Salīdzinot ar citām displeja tehnoloģijām, LED displejiem ir pašgaismojums, lielisks krāsu atveidojums, augsts atsvaidzes intensitāte, enerģijas taupīšana un vienkārša apkope. Divas īpašības — augsts spilgtums un īpaši{1}}lielais izmērs, ko var sasniegt, izmantojot savienošanu, ir izšķirošie faktori LED displeju ekrānu straujajai izaugsmei pēdējo divu desmitgažu laikā. Lielo-ekrāna āra displeju jomā līdz šim neviena cita tehnoloģija nevar konkurēt ar LED displeju tehnoloģiju.
Taču agrāk LED displejiem bija arī savi trūkumi, piemēram, lielais atstatums starp iepakotajām lampas lodītēm, kā rezultātā bija zema izšķirtspēja, kas nav piemērota skatīšanai telpās un tuvu. Lai uzlabotu izšķirtspēju, ir jāsamazina atstatums starp lampas lodītēm, bet tiek samazināts lampas lodīšu izmērs. Lai gan visa ekrāna izšķirtspēju var uzlabot, izmaksas strauji pieaugs. Pārmērīgās izmaksas ietekmē plašo-mazo-toņu LED displeju komerciālo izmantošanu. .
Pēdējos gados, pateicoties mikroshēmu un iepakojumu ražotāju, IC shēmu ražotāju un ekrānu ražotāju pūlēm, vienas pakotnes ierīču izmaksas ir kļuvušas arvien zemākas, LED pakešu ierīces ir kļuvušas arvien mazākas un displeja pikseļu attālumi ir kļuvuši mazāki. mazāki un mazāki. Izšķirtspēja kļūst arvien augstāka un augstāka, padarot arvien skaidrākas priekšrocības, ko sniedz maza -piķa LED displeja iekštelpu lielajā-ekrāna displejā.
Pašlaik mazās{0}}piķa gaismas diodes galvenokārt tiek izmantotas reklāmas medijos, stadionos, skatuves fonos, komunālajā inženierijā un citās jomās, un tās turpina attīstīt tirgus transporta, apraides, militārajā un citās jomās. Tiek lēsts, ka līdz 2018. gadam tirgus apjoms būs tuvu desmitiem miljardu. Var prognozēt, ka nākamajos gados mazais LED displejs turpinās palielināt savu tirgus daļu un aizņems DLP aizmugures projekcijas tirgus vietu. Saskaņā ar Ķīnas Everbraita Vērtspapīru pētniecības institūta datiem līdz 2020. gadam mazo-piķa LED displeju nomaiņas līmenis DLP aizmugures projekcijām sasniegs 70–80 procentus.
Autors nodarbojas ar zilo{0}}zaļo LED mikroshēmu ražošanas nozari un jau daudzus gadus nodarbojas ar produktu izstrādi. No produktu dizaina un procesa tehnoloģiju viedokļa mazo-toņa LED displeju izstrāde apspriedīs pieprasījumu pēc zilām-zaļām LED mikroshēmām, kā arī iespējamos pretpasākumus mikroshēmas pusē.
2. Maza-toņa LED displeja pieprasījums pēc LED mikroshēmām
LED mikroshēmai, kas ir LED displeja kodols, ir būtiska nozīme mazu -slīpu LED diožu izstrādē. Pašreizējie sasniegumi un mazo{1}}toņu LED displeju turpmākā attīstība ir balstīta uz nerimstošiem centieniem mikroshēmā.
No vienas puses, iekštelpu displeja ekrāna punktu augstums ir pakāpeniski samazināts no sākotnējā P4 uz P1.5, P1.0 un P0.8 izstrādes stadijā. Attiecīgi lampas lodītes izmērs ir samazināts no 3535 un 2121 uz 1010. Daži ražotāji ir izstrādājuši 0808 un 0606 izmērus, daži ražotāji pat izstrādā 0404 izmērus.
Kā mēs visi zinām, iesaiņoto lampas lodīšu saraušanai neizbēgami būs jāsamazina mikroshēmas izmērs. Pašlaik tirgū parasti izmantoto zilo-zaļo mikroshēmu platība maziem-displeju ekrāniem ir aptuveni 30 milj2, un dažas mikroshēmu rūpnīcas jau masveidā{4}}ražo mikroshēmas 25 mil2 vai pat 20 mil2.
No otras puses, tā kā mikroshēmas virsmas laukums kļūst mazāks un viena -kodola spilgtums samazinās, ir pamanāmas arī vairākas problēmas, kas ietekmē displeja kvalitāti.
pirmā ir prasība pēc pelēkās skalas. Atšķirībā no āra ekrāniem, iekštelpu ekrāna pieprasījuma grūtības slēpjas nevis spilgtumā, bet gan pelēktoņos. Pašlaik iekštelpu lielam -atstarpei paredzētā ekrāna spilgtuma prasība ir aptuveni 1500 cd/m2 -2000 cd/m2, un maza-toņa LED displeja spilgtums parasti ir aptuveni 600 cd. /m2 -800 cd/m2, un vispiemērotākais ilgstošai uzmanībai Labākais spilgtums ir ap 100 cd/m2 -300cd/m2.
Viena no pašreizējām problēmām, kas saistītas ar maziem-LED ekrāniem, ir "zems spilgtums un mazs pelēkums". Tas ir, ar pelēko skalu nepietiek ar zemu spilgtumu. Lai panāktu "zemu spilgtumu un augstu pelēko krāsu", pašreizējā pakotnes galā tiek izmantots melns kronšteins. Tā kā melnajam kronšteinam ir vājš atstarojums uz mikroshēmas, mikroshēmai ir jābūt pietiekamai spilgtumam.
Nākamā ir displeja vienveidības problēma. Salīdzinot ar parastajiem ekrāniem, jo mazāks attālums radīs tādas problēmas kā pēcspīdēšana, tumšāka pirmā skenēšana, sarkanīgi zems spilgtums un nevienmērīga zema pelēkuma krāsa. Pašlaik, reaģējot uz tādām problēmām kā pēcspīdēšana, vispirms skenējot tumšu un zemu pelēko un sarkano krāsu, gan iepakojuma puse, gan IC vadības puse ir pielikušas pūles, lai efektīvi mazinātu šīs problēmas. Spilgtuma vienmērīgums zemā pelēktoņos ir arī koriģēts pa punktiem. Tehnoloģija ir atvieglota. Tomēr kā viens no problēmas pamatcēloņiem ir jāpieliek lielākas pūles mikroshēmas pusē. Konkrēti, spilgtuma vienmērīgums mazā strāvā ir labāks, un parazitārās kapacitātes konsistence ir labāka.
Trešā problēma ir uzticamība. Pašreizējais nozares standarts ir tāds, ka pieļaujamā LED mirgojošā apgaismojuma rādītāja vērtība ir viens no desmit tūkstošiem, kas acīmredzami nav piemērots maziem -piņķa LED displejiem. Mazā-ekrāna pikseļu lielā pikseļu blīvuma un mazā skatīšanās attāluma dēļ, ja ir 10,000 gaismas, būs 1 miris gaisma, un efekts ir nepieņemams. Nākotnē mirgo{5}}gaismas ātrums ir jākontrolē līdz simt tūkstošdaļām vai pat miljonajai daļai, lai apmierinātu-ilgtermiņa lietošanas vajadzības.
Kopumā, lai izstrādātu nelielas-toņa gaismas diodes, mikroshēmas segmentam ir jāsamazina izmērs, jāpalielina relatīvais spilgtums, laba spilgtuma konsistence mazā strāvā, laba parazitārās kapacitātes konsistence un augsta uzticamība.
Treškārt, šķautņu{0}risinājumi
1. Izmēru samazināšana mikroshēmas izmēra samazināšana
Uz virsmas tā ir izkārtojuma dizaina problēma. Šķiet, ka to var atrisināt, izstrādājot mazāku izkārtojumu atbilstoši vajadzībām. Tomēr vai mikroshēmas izmēra samazināšana var turpināties bezgalīgi? Atbilde ir nē. Ir vairāki iemesli, kas ierobežo mikroshēmas izmēra samazināšanas pakāpi:
(1) Iepakojuma apstrādes ierobežojumi. Iepakošanas procesā mikroshēmas izmēra samazināšanos ierobežo divi faktori. Viens no tiem ir sprauslas ierobežojums. Savienojumam ir nepieciešams uzņemt mikroshēmu, un mikroshēmas īsajai pusei jābūt lielākai par sūkšanas sprauslas iekšējo diametru. Pašlaik ir pieejamas rentablas sprauslas, kuru iekšējais diametrs ir aptuveni 80 um. Otrais ir stiepļu savienošanas ierobežojums. Pirmais ir tas, ka stieples savienojuma spilventiņam, tas ir, mikroshēmas elektrodam jābūt pietiekami lielam, pretējā gadījumā nevar garantēt stieples savienojuma uzticamību. Nozare ziņoja, ka minimālais elektroda diametrs ir 45 um; otrkārt, attālumam starp elektrodiem jābūt pietiekami lielam, pretējā gadījumā abu stiepļu savienošana neizbēgami traucēs viena otrai.
(2) Mikroshēmu apstrādes ierobežojumi. Mikroshēmu apstrādes procesā ir arī divi ierobežojumi. Viens no tiem ir izkārtojuma ierobežojums. Papildus iepriekšminētā iepakojuma gala-ierobežojumiem ir nepieciešams elektrodu izmērs un elektrodu atstatums, attālums starp elektrodu un MESA, raksta joslas platums un dažādu slāņu robežlīniju atstatums. to ierobežojumi, mikroshēmas pašreizējās īpašības, SD procesa iespējas un fotolitogrāfijas apstrādes iespējas. Nosakiet konkrēto ierobežojumu apjomu. Parasti minimālais attālums no P elektroda līdz mikroshēmas malai ir ierobežots līdz 14 μm vai vairāk.
Otrais ir griešanas spēju ierobežojums. SD griešanas kubiņos un mehāniskās sadalīšanas procesam ir savas robežas, un mikroshēmas izmēru var nesadalīt, ja mikroshēmas izmērs ir pārāk mazs. Kad vafeles diametrs palielināsies no 2 collām līdz 4 collām vai nākotnē līdz 6 collām, attiecīgi palielināsies kubiņos griešanas un sadalīšanas grūtības, tas ir, attiecīgi palielināsies apstrādājamās mikroshēmas izmērs. Kā piemēru ņemot 4 collu mikroshēmu, ja mikroshēmas īsās malas garums ir mazāks par 90 μm un malu attiecība ir lielāka par 1,5:1, ienesīguma zudums ievērojami palielināsies.
Pamatojoties uz iepriekšminētajiem iemesliem, autors drosmīgi prognozē, ka pēc mikroshēmas izmēra samazināšanas līdz 17mil2 mikroshēmas dizaina un apstrādes iespējas būs tuvu robežai, un būtībā nav vietas samazināšanai, ja vien nenotiks liels izrāviens mikroshēmu tehnoloģiju plāns.
2. Spilgtuma palielināšana
Spilgtuma uzlabošana ir mūžīgā mikroshēmas puses tēma. Mikroshēmu rūpnīca optimizē iekšējo kvantu efektu, optimizējot epitaksiālo programmu, un uzlabo ārējo kvantu efektu, pielāgojot mikroshēmas struktūru.
Tomēr, no vienas puses, mikroshēmas izmēra samazināšanās neizbēgami novedīs pie gaismas -izstarojošā laukuma un mikroshēmas spilgtuma samazināšanās. No otras puses, mazā-displeja ekrāna punktu augstums ir samazināts, un tiek samazināts pieprasījums pēc vienas -mikroshēmas spilgtuma. Starp abiem pastāv viena otru papildinošas attiecības, taču tam ir jābūt zemākajam. Pašlaik, lai samazinātu mikroshēmas puses izmaksas, galvenokārt ir jāveic struktūras atņemšana, kurai parasti ir jāmaksā cena par spilgtuma samazināšanu. Tāpēc nozarei jāpievērš uzmanība, kā izsvērt kompromisus-.
3. Konsistence zem zemas strāvas
Tā {{0}}sauktā zemā strāva ir saistīta ar strāvu, ko izmanto parastās iekštelpu un āra mikroshēmas. Mikroshēmas I-V līkne, kas parādīta zemāk esošajā attēlā, parastās iekštelpu un āra mikroshēmas darbojas lineārā darba zonā, un strāva ir salīdzinoši liela. Tomēr maziem-toņa LED mikroshēmām ir jādarbojas ne-lineārā darba zonā tuvu 0 punktam, un strāva ir salīdzinoši maza.
Nelineārajā darba zonā LED mikroshēmu ietekmē pusvadītāju pārslēgšanas slieksnis, un atšķirība starp mikroshēmām ir acīmredzamāka. Analizējot spilgtuma un viļņa garuma diskrētumu lielam skaitam mikroshēmu, ir viegli redzēt, ka nelineārā darba laukuma diskrētums ir daudz lielāks nekā lineārais darba laukums. Pašlaik mikroshēmu pusē tas ir raksturīgs izaicinājums.
Veids, kā risināt šo problēmu, ir vispirms optimizēt epitaksiālo virzienu, lai samazinātu lineārās darba zonas apakšējo robežu; otrkārt, optimizēt mikroshēmas spektroskopiju, lai atšķirtu mikroshēmas ar dažādiem raksturlielumiem.
4. Parazitāras kapacitātes konsistence
Pašlaik mikroshēmas pusē nav nosacījumu, lai tieši izmērītu mikroshēmas kapacitātes raksturlielumus. Saistība starp kapacitātes raksturlielumiem un parastajiem mērījumu vienumiem joprojām ir neskaidra, un tie, kas gaida nozares apkopojumu. Mikroshēmas{0}puses optimizācijas virziens, pirmkārt, ir paplašinājuma pielāgošana, bet otrs ir elektriskās atdalīšanas uzlabošana, taču izmaksas ir ļoti augstas un nav ieteicamas.
5. Uzticamība
Mikroshēmas -puses uzticamību var raksturot ar dažādiem parametriem mikroshēmas iepakošanas un novecošanas procesā. Bet kopumā faktori, kas ietekmē mikroshēmas uzticamību pēc tās uzstādīšanas ekrānā, galvenokārt ir ESD un IR.
ESD attiecas uz antistatisko spēju. Saskaņā ar IC nozares ziņojumiem vairāk nekā 50 procenti mikroshēmu kļūmju ir saistīti ar ESD. Lai uzlabotu mikroshēmu uzticamību, ir jāuzlabo ESD iespējas. Tomēr, ja ir tāda pati epitaksiālā plāksne un tāda pati mikroshēmas struktūra, mazāks mikroshēmas izmērs neizbēgami novedīs pie ESD spējas vājināšanās. Tas ir tieši saistīts ar strāvas blīvuma un mikroshēmas kapacitātes īpašībām, un tam nevar pretoties.
IR attiecas uz reverso noplūdi, parasti mikroshēmas apgrieztās strāvas vērtību mēra zem fiksēta apgrieztā sprieguma. IR atspoguļo defektu skaitu mikroshēmas iekšpusē. Jo lielāka ir IR vērtība, jo vairāk defektu mikroshēmā.
Lai uzlabotu ESD iespējas un IR veiktspēju, ir jāveic vairāk optimizācijas epitaksiālajā struktūrā un mikroshēmas struktūrā. Mikroshēmu sadalē, izmantojot stingrus sadalīšanas standartus, var efektīvi novērst mikroshēmas ar vāju ESD spēju un IR veiktspēju, tādējādi uzlabojot mikroshēmas uzticamību pēc tās uzstādīšanas ekrānā.
Četri, kopsavilkums
Rezumējot, autors analizē virkni izaicinājumu, ar kuriem saskaras LED mikroshēmas, izstrādājot mazus -piķa LED displejus, un pa vienam sniedz uzlabojumu plānus vai norādījumus. Jāteic, ka LED mikroshēmu optimizācijai vēl ir daudz vietas. Kā uzlabot, joprojām gaida, kad nozare izmantos savu atjautību un pieliks nepārtrauktas pūles.
