دیگر ڈسپلے ٹیکنالوجیز کے مقابلے، LED ڈسپلے میں خود روشنی، بہترین رنگ پنروتپادن، اعلی ریفریش ریٹ، بجلی کی بچت اور آسان دیکھ بھال کے فوائد ہیں۔ ہائی برائٹنس اور سپر-بڑے سائز کی دو خصوصیات سپلیسنگ کے ذریعے حاصل کی جا سکتی ہیں گزشتہ دو دہائیوں میں لیڈ ڈسپلے اسکرینوں کی تیزی سے ترقی کے فیصلہ کن عوامل ہیں۔ بڑی-اسکرین آؤٹ ڈور ڈسپلے کے میدان میں، اب تک کوئی دوسری ٹیکنالوجی LED ڈسپلے ٹیکنالوجی کا مقابلہ نہیں کر سکتی۔
لیکن ماضی میں، ایل ای ڈی ڈسپلے میں بھی اپنی خامیاں تھیں، جیسے کہ پیک شدہ لیمپ بیڈز کے درمیان بڑا فاصلہ، جس کے نتیجے میں کم ریزولیوشن ہوتا ہے، جو انڈور اور قریبی دیکھنے کے لیے موزوں نہیں ہے۔ ریزولوشن کو بہتر بنانے کے لیے، چراغ کی موتیوں کے درمیان فاصلہ کم کرنا ضروری ہے، لیکن چراغ کی موتیوں کا سائز کم کیا جاتا ہے۔ اگرچہ پوری سکرین کی ریزولوشن کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، لیکن لاگت تیزی سے بڑھے گی۔ ضرورت سے زیادہ لاگت چھوٹے-پچ LED ڈسپلے کے بڑے-پیمانے پر تجارتی اطلاق کو متاثر کرتی ہے۔ .
حالیہ برسوں میں، چپ مینوفیکچررز اور پیکیجنگ مینوفیکچررز، آئی سی سرکٹ مینوفیکچررز، اور اسکرین مینوفیکچررز کی کوششوں کی بدولت، سنگل پیکج ڈیوائسز کی قیمت کم سے کم ہوتی گئی ہے، ایل ای ڈی پیکج ڈیوائسز چھوٹے سے چھوٹے ہو گئے ہیں، اور ڈسپلے پکسل پچز بن گئے ہیں۔ چھوٹے اور چھوٹے. ریزولوشن زیادہ سے زیادہ بلند تر ہوتا جا رہا ہے، جس سے چھوٹے-انڈور بڑی-اسکرین ڈسپلے میں پچ LED ڈسپلے کے فوائد زیادہ سے زیادہ واضح ہوتے جا رہے ہیں۔
اس وقت، چھوٹی-پچ ایل ای ڈیز بنیادی طور پر اشتہاری میڈیا، اسٹیڈیم، اسٹیج کے پس منظر، میونسپل انجینئرنگ اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتی ہیں، اور نقل و حمل، نشریات، فوجی اور دیگر شعبوں میں مارکیٹوں کی ترقی جاری رکھے ہوئے ہیں۔ ایک اندازے کے مطابق 2018 تک مارکیٹ کا حجم دسیوں اربوں کے قریب ہو جائے گا۔ یہ پیشین گوئی کی جا سکتی ہے کہ اگلے چند سالوں میں، چھوٹا-پچ LED ڈسپلے اپنے مارکیٹ شیئر کو بڑھاتا رہے گا اور DLP ریئر پروجیکشن کی مارکیٹ کی جگہ پر قبضہ کر لے گا۔ چائنا ایوربرائٹ سیکیورٹیز ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے مطابق، 2020 تک، ڈی ایل پی ریئر پروجیکشنز کے لیے چھوٹے-پچ LED ڈسپلے کی تبدیلی کی شرح 70 فیصد سے 80 فیصد تک پہنچ جائے گی۔
مصنف نیلے-گرین ایل ای ڈی چپ مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں مصروف ہے اور کئی سالوں سے پروڈکٹ ڈیولپمنٹ میں مصروف ہے۔ پروڈکٹ ڈیزائن اور پروسیس ٹیکنالوجی کے نقطہ نظر سے، چھوٹی-پچ ایل ای ڈی ڈسپلے اسکرینوں کی ترقی نیلی-سبز ایل ای ڈی چپس کی مانگ کے ساتھ ساتھ چپ سائیڈ پر ممکنہ جوابی اقدامات پر بات کرے گی۔
2. چھوٹی-پچ ایل ای ڈی ڈسپلے کی ایل ای ڈی چپس کی مانگ
LED ڈسپلے کے بنیادی حصے کے طور پر، LED چپ چھوٹے-پچ LEDs کی نشوونما میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ موجودہ کامیابیاں اور چھوٹے-پچ LED ڈسپلے کی مستقبل کی ترقی چپ سائیڈ پر مسلسل کوششوں پر انحصار کرتی ہے۔
ایک طرف، انڈور ڈسپلے اسکرین کی ڈاٹ پچ کو بتدریج ابتدائی P4 سے P1.5، P10، اور P0.8 تک کم کر دیا گیا ہے۔ اسی طرح، لیمپ بیڈ کا سائز 3535 اور 2121 سے کم کر کے 1010 کر دیا گیا ہے۔ کچھ مینوفیکچررز نے 0808 اور 0606 سائز تیار کیے ہیں، اور کچھ مینوفیکچررز 0404 سائز بھی تیار کر رہے ہیں۔
جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، پیکڈ لیمپ موتیوں کے سکڑنے کے لیے ناگزیر طور پر چپ کے سائز کو سکڑنے کی ضرورت ہوگی۔ اس وقت، مارکیٹ میں عام طور پر استعمال ہونے والی چھوٹی-پِچ ڈسپلے اسکرینوں کے لیے نیلے-گرین چپس کا رقبہ تقریباً 30 mil2 ہے، اور کچھ چپ فیکٹریاں پہلے ہی بڑے پیمانے پر چپس تیار کر رہی ہیں- 25 mil2 یا 20 mil2 بھی۔
دوسری طرف، جیسا کہ چپ کی سطح کا رقبہ چھوٹا ہو جاتا ہے اور سنگل-بنیادی چمک کم ہو جاتی ہے، ڈسپلے کے معیار کو متاثر کرنے والے مسائل کا ایک سلسلہ بھی نمایاں ہو گیا ہے۔
سب سے پہلے گرے اسکیل کی ضرورت ہے۔ بیرونی اسکرینوں کے برعکس، انڈور اسکرین کی مانگ کی مشکل چمک میں نہیں بلکہ گرے اسکیل میں ہے۔ اس وقت، اندرونی بڑی-اسپیسنگ اسکرین کی چمک کی ضرورت تقریباً 1500 cd/m2 -2000 cd/m2 ہے، اور چھوٹے-پچ لیڈ ڈسپلے کی چمک عموماً 600 cd ہوتی ہے۔ /m2 -800 cd/m2، اور طویل مدتی توجہ کے لیے سب سے موزوں بہترین چمک تقریباً 100 cd/m2 -300cd/m2 ہے۔
چھوٹی-پچ LED اسکرینوں کے موجودہ مسائل میں سے ایک "کم چمک اور کم سرمئی" ہے۔ یعنی کم چمک پر گرے اسکیل کافی نہیں ہے۔ "کم چمک اور زیادہ سرمئی" حاصل کرنے کے لیے، موجودہ پیکج کا اختتام ایک سیاہ بریکٹ کو اپناتا ہے۔ چونکہ سیاہ بریکٹ کی چپ پر کمزور عکاسی ہوتی ہے، اس لیے چپ میں کافی چمک ہونا ضروری ہے۔
اگلا ڈسپلے یکسانیت کا مسئلہ ہے۔ روایتی اسکرینوں کے مقابلے میں، فاصلہ جتنا چھوٹا ہوگا اس سے افٹرگلو، گہرا پہلا اسکین، سرخی مائل کم چمک، اور ناہموار کم سرمئی جیسے مسائل پیدا ہوں گے۔ فی الحال، آفٹر گلو، پہلے اسکین ڈارک اور لو گرے اور ریڈ جیسے مسائل کے جواب میں، پیکیجنگ سائیڈ اور آئی سی کنٹرول سائیڈ دونوں نے ان مسائل کو مؤثر طریقے سے ختم کرنے کی کوششیں کی ہیں۔ کم گرے اسکیل کے نیچے چمک کی یکسانیت کو بھی پوائنٹ بہ پوائنٹ درست کیا گیا ہے۔ ٹیکنالوجی میں نرمی آئی ہے۔ تاہم، مسئلے کی بنیادی وجوہات میں سے ایک کے طور پر، چپ کی طرف مزید کوشش کی ضرورت ہے۔ خاص طور پر، چھوٹے کرنٹ کے تحت چمک کی یکسانیت بہتر ہے، اور پرجیوی کیپیسیٹینس کی مستقل مزاجی بہتر ہے۔
تیسرا مسئلہ اعتبار کا ہے۔ صنعت کا موجودہ معیار یہ ہے کہ LED ڈیڈ لائٹ ریٹ کی قابل اجازت قیمت دس ہزار میں سے ایک ہے، جو ظاہر ہے کہ چھوٹے-پچ LED ڈسپلے کے لیے موزوں نہیں ہے۔ چھوٹی-پچ اسکرین کی اعلی پکسل کثافت اور دیکھنے کے مختصر فاصلے کی وجہ سے، اگر 10،000 لائٹس ہوں تو 1 ڈیڈ لائٹ ہوگی، اور اثر ناقابل قبول ہے۔ مستقبل میں، طویل مدتی استعمال کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ڈیڈ-روشنی کی شرح کو ایک لاکھویں یا دس لاکھویں حصے پر بھی کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔
عام طور پر، چھوٹے-پچ LEDs کی نشوونما کے لیے چپ سیگمنٹ کا سائز کم کرنے، نسبتاً چمک کو بڑھانے، چھوٹے کرنٹ کے تحت اچھی چمک کی مستقل مزاجی، اچھی پرجیوی گنجائش کی مستقل مزاجی، اور اعلیٰ بھروسے کی ضرورت ہوتی ہے۔
تین، چپ-سائیڈ حل
1. سائز میں کمی چپ سائز میں کمی
سطح پر، یہ ترتیب ڈیزائن کا مسئلہ ہے. ایسا لگتا ہے کہ ضرورت کے مطابق ایک چھوٹی سی ترتیب تیار کرکے اسے حل کیا جاسکتا ہے۔ تاہم، کیا چپ کے سائز میں کمی غیر معینہ مدت تک جاری رہ سکتی ہے؟ اس کا جواب نہیں ہے۔ ایسی کئی وجوہات ہیں جو چپ کے سائز میں کمی کی ڈگری کو محدود کرتی ہیں:
(1) پیکیجنگ پروسیسنگ پر پابندیاں۔ پیکیجنگ کے عمل میں، دو عوامل چپ کے سائز میں کمی کو محدود کرتے ہیں۔ ایک نوزل کی پابندی ہے۔ ڈائی بانڈنگ کو چپ لینے کی ضرورت ہے، اور چپ کا چھوٹا حصہ سکشن نوزل کے اندرونی قطر سے بڑا ہونا چاہیے۔ فی الحال تقریباً 80um کے اندرونی قطر کے ساتھ قیمتی-موثر نوزلز موجود ہیں۔ دوسرا تار بانڈنگ کی حد ہے۔ پہلا یہ کہ وائر بانڈنگ پیڈ، یعنی چپ الیکٹروڈ کافی بڑا ہونا چاہیے، ورنہ وائر بانڈنگ کی وشوسنییتا کی ضمانت نہیں دی جا سکتی۔ صنعت نے اطلاع دی کہ الیکٹروڈ کا کم از کم قطر 45um ہے۔ دوم، الیکٹروڈز کے درمیان فاصلہ کافی بڑا ہونا چاہیے، ورنہ دو تاروں کی بانڈنگ لازمی طور پر ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کرے گی۔
(2) چپ پروسیسنگ کی حدود۔ چپ پروسیسنگ کے عمل میں بھی دو حدود ہیں۔ ایک ترتیب کی حد ہے۔ مندرجہ بالا پیکیج کے اختتام کی حدود کے علاوہ، الیکٹروڈ سائز اور الیکٹروڈ اسپیسنگ کی ضرورت ہے، الیکٹروڈ اور MESA کے درمیان فاصلہ، سکریب لین کی چوڑائی، اور مختلف تہوں کی باؤنڈری لائن اسپیسنگ ان کی حدود، چپ کی موجودہ خصوصیات، SD عمل کی صلاحیت، اور فوٹو لیتھوگرافی کی پروسیسنگ کی صلاحیت۔ مخصوص پابندیوں کے دائرہ کار کا تعین کریں۔ عام طور پر، P الیکٹروڈ سے چپ کے کنارے تک کم از کم فاصلہ 14 μm یا اس سے زیادہ تک محدود ہوتا ہے۔
دوسرا کاٹنے کی صلاحیت کی حد ہے۔ SD ڈائسنگ پلس مکینیکل اسپلٹنگ کے عمل کی اپنی حدود ہیں، اور چپ کا سائز بہت چھوٹا ہونے کی صورت میں چپ کا سائز تقسیم نہیں ہو سکتا۔ جب ویفر کا قطر 2 انچ سے بڑھ کر 4 انچ، یا مستقبل میں 6 انچ ہو جائے گا، تو اس کے مطابق ڈائسنگ اور اسپلٹ کرنے کی دشواری بڑھے گی، یعنی قابل عمل چپ کا سائز اسی حساب سے بڑھے گا۔ 4 انچ کی چپ کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، اگر چپ کی مختصر سائیڈ کی لمبائی 90μm سے کم ہے اور اسپیکٹ ریشو 1.5:1 سے زیادہ ہے تو پیداوار کا نقصان نمایاں طور پر بڑھ جائے گا۔
مندرجہ بالا وجوہات کی بنیاد پر، مصنف نے دلیری سے پیش گوئی کی ہے کہ چپ کے سائز کو 17mil2 تک کم کرنے کے بعد، چپ کے ڈیزائن اور پروسیسنگ کی صلاحیتیں حد کے قریب ہوں گی، اور بنیادی طور پر اس میں کمی کی کوئی گنجائش نہیں ہے، جب تک کہ اس میں کوئی بڑی پیش رفت نہ ہو۔ چپ ٹیکنالوجی کی منصوبہ بندی.
2. چمک میں اضافہ
چمک میں اضافہ چپ سائیڈ کا ابدی تھیم ہے۔ چپ فیکٹری ایپیٹیکسیل پروگرام کی اصلاح کے ذریعے اندرونی کوانٹم اثر کو بہتر بناتی ہے، اور چپ کی ساخت کی ایڈجسٹمنٹ کے ذریعے بیرونی کوانٹم اثر کو بہتر بناتی ہے۔
تاہم، ایک طرف، چپ کے سائز کا سکڑنا لامحالہ روشنی کے اخراج کے علاقے میں کمی اور چپ کی چمک میں کمی کا باعث بنے گا۔ دوسری طرف، چھوٹی-پِچ ڈسپلے اسکرین کی ڈاٹ پچ کم ہو گئی ہے، اور سنگل-چِپ کی چمک کی مانگ کم ہو گئی ہے۔ دونوں کے درمیان ایک تکمیلی تعلق ہے، لیکن ایک نچلی لکیر ہونی چاہیے۔ فی الحال، چپ کی طرف کی لاگت کو کم کرنے کے لئے، یہ بنیادی طور پر ڈھانچے پر گھٹاؤ کرنا ہے، جس میں عام طور پر چمک کو کم کرنے کی قیمت ادا کرنی پڑتی ہے۔ لہٰذا، تجارت-کا وزن کیسے کیا جائے ایک مسئلہ ہے جس پر صنعت کو توجہ دینی چاہیے۔
3. کم کرنٹ کے تحت مستقل مزاجی
کم کرنٹ کہلانے والا کرنٹ روایتی انڈور اور آؤٹ ڈور چپس کے استعمال کردہ کرنٹ سے متعلق ہے۔ چپ I-V وکر نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، روایتی اندرونی اور بیرونی چپس ایک لکیری ورکنگ ایریا میں کام کرتی ہیں، اور کرنٹ نسبتاً بڑا ہے۔ تاہم، چھوٹی-پچ ایل ای ڈی چپس کو 0 پوائنٹ کے قریب غیر-لکیری ورکنگ ایریا میں کام کرنے کی ضرورت ہے، اور کرنٹ نسبتاً چھوٹا ہے۔
غیر-لکیری ورکنگ ایریا میں، ایل ای ڈی چپ سیمی کنڈکٹر سوئچنگ تھریشولڈ سے متاثر ہوتی ہے، اور چپس کے درمیان فرق زیادہ واضح ہوتا ہے۔ بڑی تعداد میں چپس کے لیے چمک اور طول موج کی مجردیت کا تجزیہ کرتے ہوئے، یہ دیکھنا آسان ہے کہ نان-لکیری ورکنگ ایریا کی ڈسکریٹنس لکیری ورکنگ ایریا سے کہیں زیادہ ہے۔ یہ اس وقت چپ سائیڈ پر ایک موروثی چیلنج ہے۔
اس مسئلے سے نمٹنے کا طریقہ یہ ہے کہ لکیری ورکنگ ایریا کی نچلی حد کو کم کرنے کے لیے پہلے ایپیٹیکسیل سمت کو بہتر بنایا جائے۔ دوم مختلف خصوصیات کے ساتھ چپس کو ممتاز کرنے کے لیے چپ سپیکٹروسکوپی کو بہتر بنانا۔
4. پرجیوی اہلیت کی مستقل مزاجی
فی الحال، چپ کی طرف سے چپ کی اہلیت کی خصوصیات کی براہ راست پیمائش کرنے کے لیے کوئی شرط نہیں ہے۔ اہلیت کی خصوصیات اور روایتی پیمائش کی اشیاء کے درمیان تعلق ابھی تک واضح نہیں ہے، اور وہ لوگ جو صنعت کا خلاصہ کرنے کا انتظار کر رہے ہیں۔ چپ-سائیڈ آپٹیمائزیشن کی سمت سب سے پہلے ایکسٹینشن کی ایڈجسٹمنٹ ہے، اور دوسری الیکٹریکل بائننگ کی ریفائنمنٹ ہے، لیکن لاگت بہت زیادہ ہے اور اس کی سفارش نہیں کی جاتی ہے۔
5. وشوسنییتا
چپ-سائیڈ کی وشوسنییتا کو چپ پیکیجنگ اور عمر بڑھنے کے عمل میں مختلف پیرامیٹرز کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے۔ لیکن عام طور پر، اسکرین پر چپ کے انسٹال ہونے کے بعد اس کی وشوسنییتا کو متاثر کرنے والے عوامل بنیادی طور پر ESD اور IR ہیں۔
ESD antistatic صلاحیت سے مراد ہے۔ IC انڈسٹری کی رپورٹوں کے مطابق، 50 فیصد سے زیادہ چپ کی ناکامی ESD سے متعلق ہے۔ چپ کی وشوسنییتا کو بہتر بنانے کے لیے، ESD کی صلاحیتوں کو بہتر کرنا ضروری ہے۔ تاہم، ایک ہی epitaxial wafer اور ایک ہی چپ ڈھانچے کی حالت میں، چپ کا چھوٹا سائز لامحالہ ESD کی صلاحیت کے کمزور ہونے کا باعث بنے گا۔ یہ براہ راست موجودہ کثافت اور چپ کی اہلیت کی خصوصیات سے متعلق ہے اور اس کا مقابلہ نہیں کیا جاسکتا۔
IR سے مراد ریورس لیکیج ہے، عام طور پر چپ کی ریورس کرنٹ ویلیو ایک مقررہ ریورس وولٹیج کے تحت ماپا جاتا ہے۔ IR چپ کے اندر موجود نقائص کی تعداد کو ظاہر کرتا ہے۔ IR قدر جتنی بڑی ہوگی، چپ کے اندر نقائص اتنے ہی زیادہ ہوں گے۔
ESD کی صلاحیت اور IR کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، epitaxial ڈھانچے اور چپ ڈھانچے میں مزید اصلاح کی جانی چاہیے۔ چپ بائننگ میں، سخت بائننگ معیارات کے ذریعے، کمزور ESD صلاحیت اور IR کارکردگی کے ساتھ چپس کو مؤثر طریقے سے ختم کیا جا سکتا ہے، اس طرح اسکرین پر چپ کے انسٹال ہونے کے بعد اس کی وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
چار، خلاصہ
خلاصہ طور پر، مصنف چھوٹے-پچ ایل ای ڈی ڈسپلے کی ترقی کے ساتھ ایل ای ڈی چپ اینڈ کو درپیش چیلنجوں کے سلسلے کا تجزیہ کرتا ہے، اور ایک ایک کرکے بہتری کے منصوبے یا ہدایات دیتا ہے۔ یہ کہا جانا چاہئے کہ ایل ای ڈی چپس کی اصلاح کے لئے ابھی بھی کافی گنجائش باقی ہے۔ کس طرح بہتر بنانے کے لئے اب بھی ان کی آسانی کو استعمال کرنے اور مسلسل کوششیں کرنے کے لئے صنعت کے لئے انتظار کر رہا ہے.
