為什么小間距顯示屏需要專用的LED芯片

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-12-03

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 小間距LED顯示屏從研發(fā)到廣泛應(yīng)用，是芯片、封裝等上游產(chǎn)業(yè)鏈以及驅(qū)動(dòng)、電源、控制系統(tǒng)等周邊配套設(shè)備聯(lián)合創(chuàng)新、共同努力的結(jié)果。在實(shí)際項(xiàng)目的選型中，我們對(duì)燈珠，電源，驅(qū)動(dòng)IC，顯控都有很清醒的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于LED芯片在小間距LED產(chǎn)品中發(fā)揮的作用的重視程度顯然不夠。

    這種忽視我們可以舉例來(lái)說(shuō)明一下，醫(yī)院led照明，工程商或者集成商在選擇小間距產(chǎn)品的時(shí)候，我們只是關(guān)心燈珠品牌是國(guó)星、晶臺(tái)還是億光、宏齊等等，LED燈管，LED燈管， led商業(yè)照明，卻很少關(guān)心封裝用的芯片是華燦、士蘭還是晶元、三安。而這種情況，往前倒推一兩年是完全不敢想象的。雖然小間距的出現(xiàn)，給LED封裝廠的進(jìn)入，在工藝、設(shè)備、管理把控等等都樹(shù)立了較高的門檻，但不可否認(rèn)的是在整個(gè)小間距LED系統(tǒng)中，LED芯片的質(zhì)量與性能與其高穩(wěn)定可靠性、低亮高灰高刷等各項(xiàng)特性息息相關(guān)，LED燈管，是決定了LED小間距優(yōu)良與否的基因。

    LED芯片的性能與小間距的以下品質(zhì)息息相關(guān)：

    低亮高灰

    低亮高灰是小間距LED進(jìn)入室內(nèi)顯示的首道門檻。對(duì)小間距產(chǎn)品而言，LED顯示屏的較量將不再是比較誰(shuí)家亮度高，而是比較誰(shuí)家亮度低。比的是誰(shuí)家的顯示屏可以做到降低亮度的同時(shí)不損失灰度與畫(huà)質(zhì)。實(shí)現(xiàn)低亮高灰，小間距LED除了使用高性能的驅(qū)動(dòng)IC之外，與LED芯片至關(guān)重要。

    為保護(hù)人眼，確保良好的顯示效果，小間距LED顯示屏對(duì)單位面積的總亮度有明確的要求，質(zhì)量，位面積芯片數(shù)量的增加，意味著單顆LED芯片的亮度需要同比例降低。LED 顯示屏整體亮度一般通過(guò)調(diào)整LED芯片的驅(qū)動(dòng)電流實(shí)現(xiàn)，在一些小間距LED的使用環(huán)境中，LED 芯片的正向電流已經(jīng)降低到1mA甚至0.5mA 以下。這就要求小電流工作下，RGB三色芯片的亮度、波長(zhǎng)有較好的一致性，還要求對(duì)工作電流進(jìn)行調(diào)整時(shí)，RGB三色芯片的亮度、波長(zhǎng)的變化特性也要基本保持一致，否則就會(huì)出現(xiàn)花屏。

LED芯片小電流的使用條件各種顯示問(wèn)題會(huì)集中爆發(fā)

    由于RGB三種顏色芯片的外延材料和組份有較大差異，本身材料的晶體質(zhì)量和物理特性就有差異，要實(shí)現(xiàn)小電流的一致性，需要在三種芯片的外延方面進(jìn)行較好的匹配和調(diào)整，從而保證低亮度下的高灰階。低亮高灰，商業(yè)照明，是小間距LED對(duì)芯片提出第一個(gè)要求， led戶外照明，常規(guī)芯片無(wú)法實(shí)現(xiàn)小電流的一致性就無(wú)法實(shí)現(xiàn)低亮度下的高灰階。

    高刷新

    小間距LED顯示屏，由于面對(duì)一些攝像和拍攝的需求，企業(yè)資訊，要求有相比常規(guī)顯示屏更高的刷新率。刷新頻率越高，對(duì)芯片在高頻脈沖電流下耐受性的要求越高。而對(duì)現(xiàn)有普通芯片做的屏而言，刷新率更高以后會(huì)出現(xiàn)各種顯示不一致的異常。應(yīng)對(duì)高刷新，不僅需要LED芯片有盡可能短的響應(yīng)時(shí)間，還需要開(kāi)啟電容有較高的一致性，以及快速并且一直的關(guān)滅時(shí)間。

    上圖這兩塊單元板，左邊是用小電容開(kāi)啟一致性的芯片，右邊是普通芯片，兩者的封裝和分光條件是一樣的，行業(yè)資訊，單元板制造的條件也是一樣的。可以看到在只有芯片不一樣的情況下，當(dāng)把電流降到零點(diǎn)幾個(gè)毫安，照明資質(zhì)，也就是現(xiàn)在展示的這個(gè)效果，兩種芯片的顯示差異是比較大的。

     嚴(yán)苛的死燈率

    傳統(tǒng)LED顯示屏的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是LED死燈率在萬(wàn)分之一，但小間距LED顯示燈珠芯密度大，按照傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如果一萬(wàn)個(gè)就有1個(gè)死燈就沒(méi)法看了。未來(lái)死燈率需要控制到十萬(wàn)分之一甚至是百萬(wàn)分之一才能滿足長(zhǎng)期使用的需求。否則，用了一段時(shí)間，死燈布滿整個(gè)屏幕，LED球泡燈，用戶是無(wú)法接受的。十萬(wàn)分之一甚至是百萬(wàn)分之一這樣嚴(yán)苛的死燈率，對(duì)LED 芯片廠的質(zhì)量把控體系提出了更高要求。

    這里有必要介紹兩個(gè)芯片領(lǐng)域常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)，一個(gè)是ESD，Electro-Static discharge，意思是“靜電釋放”，指芯片在靜電沖擊下而不損壞的能力。由于LED芯片在小間距LED的使用數(shù)量成幾何倍數(shù)的增長(zhǎng)，LED天花燈，為了達(dá)到十萬(wàn)分之一甚至是百萬(wàn)分之一這樣嚴(yán)苛的死燈率，所有芯片必須通過(guò)ESD 2000v的全測(cè)，才能最大限度的保證每一顆都不會(huì)被靜電擊穿。另一個(gè)是IR，Reverse Leak Current，意思是“反向漏電流”，LED芯片漏電流越小，代表其可靠性越高，可使用的壽命越長(zhǎng)，越不容易死燈。目前這一參數(shù)在業(yè)內(nèi)的最高標(biāo)準(zhǔn)是小于0.05uA@-12V，僅有少數(shù)芯片廠可以做到，嚴(yán)格執(zhí)行的就更少了。

    除了上述幾點(diǎn)之外，寬視角所要求的更大的出光角度，高掃高刷下的耐反壓，行業(yè)資訊，以及對(duì)高溫高濕環(huán)境要求更高的抗性，都決定了常規(guī)芯片已經(jīng)無(wú)法滿足小間距LED的性能及品質(zhì)要求。應(yīng)對(duì)這一需求，2014年已經(jīng)有芯片廠推出了小間距專用的LED芯片。經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的市場(chǎng)推廣，以及工藝研發(fā)投入的攤薄和研發(fā)功率的提升，LED照明工程，小間距專用LED芯片的性價(jià)比有了大幅度的提升，在封裝企業(yè)得到了較廣泛的應(yīng)用。廣大工程商和集成商在具體項(xiàng)目的選型中，可以進(jìn)行對(duì)比選擇。

 

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