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　　一、 RGB三色LED法

　　RGB-LED全彩顯示顯示原理主要是基于三原色（紅、綠、藍(lán)）調(diào)色基本原理。眾所周知，RGB三原色經(jīng)過(guò)一定的配比可以合成自然界中絕大部分色彩。同理，對(duì)紅色-、綠色-、藍(lán)色-LED，施以不同的電流即可控制其亮度值，從而實(shí)現(xiàn)三原色的組合，達(dá)到全彩色顯示的效果，這是目前LED大屏幕所普遍采用的方法[1]。

　　在RGB彩色化顯示方法中，每個(gè)像素都包含三個(gè)RGB三色LED。一般采用鍵合或者倒裝的方式將三色LED的P和N電極與電路基板連接，具體布局與連接方式如圖1所示[2]。

　　之后，使用專用LED全彩驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)每個(gè)LED進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(PWM)電流驅(qū)動(dòng)，PWM電流驅(qū)動(dòng)方式可以通過(guò)設(shè)置電流有效周期和占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)光。例如一個(gè)8位PWM全彩LED驅(qū)動(dòng)芯片，可以實(shí)現(xiàn)單色LED的28=256種調(diào)光效果，那么對(duì)于一個(gè)含有三色LED的像素理論上可以實(shí)現(xiàn)256*256*256=16，777，216種調(diào)光效果，即16，777，216種顏色顯示。具體的全彩化顯示的驅(qū)動(dòng)原理如圖2所示[2]。

　　但是事實(shí)上由于驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)際輸出電流會(huì)和理論電流有誤差，單個(gè)像素中的每個(gè)LED都有一定的半波寬(半峰寬越窄，LED的顯色性越好)和光衰現(xiàn)象，繼而產(chǎn)生LED像素全彩顯示的偏差問(wèn)題。

▲ 圖1 RGB全彩色顯示的單像素布局示意圖

▲ 圖2 RGB全彩色顯示驅(qū)動(dòng)原理示意圖

　　二、 UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法

　　UV LED（紫外LED）或藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)的方法可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)全彩色化。其中若使用UV micro-LED， 則需激發(fā)紅綠藍(lán)三色發(fā)光介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)RGB三色配比； 如使用藍(lán)光micro-LED則需要再搭配紅色和綠色發(fā)光介質(zhì)即可，以此類推。該項(xiàng)技術(shù)在2009年由香港科技大學(xué)劉紀(jì)美教授與劉召軍教授申請(qǐng)專利并已獲得授權(quán)（專利號(hào)：US 13/466，660， US 14/098，103）。

　　發(fā)光介質(zhì)一般可分為熒光粉與量子點(diǎn)（QD： Quantum Dots）。納米材料熒光粉可在藍(lán)光或紫外光LED的激發(fā)下發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，光色由熒光粉材料決定且簡(jiǎn)單易用，這使得熒光粉涂覆方法廣泛應(yīng)用于LED照明，并可作為一種傳統(tǒng)的micro-LED彩色化方法。

　　熒光粉涂覆一般在micro-LED與驅(qū)動(dòng)電路集成之后，再通過(guò)旋涂或點(diǎn)膠的方法涂覆于樣品表面。圖3則是一種熒光粉涂覆方法的應(yīng)用，其中（a）圖顯示一個(gè)像素單元中包含紅綠藍(lán)4個(gè)子像素，圖（b）則顯示了micro-LED點(diǎn)亮后的彩色效果[3]。

　　該方式直觀易懂卻存在不足之處，其一熒光粉涂層將會(huì)吸收部分能量，降低了轉(zhuǎn)化率；其二則是熒光粉顆粒的尺寸較大，約為1-10微米，隨著micro-LED 像素尺寸不斷減小，熒光粉涂覆變的愈加不均勻且影響顯示質(zhì)量。而這讓量子點(diǎn)技術(shù)有了大放異彩的機(jī)會(huì)。

                                                                               （a）                                           （b）

▲ 圖3 熒光粉彩色化micro-LED的像素設(shè)計(jì)及顯示效果

　　量子點(diǎn)，又可稱為納米晶，是一種由II－VI族或III－V族元素組成的納米顆粒。量子點(diǎn)的粒徑一般介于1～10nm之間，可適用于更小尺寸的micro-display。量子點(diǎn)也具有電致發(fā)光與光致放光的效果，受激后可以發(fā)射熒光，發(fā)光顏色由材料和尺寸決定，因此可通過(guò)調(diào)控量子點(diǎn)粒徑大小來(lái)改變其不同發(fā)光的波長(zhǎng)。