Í samanburði við aðra skjátækni hafa LED skjáir kosti sjálfslýsingu, framúrskarandi litafritun, háan hressingarhraða, orkusparnað og auðvelt viðhald. Tveir eiginleikar mikils birtustigs og ofurstórrar stærðar sem hægt er að ná með splicing eru afgerandi þættir fyrir hraðan vöxt LED skjáa á síðustu tveimur áratugum. Á sviði stórskjás utandyra getur engin önnur tækni keppt við LED skjátækni enn sem komið er.
En áður fyrr höfðu LED skjáir líka sína galla, svo sem stórt bil á milli lampaperlna sem pakkað var, sem leiddi til lágrar upplausnar, sem hentar ekki til að skoða innandyra og nálægt. Til þess að bæta upplausnina er nauðsynlegt að minnka bilið á milli lampaperlna, en stærð lampaperlanna minnkar. Þó að hægt sé að bæta upplausn alls skjásins mun kostnaðurinn hækka hratt. Óhóflegur kostnaður hefur áhrif á stórfellda viðskiptalega notkun LED skjáa með litlum tónhæð. .
Á undanförnum árum, þökk sé viðleitni flísaframleiðenda og umbúðaframleiðenda, IC hringrásarframleiðenda og skjáframleiðenda, hefur kostnaður við einpakka tæki orðið lægri og lægri, LED pakkabúnaður hefur orðið minni og minni og skjápunktahæðir hafa orðið minni og minni. Upplausnin er að verða hærri og hærri, sem gerir kostir LED-skjás með litlum tóni á stórum skjá innandyra meira og augljósari.
Sem stendur eru ljósdíóða með litlum velli aðallega notuð í auglýsingamiðlum, leikvangum, sviðsbakgrunni, bæjarverkfræði og öðrum sviðum og halda áfram að þróa markaði í flutningum, útsendingum, hernaði og öðrum sviðum. Áætlað er að árið 2018 verði markaðsstærð nálægt tugum milljarða. Það má spá því að á næstu árum muni LED-skjár með litlum toga halda áfram að auka markaðshlutdeild sína og taka upp markaðsrými DLP-bakvörpunarinnar. Samkvæmt China Everbright Securities Research Institute, árið 2020, mun endurnýjunarhlutfall LED skjáa með litlum toga fyrir DLP bakvörpun ná 70 prósentum til 80 prósentum.
Höfundur stundar blágræna LED flísaframleiðsluiðnaðinn og hefur stundað vöruþróun í mörg ár. Frá sjónarhóli vöruhönnunar og vinnslutækni mun þróun LED skjáskjáa með litlum toga fjalla um eftirspurn eftir blágrænum LED flísum, auk hugsanlegra mótvægisaðgerða á flíshliðinni.
2. Lítil-pitch LED skjár eftirspurn eftir LED flís
Sem kjarni LED skjásins gegnir LED flísin mikilvægu hlutverki í þróun LED ljósdíóða með litlum tónhæð. Núverandi afrek og framtíðarþróun LED skjáa með litlum tóni treysta á óþrjótandi viðleitni á flíshliðinni.
Annars vegar hefur punktapall skjáskjásins innandyra verið minnkað smám saman úr fyrri P4 í P1.5, P1.0 og P0.8 í þróun. Að sama skapi hefur perlustærð lampa minnkað úr 3535 og 2121 í 1010. Sumir framleiðendur hafa þróað 0808 og 0606 stærðir og sumir framleiðendur eru jafnvel að þróa 0404 stærðir.
Eins og við vitum öll mun það óhjákvæmilega að minnka flísastærðina til að minnka pökkuðu perlurnar. Sem stendur er yfirborðsflatarmál blágrænna flísa fyrir skjáskjái með litlum toga sem almennt eru notaðir á markaðnum um 30 mil2 og sumar flísaverksmiðjur eru nú þegar að fjöldaframleiða flís upp á 25 mil2 eða jafnvel 20 mil2.
Á hinn bóginn, þar sem yfirborð flíssins verður minna og eins kjarna birta minnkar, hefur röð vandamála sem hafa áhrif á skjágæði einnig orðið áberandi.
fyrst er krafan um grátón. Ólíkt útiskjám liggur erfiðleikinn við eftirspurn eftir skjá innandyra ekki í birtustigi heldur í grátónum. Sem stendur er birtuþörf skjás innanhúss með stórum bili um 1500 cd/m2 -2000 cd/m2 og birta á LED-skjá með litlum tónhæð er almennt um 600 cd/m2 -800 cd/ m2, og hentar best fyrir langtíma athygli. Besta birtan er um 100 cd/m2 -300cd/m2.
Eitt af núverandi vandamálum LED skjáa með litlum toga er „lítil birta og lág grár“. Það er að segja að grái skalinn er ekki nóg við lágt birtustig. Til að ná „lítil birtustig og hátt grátt“, notar núverandi pakkaendi svartan krappi. Þar sem svarta festingin hefur veikt endurspeglun á flísinni þarf flísinn að hafa nægilega birtustig.
Næst er vandamálið við að sýna einsleitni. Í samanburði við hefðbundna skjái, mun minna bilið valda vandamálum eins og eftirljóma, dekkri fyrstu skönnun, rauðleita lága birtu og ójafnt lágt grátt. Sem stendur, til að bregðast við vandamálum eins og eftirglóa, fyrst skanna dökkt og lágt grátt og rautt, hafa bæði pökkunarhliðin og IC eftirlitshliðin reynt að draga úr þessum vandamálum á áhrifaríkan hátt. Einsleitni birtustigs undir lágum grátónum hefur einnig verið leiðrétt punkt fyrir punkt. Tæknin hefur létt af. Hins vegar, sem ein af rótum vandans, þarf meiri fyrirhöfn á flíshliðinni. Nánar tiltekið er einsleitni birtustigsins undir litlum straumi betri og samkvæmni sníkjurýmdarinnar er betri.
Þriðja málið er áreiðanleiki. Núverandi iðnaðarstaðall er að leyfilegt gildi LED dauðra ljósa er eitt af hverjum tíu þúsund, sem augljóslega hentar ekki fyrir LED skjái með litlum tónum. Vegna mikils pixlaþéttleika litla skjásins og stuttrar útsýnisfjarlægðar, ef það eru 10,000 ljós, verður 1 dautt ljós og áhrifin eru óviðunandi. Í framtíðinni þarf að stýra dauðaljósahraðanum á hundrað þúsundustu eða jafnvel einn milljónasta til að mæta þörfum langtímanotkunar.
Almennt séð krefst þróun ljósdíóða með litlum tónum að flíshlutinn minnki stærð, auki hlutfallslega birtustig, góð birtustig undir litlum straumi, góð samkvæmni sníkjudýra og mikillar áreiðanleika.
Þrjár, flíshliðarlausnir
1. Stærðarminnkun flísstærðarminnkun
Á yfirborðinu er það vandamál skipulagshönnunar. Svo virðist sem hægt sé að leysa það með því að hanna smærra skipulag eftir þörfum. Hins vegar getur minnkun flísastærðar haldið áfram endalaust? Svarið er nei. Það eru nokkrar ástæður sem takmarka hversu minnkandi stærð flísar er:
(1) Takmarkanir á umbúðavinnslu. Í pökkunarferlinu takmarka tveir þættir minnkun flísastærðar. Eitt er takmörkun stútsins. Deyjabinding þarf að taka upp flísina og skammhlið flísarinnar verður að vera stærri en innra þvermál sogstútsins. Núna eru til hagkvæmir stútar með innra þvermál um 80um. Annað er takmörkun vírtengingar. Í fyrsta lagi er vírtengipúðinn, það er að flísarafskautið verður að vera nógu stórt, annars er ekki hægt að tryggja áreiðanleika vírtengingarinnar. Iðnaðurinn greindi frá því að lágmarks þvermál rafskauts sé 45um; í öðru lagi verður fjarlægðin á milli rafskautanna að vera nógu stór, annars munu víratengingin óhjákvæmilega trufla hvort annað.
(2) Takmarkanir á flísvinnslu. Það eru líka tvær takmarkanir á flísvinnsluferlinu. Eitt er takmörkun skipulagsins. Til viðbótar við takmarkanir á ofangreindum pakkaenda þarf rafskautastærð og rafskautabil, fjarlægðin milli rafskautsins og MESA, breidd ritarabrautarinnar og marklínubil mismunandi laga hafa sínar takmarkanir, núverandi eiginleikar flísarinnar, SD vinnslugetu og vinnslugetu ljóslitafræði. Ákvarða umfang sérstakra takmarkana. Almennt er lágmarksfjarlægð frá P rafskautinu að brún flísarinnar takmörkuð við 14 μm eða meira.
Annað er takmörkun skurðargetunnar. SD-teninga og vélrænni klofningsferlið hefur sín takmörk og ekki er víst að flísastærðin sé skipt ef flísastærðin er of lítil. Þegar þvermál skífunnar eykst úr 2 tommum í 4 tommur, eða í 6 tommur í framtíðinni, munu erfiðleikar við að skera í teninga og kljúfa aukast í samræmi við það, það er að segja að stærð vinnsluflögunnar eykst í samræmi við það. Með því að taka 4-tommu flís sem dæmi, ef skammhliðarlengd flísarinnar er minni en 90μm og stærðarhlutfallið er meira en 1,5:1, mun ávöxtunarkrafan aukast verulega.
Á grundvelli ofangreindra ástæðna spáir höfundur því djarflega að eftir að flísastærðin er lækkuð í 17mil2, muni flísahönnun og vinnslumöguleikar vera nálægt takmörkunum og það er í rauninni ekkert pláss fyrir minnkun, nema það verði stórt bylting í flís tækniáætlun.
2. Aukning birtustigs
Birtuaukning er hið eilífa þema flíshliðarinnar. Flísaverksmiðjan hámarkar innri skammtaáhrifin með hagræðingu á epitaxial áætluninni og bætir ytri skammtaáhrifin með aðlögun flísbyggingarinnar.
Hins vegar, annars vegar, mun minnkun flísastærðarinnar óhjákvæmilega leiða til minnkunar á ljósgeislasvæðinu og minnkun á birtustigi flísarinnar. Á hinn bóginn minnkar punktapallurinn á skjánum með litlum tónhæð og eftirspurn eftir birtustigi eins flísar minnkar. Það er fyllingarsamband þar á milli, en það verður að vera niðurstaða. Sem stendur, til að draga úr kostnaði við flíshliðina, er það aðallega að draga frá uppbyggingunni, sem venjulega þarf að greiða verðið fyrir að draga úr birtustigi. Þess vegna er það vandamál sem iðnaðurinn ætti að borga eftirtekt til hvernig á að vega málamiðlanir.
3. Samræmi við lágstraum
Svokallaður lágstraumur er miðaður við strauminn sem notaður er af hefðbundnum inni- og útiflísum. Flís IV ferillinn sem sýndur er á myndinni hér að neðan, hefðbundin inni- og útiflís vinna á línulegu vinnusvæði og straumurinn er tiltölulega stór. Hins vegar þurfa LED flísar með litlum toga að vinna á ólínulegu vinnusvæði nálægt 0 punktinum og straumurinn er tiltölulega lítill.
Á ólínulegu vinnusvæðinu er LED flísinn fyrir áhrifum af hálfleiðaraskiptaþröskuldinum og munurinn á flísunum er augljósari. Með því að greina næði birtustigs og bylgjulengdar fyrir mikinn fjölda flísar er auðvelt að sjá að næði ólínulega vinnusvæðisins er miklu stærra en línulega vinnusvæðisins. Þetta er eðlislæg áskorun á flíshliðinni eins og er.
Leiðin til að takast á við þetta vandamál er að fínstilla epitaxial stefnuna fyrst til að draga úr neðri mörk línulegs vinnusvæðis; í öðru lagi að fínstilla flísarófsgreininguna til að greina flísar með mismunandi eiginleika.
4. Samkvæmni sníkjudýraþéttni
Sem stendur er engin skilyrði á flíshliðinni til að mæla rafrýmdareiginleika flísarinnar beint. Sambandið á milli rýmaeiginleika og hefðbundinna mælinga er enn óljóst og þeir sem bíða eftir því að iðnaðurinn taki saman. Stefna fínstillingar á flíshliðinni er í fyrsta lagi aðlögun framlengingarinnar, og hitt er betrumbætur á rafhlöðunni, en kostnaðurinn er mjög hár og ekki er mælt með því.
5. Áreiðanleiki
Hægt er að lýsa áreiðanleika flíshliðar með ýmsum breytum í flísumbúðunum og öldrunarferlinu. En almennt eru þættirnir sem hafa áhrif á áreiðanleika flíssins eftir að hann er settur upp á skjánum aðallega ESD og IR.
ESD vísar til antistatic getu. Samkvæmt skýrslum IC iðnaðarins eru meira en 50 prósent flísbilana tengd ESD. Til að bæta áreiðanleika flísanna verður að bæta ESD getu. Hins vegar, undir ástandi sömu epitaxial oblátunnar og sömu flísarbyggingarinnar, mun minni flísastærðin óhjákvæmilega leiða til veikingar á ESD getu. Þetta er í beinu samhengi við núverandi þéttleika og eiginleika flísarrýmdar og er ekki hægt að standast það.
IR vísar til öfugs leka, venjulega er andstæða straumgildi flísarinnar mæld undir fastri öfugspennu. IR endurspeglar fjölda galla inni í flísinni. Því hærra sem IR gildið er, því fleiri gallar inni í flísinni.
Til að bæta ESD getu og IR frammistöðu verður að gera meiri hagræðingu í epitaxial uppbyggingu og flís uppbyggingu. Í flísafyllingu, með ströngum binningstöðlum, er hægt að útrýma flísum með veika ESD getu og IR frammistöðu í raun og bæta þannig áreiðanleika flíssins eftir að hún er sett upp á skjánum.
Fjórir, samantekt
Í stuttu máli greinir höfundur röð áskorana sem LED flísarlokin standa frammi fyrir með þróun LED skjáa með litlum tónhæð og gefur umbótaáætlanir eða leiðbeiningar einn í einu. Það ætti að segja að enn er mikið pláss fyrir hagræðingu LED flísa. Hvernig á að bæta er enn að bíða eftir því að iðnaðurinn noti hugvit sitt og reyni stöðugt.
