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Mini LED技术难点及市场应用、趋势

光电与显示  · 公众号  · 硬件  · 2019-10-21 17:18

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另一方面,RGB Mini LED搭配柔性基板的使用,也能够实现曲面的高画质显示效果,加上其自发光的特性,在一些特殊造型需求(如汽车显示)方面有极为广阔的市场。


上面可以看出,Mini LED在当前LED所面临的局势下,相对其他竞争者,具有很大的优势,基于此,各厂家也都在研究,从目前的情况看,虽然其芯片大小跟正装芯片的小间距芯片类似,但也有诸多不同。


其技术有以下几个特点及难点:


1、芯片端


a芯片微缩化,由于Mini LED要求像素点的间距在1mm以下,这也要求Mini LED的芯片也需要变小,目前Mini LED的芯片普遍要求200um以下,这对LED芯片生产过程中的光刻和蚀刻提出了更高的要求,特别现有成熟的生产设备难以满足100um以下的芯片生产,在小尺寸芯片情况下,焊接面的平整度、电极结构的设计、易焊接性以及对焊接参数的适应性、封装宽容度都是芯片设计的难点与重点。而Mini LED芯片在生产过程中还采用作业效率偏低的全测全分模式,对于处理高密度、高精度的大量芯片,无论是生产还是检测均存在效率低下问题,这无形中也推高了Mini LED芯片的成本;


b、红光倒装芯片,由于倒装芯片无需打线,适合Mini LED超小空间密布的需求,因此目前的Mini LED全部采用倒装芯片结构,目前蓝绿光倒装LED芯片生产较为成熟,但是红光倒装LED芯片技术难度高,由于需要进行衬底转移,而芯片在转移技术过程中生产良率和可靠性还不高。


c、一致性和可靠性,Mini LED芯片作为显示芯片对产品一致性和可靠性的要求较高,一致性重点关注的指标包括小电流一致性、不通电流下一致性、高低位一致性、颜色均匀一致性、电容小且一致性等,而由于Mini LED显示屏复杂使用环境,维修难度较高,这就对Mini LED芯片的可靠性要求较高,总的来说Mini LED芯片生产企业在生产过程中进行严格的生产控制以保障产品各项指标的稳定;


2、封装端


a、高效率固晶与贴片,由于Mini LED的芯片尺寸主要是50-200um,同时Mini LED芯片和灯珠单位面积使用量巨大且排列十分紧密,对焊接面平整度、线路精度提出更高要求,对焊接参数的适应性和封装宽容度要求也更为严格。因此在高效率和高精度的Mini LED芯片固晶成为摆在Mini LED面前的一道难题。传统锡膏固晶容易导致芯片焊接漂移,孔洞率增大,无法满足Mini LED的高精度固精要求,更高精度固晶基板及固晶设备成为急需解决的问题。传统贴片机在对P1.0以下Mini LED封装器件进行贴片时,由于精度要求在25um以下,因此传统贴片机必须将贴片速度降低到原有贴片速度的30-50%,这将大大降低显示屏的生产制造效率,更高效的贴片机也是是未来Mini LED所面临的一大难题;


b、薄型化封装,Mini LED作为背光时要求产品越薄越好,但是当PCB厚度低于0.4mm时,在回流焊、Molding工艺中,由于树脂基材与铜层热膨胀系统不同,会诱发芯片虚焊,而Molding封装过程中,封装胶与PCB热膨胀系数不同也会导致胶裂;


c、混光一致性,由于芯片或者灯珠的光色差异或者电路问题,可能导致显示或者背光效果的差异,这将对Mini LED的显示效果造成不良影响;


d、可靠性与良率,Mini LED显示屏的使用环境相对比较复杂,空气中的水汽如果透过封装材料或者支架渗入接触到LED芯片中电极,很容易产生短路等现象,同时由于Mini LED产品所大量密集排列,使用的封装器件成倍增长,考虑到Mini LED维修难度和成本较高,这就需要Mini LED封装器件具备相对高的可靠性。


3、驱动IC方面


a、电流控制与散热,由于Mini LED点间距越来越小,使用的LED芯片数量也越来越多芯片尺寸越来越小,这导致驱动的电流也越来越小,使得驱动IC对电流的精准控制也越来越难,未来针对小电流的精准控制也需要新的电路设计,再加上因为使用大量驱动IC和LED芯片,使得PCB快速散热也出现困难,而热量会使驱动IC模块产生偏色的问题,因此高集成和低功耗的驱动IC将是显示屏驱动IC的发展方向。







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