与其他显示技术相比，具有自发光、色彩还原好、刷新率高、省电、易于维护等优点。二十年来，高亮度与拼接能力的结合已成为全彩LED显示屏快速增长的决定性因素。迄今为止，还没有其他技术能够与超级故障显示相媲美。
但过去的全彩LED显示屏也有其缺点，例如封装珠间距过大，导致分辨率较低，不适合室内近距离观看。为了提高分辨率，需要减小灯珠之间的间距。不过，灯珠的尺寸虽然可以提高整个屏幕的分辨率，但成本也会迅速上升。过高的成本影响了小间距全彩LED显示屏的使用。大规模商业应用。
今天我想找一个天狮广告小版来给大家详细介绍一下这个问题。
近年来，在芯片制造和封装厂商、IC电路厂商和屏幕厂商的共同努力下，单封装器件的成本越来越低，器件越来越小，全彩间距也越来越大。越来越高，使得小间距全彩LED显示屏在室内显示中的优势越来越明显。
目前小间距LED主要应用于体育场馆、舞台背景、市政工程等领域，并在交通、广电、军事等领域不断拓展市场。预计到2018年，市场规模将接近100亿。可以预见，未来几年，小间距全彩LED显示屏将不断扩大市场份额，占领DLP背投的市场空间。据光大证券研究所预测，到2020年，DLP背投小间距全彩LED显示屏的替代率将达到70%~80%。
作者从事蓝色和绿色制造工作，从事产品开发多年。下面从产品设计和工艺技术的角度介绍蓝光和绿光LED芯片的发展需求，以及芯片侧可能的解决方案。
小间距全彩LED显示屏对LED芯片的要求：
LED芯片作为全彩LED显示屏的核心，在小间距工艺中起着至关重要的作用。小间距全彩LED显示屏目前的成就和未来的发展，依赖于芯片的不懈努力。
一方面，室内显示点间距从早期的P4到2019年逐渐缩小，正在开发中。相应的，灯珠的尺寸也从3535、2121缩小到1010，有的厂家开发了0808、0606尺寸，甚至有的厂家正在开发0404尺寸。众所周知，封装灯珠的尺寸已经缩小，芯片的尺寸也必须缩小。目前市场常见的蓝绿芯片表面积约为30mil2，部分芯片厂已量产25mil2甚至20mil2芯片。
另一方面，芯片表面积变小，单核亮度下降，影响显示品质的一系列问题凸显。
首先是灰度要求。相比之下，室内全彩LED显示屏的需求难点不在于亮度，而在于灰度。目前室内大屏的亮度要求为1500cd/-2000cd/，小间距全彩LED显示屏的亮度一般为600CD/-800cd/，长期使用的最佳亮度注意显示屏为100cd/-300cd/。目前，小间距全彩LED显示屏的难点之一是“低亮度、低灰阶”。也就是说，在低亮度的情况下，灰阶是不够的。为了实现“低亮高亮”，目前封装侧采用的是黑支架方案。由于黑色支架在芯片上的反射很弱，因此要求芯片有足够的亮度。
第二个问题是显示一致性。相反，当间距变小时，就会出现余辉、首次扫描变暗、弱光下发红、低灰度不均匀等问题。目前，封装端和IC控制端都在努力缓解余辉、首扫变暗和低灰阶发红的问题，低灰阶的亮度均匀性问题也通过逐点校正技术得到缓解。但在问题根源之一的芯片方面，还需要付出更多的努力。具体来说，小电流的亮度均匀性较好，寄生电容的一致性较好。
第三是可靠性。目前的行业标准允许LED死亡率为1/10000，这显然不适合小间距全彩LED显示屏。由于像素密度高、观看距离近，这种效果是不可接受的，每10000个像素就有一个死灯。未来死灯率应该控制在1/100000甚至100万，才能满足长期使用的需要。
总体而言，小间距LED的发展对芯片部分提出了以下要求：尺寸减小、相对亮度提高、低电流下的亮度一致性、寄生电容一致性和可靠性。
尺寸缩小芯片尺寸缩小，从表面上看是一个布局设计问题，似乎可以通过设计更小的布局来解决。但芯片尺寸可以无限缩小吗？答案是否定的。有几个原因限制了芯片尺寸缩小的程度：
（一）包装、加工限制。在封装过程中，有两个因素限制了芯片尺寸的减小。一是吸嘴的限制。芯片短边的尺寸必须大于吸嘴的内径。目前，低成本喷嘴的内径约为80UM。其次是焊缝的局限性。首先，芯片的电极必须足够大。否则，无法保证焊丝的可靠性。业界报道的最小电极直径为45um；其次，电极之间的间距必须足够大，否则两个焊缝将不可避免地相互干扰。
(2)芯片加工的局限性。芯片加工也有两个限制。一是布局的限制。除了上述封装端、电极尺寸和电极间距的限制外，还存在电极与MESA之间的距离、沟道宽度和不同层的边界间距的限制。芯片的当前特性、SD处理能力和光刻处理能力决定了具体的限制。一般P电极与芯片边缘的最小距离限制在14m以上。二是爬取能力的限制。 SD芯片+机械芯片工艺有局限性，芯片尺寸可能太小而无法芯片化。随着晶圆直径从2英寸增加到4英寸，或者未来增加到6英寸，切割芯片的难度增加，这意味着可以加工的芯片尺寸增加。以4英寸芯片为例，如果芯片短边长度小于90m，长宽比大于：1，则良率损失将大幅增加。
基于以上原因，笔者大胆预测，芯片尺寸缩小到17mil2后，芯片设计和处理能力将接近极限。除非芯片技术方案有重大突破，否则基本没有缩减的空间。
全彩推广是芯片永恒的主题。芯片厂可以通过外延程序优化来改善内部量子效应，通过调整芯片结构来改善外部量子效应。
然而，一方面，芯片尺寸的增大必然导致发光面积的减小以及芯片亮度的降低。另一方面，小间距全彩LED显示屏的点间距减小，从而降低了对单片机的亮度要求。两者之间是相辅相成的关系，但应该有一个底线。目前，芯片侧为了降低成本，主要进行结构减法，这通常需要付出亮度降低的代价。因此，如何权衡和选择是运营商应该关注的问题。
所谓小电流是相对于传统室内外芯片测试电流而言的。如下图所示，芯片的I-V曲线显示，传统室内外芯片工作在线性工作区，电流较大。但小间距LED芯片需要工作在接近于零的非线性工作区，因此电流很小。
在非线性工作区，LED芯片受到半导体开关阈值的影响，芯片之间的差异更加明显。通过分析大量芯片的亮度和波长色散，不难看出非线性工作区域的色散远大于线性工作区域的色散。这是当前芯片固有的挑战。
解决这个问题的第一个办法是优化外延方向，降低线性工作区域的下限；其次，优化芯片细分，区分不同特性的芯片。
目前尚不具备直接测量芯片电容特性的条件。电容特性与传统测量项目的关系尚不明确，仍需求职者总结。芯片优化的方向是外延调整和电分级细化，但成本很高，不推荐。
芯片可靠性可以通过芯片封装和老化参数来描述。但总的来说，可靠性因素排在片上屏幕之后，重点是ESD 和IR。
ESD是指抵抗静电的能力。据IC行业报告显示，超过50%的芯片故障与ESD有关。为了提高芯片的可靠性，必须增强ESD能力。但在相同的外延芯片、相同的芯片结构下，较小的芯片尺寸必然会削弱ESD能力。这与电流密度和芯片电容特性直接相关，无法抗拒。
IR是指反向漏电，通常是在芯片反向电流值处固定反向电压下测量。 IR反映了芯片内的缺陷数量。 IR值越高，芯片内部缺陷越多。
为了提高ESD能力和红外性能，必须在外延结构和芯片结构上进行更多优化。在芯片重新分类过程中，严格的重新分类标准可以有效淘汰ESD和IR性能较弱的芯片，从而提高屏后芯片的可靠性。
总之，作者分析了LED芯片端随着小间距全彩LED显示屏的发展所面临的一系列挑战，并一一给出了改进方案或方向。
应该说，全彩LED还有很大的优化空间。如何改进，必须用我们的聪明才智，不断为失业者努力。
以上内容是天空广告小编精心整理的详细介绍。希望对您有所帮助。
