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小间距显示屏需要专用的LED芯片

发布时间:2015-11-25 12:06 来源:修大屏 浏览次数:

小间距LED显示屏从研发到广泛应用,是芯片、封装等上游产业链以及驱动、电源、控制系统等周边配套设备联合创新、共同努力的结果。在实际项目的选型中,我们对灯珠,电源,驱动IC,显控都有很清醒的认识,但对于LED芯片在小间距LED产品中发挥的作用的重视程度显然不够。

 

    这种忽视我们可以举例来说明一下,工程商或者集成商在选择小间距产品的时候,我们只是关心灯珠品牌是国星、晶台还是亿光、宏齐等等,却很少关心封装用的芯片是华灿、士兰还是晶元、三安。而这种情况,往前倒推一两年是完全不敢想象的。虽然小间距的出现,给LED封装厂的进入,在工艺、设备、管理把控等等都树立了较高的门槛,但不可否认的是在整个小间距LED系统中,LED芯片的质量与性能与其高稳定可靠性、低亮高灰高刷等各项特性息息相关,是决定了LED小间距优良与否的基因。

 

    LED芯片的性能与小间距的以下品质息息相关:

 

    低亮高灰

 

    低亮高灰是小间距LED进入室内显示的首道门槛。对小间距产品而言,LED显示屏的较量将不再是比较谁家亮度高,而是比较谁家亮度低。比的是谁家的显示屏可以做到降低亮度的同时不损失灰度与画质。实现低亮高灰,小间距LED除了使用高性能的驱动IC之外,与LED芯片至关重要。

 

    为保护人眼,确保良好的显示效果,小间距LED显示屏对单位面积的总亮度有明确的要求,位面积芯片数量的增加,意味着单颗LED芯片的亮度需要同比例降低。LED 显示屏整体亮度一般通过调整LED芯片的驱动电流实现,在一些小间距LED的使用环境中,LED 芯片的正向电流已经降低到1mA甚至0.5mA 以下。这就要求小电流工作下,RGB三色芯片的亮度、波长有较好的一致性,还要求对工作电流进行调整时,RGB三色芯片的亮度、波长的变化特性也要基本保持一致,否则就会出现花屏。

 

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LED芯片小电流的使用条件各种显示问题会集中爆发

 

    由于RGB三种颜色芯片的外延材料和组份有较大差异,本身材料的晶体质量和物理特性就有差异,要实现小电流的一致性,需要在三种芯片的外延方面进行较好的匹配和调整,从而保证低亮度下的高灰阶。低亮高灰,是小间距LED对芯片提出第一个要求,常规芯片无法实现小电流的一致性就无法实现低亮度下的高灰阶。

 

    高刷新

 

    小间距LED显示屏,由于面对一些摄像和拍摄的需求,要求有相比常规显示屏更高的刷新率。刷新频率越高,对芯片在高频脉冲电流下耐受性的要求越高。而对现有普通芯片做的屏而言,刷新率更高以后会出现各种显示不一致的异常。应对高刷新,不仅需要LED芯片有尽可能短的响应时间,还需要开启电容有较高的一致性,以及快速并且一直的关灭时间。

 

火狐截图_2015-11-25T01-05-03.245Z.png

 

    上图这两块单元板,左边是用小电容开启一致性的芯片,右边是普通芯片,两者的封装和分光条件是一样的,单元板制造的条件也是一样的。可以看到在只有芯片不一样的情况下,当把电流降到零点几个毫安,也就是现在展示的这个效果,两种芯片的显示差异是比较大的。

 

     严苛的死灯率

 

    传统LED显示屏的行业标准是LED死灯率在万分之一,但小间距LED显示灯珠芯密度大,按照传统标准,如果一万个就有1个死灯就没法看了。未来死灯率需要控制到十万分之一甚至是百万分之一才能满足长期使用的需求。否则,用了一段时间,死灯布满整个屏幕,用户是无法接受的。十万分之一甚至是百万分之一这样严苛的死灯率,对LED 芯片厂的质量把控体系提出了更高要求。

 

    这里有必要介绍两个芯片领域常用的评价指标,一个是ESD,Electro-Static discharge,意思是“静电释放”,指芯片在静电冲击下而不损坏的能力。由于LED芯片在小间距LED的使用数量成几何倍数的增长,为了达到十万分之一甚至是百万分之一这样严苛的死灯率,所有芯片必须通过ESD 2000v的全测,才能最大限度的保证每一颗都不会被静电击穿。另一个是IR,Reverse Leak Current,意思是“反向漏电流”,LED芯片漏电流越小,代表其可靠性越高,可使用的寿命越长,越不容易死灯。目前这一参数在业内的最高标准是小于0.05uA@-12V,仅有少数芯片厂可以做到,严格执行的就更少了。

 

    除了上述几点之外,宽视角所要求的更大的出光角度,高扫高刷下的耐反压,以及对高温高湿环境要求更高的抗性,都决定了常规芯片已经无法满足小间距LED的性能及品质要求。应对这一需求,2014年已经有芯片厂推出了小间距专用的LED芯片。经过一年多时间的市场推广,以及工艺研发投入的摊薄和研发功率的提升,小间距专用LED芯片的性价比有了大幅度的提升,在封装企业得到了较广泛的应用。广大工程商和集成商在具体项目的选型中,可以进行对比选择。

来源:业绩榜