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小距离LED显示屏给芯片端带来的应战

来源:http://www.ssjiaj.com 责任编辑:ag88环亚 2018-09-22 21:09

  小距离LED显示屏给芯片端带来的应战

  LED显现屏比较其他显现技能,具有自发光、颜色复原度优异、刷新率高、省电、易于保护等优势。高亮度、经过拼接可完成超大尺度这两个特性,是LED 显现屏在曩昔二十年高速添加的决议性要素。在超大屏幕室外显现范畴,迄今还没有其他技能能够与LED显现技能相抗衡。

  可是在曩昔,LED 显现屏也有其缺乏,比方封装灯珠之间隔离大,形成分辨率较低,不适合室内和近间隔观看。为了进步分辨率,必需缩小灯珠之间隔离,可是灯珠的尺度缩小,尽管能够提高整屏分辨率,本钱也会快速上升,过高的本钱影响了小间隔LED显现屏的大规模商业使用。

  近几年来,借助于芯片制作和封装厂商、IC电路厂商和屏幕制作厂商等的多方尽力,单封装器材本钱越来越低,LED封装器材越来越小,显现屏像素间隔越来越小、分辨率越来越高,使得小间隔LED显现屏在户内大屏显现方面的优势越来越显着。

  现在,小间隔LED首要使用于广告传媒、体育场馆、舞台布景、市政工程等范畴,并且在交通、播送、戎行等范畴不断开拓商场。估计到2018年,商场规模挨近百亿。能够猜测,在未来几年内,小间隔LED显现屏将不断扩展商场份额,并抢占DLP背投的商场空间。据光大证券研究所猜测,到2020年,小间隔LED显现屏对DLP背投的代替率将到达70%~80%。

  笔者从业于蓝绿LED芯片制作职业,从事产品开发作业多年。下面从产品规划、工艺技能的视点来论说小间隔LED显现屏的开展对蓝绿LED芯片提出的需求,以及芯片端可能采纳的应对计划。

  小间隔LED显现屏对LED芯片提出的需求

  作为LED显现屏中心的LED芯片,在小间隔LED开展过程中起到了至关重要的作用。小间隔LED显现屏现在的成就和未来的开展,都依赖于芯片端的不懈尽力。

  一方面,户内显现屏点间隔从前期的P4,逐渐减小到P1.5,P1.0,还有开发中的P0.8。与之对应的,灯珠尺度从3535、2121缩小到1010,有的厂商开宣布0808、0606尺度,乃至有厂商正在研制0404尺度。

  众所周知,封装灯珠的尺度缩小,必定要求芯片尺度的缩小。现在,商场常见小间隔显现屏用蓝绿芯片的外表积为30mil2 左右,部分芯片厂已经在量产25mil2 ,乃至20mil2 的芯片。

  另一方面,芯片外表积的变小,单芯亮度的下降,凯发k8网址。一系列影响显现质量的问题也变得杰出起来。

  首先是关于灰度的要求。与野外屏不同,户内屏需求的难点不在于亮度而在于灰度。现在户内大间隔屏的亮度需求是1500 cd/m2 -2000 cd/m2左右,小间隔LED显现屏的亮度一般在600 cd/m2 -800 cd/m2 左右,而适宜于长时间注视的显现屏最佳亮度在100 cd/m2 -300cd/m2 左右。

  现在小间隔LED屏幕的难题之一是低亮低灰。即在低亮度下的灰度不行。要完成低亮高灰,现在封装端选用的计划是黑支架。因为黑支架对芯片的反光偏弱,所以要求芯片有满意的亮度。

  其次是显现均匀性问题。与惯例屏比较,间隔变小会呈现余辉、第一扫偏暗、低亮偏红以及低灰不均匀等问题。现在,针对余辉、第一扫偏暗和低灰偏红等问题,封装端和IC操控端都做出了尽力,有用的减缓了这些问题,低灰度下的亮度均匀问题也经过逐点校对技能有所缓解。可是,作为问题的本源之一,芯片端更需求支付尽力。详细来说,就是小电流下的亮度均匀性要好,寄生电容的一致性要好。

  第三是牢靠性问题。现行职业标准是LED死灯率答应值为万分之一,明显不适用于小间隔LED显现屏。因为小间隔屏的像素密度大,观看间隔近,假如一万个就有1个死灯,其作用令人无法承受。未来死灯率需求操控在十万分之一乃至是百万分之一才干满意长时间使用的需求。

  总的来说,小间隔LED的开展,对芯片段提出的需求是:尺度缩小,相对亮度提高,小电流下亮度一致性好,寄生电容一致性好,牢靠性高。

  芯片端的处理计划

  1.尺度缩小芯片尺度缩小

  外表上看,就是地图规划的问题,好像只需根据需求规划更小的地图就能处理。可是,芯片尺度的缩小是否能无限的进行下去呢?答案是否定的。有如下几个原因约束着芯片尺度缩小的程度:

  (1)封装加工的约束。封装加工过程中,两个要素约束了芯片尺度的缩小。一是吸嘴的约束。固晶需求汲取芯片,芯片短边尺度有必要大于吸嘴内径。现在有性价比的吸嘴内径为80um左右。二是焊线的约束。首先是焊线盘即芯片电极有必要满意大,不然焊线牢靠性不能确保,业界报导最小电极直径45um;其次是电极之间的间隔有必要满意大,不然两次焊线间必定会彼此搅扰。

  (2)芯片加工的约束。芯片加工过程中,也有两方面的约束。其一是地图布局的约束。除了上述封装端的约束,电极巨细,电极间隔有要求外,电极与MESA间隔、LED工业:立异驱动开展 专业引领。划道宽度、不同层的边界线间隔等都有其约束,芯片的电流特性、SD工艺才能、光刻的加工才能决议了详细约束的规模。一般,P电极到芯片边际的最小间隔会限定在14μm以上。

  其二是划裂加工才能的约束。SD划片+机械裂片工艺都有极限,芯片尺度过小可能无法裂片。当晶圆片直径从2英寸添加到4英寸、或未来添加到6英寸时,划片裂片的难度是随之添加的,也就是说,可加工的芯片尺度将随之增大。以4寸片为例,假如芯片短边长度小于90μm,长宽比大于1.5:1的,良率的丢失将明显添加。

  根据上述原因,笔者斗胆猜测,芯片尺度缩小到17mil2后,芯片规划和工艺加工才能挨近极限,根本再无缩小空间,除非芯片技能计划有大的打破。

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