基于有限元的Mini-LED滅燈分析

劉 碩， 吳仁杰， 楊 賢， 劉 陽， 馬 可， 朱紅麗， 周 昊， 孫海威

(北京京東方顯示技術有限公司，北京 100176)

1 引 言

Micro-LED顯示是目前顯示行業最有潛力的顯示技術之一，Mini-LED技術作為Micro-LED技術的過渡技術，已成為顯示行業研究的熱點。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除了可以獨立顯示，還可以作為LCD的背光光源[1-2]。Mini-LED背光可為LCD顯示的局域調光技術提供幾百至上萬分區，為局域調光技術更精準地控制LCD顯示提供了可能[3]。

隨著HDR標準的進一步提高，對Mini-LED背光的亮度也提出了更高的要求，亮度提升導致Mini-LED燈板的功率進一步提高，隨之而來的是燈板的發熱量增加、溫度升高。燈板溫度的升高不僅會導致LED壽命的顯著下降[4-7]，也導致了燈板內部的熱應力的顯著升高，使燈板在高溫下出現板翹曲、局部滅燈等不良現象。

本文選取Mini-LED滅燈問題作為研究對象，從Mini-LED燈板的結構和制作工藝出發，對燈板的滅燈機理進行分析。并根據Mini-LED燈板的結構，建立有限元仿真模型，通過有限元熱-力學耦合對Mini-LED背光模組點亮過程中，燈板受熱膨脹產生的應力、芯片所受到的推力進行了計算。將芯片推力值進行實測，與模擬值進行比較，并基于比較結果，調整芯片制作工藝參數，并將改善前后滅燈數據進行統計，驗證結果改善程度。

2 Mini-LED滅燈現象

Mini-LED背光模組室溫下點燈過程中、高溫試驗點燈過程中，在不受外力影響的情況下，可能會在模組點亮后的一段時間內出現個別芯片滅燈的現象。滅燈芯片大多分布在燈板的邊界位置，如圖1所示。……