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RGB与白光LED,如何取舍?
来源：未知
作者：叶子日 10:02
[导读] 设计者在决定采用 RGB、或是白光 LED 满足背光照明需求时，所面临的，实际上是成本与效能取舍问题。
　　两难的选择
　　当需要为 LCD 平面显示器选择背光照明时，设计者往往面临应采用白光LED或是具备较纯白光的 RGB 光源之两难处境。白光 LED 驱动器和 RGB 驱动器是不同的，举例而言，用于在可携式电子设备中的显示器、或通用背光照明应用中驱动低高度 RGB LED 的无电感低噪声 LED 驱动器IC，以及标准白光 LED 驱动器IC具备不同的效能标准，这是因为 RGB LED 与白光 LED 的顺向电压不同，因此需要不同的IC架构。通常RGB LED 驱动器会有一个单线 ON/OFF 接口和 3 个单独的电阻可编程 LED 电流源以控制调光和亮度，此外，其会采用&白光&模式来优化红光、绿光和蓝光 LED 的电流比，如此，在所有 3 个 RGB LED 编程为 ON 时将可获得最佳的白色光。
　　不同背光照明源的取舍
　　用来为显示器提供背光照明的冷阴极荧光灯(CCFL)具有有限的色谱，而且色彩不够鲜明。RGB LED 实际上扩展了可见光范围。另外，在美国国家电视系统委员会(NTSC)定义的颜色中，CCFL 能显示出约 80%，而 RGB 则可显示出的 NTSC 色谱多达 110%，因此在显示屏上能更准确显示图像的原貌。采用 3 个单色光源，如红色、绿色和蓝色(RGB)激光，将获得可能实现的最广色谱。
　　另一方面，白光 LED 背光照明非常适用于掌上型和行动显示器，因为白光 LED 外形尺寸小、简单易驱动、对机械应力不那么敏感、且与 CCFL 比较时，预期寿命长两倍。不过，白光 LED 在色谱方面与 CCFL 有同样的缺点，因为白光 LED 等于宽带光源。白光 LED 是蓝光二极管覆盖荧光粉形成的，它把部分蓝光转变成黄光，组合形成的光谱被视作白光。
　　与单色光源相比，RGB LED 以较低的成本提供了接近窄频的色谱。RGB LED 不仅改善了色谱，而且还提高了效率，因为 RGB LED 只按照所需要的红光、绿光和蓝光发射光能。相对而言，宽带光源 (如白光 LED 和 CCFL) 发出了较多不需要颜色的光，其降低了色谱的纯度，因此降低了效率。既然不同颜色的 RGB LED 可以单独驱动，那么 RGB LED 的白光点或色温就可以校正，而 CCFL 和白光 LED 的白光点都是固定的。
　　RGB 与白光 LED 的成本比较
　　选择 RGB 或白光 LED 作为背光照明源，可能都满足特定的最终产品需求。但是由于 RGB LED 较宽的色谱能使画质提升至最高，因此使用 RGB LED 而舍白光 LED 是有道理的，因为消费者在决定购买哪种型号的 LCD TV 时，可能会因为色彩鲜明而愿意多付钱。不过，使用 RGB LED 时，方案尺寸更大、更复杂且更加昂贵。然而，如果在采用较宽色谱却不允许产品提高价格的应用中，透过白光 LED 解决方案作为背光照明源则是一种可接受的选择。
　　调光考虑
　　传统上，LED 调光是以 DC 信号或滤波 PWM 信号调节流经 LED 的顺向电流来达成的。降低 LED 电流可调节 LED 光输出密度。不过，顺向电流的变化会导致 LED 发光颜色的变化，因为 LED 的色度随电流而变。汽车和 LCD TV 背光照明等多种应用不容许 LED 的发光颜色有任何偏差。由于周围环境光线变化不同以及人类肉眼能够感知光强的微小变化，因此在这些应用中需要宽调光范围。用 PWM 信号控制 LED 的光强，可以不改变发光颜色而实现 LED 调光。
　　&True Color PWMTM 调光& 通过 PWM 信号调节 LED 亮度。它实质上是以 PWM 频率用满电流接通和断开 LED。请参见图 1。人类肉眼的限制为每秒 60 个信框。通过提高 PWM 频率 (例如提高到 80Hz ～ 100Hz) ，人眼就感觉脉冲光源是连续接通的。另外，通过调变工作周期(&接通时间&的长度)，可以控制 LED 的光强。采用这种方法时，LED 的发光颜色保持不变，因为 LED 的电流值或者为零，或者为恒定值。很多 LCD TV 设计者都要求高达3,000:1的调光比，以适应环境光线的宽范围变化。
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‘蓝光LED’已过时？‘紫光LED’时代已悄然来临
来源：高工LED
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此前，蓝光LED之父——中村修二在参加“GaN掀起能源革命”研讨会时表示，“使用蓝色LED的白色LED早晚会消失。”由此引发了业界的热烈讨论。
【文/高工LED 徐超鹏】此前，之父&&中村修二在参加&GaN掀起能源革命&研讨会时表示，&使用蓝光LED的技术早晚会消失。&由此引发了业界的热烈讨论。
　　有分析人士指出，当初因发明蓝色LED而获取2014年诺贝尔物理学奖的中村修二，如今一举&推翻&自己的研究成果，或许是出于对自己创立的Soraa公司主推紫色LED的宣传。(据笔者获悉，美国Soraa公司是中村教授连同三名UCSB教授作为共同创始人(co-founder)设立的LED风险企业)
　　但也不乏业内人士对中村修二表示支持，&作为一名获得诺贝尔奖的科学家，应该是具有较高的道德水准和职业操守，因为他看到紫色LED的巨大前景，才会投入这样一家以紫色LED研发为主的公司。&鸿利光电产品总监王高阳提到。
　　无论如何，作为一位成名已久的科学家，我们也相信，他做出的判断应该是基于他的理解和出发点，对于其看衰蓝光LED的观点，只要是有理论支撑的，自然也具有合理性。但&蓝色LED&不行，紫色LED又究竟是个什么东西?
蓝光LED之父&&中村修二
　　据资料显示，紫色LED的优势主要在于：显色指数高及发光效率高两大特性。
　　其中，显色指数高主要体现在此种紫色LED获取白光LED的途径是通过紫色LED激发荧光体来获得蓝色光，而蓝色光的峰值强度不太高，而且，紫色LED能输出可见光波长范围内所有的光，因此显色指数比较高，可实现像太阳光一样的理想白色。据了解，此种紫色LED的红色显色指数R9尤其高，平均显色指数Ra也高达95。
　　而紫色LED的另一项特性&&发光效率高则体现在以下四点：
　　1)、紫色LED采用GaN基板制造，是在GaN基板上层叠GaN类半导体制作了紫色，属于&GaN on GaN&型LED，GaN类半导体层的结晶品质比较高，因而紫色LED发光效率高，而且效率的提高速度快;
　　2)、紫色LED芯片为三角形，普通LED芯片的形状为四角形，与之相比，三角形LED芯片的发光层发出的光线射到芯片外的效率(光提取效率)更高;
　　3)、普通的蓝色LED芯片是在蓝宝石基板上制作的，GaN类半导体与蓝宝石的晶格常数等不同，因此容易出现称为&位错&的结晶缺陷，而采用GaN基板几乎不存在晶格常数的差异，因此很难出现结晶缺陷，与采用蓝宝石基板的产品相比，位错密度可降至约1/1000;
　　4)、紫色LED芯片的不易出现&光效下降(droop)&问题。光效下降是为了提高发光强度而增加驱动电流密度时，引起的发光效率下降的现象，也是提高亮度时存在的一大课题，而&GaN on GaN&型产品的晶体品质较高，与蓝宝石基板型产品相比，不易发生光效下降问题。通常而言，与蓝宝石基板型产品相比，GaN基板型产品可使电流密度提高至5～10倍。
　　&紫色光转换白光效率更高，光谱分布均衡，显色指数相对较好，对于节能减排、提高光品质有重要的意义。虽然目前受价格高企影响，还未能普及，但优势明显。&王高阳对于紫色LED的发展前景持以肯定态度。
鸿利光电推出的深紫外LED可有效抑制静态水细菌滋生
　　而王高阳所在的鸿利光电，针对紫色LED产品系列的开发工作也都在紧锣密鼓地进行中。鸿利光电作为国内可量产深紫外LED的封装企业，不仅拥有深紫外LED的大规模生产线，同时还组建有自己的专业微生物检测实验室，并可针对深紫外LED应用为客户提供最佳的应用方案并进行方案验证，协助客户确认方案的可行性。
　　因此，我们也相信，在利用紫光或紫外LED激发RGB三色荧光粉，获得高显色白光LED技术，在当前芯片效率已经提高到一个新的量级情况下，紫色LED将获得业内越来越多的青睐。
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FAQ技术支持
问：专家介绍说“这个就是WLED的缺点所在，因为他是蓝光LED加上黄色荧光粉，这样的话光能会损失很多导致发光效率就会下降”，但刚才视频里又测到RGBLED的效率比WLED低，这是为什么？(红/蓝/绿LED背光)
WLED的缺点所在是指Blue LED加上黄色荧光粉以后，黄色荧光粉会吸收光能导致发光效率降低。 RGB LED的发光效率比WLED低指的是，Red LED和Green LED自身的发光效率没有Blue LED高（同样的驱动电流情况下），但是没有黄色荧光粉的吸收光能且老化的问题。
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