开云-表征微型和超微型 LED 的主要考量因素

2024-10-25

[导读]因为发光二极管 (LED) 具有能效高、寿命长、用处广等优势，是以在各类利用中广受接待，正如图1所示，可利用在家庭、办公室、汽车和电子显示屏等利用场景中。LED 手艺不竭前进，以知足不竭成长的需求。这类前进包罗集成进步前辈功能，如智能照明与物联网（IoT）手艺，和经由过程提多发光效力、热量治理和整体机能来提高 LED 照明或唆使灯的效力。另外，显示手艺的不竭成长旨在提高 LED 显示器（如由数千个 LED 构成的迷你和微型 LED）的对照度、能效和分辩率。因为发光二极管 (LED) 具有能效高、寿命长、用处广等优势，是以在各类利用中广受接待，正如图1所示，可利用在家庭、办公室、汽车和电子显示屏等利用场景中。LED 手艺不竭前进，以知足不竭成长的需求。这类前进包罗集成进步前辈功能，如智能照明与物联网（IoT）手艺，和经由过程提多发光效力、热量治理和整体机能来提高 LED 照明或唆使灯的效力。另外，显示手艺的不竭成长旨在提高 LED 显示器（如由数千个 LED 构成的迷你和微型 LED）的对照度、能效和分辩率。与有机发光二极管（OLED）和液晶显示器（LCD）手艺比拟，微型 LED在亮度、效力和集成传感器等附加功能方面更具优势。但是，因为其出产本钱高、手艺复杂，其利用首要局限在加强实际（AR）/虚拟实际（VR）显示器、汽车照明和透较着示器等利基市场。这些改良鞭策了对用在评估 LED 特征的丈量系统的需求不竭增加。图 1.各类利用范畴中的 LED LED 的首要电气特征在开辟或制造 LED 时，领会其电气、光学和光-电流-电压 (LIV) 特征对确保最好机能和功能相当主要。领会电气特征可确保 LED 在划定的电压和电流规模内工作，这对电路设计相当主要。反之，光学特征则有助在深切领会发光的质量，包罗亮度、色采精度和散布。LIV 特征为领会光输出、电流和电压之间的关系供给了贵重的信息，有助在优化操作参数以提高能效。表 1 列出了 LED 的电气特征；图 2 显示了 IV 特征和热特征。表 1.LED 的首要电气特征图 2.LED 的电流-电压和热特征利用光源/丈量装配进行 LED 特征阐发 LED 测试凡是利用源/丈量单位 (SMU) 来进行各类测试，包罗作为切确的 IV 源和丈量东西来评估电气特征。源/丈量单位还可用作周详偏置源，用在评估与光学仪器同步的光学和 LIV 特征。SMU 是一种多功能仪器，集电流源、电压源、电流表和电压表的功能在一身。SMU 可在这些功能之间无缝切换，并正确丈量电流和电压输出。内部反馈电路使 SMU 即便在负载前提产生不测转变时也能连结不变性和正确性。这类靠得住性使 SMU 成为表征 LED 等半导体器件的首选东西。图 3 展现了一个典型的设置，申明了 SMU 若何与光学仪器同步，作为周详偏置源进行光学和光电流-电压特征阐发。图 3.典型的 LED 表征设置但是，跟着 LED 手艺的前进以知足日趋增加的需求，LED 装备和利用（如迷你和微型 LED）的成长需要 SMU 可以或许知足日趋严酷的要求。以下是工程师为实现切确测试必需降服的首要挑战。首要挑战包罗空间和密度限制、精度要乞降系统开辟复杂性。挑战 1：SMU的数目和空间需求不竭增添为了有用评估每一个由数千个 LED 构成的微型或小型 LED，需要年夜量的SMU 通道和足够的空间，是以需要进行并行 IV 测试。在对多个 LED 进行耗时测试时，这类方式还能有用提高测试吞吐量。不外，并行 IV 测试固然能提高测试吞吐量，但也需要为SMU 供给足够的空间。挑战 2：丈量仪器机能要求跟着对进步前辈 LED 的需求不竭增加，对精度的要求也愈来愈高，特别是在低电流、脉冲或瞬态丈量中。在测试小电流、低反向电流时，切确的活络度相当主要，以避免噪声干扰这些丈量。窄脉冲 IV 不足会因自热而影响正向特征。另外，在脉冲 IV 或热测试时代，有限的瞬态丈量能力可能会故障捕获电流或电压瞬态。有些 SMU 集成了内置脉冲产生器和数字转换器。但是，它们的机能可能没法知足所需要求。在这类环境下，就必需利用外部脉冲产生器或数字转换器。挑战 3：测试序列和物理毗连的复杂性不竭增添在进行同步光学测试时，或在进行脉冲或瞬态丈量时，内部或外部脉冲产生器和数字转换器之间需要在光学仪器和 SMU 之间实现切确同步。这些要求致使仪器节制和布线复杂性增添。跟着 SMU 通道数目的增添，切确同步变得加倍主要。从测试软件开辟的角度来看，全部测试设置的主动化进一步增添了复杂性。解决方案为了降服 LED IV 测试中的多方面挑战，工程师必需寻觅一种可以或许应对所有这些挑战的多功能光源/丈量单位。以下是为 LED 测试选择 SMU 时需要斟酌的三年夜身分，它们是应对每项挑战的要害。解决方案 1：采取高密度紧凑型 SMU 凭仗高通道密度的 SMU 外形，工程师可以节流贵重的机排挤间，并最年夜限度地削减测试系统的占地面积。外形尺寸应偏重在通道数目和设置装备摆设 SMU 通道类型和规格的矫捷性。一些矫捷的 SMU 答应任何夹杂模块设置装备摆设，以实现矫捷的可扩大性。解决方案 2：利用高精度 SMU 有些 SMU 设计具有超高精度功能，可在从反向偏压到正向偏压的全部 LED 偏置规模内进行切确的 IV 特征阐发。特殊是对年夜功率 LED，SMU 的窄脉冲功能可在进行 IV 特征阐发的同时最年夜限度地削减自热。在热测试中，速度更快的数字化仪和矫捷的触发系统可以捕获热引发的瞬态，从底子上消弭器件自热或噪声问题引发的任何丈量误差。图 4 是正向和反向偏置电压的 IV 曲线扫描示例。图 5 显示了脉冲瞬态响应方式，以最年夜限度地削减器件自热效应。图 4.带有正向和反向偏置的 LED 的 IV 曲线图 5.操纵脉冲 IV 特征最年夜限度地削减器件自热解决方案 #3：采取带有智能触发系统的 SMU 带有智能触发系统的单箱解决方案可简化仪器节制，并使每一个 SMU 和外部光学仪器的布线实现同步。集成了脉冲产生器和数字转换器功能的一体化 SMU 可有用削减所需的测试仪器和系统占地面积。该系统无需额外的布线和手动同步需求，从而解决了在小空间内进行并行 IV 测试的困难。 Micro-LED 手艺不竭前进，但在成为主流手艺之前仍面对着需要解决的重年夜障碍。跟着各类利用对微型 LED 的需求不竭增加，制造商在周详 IV 测试解决方案方面面对着多重挑战。要降服这些挑战并在不竭增加的 LED 市场中取得竞争优势，为 IV 测试解决方案选择准确的 SMU 很是主要。适合的 SMU 可以成为应对 IV 表征挑战的东西，包罗光学测试中的密度、精度、同步和偏置。多功能、高精度的 SMU 对确保 LED 的靠得住性和高机能相当主要。作者：是德科技产物营销司理 Gobinath Tamil Vanan