RGB Led

RGB Led

白光LED 與 RGB LED 兩者殊途同歸,都是希望達到白光的效果, 只不過一個是直接以白光呈現,另一個則是以紅綠藍三色混光而成。RGB燈是以三原色共同交集成像,此外,也有藍光LED配合黃色螢光 粉,以及紫外LED配合RGB螢光粉,整體來說,這兩種都有其成像原理。某些LED背光板出現的顏色特別清楚而鮮艷,甚至有高畫質電視的程度,這種情形,正是RGB的特色,標榜紅就是紅、 綠就是綠、藍就是藍的特性,在光的混色上,具備更多元的特性。

概述

RGB的衰減問題與紫外線對人體影響,都是短期內比較難解決的問題,因此雖然都可以達 到白光的需求,卻有不同的結果。RGB在套用上,明顯比白光LED來得多元,如車燈、交通號誌、櫥窗等,需要用到某一波段的燈光時,RGB的混色可以隨心所欲,相較之下,白光LED就比較吃虧,因此當然在效果上比較強。白光LED在清晰度與色純度都明顯遜於RGB之下,此外,光衰減的問題,晶圓造價貴,都使RGB燈變得更有優勢。

在RGB分開時單獨控制,雖然可以直接控制,混色也不錯,但是要達到混的白光相當純正是一大問題,雖然造價貴,但相對來說質量也比較好,至於 白光LED燈來說,雖然造價便宜,可以直接取代CCFL,成為LED的主要技術,但是相對來說,因為波長頻率的問題而封裝在一起,這樣散射出來的情況也會 不穩定。

RGB燈在控制上的問題仍有待加強,舉例來說,如果其中一顆燈壞了,在整個螢幕上會相當明顯,反之,白光LED燈則可以互相補足,因為是旁射關係,因此可以補足某顆壞掉的LED,並且均勻性的補足,讓整體狀況看起來不會太差。

發光機理

PN結的端電壓構成一定勢壘,當加正向偏置電壓時勢壘下降,P區和N區的多數載流子向對方擴散。由於電子遷移率比空穴遷移率大得多,所以會出現大量電子向P區擴散,構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴複合,複合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結髮光的原理。

發光效率

一般稱為組件的外部量子效率,其為組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內部量子效率,其實就是組件本身的電光轉換效率,主要與組件本身的特性(如組件材料的能帶、缺陷、雜質)、組件的壘晶組成及結構等相關。而組件的取出效率則指的是組件內部產生的光子,在經過組件本身的吸收、折射、反射後,實際在組件外部可測量到的光子數目。因此,關於取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結構、組件及封裝材料的折射率差及組件結構的散射特性等。而組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積,就是整個組件的發光效果,也就是組件的外部量子效率。早期組件發展集中在提高其內部量子效率,主要方法是通過提高壘晶的質量及改變壘晶的結構,使電能不易轉換成熱能,進而間接提高LED的發光效率,從而可獲得70%左右的理論內部量子效率,但是這樣的內部量子效率幾乎已經接近理論上的極限。在這樣的狀況下,光靠提高組件的內部量子效率是不可能提高組件的總光量的,因此提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是:晶粒外型的改變——TIP結構,表面粗化技術。

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