随着LED电子大屏幕间距越小，其封装要求越高，灯珠的尺寸更小和芯片尺寸也要求更小等，随之而来的显示性能、产品品质、一次性通过率、亮度和灰度等级等问题都需要解决，那么小间距LED电子大屏幕需要芯片解决哪五个问题呢？LED显示屏厂家又是通过哪些方法解决？
小间距LED电子大屏幕需要芯片解决五大问题
LED电子大屏幕间距越小，其分辨率越高，即单元面积LED灯珠数量越多，适合近距离观看。早期的小间距LED显示屏是以P2.5为界限的，小于2.5mm的称之为小间距LED显示屏。随着市场需求不断变化，近年来，LED显示屏厂家研发出了P2以下的小间距LED显示屏，目前已经有部分LED显示屏厂家研发出P0.6小间距LED显示屏，而灯珠的尺寸也从SMD2121缩小到SMD1010、SMD0808和SMD0606和SMD0404等。
随着小间距LED显示屏封装灯珠尺寸越来越小，其芯片尺寸要求也越来越小。目前，市场上常见的小间距LED电子大屏幕蓝绿芯片的表面积为30mil2左右，部分芯片厂家已经开始量产25mil2，甚至是20mil2。随着芯片表面积越小，其单芯亮度也随之下降，因此需要LED显示屏厂家和芯片厂家解决一系列出现的问题。
灰度要求：户内和户外LED显示屏的一个特点是亮度问题，常规户外LED显示屏的亮度大于5000cd/㎡，而户内LED显示屏的亮度则为1500cd/㎡左右，而小间距LED显示屏的亮度则为600-800cd/㎡左右。但对于室内环境而言，适合人眼长期观看的亮度在100-300cd/㎡左右。
因此小间距LED电子大屏幕首要解决的是低亮低灰的问题，即在低亮度下要保证灰度等级不变。在低灰度下仍然能够清晰的观看画面，而不是随着灰度越低，亮度越低，最后只能看到画面一团黑。为解决这个问题，LED芯片厂家采用了黑支架进行封装，由于黑支架对芯片的反光偏弱，因此要求芯片有足够的亮度，实现低亮高灰。
可靠性问题：如果说常规LED电子大屏幕的死灯率为万分之一被视为正常现象，再加上远距离观看，根本看不清楚LED大屏幕上出现的一两颗死灯。但对于小间距LED显示屏而言，每平方米拥有上百万颗灯珠，如果一万颗灯珠出现一颗死灯，那么，当近距离观看时，会看到屏幕上出现的一颗颗黑点，这种效果估计没有多少人能够接受。因此，小间距LED显示屏的死灯率应该控制在十万分之一甚至是百万分之一左右，才能满足高性能的要求。
显示均匀性问题：小间距LED显示屏间距越小，其点亮时会出现第一扫偏暗、低灰不均匀、余辉和低亮偏红等问题。针对这些问题，LED封装端和IC控制端及控制卡端都采取一系列解决问题。如低灰不均匀问题可以通过逐点校正技术，但这种方法即浪费时间，又不能从根本上解决问题。因此，解决问题的根源还在于饰端，即小电流下的亮度均匀性和寄生电容的一致性要一致。
针对上述问题，芯片端的解决方案是通过缩小芯片尺寸、寄生电容一致性、小电流一致性、可靠性和提升亮度五大解决方案，上体方法如下。
1、缩小芯片尺寸
缩小芯片可以根据版图设计进行生产，但并不是说只要设计出更小版图就可以解决问题。相反，芯片尺寸越小，不仅封装加工会被限制，而且芯片加工也会受到限制，具体原因如下。
1.1封装加工的限制
在封装加工过程中，吸嘴和焊线会限制芯片尺寸的缩小。目前性价比较高的吸嘴内径为80um左右，当固晶需要吸取芯片时，芯片短边尺寸必须大于吸嘴内径。再者，焊线盘即芯片电极必须足够大，否则焊线可靠性不能保证，业内最小电极直径为45um。另外，电极之间的间距必须足够大，否则两次焊线间必然会相互干扰。
1.1.1划裂加工能力限制
芯片在加工过程中，会受到两个因素限制，其一是划裂加工能力限制，即SD划片+机械裂片工艺本身存在极限，当芯片尺寸过小时，无法产生裂片。当晶圆片直径从2英寸增加到4英寸，甚至是6英寸时，划片裂片的难度也会随之增加，而加工的芯片尺寸也会随之增加。如4寸片，当芯片短边长度小于90μm时，长宽比大于15:1，良品率的损失将显著增加。但小间距LED显示屏很明显是要求芯片尺寸越来越小，如果芯片尺寸在加工过程中，其尺寸会增大，明显不符合要求。
1.1.2版图布局限制
芯片加工过程中还会受到版图布局的限制。除了封装端的限制，对电极大小和电极间距有要求外，电极与MESA距离、不同层的边界线间距和划道宽度等都有限制。而芯片的电流特性、光刻的加工能力和SD工艺能力都决定了具体限制的范围。通过P电极到芯片边缘的最小距离会限定在14μm以上。
2、寄生电容一致性
由于技术和设备等问题，目前芯片端没有条件可以直接测量出芯片的电容特性，芯片端优化的方向一是电性分档上的细化，另外一个是外延上调整，但成本过高，暂不推荐。
3、小电流下的一致性
通常业内人士所说的小电流一般是指户内和户外芯片试用的电流，如下图所示的芯片I-V曲线。常规户内和户外芯片工作于线性工作区，电流较大。而小间距LED芯片需要工作于靠近0点的非线性工作区，电流偏小。
小间距LED电子大屏幕芯片工作线性表
在靠近0点的非线性工作区内，LED芯片由于受半导体开关阈值影响，芯片间的差异更明显。对于大批量芯片进行亮度和波长的离散性分析，容易看到非线性工作区的离散性远大于线性工作区。针对这些问题，端片端的解决方法是通过芯片分光上的优化，将不同特性的芯片区分开来。另外一个方法是优化外延方向，从而降低线性工作区下限。
4、可靠性
芯片端的可靠性可以通过芯片封装和老化过程中的各项参数得到，但LED屏上的芯片可靠性主要由ESD和IR两项参数表示。
ESD是指抗静电能力。据IC行业报道称，50%以上的芯片失效与ESD有关。因此，如果想提高芯片的可靠性，必须提高ESD能力。但是，在相同外延片，相同芯片结构的条件下，芯片尺寸变小必然带来ESD能力的削弱。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测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，则说明芯片内部缺陷越多。
要提升ESD能力和IR表现，必须在外延结构和芯片结构方面做出更多优化。在芯片分档时，通过严格的分档标准，可以有效的把ESD能力和IR表现较弱的芯片剔除掉，从而提升芯片上屏后的可靠性。
5、亮度提升
芯片厂家一般是通过外延程式化提升内量子效应，通过芯片结构调整提升外量子效应。但是，芯片尺寸缩小后会导致发光区面积缩小，造成芯片亮度下降。另外，小间距LED电子大屏幕由于间距小，对单芯片的亮度需求也有所下降。两者之间存在互补关系，但要留底线。目前芯片端为了降低成本，在结构上做减法，从而导致亮度降低。
综上所述，随着小间距LED显示屏间距越小，LED芯片尺寸要求也越来越小，LED显示屏厂家生产的小间距LED电子大屏幕需要芯片解决五大问题，即缩小芯片尺寸、寄生电容一致性、小电流下的一致性、可靠性和亮度提升。面对LED芯片端面临的一系列挑战，虽说有解决之法，但还需进一步改善。
