V primerjavi z drugimi zaslonskimi tehnologijami imajo LED zasloni prednosti samoosvetlitve, dobrega obnavljanja barv, visoke stopnje osveževanja, varčevanja z energijo in enostavnega vzdrževanja. Visoka svetlost, spajanje in velika velikost so odločilni dejavniki za hitro rast LED zaslonov v zadnjih dveh desetletjih. V kategoriji zunanjih zaslonov z velikim zaslonom nobena druga tehnologija ne more tekmovati s tehnologijo LED zaslonov.
Je pa v preteklosti primanjkovalo tudi LED zaslonov. Na primer, razdalja med pakiranimi kroglicami svetilke je velika, ločljivost pa nizka, kar ni primerno za opazovanje v zaprtih prostorih in od blizu. Za izboljšanje ločljivosti je treba zmanjšati razmik med kroglicami, vendar se zmanjša velikost kroglic svetilke. Čeprav je ločljivost celotnega zaslona mogoče izboljšati, se bodo stroški hitro dvignili, stroški pa bodo previsoki, da bi vplivali na LED zaslon z majhnim korakom. Širok spekter komercialnih aplikacij. .
V zadnjih letih so s prizadevanji proizvajalcev čipov in proizvajalcev embalaže, proizvajalcev IC vezij in proizvajalcev zaslonov stroški naprav z enim paketom postajali vse nižji, LED paketne naprave so postajale vse manjše, razmik slikovnih pik zaslonov pa se je zmanjšal. postajajo vedno manjši. Postaja vedno manjši. Zaradi vse višje ločljivosti so prednosti LED zaslonov z majhnim korakom v notranjih zaslonih z velikimi zasloni vse bolj očitne.
Trenutno se LED diode z majhnim korakom uporabljajo predvsem v oglaševalskih medijih, stadionih, ozadjih odrov, komunalnem inženiringu itd., Občasno pa odpirajo trge na področju prometa, oddajanja in vojaštva. Ocenjuje se, da bo do leta 2018 trg dosegel blizu 10 milijard. Predvidljivo je, da bodo v naslednjih nekaj letih LED zasloni z majhnim korakom občasno povečali tržni delež in iztisnili tržni prostor zadnje projekcije DLP. Po ocenah Everbright Securities Research Institute bo do leta 2020 majhen razmik L
Najprej povpraševanje po LED čipih za LED zaslone z majhnim korakom
LED čip je središče LED zaslona in igra ključno vlogo pri razvoju LED diod z majhnim korakom. Trenutni dosežki in prihodnji razvoj LED zaslonov z majhnim korakom so odvisni od nenehnih prizadevanj čipa.
Po eni strani se je naklon pik v zaprtih prostorih postopoma zmanjšal s P4 v zgodnjih dneh na P1,5, P1,0 in P0,8 pa sta v razvoju. Ustrezno temu je bila velikost kroglice žarnice zmanjšana s 3535, 2121 na 1010. Nekateri proizvajalci so razvili velikosti 0808 in 0606, nekateri proizvajalci pa razvijajo velikosti 0404.
Znano je, da se velikost embalažnih kroglic zmanjša, kar neizogibno zahteva zmanjšanje velikosti čipov. Trenutno je videz navadnih modro-zelenih čipov za zaslone z majhnim korakom približno 30 mils2, lokalne tovarne čipov pa imajo množično proizvodnjo 25 mils 2 ali celo 20 mils 2 čipov.
Po drugi strani so zunanji izdelki čipa postali manjši in svetlost enega jedra se je zmanjšala, vidne pa so bile vrste težav, ki vplivajo na kakovost zaslona.
Prva je zahteva glede sivin. Za razliko od zunanjih zaslonov težavnost zahtev za zaslone v zaprtih prostorih ni v svetlosti, temveč v sivinah. Trenutno je zahteva po svetlosti velikega zaslona v zaprtih prostorih približno 1500 cd/m2-2000 cd/m2, svetlost LED zaslona z majhnim korakom je na splošno približno 600 cd/m2-800 cd/m2 in najboljša svetlost za dolgotrajno prikaz termina je 100 cd. /m2-300cd/m2 ali tako.
Eden od trenutnih izzivov LED zaslonov z majhnim korakom je"slaba svetloba in nizka sivina." Z drugimi besedami, sivina ni dovolj pri nizki svetlosti. Za dokončanje"slaba svetloba in visoko siva", je trenutni načrt na strani embalaže črn oklepaj. Ker se črni nosilec slabo odbija od čipa, mora imeti čip zadostno svetlost.
Drugi je prikaz povprečnega problema. V primerjavi s tradicionalnimi zasloni je naklon manjši, kar povzroča težave, kot so posijaj, tema prvega skeniranja, nizka rdečina in nizke neenakomernosti sivin. Trenutno sta glede na težave s posijanjem, prvim skeniranjem in nizkim nivojem sive, tako stran paketa kot krmilna stran IC poskušali učinkovito ublažiti te težave, problem povprečne svetlosti pri nizki ravni sivine pa je bil popravljen tudi s točko točka. . Tehnologija se je umirila. Vendar pa je kot eden od temeljnih vzrokov težave potrebno več truda na strani čipa. V podrobnostih je povprečna svetlost boljša pri majhnem toku, parazitska kapacitivnost pa je boljša.
Tretji je varnostni problem. Trenutni industrijski standard je, da je dovoljena vrednost mrtve LED diode deset tisočinka, kar očitno ni primerno za LED zaslone z majhnim korakom. Ker je gostota slikovnih pik zaslona z majhnim korakom razmeroma velika in interval opazovanja sorazmerno blizu, je, če je mrtva luč v 10.000, učinek neznosen. V prihodnosti bo povpraševanje po stopnji mrtve svetlobe nadzorovano na sto tisočinki ali celo milijoninki, da bi zadostili potrebam dolgotrajne uporabe.
Na splošno so za razvoj LED diod z majhnim korakom zahteve za del čipa: zmanjšanje velikosti, relativno izboljšanje svetlosti, dobra divergenca svetlosti pri majhnih tokovih, dobra divergenca parazitske kapacitivnosti in visoka zanesljivost.
Drugič, načrt obdelave konca čipa
1. Zmanjšanje velikosti Zmanjšanje velikosti čipa
Na zunaj je to stvar oblikovanja velikosti. Zdi se, da ga je mogoče rešiti le z oblikovanjem manjše velikosti v skladu z zahtevami. Toda ali se bo zmanjšanje velikosti čipa ustavilo za nedoločen čas? Odgovor je lahko negativen. Obstaja več razlogov za omejitev zmanjšanja velikosti čipa:
(1) Omejitve obdelave embalaže. V procesu pakiranja obstajata dva dejavnika, ki omejujeta zmanjšanje velikosti čipov. Ena je omejitev šobe. Čip mora pobrati čip, kratka stran čipa pa mora biti večja od notranjega premera šobe. Trenutno je notranji premer stroškovno učinkovite šobe približno 80 um. Druga je omejitev vezanja žice. Najprej mora biti vretena, torej elektroda čipa, dovolj velika, sicer ni mogoče zagotoviti zanesljivosti žične povezave. Najmanjši premer elektrode v industriji je 45 um. Drugič, razdalja med elektrodama mora biti dovolj velika, sicer se bosta žični vezi neizogibno motili.
(2) Omejitve obdelave čipov. Obdelava čipa ima tudi dve omejitvi. Ena je omejitev načrtovanja velikosti. Poleg omejitev zgoraj omenjenega konca paketa imajo tudi velikost elektrod in razmik med elektrodami, razmik med elektrodami in MESA, širina črtnih črt, razmik mejnih vrstic različnih plasti itd. zmožnost obdelave fotolitografije. . Obseg podrobne omejitve je bil rešen. Na splošno bo najmanjša razdalja med elektrodo P in robom čipa omejena na več kot 14 μm.
Drugi je omejitev rezalne sposobnosti. Mehanski postopek spajanja SD rezanja + ima omejitve in velikost čipa je morda premajhna, da bi se zlomila. Ko se premer rezine poveča z 2 palcev na 4 palcev ali v prihodnosti na 6 palcev, se povečajo težave pri rezanju rezil in poveča se velikost obdelanih sekancev. Če vzamemo za primer 4-palčni film, če je kratka stranska dolžina čipa manjša od 90 mikronov in je razmerje stranic večje od 1,5:1, se bo izguba donosa znatno povečala.
Na podlagi zgornjih razlogov avtor pogumno napoveduje, da lahko po zmanjšanju velikosti čipa na 17 mil2 zasnova in obdelava čipa dosežeta mejo. Če ne pride do velikega preboja v shemi tehnologije čipov, ni prostora za zmanjšanje.
2. Povečana svetlost
Povečanje svetlosti je stalna tema za čipe. Tovarna čipov optimizira in optimizira notranje kvantne učinke z epitaksijskimi postopki in izboljša zunanje kvantne učinke s prilagoditvami strukture čipa.
Vendar po eni strani zmanjšanje velikosti čipa neizogibno vodi do zmanjšanja površine svetlobnega območja in svetlost čipa se zmanjša. Po drugi strani se zmanjša naklon pik pri zaslonih z majhnim korakom in zmanjša se zahteva po svetlosti posameznega čipa. Med obema obstaja komplementarno razmerje, vendar obstaja bistvo. Trenutno, da bi zmanjšali stroške, stran čipa v glavnem odšteje strukturo, kar običajno zmanjša svetlost. Zato je vprašanje, na katerega mora biti industrija pozorna, kako uravnotežiti kompromise.
3. Bifurkacija pod nizkim tokom
Primerjajte tako imenovani nizki tok s tokom tradicionalnih notranjih in zunanjih testov čipov. Kot je prikazano na spodnji sliki, krivulja čipa IV, tradicionalni notranji in zunanji čipi delujejo v linearnem delovnem območju, tok je zelo velik. LED čipi z majhnim korakom morajo delovati v nelinearnem delovnem območju blizu 0, tok pa je premajhen.
V nelinearnem delovnem območju na LED čip vpliva prag polprevodniškega preklopa, razlika med čipi pa je bolj očitna. Da bi analizirali diskontinuiteto svetlosti in valovne dolžine velikega čipa, je enostavno videti, da je disperzija v nelinearnem delovnem območju veliko večja od disperzije v linearnem delovnem območju. To je neločljiv izziv trenutnih čipov.
Metoda za rešitev tega problema je, da najprej optimiziramo smer raztezanja, da zmanjšamo spodnjo mejo linearnega delovnega območja; drugi je optimizacija cepljenja čipov, ki razlikuje različne značilne čipe.
4. Divergenca parazitske kapacitivnosti
Trenutno na strani čipa ni pogoja za neposredno merjenje kapacitivnih lastnosti čipa. Razmerje med karakteristikami kapacitivnosti in tradicionalnimi merilnimi predmeti je še vedno nejasno in čaka na povzetek industrije. Smer optimizacije strani čipa je enkratna prilagoditev, druga pa je izboljšanje električne klasifikacije, vendar je cena visoka in ni priporočljiva.
5. Zanesljivost
Zanesljivost embalaže sekancev je mogoče označiti z različnimi parametri med pakiranjem sekancev in staranjem. Toda na splošno so dejavniki, ki vplivajo na zanesljivost čipa za zaslonom, osredotočeni predvsem na ESD in IR.
ESD se nanaša na sposobnost upiranja statični elektriki. Po podatkih industrije IC je več kot 50 % okvar čipov povezanih z ESD. Da bi izboljšali zanesljivost čipov, je treba izboljšati talente za ESD. Vendar pa pod isto epitaksalno rezino in enako strukturo čipa postane velikost čipa manjša, kar neizogibno vodi v oslabitev ESD. To je neposredno povezano z gostoto toka in lastnostmi kapacitivnosti čipa in se mu ni mogoče upreti.
IR se nanaša na povratno uhajanje in se običajno meri pri fiksni povratni napetosti. IR odraža število napak znotraj čipa. Večja kot je IR vrednost, bolj očitne so notranje napake.
Da bi izboljšali ESD in IR zmogljivost, je treba narediti več optimizacij v epitaksalni strukturi in strukturi čipa. V primeru shranjevanja čipov je po strogih specifikacijah mogoče učinkovito odstraniti ESD in čipe s šibko IR zmogljivostjo, s čimer se izboljša zanesljivost čipov na čipu.
Štiri, povzetek
Skratka, z napredkom znanosti in posodobitvijo časa je razvoj industrije LED zaslonov vse bolj priljubljen, vendar se je industrijski učinek zaslona končno izboljšal, brezposelni pa so občasno trdo delali. čas.
