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环球体育登录平台:【艾比森】Micro LED大屏显现技能剖析 ——芯片及封装结构

发布时间:2021-09-02 01:40:52 来源:环球体育登录不上 作者:环球体育网站下载

  日前,工业和信息化部、国家广播电视总局、中心广播电视总台联合印发了《超高清视频工业开展行动计划(2019—2022年)》,估计到2022年,我国超高清视频工业全体规划将超越4万亿元,4K工业生态系统根本完善,8K关键技能产品研制和工业化获得打破。别的人们对显现产品的画质和分辨率等标准提出了更高的要求,这标志着显现职业现已进入超高清年代,各种新式显现技能蓬勃开展,尤其是新一代显现技能Micro LED,其现已成为国内外显现厂商抢滩的技能高地,包含艾比森在内也已于2021年3月12日面向全球重磅发布Micro LED显现技能。

  Micro LED 是将 LED 显现屏微缩化到微米级的显现技能,具有高亮度、高比照、广色域、长寿数和高可靠性等长处,被认为是近乎完美的显现技能。其亮度和节能优势在0.X英寸和X英寸的可穿戴产品上有宽广的运用远景,以苹果为代表,有望将Micro LED技能用于Apple Watch等2C产品中;而可完成无缝拼接的特色使得Micro LED成为85英寸以上的大尺度电视产品的最佳解决计划,现在,包含索尼、三星以及国内一些显现厂商均已推出根据Micro LED技能的大尺度消费级产品。

  别的,跟着点间隔的减小,特别是Micro LED技能的开展,LED显现屏超高清化现已成为趋势,显现画质越来越细腻,运用场景也从传统的工程级向商显和高端消费级扩展,如2B显现的运用场景电影院、商场、会议室、控制室等室内大屏、野外显现等。能够窥见,Micro LED因其共同的优势,在2C和2B商场均有极强的竞争力,传统的面板厂商和LED显现屏厂商均在活跃布局这一技能,作为全球抢先的至真LED显现运用与服务提供商的艾比森也不破例。现在艾比森面向全球发布的Micro LED商用显现产品是2K 55英寸(P0.6),2K 73英寸(P0.8),2K 82英寸(P0.9),4K 110 英寸(P0.6),4K 138英寸(P0.7),4K 165英寸(P0.9),8K 220英寸(P0.6)等产品。

  Micro LED显现技能能够认为是传统LED显现屏的微间隔化和高清化,Micro LED 显现将细小的LED晶体颗粒作为像素发光点,LED芯片结构和封装方法直接影响着Micro LED显现器材的功能。

  LED芯片一般由衬底、P型半导体层、N型半导体层、P-N结和正负电极组成,当在正负电极之间加正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子在P-N结处复合,电能转换为光能,宣布不同波长的光。LED芯片的结构主要有正装结构、倒装结构和笔直结构三种,图1为三种芯片结构示意图。

  正装芯片是最早呈现的芯片结构,该结构中从上至下依次为:电极,P型半导体层,发光层,N型半导体层和衬底,该结构中PN结处发生的热量需求经过蓝宝石衬底才干传导到热沉,蓝宝石衬底较差的导热功能导致该结构导热功能较差,然后下降了芯片的发光功率和可靠性。正装芯片结构中p电极和n电极均坐落芯片出光面,电极的遮挡会影响芯片的出光,导致芯片发光功率较低;正负电极坐落芯片同一侧也简单呈现电流拥堵现象,下降发光功率;此外,温度和湿度等要素或许导致电极金属搬迁,跟着芯片尺度缩小,正负电极间隔减小,电极搬迁或许导致短路问题。

  倒装芯片结构从上至下依次为蓝宝石衬底、N型半导体层,发光层,P型半导体层和电极,与正装结构比较,该结构中PN结处发生的热量不经过衬底即可直接传导到热沉,因此散热功能杰出,芯片发光功率和可靠性较高;倒装结构中,p电极和n电极均处于底面,避免了对出射光的遮挡,芯片出光功率较高;此外,倒装芯片电极之间隔离较远,可减小电极金属搬迁导致的短路危险。

  与正装芯片比较,笔直结构芯片选用高热导率的衬底(Si、Ge和Cu等衬底)替代蓝宝石衬底,极大的提高了芯片的散热功能,一起,笔直结构芯片的正负电极别离坐落芯片上下两边,电流散布愈加均匀,避免了部分高温,进一步提高了芯片可靠性,可是现在笔直芯片本钱较高,量产才能较低。

  表1中列出了三种芯片的功能比照,经过以上剖析,能够发现,倒装芯片发光功率高、散热性好、可靠性高、量产才能强,更适用于小间隔和微间隔显现产品。

  独自的LED发光芯片无法满意运用要求,需求对其进行封装,合理的封装结构和工艺能够为发光芯片提供电输入、机械维护、有用的散热通道,并有利于完成光的高效和高品质输出。

  LED芯片尺度和显现屏间隔的减小对封装提出了更高的要求。现在,常用的Micro LED封装方法主要有Chip型SMD封装、N合一IMD封装和COB封装,如图2所示。

  Chip型SMD封装是将单个LED像素固晶在BT板上,然后运用封装胶封装发光芯片,得到Chip型封装的单个像素;运用SMD技能将Chip型封装的单个像素贴片在PCB板上,即可得到LED显现模组。Chip型SMD封装为单像素封装,尺度较小,焊点面积较小、焊点数目较多,跟着LED芯片尺度及显现屏像素间隔的减小,单个SMD器材气密性较差,简单遭到水汽腐蚀,一起易磕碰,防护性较差,焊点间隔过近也简单形成短路危险,因此不适用Micro LED 微间隔显现。

  N合一IMD封装将N个像素单元(多为2个或4个)固晶在BT板上,之后运用封装胶将N个像素单元全体封装,与单像素SMD分立封装比较具有较高的集成度,可有用改进单个SMD器材气密性和防护性较差等问题,简单遭到水汽腐蚀,一起易磕碰,防护性较差,一起承继了单个SMD器材的老练工艺、技能难度和本钱较低,但N合一IMD封装集成度依然较低,关于0.6mm以下的微间隔显现,N合一IMD封装工艺难度较大,且显现作用、可靠性及寿数较差。

  COB封装计划是将多个像素的裸芯片直接固晶在PCB板上,之后全体封装胶层。与Chip型SMD封装和N合一IMD封装比较,COB封装将多个LED芯片全体封装,防护性和气密性极大提高,更适用于小尺度芯片封装和微间隔显现产品。一起,COB封装中不额定运用BT板,而是将LED芯片直接封装到PCB板上,导热通道短,散热功能更好,更适用于高像素密度显现。

  表2比照了上述三种封装方法的特色,COB封装具有最高的集成度,理论上可完成最小的像素间隔、最高的可靠性和最长的显现寿数,是Micro LED的最佳封装计划。

  Micro LED因其具有高亮度、高比照、广色域、可完成无缝拼接等长处,被认为是近乎完美的显现技能,在85英寸以上的大屏显现范畴具有宽广的运用远景,国内外各大显现屏厂商均在Micro LED显现范畴活跃布局。芯片结构和封装方法直接决议了Micro LED显现产品的功能,现在职业界选用的芯片结构主要有正装结构、倒装结构和笔直结构,比照三种结构可知,倒装芯片发光功率高、散热性好、可靠性高、量产才能强,更适用Micro LED显现产品。Micro LED的常用封装方法有SMD单像素封装、IMD多合一封装和COB封装,三种封装方法中,COB封装集成度最高,可完成最小的像素间隔、最高的可靠性和最长的显现寿数,是公认的Micro LED的最佳封装计划。

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