در مقایسه با سایر فناوریهای نمایشگر، نمایشگرهای LED دارای مزایای خود روشنایی، عملکرد بازیابی رنگ خوب، نرخ تازهسازی بالا، صرفهجویی در مصرف انرژی و نگهداری آسان هستند. روشنایی بالا، اتصال و اندازه بزرگ عوامل تعیین کننده برای رشد سریع نمایشگرهای LED در دو دهه گذشته هستند. در دسته نمایشگرهای فضای باز با صفحه نمایش بزرگ، هیچ فناوری دیگری نمی تواند با فناوری نمایشگر LED رقابت کند.
با این حال، در گذشته کمبود نمایشگرهای LED نیز وجود داشت. به عنوان مثال فاصله بین مهره های لامپ بسته بندی شده زیاد و رزولوشن پایین است که برای مشاهده در محیط داخلی و نزدیک مناسب نیست. برای بهبود وضوح، لازم است فاصله بین مهره ها کاهش یابد، اما اندازه مهره های لامپ کاهش می یابد. اگرچه وضوح کل صفحه را می توان بهبود بخشید، هزینه به سرعت افزایش می یابد، و هزینه آنقدر زیاد خواهد بود که بر روی صفحه نمایش LED با گام کوچک طیف گسترده ای از برنامه های تجاری تأثیر بگذارد. .
در سالهای اخیر با تلاش تولیدکنندگان تراشه و تولیدکنندگان بستهبندی، تولیدکنندگان مدار آیسی و تولیدکنندگان صفحه نمایش، هزینه دستگاههای تک پکیج کمتر و کمتر شده، دستگاههای پکیج LED کوچکتر و کوچکتر شدهاند و گام پیکسلی نمایشگرها کوچکتر و کوچکتر شوند. کوچکتر و کوچکتر شدن. وضوح بالاتر و بالاتر، مزایای نمایشگرهای LED با گام کوچک را در نمایشگرهای داخلی با صفحه نمایش بزرگ بیشتر و بیشتر آشکار می کند.
در حال حاضر، ال ای دی های کوچک به طور عمده در رسانه های تبلیغاتی، استادیوم ها، پس زمینه های صحنه، مهندسی شهرداری و غیره استفاده می شوند و هر از گاهی بازارهایی را در زمینه حمل و نقل، پخش و نظامی باز می کنند. تخمین زده می شود که تا سال 2018، بازار نزدیک به 10 میلیارد باشد. پیشبینی میشود که در چند سال آینده، نمایشگرهای LED کوچک هر از چندگاهی سهم بازار را افزایش دهند و فضای بازار DLP طرح عقب را از بین ببرند. بر اساس برآوردهای موسسه تحقیقات اوراق بهادار Everbright، تا سال 2020، فاصله کوچک L
اول از همه، تقاضا برای تراشه های LED برای نمایشگرهای LED کوچک
تراشه LED مرکز نمایشگر LED است و نقشی حیاتی در توسعه LED های کوچک بازی می کند. دستاوردهای کنونی و توسعه آینده نمایشگرهای LED کوچک به تلاش های بی وقفه تراشه بستگی دارد.
از یک طرف، گام نقطه نمایش داخلی به تدریج از P4 در روزهای اولیه به P1.5 کاهش یافته است و P1.0 و P0.8 در حال توسعه هستند. به همین ترتیب، اندازه مهره لامپ از 3535، 2121 به 1010 کاهش یافته است. برخی از تولیدکنندگان سایزهای 0808 و 0606 و برخی تولیدکنندگان در حال توسعه سایزهای 0404 هستند.
به خوبی شناخته شده است که اندازه مهره های بسته بندی کاهش می یابد، که به ناچار نیاز به کاهش اندازه تراشه دارد. در حال حاضر، ظاهر تراشههای معمولی سبز-آبی برای نمایشگرهای کوچک حدود 30 mils2 است و کارخانههای تراشههای محلی تراشههای 25 mils 2 یا حتی 20 mils2 را به طور انبوه تولید کردهاند.
از طرفی محصولات خارجی تراشه کوچکتر شده و روشنایی تک هسته ای کاهش یافته است و یک سری مشکلات تاثیرگذار بر کیفیت نمایشگر برجسته شده است.
اولین مورد نیاز مقیاس خاکستری است. بر خلاف صفحه نمایش های فضای باز، دشواری الزامات صفحه نمایش داخلی در روشنایی نیست، بلکه در مقیاس خاکستری است. در حال حاضر، روشنایی مورد نیاز صفحه نمایش بزرگ داخلی حدود 1500 cd/m2-2000 cd/m2 است، روشنایی صفحه نمایش LED با گام کوچک به طور کلی حدود 600 cd/m2-800 cd/m2 و بهترین روشنایی برای طولانی مدت است. مدت نمایش 100 سی دی است. /m2-300cd/m2 یا بیشتر.
یکی از چالشهای کنونی صفحهنمایشهای LED با گام کوچک،"نور کم و خاکستری کم است." به عبارت دیگر، مقیاس خاکستری در روشنایی کم کافی نیست. به منظور تکمیل"کم نور و خاکستری بالا"؛، طرح فعلی در سمت بسته بندی یک براکت سیاه است. از آنجایی که براکت سیاه روی تراشه ضعیف منعکس می شود، تراشه باید روشنایی کافی داشته باشد.
دوم نشان دادن مشکل میانگین است. در مقایسه با صفحهنمایشهای سنتی، گام کوچکتر میشود، که باعث مشکلاتی مانند نور پسدرخش، تاریکی اسکن اول، قرمزی کم، و ناهمواری کم مقیاس خاکستری میشود. در حال حاضر با توجه به مشکلات پس نور، اسکن اول و سطح خاکستری کم، هر دو سمت بسته و کنترل آی سی سعی کرده اند به طور موثر این مشکلات را کاهش دهند و مشکل میانگین روشنایی در سطح خاکستری پایین نیز به صورت نقطه ای اصلاح شده است. نقطه. . فناوری کاهش یافته است. با این حال، به عنوان یکی از دلایل اصلی مشکل، تلاش های بیشتری در سمت تراشه مورد نیاز است. در جزئیات، روشنایی متوسط در جریان کم بهتر است و ظرفیت انگلی بهتر است.
سومین مسئله امنیت است. استاندارد فعلی صنعت این است که مقدار مجاز نرخ مرگ LED یک ده هزارم است که بدیهی است برای نمایشگرهای LED با پیچ کوچک مناسب نیست. از آنجایی که تراکم پیکسلی صفحه نمایش با گام کوچک نسبتاً بزرگ است و فاصله مشاهده نسبتاً نزدیک است، اگر یک نور مرده در 10000 وجود داشته باشد، تأثیر غیرقابل تحمل است. در آینده، تقاضا برای نرخ خاموشی در صد هزارم یا حتی یک میلیونم کنترل می شود تا نیازهای استفاده طولانی مدت را برآورده کند.
به طور کلی، برای توسعه LED های با گام کوچک، الزامات قطعه تراشه عبارتند از: کاهش اندازه، بهبود روشنایی نسبی، واگرایی روشنایی خوب در جریان های کوچک، واگرایی خازن انگلی خوب و قابلیت اطمینان بالا.
دوم، طرح پردازش پایان تراشه
1. کاهش اندازه تراشه کاهش اندازه
در بیرون، این موضوع مربوط به طراحی اندازه است. به نظر می رسد تنها با طراحی سایز کوچکتر با توجه به نیاز می توان با آن مقابله کرد. اما آیا کاهش اندازه تراشه به طور نامحدود متوقف می شود؟ پاسخ می تواند منفی باشد. دلایل مختلفی برای محدود کردن کاهش اندازه تراشه وجود دارد:
(1) محدودیت در پردازش بسته بندی. در فرآیند بسته بندی، دو عامل وجود دارد که کاهش اندازه تراشه را محدود می کند. یکی محدودیت نازل است. تراشه باید تراشه را بگیرد و قسمت کوتاه تراشه باید بزرگتر از قطر داخلی نازل باشد. در حال حاضر، قطر داخلی یک نازل مقرون به صرفه حدود 80 میلی متر است. دوم محدودیت اتصال سیم است. اول از همه، بوبین، یعنی الکترود تراشه باید به اندازه کافی بزرگ باشد، در غیر این صورت نمی توان قابلیت اطمینان اتصال سیم را تضمین کرد. کوچکترین قطر الکترود در صنعت 45um است. ثانیاً فاصله بین الکترودها باید به اندازه کافی زیاد باشد، در غیر این صورت دو پیوند سیم ناگزیر با یکدیگر تداخل خواهند داشت.
(2) محدودیت های پردازش تراشه. پردازش تراشه نیز دو محدودیت دارد. یکی محدودیت برنامه ریزی اندازه است. علاوه بر محدودیتهای انتهای بسته فوق، اندازه الکترود و فاصله الکترود، فاصله الکترود و MESA، عرض خط اسکریپ، فاصله خطوط مرزی لایههای مختلف و غیره دارای محدودیتها، ویژگیهای جریان تراشه، قابلیت فرآیند SD و غیره است. قابلیت پردازش فوتولیتوگرافی . دامنه محدودیت تفصیلی حل شده است. به طور کلی، حداقل فاصله بین الکترود P و لبه تراشه به بیش از 14 میکرومتر محدود خواهد شد.
دوم این است که توانایی برش را محدود کنید. فرآیند اتصال مکانیکی برش SD + دارای محدودیتهایی است و ممکن است اندازه تراشه آنقدر کوچک باشد که شکسته نشود. با افزایش قطر ویفر از 2 اینچ به 4 اینچ یا در آینده به 6 اینچ، سختی برش تیغه ها افزایش می یابد و اندازه تراشه های پردازش شده افزایش می یابد. با در نظر گرفتن یک فیلم 4 اینچی، اگر طول ضلع کوتاه تراشه کمتر از 90 میکرون باشد و نسبت تصویر بیشتر از 1.5:1 باشد، افت بازده به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
بر اساس دلایل فوق، نویسنده جسورانه پیش بینی می کند که پس از کاهش اندازه تراشه به 17mil2، طراحی و پردازش تراشه می تواند به حد مجاز برسد. تا زمانی که پیشرفت بزرگی در طرح فناوری تراشه ایجاد نشود، جایی برای کاهش وجود ندارد.
2. افزایش روشنایی
افزایش روشنایی یک موضوع دائمی برای تراشه ها است. کارخانه تراشه اثرات کوانتومی داخلی را از طریق روشهای اپیتاکسیال بهینه و بهینه میکند و از طریق تنظیمات ساختار تراشه اثرات کوانتومی خارجی را افزایش میدهد.
با این حال، از یک طرف، کاهش اندازه تراشه به ناچار منجر به کاهش سطح ناحیه ساطع نور می شود و روشنایی تراشه کاهش می یابد. از سوی دیگر، گام نقطه ای نمایشگرهای کوچک کاهش می یابد و نیاز به روشنایی یک تراشه واحد کاهش می یابد. یک رابطه مکمل بین این دو وجود دارد، اما یک نتیجه نهایی وجود دارد. در حال حاضر، برای کاهش هزینه ها، سمت تراشه عمدتا ساختار را کم می کند که معمولاً باعث کاهش روشنایی می شود. بنابراین چگونگی ایجاد تعادل در مبادلات موضوعی است که صنعت باید به آن توجه کند.
3. انشعاب تحت جریان کم
جریان به اصطلاح کم را با جریان آزمایشهای سنتی تراشه داخلی و خارجی مقایسه کنید. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، منحنی تراشه IV، تراشه های سنتی داخلی و خارجی در منطقه کاری خطی کار می کنند، جریان بسیار زیاد است. تراشه های LED با گام کوچک باید در یک منطقه کاری غیر خطی نزدیک به 0 کار کنند و جریان بسیار کم است.
در ناحیه کار غیر خطی، تراشه LED تحت تأثیر آستانه سوئیچینگ نیمه هادی قرار می گیرد و تفاوت بین تراشه ها آشکارتر است. به منظور تجزیه و تحلیل ناپیوستگی روشنایی و طول موج یک تراشه در مقیاس بزرگ، به راحتی می توان دریافت که پراکندگی در ناحیه کاری غیر خطی بسیار بزرگتر از پراکندگی در ناحیه کاری خطی است. این یک چالش ذاتی در تراشه های فعلی است.
روش حل این مشکل این است که ابتدا جهت گسترش را بهینه کنیم تا حد پایینی منطقه کاری خطی کاهش یابد. دوم بهینه سازی تقسیم تراشه است که تراشه های مشخصه مختلف را متمایز می کند.
4. واگرایی ظرفیت انگلی
در حال حاضر، هیچ شرطی در سمت تراشه برای اندازه گیری مستقیم ویژگی های ظرفیت تراشه وجود ندارد. رابطه بین ویژگیهای ظرفیت خازنی و آیتمهای اندازهگیری سنتی هنوز نامشخص است و در انتظار خلاصه کردن صنعت است. جهت بهینه سازی سمت تراشه تنظیم یکباره است و دیگری بهبود طبقه بندی الکتریکی است، اما هزینه آن بالا است و توصیه نمی شود.
5. قابلیت اطمینان
قابلیت اطمینان بسته بندی تراشه را می توان با پارامترهای مختلفی در طول بسته بندی تراشه و پیری مشخص کرد. اما به طور کلی، عواملی که بر قابلیت اطمینان تراشه پشت صفحه تأثیر میگذارند، عمدتاً بر روی ESD و IR متمرکز هستند.
ESD به توانایی مقاومت در برابر الکتریسیته ساکن اشاره دارد. با توجه به صنعت آی سی، بیش از 50 درصد از خرابی های تراشه مربوط به ESD است. به منظور بهبود قابلیت اطمینان تراشه، لازم است استعدادهای ESD بهبود یابد. با این حال، تحت همان ویفر اپیتاکسیال و همان ساختار تراشه، اندازه تراشه کوچکتر می شود که به ناچار منجر به ضعیف شدن ESD می شود. این به طور مستقیم با چگالی جریان و ویژگی های خازن تراشه مرتبط است و نمی توان در برابر آن مقاومت کرد.
IR به نشت معکوس اشاره دارد و معمولاً در یک ولتاژ معکوس ثابت اندازه گیری می شود. IR تعداد عیوب داخل تراشه را نشان می دهد. هر چه مقدار IR بزرگتر باشد، عیوب داخلی آشکارتر است.
به منظور بهبود عملکرد ESD و IR، باید بهینه سازی های بیشتری در ساختار اپیتاکسیال و ساختار تراشه انجام شود. در مورد ذخیره سازی تراشه، پس از مشخصات دقیق، می توان ESD و تراشه های با عملکرد IR ضعیف را به طور موثر حذف کرد و در نتیجه قابلیت اطمینان تراشه های روی تراشه را بهبود بخشید.
چهار، خلاصه
به طور خلاصه، با پیشرفت علم و به روز شدن زمان، توسعه صنعت نمایشگر LED روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا کرده است، اما اثر صنعتی نمایشگر در نهایت بهبود یافته است و بیکاران هر از گاهی به سختی کار می کنند. زمان.
