LED显示屏相比其他显示技术，具有自发光、颜色复原度优良、刷新率高、省电、易于维护等优势。高亮度、经过拼接可完成超大尺寸这两个特性，是LED显示屏在过去二十年高速增长的决议性要素。在超大屏幕室外显示范畴，迄今还没有其他技术可以与LED显示技术相抗衡。
但是在过去，LED显示屏也有其缺乏，比方封装灯珠之间间距大，形成分辨率较低，不合适室内和近间隔观看。为了进步分辨率，必需减少灯珠之间间距，但是灯珠的尺寸减少，固然可以提升整屏分辨率，本钱也会快速上升，过高的本钱影响了小间距LED显示屏的大范围商业应用。
近几年来，借助于芯片制造和封装厂商、IC电路厂商和屏幕制造厂商等的多方努力，单封装器件本钱越来越低，LED封装器件越来越小，显示屏像素间距越来越小、分辨率越来越高，使得小间距LED显示屏在户内大屏显示方面的优势越来越明显。
目前，小间距LED主要应用于广告传媒、体育场馆、舞台背景、市政工程等范畴，并且在交通、播送、军队等范畴不时开辟市场。估计到2018年，市场范围接近百亿。能够预测，在将来几年内，小间距LED显示屏将不时扩展市场份额，并挤占DLP背投的市场空间。
一、小间距LED显示屏对LED芯片提出的需求
作为LED显示屏中心的LED芯片，在小间距LED开展过程中起到了至关重要的作用。小间距LED显示屏目前的成就和将来的开展，都依赖于芯片端的不懈努力。
一方面，户内显示屏点间距从早期的P4，逐渐减小到P1.5，P1.0，还有开发中的P0.8。与之对应的，灯珠尺寸从3535、2121减少到1010，有的厂商开发出0808、0606尺寸，以至有厂商正在研发0404尺寸。
众所周知，封装灯珠的尺寸减少，必然请求芯片尺寸的减少。目前，市场常见小间距显示屏用蓝绿芯片的外表积为30mil2左右，局部芯片厂曾经在量产25mil2，以至20mil2的芯片。
另一方面，芯片外表积的变小，单芯亮度的降落，一系列影响显示质量的问题也变得突出起来。
首先是关于灰度的请求。与户外屏不同，户内屏需求的难点不在于亮度而在于灰度。目前户内大间距屏的亮度需求是1500cd/m2-2000cd/m2左右，小间距LED显示屏的亮度普通在600cd/m2-800cd/m2左右，而适合于长期瞩目的显示屏最佳亮度在100cd/m2-300cd/m2左右。
目前小间距LED屏幕的难题之一是“低亮低灰”。即在低亮度下的灰度不够。要完成“低亮高灰”，目前封装端采用的计划是黑支架。由于黑支架对芯片的反光偏弱，所以请求芯片有足够的亮度。
其次是显示平均性问题。与常规屏相比，间距变小会呈现余辉、第一扫偏暗、低亮偏红以及低灰不平均等问题。目前，针对余辉、第一扫偏暗和低灰偏红等问题，封装端和IC控制端都做出了努力，有效的减缓了这些问题，低灰度下的亮度平均问题也经过逐点校正技术有所缓解。但是，作为问题的本源之一，芯片端更需求付出努力。详细来说，就是小电流下的亮度平均性要好，寄生电容的分歧性要好。
第三是牢靠性问题。现行行业规范是LED死灯率允许值为万分之一，显然不适用于小间距LED显示屏。由于小间距屏的像素密度大，观看间隔近，假如一万个就有1个死灯，其效果令人无法承受。将来死灯率需求控制在十万分之一以至是百万分之一才干满足长期运用的需求。
总的来说，小间距LED的开展，对芯片段提出的需求是：尺寸减少，相对亮度提升，小电流下亮度分歧性好，寄生电容分歧性好，牢靠性高。
二、芯片端的处理计划
1.尺寸减少芯片尺寸减少
外表上看，就是幅员设计的问题，似乎只需依据需求设计更小的幅员就能处理。但是，芯片尺寸的减少能否能无限的停止下去呢?答案能否定的。有如下几个缘由限制着芯片尺寸减少的水平：
(1)封装加工的限制。封装加工过程中，两个要素限制了芯片尺寸的减少。一是吸嘴的限制。固晶需求汲取芯片，芯片短边尺寸必需大于吸嘴内径。目前有性价比的吸嘴内径为80um左右。二是焊线的限制。首先是焊线盘即芯片电极必需足够大，否则焊线牢靠性不能保证，业内报道最小电极直径45um;其次是电极之间的间距必需足够大，否则两次焊线间必然会互相干扰。
(2)芯片加工的限制。芯片加工过程中，也有两方面的限制。其一是幅员规划的限制。除了上述封装端的限制，电极大小，电极间距有请求外，电极与MESA间隔、划道宽度、不同层的边境线间距等都有其限制，芯片的电流特性、SD工艺才能、光刻的加工才能决议了详细限制的范围。通常，P电极到芯片边缘的最小间隔会限定在14μm以上。
其二是划裂加工才能的限制。SD划片+机械裂片工艺都有极限，芯片尺寸过小可能无法裂片。当晶圆片直径从2英寸增加到4英寸、或将来增加到6英寸时，划片裂片的难度是随之增加的，也就是说，可加工的芯片尺寸将随之增大。以4寸片为例，假如芯片短边长度小于90μm，长宽比大于1.5:1的，良率的损失将显著增加。
基于上述缘由，笔者大胆预测，芯片尺寸减少到17mil2后，芯片设计和工艺加工才能接近极限，根本再无减少空间，除非芯片技术计划有大的打破。
2.亮度提升
亮度提升是芯片端永久的主题。芯片厂经过外延程式优化提升内量子效应，经过芯片构造调整提升外量子效应。
不过，一方面芯片尺寸减少必然招致发光区面积减少，芯片亮度降落。另一方面，小间距显示屏的点间距减少，对单芯片亮度需求有降落。两者之间是存在互补的关系，但要留有底线。目前芯片端为了降低本钱，主要是在构造上做减法，这通常要付出亮度降低的代价，因而，如何权衡取舍是业者要留意的问题。
3.小电流下的分歧性
所谓的小电流，是相对常规户内、户外芯片试用的电流来说的。如下图所示的芯片I-V曲线，常规户内、户外芯片工作于线性工作区，电流较大。而小间距LED芯片需求工作于靠近0点的非线性工作区，电流偏小。
在非线性工作区，LED芯片受半导体开关阈值影响，芯片间的差别更明显。对大批量芯片停止亮度和波长的离散性的剖析，容易看到非线性工作区的离散性远大于线性工作区。这是目前芯片端的固有应战。
应对这个问题的方法首先是外延方向的优化，以降低线性工作区下限为主;其次是芯片分光上的优化，将不同特性芯片辨别开来。
4.寄生电容分歧性
目前芯片端没有条件直接丈量芯片的电容特性。电容特性与常规丈量项目之间的关系尚不明朗，有待业者去总结。芯片端优化的方向一是外延上调整，一是电性分档上的细化，但本钱很高，不引荐。
5.牢靠性
芯片端牢靠性能够用芯片封装和老化过程中的各项参数来描绘。但总的说来，芯片上屏以后的牢靠性的影响要素，重点在ESD和IR两项。
ESD是指抗静电才能。据IC行业报道，50%以上芯片的失效与ESD有关。要进步芯片牢靠性，必需提升ESD才能。但是，在相同外延片，相同芯片构造的条件下，芯片尺寸变小必然带来ESD才能的削弱。这是与电流密度和芯片电容特性直接相关的，无法抗拒
IR是指反向漏电，通常是在固定反向电压下丈量芯片的反向电流值。IR反映的是芯片内部缺陷的数量。IR值越大，则阐明芯片内部缺陷越多。
要提升ESD才能和IR表现，必需在外延构造和芯片构造方面做出更多优化。在芯片分档时，经过严厉的分档规范，能够有效的把ESD才能和IR表现较弱的芯片剔除掉，从而提升芯片上屏后的牢靠性。
四、总结
综上，随着科学的进步，时期的更新，LED显示行业的开展也越来越群众，但显示屏的行业效果终究如何提升，还待业者发挥聪明才智，持续不时的努力。
