基于有限元的Mini-LED灭灯分析
2020-03-13吴仁杰朱红丽孙海威
刘 硕, 吴仁杰, 杨 贤, 刘 阳, 马 可, 朱红丽, 周 昊, 孙海威
(北京京东方显示技术有限公司,北京 100176)
1 引 言
Micro-LED显示是目前显示行业最有潜力的显示技术之一,Mini-LED技术作为Micro-LED技术的过渡技术,已成为显示行业研究的热点。Micro-LED的芯片尺寸小于50 μm,而Mini-LED的芯片尺寸在100~500 μm,Mini-LED除了可以独立显示,还可以作为LCD的背光光源[1-2]。Mini-LED背光可为LCD显示的局域调光技术提供几百至上万分区,为局域调光技术更精准地控制LCD显示提供了可能[3]。
随着HDR标准的进一步提高,对Mini-LED背光的亮度也提出了更高的要求,亮度提升导致Mini-LED灯板的功率进一步提高,随之而来的是灯板的发热量增加、温度升高。灯板温度的升高不仅会导致LED寿命的显著下降[4-7],也导致了灯板内部的热应力的显著升高,使灯板在高温下出现板翘曲、局部灭灯等不良现象。
本文选取Mini-LED灭灯问题作为研究对象,从Mini-LED灯板的结构和制作工艺出发,对灯板的灭灯机理进行分析。并根据Mini-LED灯板的结构,建立有限元仿真模型,通过有限元热-力学耦合对Mini-LED背光模组点亮过程中,灯板受热膨胀产生的应力、芯片所受到的推力进行了计算。将芯片推力值进行实测,与模拟值进行比较,并基于比较结果,调整芯片制作工艺参数,并将改善前后灭灯数据进行统计,验证结果改善程度。
2 Mini-LED灭灯现象
Mini-LED背光模组室温下点灯过程中、高温试验点灯过程中,在不受外力影响的情况下,可能会在模组点亮后的一段时间内出现个别芯片灭灯的现象。灭灯芯片大多分布在灯板的边界位置,如图1所示。……
