单晶蓝绿双波长LED在宽色域背光应用的研究

 

利用具有窄波峰宽和精确可调峰值的色转换材料是当今电视和显示器背光中获得宽色域 (WCG) 的常见方法。窄带绿色和红色荧光粉（例如-SiAlON和KSF）或量子点 (QD) 用于将蓝色LED转换为白光。然而，窄带绿色的产生有待改进，特别是在On-Chip封装方面。

 

近日，在厦门召开的第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）的“半导体照明芯片，封装及光通信技术”上，北京易美新创科技有限公司CTO及执行副总裁刘国旭做了”单晶蓝绿双波长LED在宽色域背光应用的研究“的主题报告，宽色域（WCG）背光、WCG双色LED、与传统方法的比较等内容。

 

“色域”描述了电视的色彩显示范围，范围越广，电视的色彩还原能力越好在不同时代或针对不同应用场景已制定了众多色域标准，例如NTSC、sRGB、Adobe RGB、DCI-P3、Rec2020等色域标准。广色域(WCG)已成为电视和显示器的重要性能参数，赋予了更纯、更鲜艳的色彩和身临其境的显示体验，WCG结合Mini-LED Local Dimming可以使LCD接近甚至超过OLED的显示效果。

使用具有窄峰宽和可调波长的色转换材料是获得广色域的主要方法。较窄的光谱半峰宽(FWHM)在通过彩色滤光片(CF)后，可以满足极高的色纯度。可调的峰值波长可以满足不同的色域标准下更宽的色域覆盖率。常见的实现方法是采用红、绿量子点或窄峰宽荧光粉将蓝光LED转换为白光。易美与合作伙伴一起持续开发低成本高色域技术方案,研究QD水氧阻隔技术，提高QDs材料的光学稳定性。

 

报告中详细介绍了WCG双色LED的研究成果，涉及双色EP-LED、WCG背光用双色LED、双色LED光谱功率分布、可调谐双色LED蓝绿功率比、I-V特性和驱动电流效应、热稳定性和颜色敏感性、RGB波段光功率随温度的衰减、绿色波长漂移的热相关性等。

 

报告指出，蓝绿双波长具有诸多优势，包括具有同尺寸蓝光芯片相似的电流亮度衰减曲线和电流电压规律，动态波长稳定性、驱动简易性、方案变更简单灵活；与普通蓝光芯片搭配β-SiAION和KSF相比，衰减规律一致，CIE随温度变化的幅度相当；蓝绿芯片的绿光半峰宽达到30-35nm，远优于β-SiAION的50nm,接近绿色量子点(20-35m)，可实现超高色域；在高温老化、高温高湿信赖性实验中，1000H的亮度维持率优于β-SiAION对比方案，色域数据没有衰减，具有很好的稳定性；光学配光简单，相较蓝绿两颗芯片色空间分布均匀，无光斑。未来开发方向将涉及提升整体发光效率,优化绿光波长及蓝绿光占比；搭配红色量子点 QD-on-chip实现更高色域；开发Flip chip倒装双峰芯片，用于mini-LED COB。

 

审核编辑：刘清