha reduït de 3535 i 2121 a 1010. Alguns fabricants han desenvolupat mides 0808 i 0606, i alguns fabricants fins i tot estan desenvolupant mides 0404.
Com tots sabem, la reducció de les perles de llum envasades requerirà inevitablement la reducció de la mida del xip. En l'actualitat, la superfície dels xips blaus-verds per a les pantalles de visualització de-petit-pas que s'utilitzen habitualment al mercat és d'uns 30 mil2, i algunes fàbriques de xips ja estan produint-en massa xips de 25 mil2 o fins i tot 20 mil2.
D'altra banda, a mesura que l'àrea de superfície del xip es fa més petita i la brillantor d'un-nucli únic disminueix, una sèrie de problemes que afecten la qualitat de la pantalla també s'han tornat destacats.
el primer és el requisit d'escala de grisos. A diferència de les pantalles exteriors, la dificultat de la demanda de pantalles interiors no rau en la brillantor sinó en l'escala de grisos. Actualment, el requisit de brillantor de la pantalla gran-espai interior és d'uns 1500 cd/m2 -2000 cd/m2, i la brillantor de la pantalla LED de-petita pas és generalment d'uns 600 cd /m2 -800 cd/m2, i el més adequat per a una atenció a llarg termini. La millor brillantor és d'uns 100 cd/m2 -300cd/m2.
Un dels problemes actuals de les pantalles LED de -petita alçada és "la brillantor baixa i el gris baix". És a dir, l'escala de grisos no és suficient amb una brillantor baixa. Per aconseguir "una brillantor baixa i un gris alt", l'extrem del paquet actual adopta un suport negre. Com que el suport negre té una reflexió feble al xip, cal que el xip tingui la brillantor suficient.
El següent és el problema de la uniformitat de la visualització. En comparació amb les pantalles convencionals, com més petit sigui l'espaiat, provocarà problemes com ara un resplendor posterior, un primer escaneig més fosc, una brillantor vermellosa baixa i un gris baix desigual. En l'actualitat, com a resposta a problemes com ara la resplendor, primer escaneig fosc i gris i vermell baix, tant el costat de l'embalatge com el costat del control IC han fet esforços per alleujar aquests problemes de manera eficaç. La uniformitat de la brillantor en una escala de grisos baixa també s'ha corregit punt per punt. La tecnologia s'ha alleujat. No obstant això, com una de les causes fonamentals del problema, cal més esforç pel costat del xip. Concretament, la uniformitat de la brillantor amb un corrent petit és millor i la consistència de la capacitat paràsita és millor.
El tercer problema és la fiabilitat. L'estàndard de la indústria actual és que el valor permès de la taxa de llum morta de LED és d'un entre deu mil, cosa que òbviament no és adequat per a pantalles LED de -petita pas. A causa de l'elevada densitat de píxels de la pantalla de -pas petita i de la curta distància de visualització, si hi ha 10,000 llums, hi haurà 1 llum morta i l'efecte és inacceptable. En el futur, la velocitat-de llum morta s'ha de controlar a cent mil·lèsimes o fins i tot una mil·lèsima per tal de satisfer les necessitats d'ús-a llarg termini.
En general, el desenvolupament de LED-de pas petit requereix que el segment del xip redueixi la mida, augmenti la brillantor relativa, una bona consistència de la brillantor amb un corrent reduït, una bona consistència de la capacitat parasitària i una gran fiabilitat.
Tres, solucions laterals de xip-
1. Reducció de mida Reducció de mida de xip
A la superfície, és el problema del disseny de maquetació. Sembla que es pot solucionar dissenyant un traçat més petit segons les necessitats. Tanmateix, la reducció de la mida del xip pot continuar indefinidament? La resposta és no. Hi ha diverses raons que restringeixen el grau de reducció de la mida del xip:
(1) Restriccions al processament d'envasos. En el procés d'embalatge, dos factors limiten la reducció de la mida de l'encenall. Una és la restricció del broquet. La unió de la matriu ha de recollir el xip i el costat curt del xip ha de ser més gran que el diàmetre interior del broquet d'aspiració. Actualment hi ha broquets rendibles-amb un diàmetre interior d'uns 80um. El segon és la limitació de la connexió de filferro. El primer és que el coixinet d'unió de filferro, és a dir, l'elèctrode del xip ha de ser prou gran, en cas contrari no es pot garantir la fiabilitat de la unió del cable. La indústria va informar que el diàmetre mínim de l'elèctrode és de 45um; en segon lloc, la distància entre els elèctrodes ha de ser prou gran, en cas contrari, la unió de dos cables interferirà inevitablement entre si.
(2) Limitacions del processament de xips. També hi ha dues limitacions en el procés de processament de xip. Una és la limitació del disseny. A més de les limitacions de l'extrem del paquet-esmentat anteriorment, es requereix la mida de l'elèctrode i l'espaiat entre elèctrodes, la distància entre l'elèctrode i el MESA, l'amplada del carril de traçador i l'espaiat entre les línies límit de les diferents capes. les seves limitacions, les característiques actuals del xip, la capacitat de procés SD i la capacitat de processament de la fotolitografia. Determinar l'abast de les restriccions específiques. En general, la distància mínima des de l'elèctrode P fins a la vora del xip està limitada a 14 μm o més.
El segon és la limitació de la capacitat de tall. El procés de tall de daus SD i el procés de divisió mecànica té els seus límits, i la mida del xip pot no dividir-se si la mida del xip és massa petita. Quan el diàmetre de l'hòstia augmenta de 2 polzades a 4 polzades, o a 6 polzades en el futur, la dificultat de tallar daus i dividir augmentarà en conseqüència, és a dir, la mida del xip processable augmentarà en conseqüència. Prenent com a exemple un xip de 4 polzades, si la longitud del costat curt del xip és inferior a 90 μm i la relació d'aspecte és superior a 1,5:1, la pèrdua de rendiment augmentarà significativament.
Basant-se en els motius anteriors, l'autor prediu amb valentia que després que la mida del xip es redueixi a 17 mil2, el disseny del xip i les capacitats de processament estaran a prop del límit, i bàsicament no hi ha marge per a la reducció, tret que hi hagi un gran avenç en el pla de tecnologia de xips.
2. Augment de la brillantor
La millora de la brillantor és el tema etern del costat del xip. La fàbrica de xips optimitza l'efecte quàntic intern mitjançant l'optimització del programa epitaxial i millora l'efecte quàntic extern mitjançant l'ajust de l'estructura del xip.
Tanmateix, d'una banda, la reducció de la mida del xip comportarà inevitablement la reducció de l'àrea d'emissió-de llum i la reducció de la brillantor del xip. D'altra banda, es redueix el pas de punt de la pantalla de visualització de -petit pas i es redueix la demanda de brillantor d'un sol-xip. Hi ha una relació complementària entre ambdós, però hi ha d'haver un resultat final. Actualment, per reduir el cost del costat del xip, es tracta principalment de fer una resta a l'estructura, que normalment ha de pagar el preu de reduir la brillantor. Per tant, com ponderar els avantatges-és un problema al qual la indústria hauria de prestar atenció.
3. Consistència sota corrent baixa
L'anomenat corrent baix és relatiu al corrent utilitzat pels xips convencionals d'interior i exterior. La corba de xip I-V que es mostra a la figura següent, els xips convencionals d'interior i d'exterior funcionen en una àrea de treball lineal i el corrent és relativament gran. No obstant això, els xips LED de petit-pas han de funcionar en una àrea de treball no-lineal propera al punt 0, i el corrent és relativament petit.
A l'àrea de treball no-lineal, el xip LED es veu afectat pel llindar de commutació dels semiconductors i la diferència entre els xips és més òbvia. Analitzant la discreció de la brillantor i la longitud d'ona per a un gran nombre de fitxes, és fàcil veure que la discreció de l'àrea de treball no-lineal és molt més gran que l'àrea de treball lineal. Aquest és un repte inherent al costat del xip actualment.
La manera de fer front a aquest problema és optimitzar primer la direcció epitaxial per reduir el límit inferior de l'àrea de treball lineal; en segon lloc, optimitzar l'espectroscòpia de xips per distingir xips de diferents característiques.
4. Consistència de la capacitat parasitària
Actualment, no hi ha cap condició al costat del xip per mesurar directament les característiques de capacitat del xip. La relació entre les característiques de la capacitat i els elements de mesura convencionals encara no està clara, i els que estan esperant que la indústria ho resumeixi. La direcció de l'optimització lateral del xip-és, en primer lloc, l'ajust de l'extensió, i l'altra és el perfeccionament de la separació elèctrica, però el cost és molt elevat i no es recomana.
5. Fiabilitat
La fiabilitat lateral-de xip es pot descriure mitjançant diversos paràmetres en el procés d'envasament i envelliment dels xips. Però, en general, els factors que afecten la fiabilitat del xip després d'instal·lar-lo a la pantalla són principalment ESD i IR.
ESD es refereix a la capacitat antiestàtica. Segons els informes de la indústria IC, més del 50 per cent de les fallades dels xips estan relacionades amb ESD. Per millorar la fiabilitat del xip, s'han de millorar les capacitats ESD. Tanmateix, sota la condició de la mateixa hòstia epitaxial i la mateixa estructura de xip, la mida de xip més petita comportarà inevitablement el debilitament de la capacitat ESD. Això està directament relacionat amb la densitat de corrent i les característiques de la capacitat del xip i no es pot resistir.
IR es refereix a la fuita inversa, normalment el valor de corrent inversa del xip es mesura sota una tensió inversa fixa. IR reflecteix el nombre de defectes dins del xip. Com més gran sigui el valor IR, més defectes dins del xip.
Per millorar la capacitat ESD i el rendiment IR, s'han de fer més optimitzacions en l'estructura epitaxial i l'estructura del xip. En el binning de xips, mitjançant estàndards estrictes de binning, els xips amb una capacitat ESD feble i un rendiment IR es poden eliminar eficaçment, millorant així la fiabilitat del xip després d'instal·lar-lo a la pantalla.
Quatre, resum
En resum, l'autor analitza la sèrie de reptes als quals s'enfronta el xip LED amb el desenvolupament de pantalles LED de -petita pas i ofereix plans de millora o indicacions una per una. Cal dir que encara hi ha molt espai per a l'optimització dels xips LED. Com millorar encara està esperant que la indústria faci servir el seu enginy i faci esforços continus.
