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用在Micro LED全彩显示屏,紫光激发、蓝光激发和RGB各有何优劣?谁的胜算更大?

日本Nitride开发出高效率的显示器用Micro LED UV芯片,等于是发明了紫光激发Micro LED,Nitride称发光效率提高了一倍,未来紫光激发能否颠覆RGB和蓝光激发,成为Micro LED显示器的中流砥柱?
陈凯轩 · 2018-11-12
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采用紫光激发代替蓝光激发和RGB,并不是Micro-LED特有的技术,在通用照明领域也同样存在。譬如Seoul Semiconductor的SunLike技术,就是使用紫光激发RGB三色荧光粉。相比于采用蓝光激发的方式以及采用RBG三种LED混合的方式,采用紫光激发所产生的光谱分布更接近太阳光谱。

如果考虑到Micro-LED本身因为极小的尺寸所带来的技术难度,采用紫光激发或许是一种可行的方案。因为采用RGB三色LED的方式,需要对三种颜色的Micro-LED分别做巨量转移,其难度比只转移一种颜色的LED要高得多。而且控制电路也需要根据三种不同LED的特性分别进行优化设计,比起只针对一种LED进行电路设计要更复杂。此外,若RGB三种颜色都由紫光激发产生,其对调制信号的响应时间会比较一致(都取决于荧光粉或者量子点的响应时间)。若采用蓝光激发红光和绿光,则红光和绿光的响应时间会明显慢于蓝光(荧光粉或量子点的响应时间比LED的响应时间慢),导致三种颜色的响应时间不一致。

但是,如果从能量转换效率的角度来考虑,采用短波长LED激发荧光粉(或者量子点)的方式来产生更长波长的光,并不是一种理想的方式。因为波长的转换意味着光子能量的损失:波长差别越大,光子能量损失就越多。光子经过波长转换所损失能量大部分转换成热能并被荧光粉(或量子点)所吸收,从而导致荧光粉(或量子点)温度升高。而荧光粉(或量子点)的温度升高,又会反过来进一步降低其波长转换的效率。因此,从能量转换效率的角度来看,采用紫光激发并不一定是最优的方案。

综上所述,紫光激发、蓝光激发、RGB三色混合,这些不同的方案各有其优缺点,需要从不同的角度综合考虑。目前还很难明确地说哪一种方案会最终胜出。

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认证行家
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陈凯轩博士(高级工程师)毕业于美国Rensselaer Polytechnic Institute (RPI),师从LED领域著名专家E. Fred. Schubert教授,曾任Cree公司美国总部光电研发部Research Scientist,现任厦门乾照光电股份有限公司技术总监。陈凯轩博士在AlGaN深紫外LED、GaN蓝绿光和白光LED、AlGaInP四元系红黄光LED以及AlGaAs近红外LED方面有深入的研究。曾入选“福建省科技创新领军人才”及“厦门市双百计划海外高层次人才”。曾荣获“福建省科技进步奖一等奖”及“厦门市科技进步奖一等奖”。已获得授权发明专利45项,发表学术论文15篇。
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