По сравнению с другими технологиями отображения светодиодные дисплеи обладают такими преимуществами, как самоподсветка, хорошее восстановление цвета, высокая частота обновления, энергосбережение и простота обслуживания. Высокая яркость, стыковка и большой размер - решающие факторы быстрого роста светодиодных дисплеев за последние два десятилетия. В категории наружных дисплеев с большим экраном никакая другая технология не может конкурировать с технологией светодиодных дисплеев.
Однако и раньше не хватало светодиодных дисплеев. Например, расстояние между упакованными ламповыми балками велико, а разрешение низкое, что не подходит для наблюдения в помещении и вблизи. Чтобы улучшить разрешение, необходимо уменьшить расстояние между бусинами, но размер бусин лампы уменьшается. Хотя разрешение всего экрана может быть улучшено, стоимость будет быстро расти, а стоимость будет слишком высокой, чтобы повлиять на светодиодный дисплей с малым шагом. Широкий спектр коммерческих приложений. .
В последние годы, благодаря усилиям производителей микросхем и упаковок, производителей микросхем и производителей экранов, стоимость устройств в одном корпусе становится все ниже и ниже, светодиодные устройства становятся все меньше и меньше, а шаг пикселя экранов дисплеев становится все меньше и меньше. становиться все меньше и меньше. Все меньше и меньше. Все более и более высокое разрешение делает все более очевидными преимущества светодиодных дисплеев с малым шагом в широкоэкранных дисплеях внутри помещений.
В настоящее время светодиоды с малым шагом в основном используются в рекламных носителях, на стадионах, на задних площадках, в коммунальном строительстве и т. Д. И время от времени открывают рынки в транспортной, радиовещательной и военной областях. По оценкам, к 2018 году объем рынка приблизится к 10 миллиардам. Можно предвидеть, что в следующие несколько лет светодиодные дисплеи с малым шагом будут время от времени увеличивать долю рынка, вытесняя рыночное пространство обратной проекции DLP. По оценкам Everbright Securities Research Institute, к 2020 году небольшой интервал L
Прежде всего, спрос на светодиодные чипы для светодиодных дисплеев с малым шагом.
Светодиодный чип является центром светодиодного дисплея и играет жизненно важную роль в разработке светодиодов с малым шагом. Текущие достижения и будущее развитие светодиодных дисплеев с малым шагом зависят от неустанных усилий чипа.
С одной стороны, шаг точки внутреннего дисплея постепенно уменьшился с P4 в первые дни до P1,5, а P1,0 и P0,8 находятся в стадии разработки. Соответственно, размер шарика лампы был уменьшен с 3535, 2121 до 1010. Некоторые производители разработали размеры 0808 и 0606, а некоторые производители разрабатывают размеры 0404.
Хорошо известно, что размер упаковочных гранул уменьшается, что неизбежно требует уменьшения размера чипа. В настоящее время внешний вид обычных сине-зеленых микросхем для дисплеев с малым шагом составляет около 30 мил2, а местные фабрики по производству микросхем массово производят микросхемы размером 25 мил 2 или даже 20 мил 2.
С другой стороны, внешние элементы чипа стали меньше, а яркость одноядерных процессоров упала, и стал заметным ряд проблем, влияющих на качество отображения.
Во-первых, это требование оттенков серого. В отличие от уличных экранов сложность требований к внутреннему экрану заключается не в яркости, а в оттенках серого. В настоящее время требования к яркости большого экрана в помещении составляют около 1500 кд / м2–2000 кд / м2, яркость светодиодных дисплеев с малым шагом обычно составляет около 600 кд / м2–800 кд / м2, а лучшая яркость для длительного использования. срок отображения составляет 100 кд. / м2 - 300 кд / м2 или около того.
Одной из текущих проблем светодиодных экранов с малым шагом является тусклый свет и тусклый серый цвет." Другими словами, серой шкалы не хватает при низкой яркости. Чтобы завершить" низкий свет и высокий серый" текущий план на стороне упаковки - черная скобка. Поскольку черная планка слабо отражается на микросхеме, требуется, чтобы микросхема имела достаточную яркость.
Второй - показать среднюю проблему. По сравнению с традиционными экранами шаг становится меньше, что вызывает такие проблемы, как послесвечение, темнота первого сканирования, низкая краснота и низкая неравномерность оттенков серого. В настоящее время, ввиду проблем послесвечения, первого сканирования и низкого уровня серого, как сторона корпуса, так и сторона управления ИС попытались эффективно решить эти проблемы, и проблема средней яркости при низком уровне серого также была исправлена. точка. . Технологии облегчились. Однако, как одна из основных причин проблемы, требуются дополнительные усилия со стороны микросхемы. В деталях, средняя яркость лучше при малом токе, и паразитная емкость лучше.
В-третьих, проблема безопасности. Текущий отраслевой стандарт заключается в том, что допустимое значение мертвой доли светодиодов составляет одну десятитысячную, что явно не подходит для светодиодных дисплеев с малым шагом. Поскольку плотность пикселей экрана с малым шагом относительно велика, а интервал наблюдения относительно близок, если мертвый свет составляет 10 000, эффект будет невыносимым. В будущем потребность в мертвой засветке будет регулироваться на уровне стотысячной или даже одной миллионной для удовлетворения потребностей длительного использования.
Вообще говоря, для разработки светодиодов с малым шагом требования к микросхеме заключаются в следующем: уменьшение размера, улучшение относительной яркости, хорошее расхождение яркости при малых токах, хорошее расхождение паразитной емкости и высокая надежность.
Во-вторых, план обработки конца чипа
1. Уменьшение размера Уменьшение размера стружки
Снаружи все дело в дизайне размеров. Кажется, что с этим можно справиться, только разработав меньший размер в соответствии с требованиями. Но остановится ли сокращение размера чипа на неопределенный срок? Ответ может быть отрицательным. Есть несколько причин для ограничения уменьшения размера чипа:
(1) Ограничения на обработку упаковки. В процессе упаковки есть два фактора, которые ограничивают уменьшение размера чипа. Один из них - это ограничение сопла. Стружка должна захватывать стружку, и короткая сторона стружки должна быть больше внутреннего диаметра сопла. В настоящее время внутренний диаметр экономичного сопла составляет около 80 мкм. Во-вторых, ограничение проводного соединения. Прежде всего, бобина, то есть электрод микросхемы, должна быть достаточно большой, иначе надежность соединения проводов не может быть гарантирована. Наименьший диаметр электрода в отрасли - 45 мкм. Во-вторых, расстояние между электродами должно быть достаточно большим, иначе две проволочные связи неизбежно будут мешать друг другу.
(2) Ограничения обработки чипа. Обработка чипа также имеет два ограничения. Один из них - это ограничение планирования размеров. Помимо ограничений вышеупомянутого конца корпуса, размер электродов и расстояние между электродами, расстояние между электродами и MESA, ширина линии разметки, расстояние между граничными линиями различных слоев и т. Д. Имеют свои ограничения, токовые характеристики кристалла, возможности процесса SD и возможность обработки фотолитографии. . Сфера детального ограничения решена. Как правило, минимальное расстояние между электродом P и краем микросхемы будет ограничено более 14 мкм.
Второй - ограничить режущую способность. Процесс механического соединения SD-резки + имеет ограничения, и размер чипа может быть слишком маленьким, чтобы его сломать. По мере увеличения диаметра пластины с 2 дюймов до 4 дюймов или до 6 дюймов в будущем сложность резки лезвиями возрастает, и размер обрабатываемой стружки будет увеличиваться. Если взять в качестве примера 4-дюймовую пленку, если длина короткой стороны чипа меньше 90 микрон, а соотношение сторон больше 1,5: 1, потеря выхода значительно возрастет.
Основываясь на вышеизложенных причинах, автор смело предсказывает, что после того, как размер чипа уменьшится до 17 мил2, дизайн и обработка чипа могут достичь предела. Если не будет большого прорыва в схеме технологии микросхем, нет места для сокращения.
2. Повышенная яркость
Повышение яркости - постоянная тема для фишек. Фабрика микросхем оптимизирует и оптимизирует внутренние квантовые эффекты с помощью эпитаксиальных процедур и усиливает внешние квантовые эффекты за счет корректировки структуры чипа.
Однако, с одной стороны, уменьшение размера кристалла неизбежно приводит к уменьшению площади светоизлучающей области, и яркость кристалла снижается. С другой стороны, шаг точек дисплеев с малым шагом уменьшается, и требования к яркости одного чипа уменьшаются. Между ними есть взаимодополняющие отношения, но есть и практический результат. В настоящее время, чтобы снизить затраты, сторона чипа в основном вычитает структуру, которая обычно снижает яркость. Следовательно, как сбалансировать компромиссы - это вопрос, на который следует обратить внимание отрасли.
3. Бифуркация при слабом токе
Сравните так называемый слабый ток с током традиционных тестов микросхем в помещении и на открытом воздухе. Как показано на рисунке ниже, кривая IV микросхемы, традиционные внутренние и внешние микросхемы работают в линейной рабочей зоне, ток очень велик. Светодиодные микросхемы с малым шагом должны работать в нелинейной рабочей области около 0, а ток слишком мал.
В нелинейной рабочей области на светодиодный чип влияет порог переключения полупроводника, и разница между чипами более очевидна. Чтобы проанализировать неоднородность яркости и длины волны крупномасштабного чипа, легко увидеть, что дисперсия в нелинейной рабочей области намного больше, чем дисперсия в линейной рабочей области. Это неотъемлемая проблема современных микросхем.
Метод решения этой проблемы состоит в том, чтобы сначала оптимизировать направление расширения, чтобы уменьшить нижний предел линейной рабочей области; второй - оптимизация разделения чипа, которая выделяет чипы с разными характеристиками.
4. Расхождение паразитных емкостей.
В настоящее время на стороне микросхемы нет условий для прямого измерения емкостных характеристик микросхемы. Взаимосвязь между характеристиками емкости и традиционными объектами измерения все еще неясна, и отрасль ожидает подведения итогов. Направление оптимизации стороны кристалла - это однократная корректировка, а другое - улучшение электрической классификации, но стоимость высока и не рекомендуется.
5. Надежность
Надежность упаковки чипа может быть охарактеризована различными параметрами во время упаковки чипа и старения. Но в целом факторы, влияющие на надежность микросхемы за экраном, в основном сосредоточены на ESD и IR.
ESD означает способность противостоять статическому электричеству. По данным индустрии ИС, более 50% отказов микросхем связаны с электростатическим разрядом. Чтобы повысить надежность микросхемы, необходимо улучшить возможности ESD. Однако при той же эпитаксиальной пластине и той же структуре кристалла размер кристалла становится меньше, что неизбежно приводит к ослаблению электростатического разряда. Это напрямую связано с плотностью тока и емкостными характеристиками кристалла, и этому нельзя сопротивляться.
IR относится к обратной утечке и обычно измеряется при фиксированном обратном напряжении. ИК отражает количество дефектов внутри микросхемы. Чем больше значение IR, тем очевиднее внутренние дефекты.
Чтобы улучшить характеристики ESD и IR, необходимо больше оптимизировать эпитаксиальную структуру и структуру кристалла. В случае хранения микросхем, после строгих спецификаций, электростатические разряды и микросхемы со слабой ИК-характеристикой могут быть эффективно удалены, тем самым повышая надежность микросхем на кристалле.
Четыре, резюме
Короче говоря, с развитием науки и обновлением времени развитие индустрии светодиодных дисплеев становилось все более и более популярным, но отраслевой эффект дисплея, наконец, улучшился, и безработные время от времени усердно работали. время.
