小間距LED顯示屏產(chǎn)品相較于常規(guī)的戶外顯示產(chǎn)品而言，除了技術(shù)工藝要求高，在運(yùn)輸安裝應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)都要高出許多。特別是價(jià)格方面，更非常規(guī)產(chǎn)品可以比擬，如此一來(lái)，小間距產(chǎn)品就更顯得“金貴”了。作為L(zhǎng)ED顯示屏核心的LED芯片，在小間距LED發(fā)展過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用。小間距LED顯示屏目前的成就和未來(lái)的發(fā)展，都依賴于芯片端的不懈努力。今天帶大家來(lái)了解一下小間距l(xiāng)ed顯示屏的芯片端解決方案：

    1、led顯示屏尺寸縮小芯片尺寸縮小.
    表面上看，就是版圖設(shè)計(jì)的問(wèn)題，似乎只要根據(jù)需要設(shè)計(jì)更小的版圖就能解決。但是，芯片尺寸的縮小是否能無(wú)限的進(jìn)行下去呢？答案是否定的。有如下幾個(gè)原因制約著芯片尺寸縮小的程度：

    （1）led顯示屏封裝加工的限制。封裝加工過(guò)程中，兩個(gè)因素限制了芯片尺寸的縮小。一是吸嘴的限制。固晶需要吸取芯片，芯片短邊尺寸必須大于吸嘴內(nèi)徑。目前有性價(jià)比的吸嘴內(nèi)徑為80um左右。二是焊線的限制。首先是焊線盤即芯片電極必須足夠大，否則焊線可靠性不能保證，業(yè)內(nèi)報(bào)道最小電極直徑45um。；其次是電極之間的間距必須足夠大，否則兩次焊線間必然會(huì)相互干擾。

    （2）led顯示屏芯片加工的限制。芯片加工過(guò)程中，也有兩方面的限制。其一是版圖布局的限制。除了上述封裝端的限制，電極大小，電極間距有要求外，電極與MESA距離、劃道寬度、不同層的邊界線間距等都有其限制，芯片的電流特性、SD工藝能力、光刻的加工能力決定了具體限制的范圍。通常，P電極到芯片邊緣的最小距離會(huì)限定在14μm以上。

    其二是led顯示屏劃裂加工能力的限制。SD劃片+機(jī)械裂片工藝都有極限，芯片尺寸過(guò)小可能無(wú)法裂片。當(dāng)晶圓片直徑從2英寸增加到4英寸、或未來(lái)增加到6英寸時(shí)，劃片裂片的難度是隨之增加的，也就是說(shuō)，可加工的芯片尺寸將隨之增大。以4寸片為例，如果芯片短邊長(zhǎng)度小于90μm，長(zhǎng)寬比大于1.5:1的，良率的損失將顯著增加。

    基于上述原因，筆者大膽預(yù)測(cè)，芯片尺寸縮小到17mil2后，芯片設(shè)計(jì)和工藝加工能力接近極限，基本再無(wú)縮小空間，除非芯片技術(shù)方案有大的突破。

     2、led顯示屏亮度提升
    亮度提升是芯片端永恒的主題。led顯示屏芯片廠通過(guò)外延程式優(yōu)化提升內(nèi)量子效應(yīng)，通過(guò)led顯示屏芯片結(jié)構(gòu)調(diào)整提升外量子效應(yīng)。

    不過(guò)，一方面led顯示屏芯片尺寸縮小必然導(dǎo)致發(fā)光區(qū)面積縮小，芯片亮度下降。另一方面，小間距l(xiāng)ed顯示屏的點(diǎn)間距縮小，對(duì)單芯片亮度需求有下降。兩者之間是存在互補(bǔ)的關(guān)系，但要留有底線。目前芯片端為了降低成本，主要是在結(jié)構(gòu)上做減法，這通常要付出亮度降低的代價(jià)，因此，如何權(quán)衡取舍是業(yè)者要注意的問(wèn)題。

    3、led顯示屏芯片小電流下的一致性
    所謂的小電流，是相對(duì)常規(guī)室內(nèi)led顯示屏、戶外led顯示屏芯片試用的電流來(lái)說(shuō)的。如下圖所示的芯片I-V曲線，常規(guī)戶內(nèi)led顯示屏、戶外led顯示屏芯片工作于線性工作區(qū)，電流較大。而小間距l(xiāng)ed顯示屏芯片需要工作于靠近0點(diǎn)的非線性工作區(qū)，電流偏小。

    在非線性工作區(qū)，led顯示屏芯片受半導(dǎo)體開關(guān)閾值影響，芯片間的差異更明顯。對(duì)大批量芯片進(jìn)行亮度和波長(zhǎng)的離散性的分析，容易看到非線性工作區(qū)的離散性遠(yuǎn)大于線性工作區(qū)。這是目前芯片端的固有挑戰(zhàn)。

    應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的辦法首先是外延方向的優(yōu)化，以降低線性工作區(qū)下限為主；其次是芯片分光上的優(yōu)化，將不同特性芯片區(qū)分開來(lái)。

    4、led顯示屏芯片寄生電容一致性

    目前芯片端沒(méi)有條件直接測(cè)量芯片的電容特性。電容特性與常規(guī)測(cè)量項(xiàng)目之間的關(guān)系尚不明朗，有待業(yè)者去總結(jié)。芯片端優(yōu)化的方向一是外延上調(diào)整，一是電性分檔上的細(xì)化，但成本很高，不推薦。

    5、led顯示屏芯片可靠性
    芯片端可靠性可以用芯片封裝和老化過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)來(lái)描述。但總的說(shuō)來(lái)，芯片上led顯示屏以后的可靠性的影響因素，重點(diǎn)在ESD和IR兩項(xiàng)。

    ESD是指抗靜電能力。據(jù)IC行業(yè)報(bào)道，50%以上芯片的失效與ESD有關(guān)。要提高芯片可靠性，必須提升ESD能力。但是，在相同外延片，相同芯片結(jié)構(gòu)的條件下，芯片尺寸變小必然帶來(lái)ESD能力的削弱。這是與電流密度和芯片電容特性直接相關(guān)的，無(wú)法抗拒。

    IR是指反向漏電，通常是在固定反向電壓下測(cè)量芯片的反向電流值。IR反映的是芯片內(nèi)部缺陷的數(shù)量。IR值越大，則說(shuō)明芯片內(nèi)部缺陷越多。

    要提升ESD能力和IR表現(xiàn)，必須在外延結(jié)構(gòu)和芯片結(jié)構(gòu)方面做出更多優(yōu)化。在芯片分檔時(shí)，通過(guò)嚴(yán)格的分檔標(biāo)準(zhǔn)，可以有效的把ESD能力和IR表現(xiàn)較弱的芯片剔除掉，從而提升芯片上屏后的可靠性。

    總的來(lái)說(shuō)，小間距LED顯示屏的發(fā)展，對(duì)芯片段提出的需求是：尺寸縮小，相對(duì)亮度提升，小電流下亮度一致性好，寄生電容一致性好，可靠性高。