紅綠藍發光二極體組合混成白光的研究 Study of Mixed White Light from the Combination of RGB LEDS 林俊鋒遠東科技大學電腦應用工程系教授 黃琮暉遠東科技大學自動化控制系助理教授 陳元鴻遠東科技大學自動化控制系學生 摘 要 本文是進行三基色紅 綠及藍等發光二極體 (RGB LEDs) 組合混成白光的研究 首先進行配光曲線實驗, 得到 RGB LEDs 個別在驅動電壓 4~V 下與白光 LED 在驅動電壓 3V 下的配光曲線含照度值, 接著由光譜探測儀量測得到光譜數據, 並將配光曲線與光譜這二者數據輸入至 TracePro 軟體模擬, 將模擬出來的 RGB LEDs 混光之照度 混光實驗所得之配光曲線與光譜, 與白光 LED 對應之數據作比較 由混光光譜實驗結果知, 當 B LED 電壓 6V 時飽合, 無法與其他 RG LEDs 混成出白光 ; 及知當 RGB LEDs 電壓在 6V 4V 及 4V 或 4V 4V 及 4V 下混光時, 由光譜結果知其在 45nm~5nm 明顯較接近白光光譜, 但在 5nm ~7nm 則較不明顯 關鍵詞 : 發光二極體 配光曲線 照度 光譜 293
Lin Jing-Fung, Professor, Depart. of Computer Application Engineering, Far East University Huang Cong-Hui, Assistant Professor, Depart. of Automated Control System, Far East University Chen Yuan-Hong, Student, Depart. of Automated Control System, Far East University Abstract This paper focuses on the mixing of red, green, and blue LEDs to form a white light. First, we precede the measurement of Candela plot and illuminance when RGB LEDs under voltage from 4 to V and white LED under 3V. Next, we obtain the spectra from spectrometer. Then, both data above are input to TracePro to simulate the illuminance for the mixed white light. Compared to white LED, when B LED is applied on 6V, spectra saturation happens, and can not obtain a mixed white light with other RG LEDs. Further, when RGB LEDs are under the combination of 6,4,4V or 6,4,4V, respectively, we know their spectra are in 45~5nm close to, in 5~7nm not obviously close to white light spectrum. Keywords: light emitting diode, candela plot, illuminance, spectrum 294
一 前言 - 序論自古以來, 人類對光明之喜愛, 對黑暗的害怕便眾所皆知 偶然間, 由閃電擊中樹木所產生之火焰, 更吸引著史前人類, 使火所產生之光和熱成為史前人類第一個照明光源與熱源 照明也成為人類生活中極為重要, 且不可或缺的一環 隨著文明演進, 人們對於照明需求量及其品質日益增高, 由燃燒木材 火把 燃油燈到之後的燈泡 日光燈 省電燈泡, 皆為人類文明進步, 對照明品質需求的證明 人類文明之進步隨之而來的生態環境汙染, 溫室效應導致全球溫暖化與自然生態環境化現象日益嚴重, 此一問題為世界各國共同之矚目焦點及重視, 因此, 發展兼具節能及環保效益高的照明產品, 實為 2 世紀無可避免的重要環節之一 白光發光二極體 (light emitting diodes, LEDs) 將是未來引導綠色 ( 環保 ) 照明時代的主流, 本文主要進行紅 綠及藍發光二極體 (RGBs) 組合混成白光的研究 -2 白光 LED 重要性及應用自 962 年第一顆發光二極體發表以來, 隨著 產品相繼推出, 以手機 LCD 背光源 車用照明 室內外顯示看板 煞車燈 號誌照明及儀器儀錶顯示等 因此必成為未來的主流 因此在全球能源危機下, 為了節省能源, 採用白光 LED 是一種必然的趨勢 -3 文獻回顧光學模擬的作用在於改善光學設計與計算上的錯誤率, 並以最佳化的顯示呈現 各類光學工程師往往都以嘗試錯誤的方式來修改與設計, 並在多次的模擬設計錯誤中學習寶貴的經驗 經驗的累積加上產品上的需求在相互抗衡下得到許多最優質的設計, 最佳化的設計最終將被列為各公司所爭先爭取申請的專利之一 以下是近期文獻專利, 各項專利共同的特點都是應用 LED 當光源, 為了改善光路徑所申請發明的 95 年 6 月, 國立台灣科技大學張詩意同學對白光 LED 混光實驗 模組設計及模擬優化的研究 RGB LED 三晶片混光將三顆各 W 的三色晶片封裝成一個 3 W 的白光 LED 基座光源, 量測結果得到發光效率每瓦 2.3 流明, 演色指數 5, 如圖 -[] 半導體製成技術的進步與材料科學的不斷突破, 至 99 年 LED 的亮度已經達到原先的一千倍以上 早期的 LED 主要是以紅光及黃光 LED 為主, 但是低亮度與無法產生白光的缺憾, 使得當時的 LED 大多應用在指示性質的產品上,99 年代中期, 藍光 LED 技術正式問世, 而在 996 年推出第一顆白 光 LED 後, 許多廠家也推出白光 LED 的產品, 固態發光的技術走向白光及高輸出光流明的地位也因此確立 在全球能源危機的影響下, 世界各國已經開始思考如何節約能源, 因 LED 省電效率達 85% 且壽命較一般燈泡長, 由於 LED 光源具備體積小 省電 色純度高 反應速度快 可塑性高 壽命長 環保及直流電壓驅動等多項優點, 使得白光 LED 圖 - RGB LED 晶粒混光實驗頻譜圖 [] 96 年 月, 南台科技大學吳宜甄同學針對擴散板對 LED 混光影響作研究, 將紅藍綠 LED 做混光實驗, 紅藍綠各 顆才配合的出所需的白光, 並加上擴散板搭配分光膜, 這樣混出來的光才比較有均勻的效果 [2] 如圖 -2, 圖左為 R G B 三顆 LED 混成白光, 圖中 UV LED+R G B 三色螢光粉, 295
圖右則為藍色 LED+YAG 螢光粉 [3] 公司比比皆是, 要如何有效的應用白光 LED 燈, 卻是一大挑戰 本文是將單顆紅 綠及藍發光二極體 (RGB LEDs) 排列組合的方式混成白光, 進行配光曲線 照度與光譜的比較研究 這樣排列組合的優點在於可以不需要經過螢光粉的轉換損失能量, 而且色溫可以藉由分開控制 RGB LEDs 的光強度來改變, 並且因為光譜分佈較廣, 所以得到的演 圖 -2 產生白光的三種方法 [4] 色性也會比較好 96 年 6 月, 和春技術學院王冠仁同學針對高功 二 實驗與模擬方法 率三原色 LED 特性分析, 證實高功率三原色 LED 2- 實驗流程圖 調光的控制變數 該論文採用直流驅動及脈波驅動的形式, 進行 LED 的光學特性的測量, 觀察 W 光譜數據 之 RGB-LED 在直流驅動及脈波驅動之下,LED 受 配光曲線數據 到不同型態驅動的影響 [5] 97 年 7 月, 和春技術學院沈俊宏同學針對高功 單顆 LED 實驗 建模 -LED 外型 RGB 混光實驗 率 LED 散熱模組之專利分析與熱傳導模擬 [6], 是高功率 LED 在長時間高溫環境下, 要如何提升 LED 設定實驗係統架構 設定光源和發光面 設定實驗係統架構 的散熱功能及提升發光效率 另 LED 發光原理如 實驗架構校正 設定配光曲線 實驗架構校正 圖 -3[7] 輸入電壓 建立分析面 輸入電壓 數據截取 設定照度圖和坎德拉圖 數據截取 電腦紀錄 設定光線追跡 電腦紀錄 圖 -3 LED 發光原理 [7] 改變輸入電壓參數 模擬結果 改變輸入電壓參數 98 年 6 月, 義守大學古輝廷同學對白光 LED 白光 LED 與 RGB 模擬比較 光源模擬應用與設計的研究, 此研究主要是當光線 圖 2- 實驗流程圖 經光源射出後, 穿透過光學合成膜而達到改變路徑的散光現象, 散光後將更多的光線折射入 V-Cut 最後再將所有分析結果整合, 並進行改善 LED 燈管模組, 進而做出最佳化模擬設計與分析 [8] -4 研究目的 LED 的優點眾所皆知, 將 LED 用至產品上的 2-2 TracePro 軟體介紹 TracePro 是一套能進行傳統光學分析 設計照明系統 分析輻射度和光度的光學專業軟體 它是一套以符合工業標準的 ACIS( 固體模型繪圖軟體 ) 為核心所發展出來的光學軟體, 也是一個結合真實 296
固體模型 光學分析功能 資料轉換能力強的模擬 軟體, 並具有易上手的使用介面及價格合理等多項 優點 4. 微調電源供應器, 調到所需電壓 5. 使用光譜探軟體, 觀察電腦即可得知所需的光譜 數據 ( 波長與光子數 ) TracePro 的應用領域包括 : 導光板 背光板 前光板 相機系統 投影顯示系統 雜散光分析 汽車照明系統 照明燈具 LED 設計及應用 紅外線成像系統 薄膜光學... 等 [9] 2-3 實驗步驟本研究所使用的砲彈型 LED 燈 ( 紅色 藍色 綠色 ) 是在網路購買的, 白色 LED 燈則是跟飛利浦公司購買的 (Philips, LXHL-BW2), 白色 LED 燈是 屬於低電流高功率, 所以不能像網路買的 LED 燈 能加電壓至 V, 白色 LED 燈測量 2.5V 沒發光, 圖 2-3 (a) 光譜實驗之架構 超過 3V 會損壞, 所以只測量 3V 2-3- 單顆 LED 配光曲線實驗. 單顆 LED 配光曲線實驗之架構如圖 2-2 2. 將燈泡固定, 在燈泡前方量測所需距離, 再將照度計放置妥當 3. 照度計必須與三軸平台結合, 這樣轉動角度才不會有誤差 4. 調整所需電壓, 使用三軸平台以 度開始記錄以 每 3 度記錄一次 圖 2-3 (b) 電腦顯示圖 2-3-3 三顆 LED 混光配光曲線實驗. 三顆 LED 混光配光曲線實驗之架構如圖 2-4 2. 將三顆燈泡水平放置妥當後, 在燈泡前方量測所需距離後, 再將照度計固定住 3. 照度計下方放置三軸平台, 將三軸平台跟照度計結合在一起並調整好角度 4. 給予各燈泡所需之電壓, 利用三軸平台以 度開 圖 2-2 配光曲線實驗之架構 始轉動角度, 以每 3 度轉動依序記錄一次 2-3-2 單顆 LED 光譜實驗. 單顆 LED 光譜實驗之架構如圖 2-3 2. 首先將燈泡固定在操作台上, 並接上電源供應器 3. 將光譜探測儀對準燈泡中心點, 取所需之距離 297
照度值 (lux) 照度值 (lux) 照度值 (lux) 遠東學報第二十八卷第三期中華民國一百年九月出版 圖 2-4 混光配光曲線架構圖.9.8.7.6.5.4.3.2. 4V 6V 8V V -8-6 -4-2 2 4 6 8 角度 (deg.) 2-3-4 三顆 LED 混光光譜實驗. 三顆 LED 混光光譜實驗之架構如圖 2-5 2. 首先將 RGB 三種燈泡擺放至同一水平上, 並將燈 圖 3- 紅光 LED 4V~V 的配光曲線圖 3--2 單顆綠光 LED 4V~V 的配光曲線圖 泡固定 3. 將光譜探測儀一端連接電腦, 另一端則固定在離三顆燈泡距離 23 公分處 (23 公分量測最佳距離 ), 以藍光 LED 為中心軸, 紅光 LED 與綠光 LED 轉 5 度對準探測頭 4. 將 RGB 三種燈泡所射出的光微調至光譜探測儀上, 讓 RGB 三種燈泡光點集中於一點 5. 燈泡個別微調所要的電壓大小, 再觀看電腦上光譜探測軟體即可得知所要的光譜數據 ( 波長與光子數 ).9.8.7.6.5.4.3.2. 4V 6V 8V V -8-6 -4-2 2 4 6 8 角度 (deg.) 圖 3-2 綠光 LED 4V~V 的配光曲線圖 3--3 單顆藍光 LED 4V~V 的配光曲線圖 圖 2-5 混光光譜架構圖 三 結果 3- 單顆 LED 的配光結果.9.8.7.6.5.4.3.2. 4V 6V 8V V -8-6 -4-2 2 4 6 8 角度 (deg.) 3-- 單顆紅光 LED 4V~V 的配光曲線圖 圖 3-3 藍光 LED 4V~V 的配光曲線圖 298
光子數 (counts) 相對頻譜功率 (%) 光子數 (counts) 照度值 (lux) 光子數 (counts) 遠東學報第二十八卷第三期中華民國一百年九月出版 3--4 飛利浦白光 LED 3V 的配光曲線圖 3-2-2 單顆綠光 LED 4V~V 的光譜圖 7 6 白光 3V 5 4 3 2-8 -6-4 -2 2 4 6 8 角度 (deg.) 圖 3-4 白光 LED 3V 的配光曲線圖 7 6 4v 5 6v 4 8v v 3 2 4 5 6 7 8 圖 3-7 綠光 LED 4V~V 的光譜圖 3-2-3 單顆藍光 LED 4V~V 的光譜圖 7 6 5 4 3 4 v 2 圖 3-5 飛利浦白光 LED 3V 的配光曲線圖 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-8 藍光 LED 4V~V 的光譜圖 3-2 單顆 LED 的光譜結果 3-2- 單顆紅光 LED 4V~V 的光譜圖 7 6 4v 5 6v 4 3 2 4 5 6 7 8 圖 3-6 紅光 LED 4V~V 的光譜圖.9.8.7.6.5.4.3.2. 3-2-4 飛利浦白光 LED 3V 的光譜圖 4 45 5 55 6 65 7 75 8 LXHL-BW2- 量測 圖 3-9 飛利浦 LXHL-BW2 白光 LED 3V 的光譜圖 ( 量測 ) 299
相對頻譜功率 (%) 遠東學報第二十八卷第三期中華民國一百年九月出版.9.8.7.6.5.4.3.2 LXHL-BW2- 型錄. 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-3 紅光 LED 8V 的照度圖 圖 3- 飛利浦 LXHL-BW2 白光 LED 3V 的光譜 圖 ( 型錄 ) 3-3 單顆 LED 的模擬照度結果 3-3- 單顆紅光 LED 4V~V 的照度圖 圖 3-4 紅光 LED V 的照度圖 3-3-2 單顆綠光 LED 4V~V 的照度圖 圖 3- 紅光 LED 4V 的照度圖 圖 3-5 綠光 LED 4V 的照度圖 圖 3-2 紅光 LED 6V 的照度圖 圖 3-6 綠光 LED 6V 的照度圖 3
圖 3-7 綠光 LED 8V 的照度圖 圖 3-2 藍光 LED 6V 的照度圖 圖 3-8 綠光 LED V 的照度圖 圖 3-2 藍光 LED 8V 的照度圖 3-3-3 單顆藍光 LED 4V~V 的照度圖 圖 3-9 藍光 LED 4V 的照度圖 圖 3-22 藍光 LED V 的照度圖 3
3-3-4 單顆白光 LED 3V 的照度圖 單顆 LED 與白光 LED 的光譜誤差值整理如表 3-, 誤差公式為 2 2 2 E (( X Y ) ( X Y )... ( X Y ) ) / n (X= 2 2 實驗數據,Y= 飛利浦白光 LED 光譜數據 ), 經比較可發現在 4V 與 6V 時單顆 LED 與白光 LED 的誤差值低於 3.5%, 所以我們進行 4V 與 6V 的三顆 LED 的配對, 共分八組 表 3- 單顆 LED 與白光 LED 4V~V 的光譜誤差值比較表 n n 圖 3-23 白光 LED 3V 的照度圖 LED(E, %) 電壓 (V) 紅光綠光藍光 3-4 單顆 LED 的比較結果與討論 3-4- 配光曲線圖比較. 電壓越高, 照度值波峰相對越高 2. 電壓越低, 所量測的發光角度範圍越小 ; 紅光 LED-4 至 4 度, 其他綠藍 LED 則是 -3 至 3 度 3. 我們量測白光的配光角度是 -8 至 8 度, 白光配光曲線最高峰照度值發生於 -32 度與 32 度, 相對強度皆是 %, 而廠商飛利浦白光的配光角度是 -9 至 9 度, 配光曲線最高峰照度值發生於 -43 度, 相對強度 98% 與 4 度, 相對強度 %, 雖相差 度但外型相似, 相差的原因可能與廠商量測距離或方式而有所不同 3-4-2 光譜圖比較. 同一顆 LED 燈所量測的光譜圖, 波峰大致在相同的波長上 2. 同一顆 LED 燈所量測的光譜圖, 光子數隨電壓而增加 3. 紅光 LED 的波峰比較尖銳, 藍光和綠光 LED 的頻譜則比較寬 4. 白光 LED 光子數最高峰發生在波長 / 相對頻譜功率值 (nm/%) 436/.95 479/.59 及 554/.45 如圖 4 3.24 2.9 2.85 6 3.53 3.47 3.5 8 3.59 3.6 3.6 3.65 3.68 3.63 3-4-3 模擬照度圖比較 表 3-2 單顆紅色 LED 的 4V~V 照度比較表 照度 (lux) 水平最大 垂直最大 平面最大 電壓 (V) 4 36 25 4 ( 左下 ) 6 38 245 425 ( 左下 ) 8 455 35 6 ( 中間 ) 45 285 6 ( 左下 ) 表 3-3 單顆綠色 LED 的 4V~V 照度比較表 照度 (lux) 電壓 (V) 水平最大垂直最大平面最大 4 8 95 6 265 28 8 55 53 57 525 275 ( 左下 ) 375 ( 左下 ) 65 ( 左上 ) 65 ( 左上 ) 3-9, 而廠商提供的飛利浦白光 LED 數據圖, 最 高峰發生在 437/.96 48/.62 及 556/.49 如圖 3-, 經計算誤差值為 2.4 %, 相當吻合 32
照度值 (lux) 相對頻譜功率 (%) 照度值 (lux) 照度值 (lux) 照度值 (lux) 遠東學報第二十八卷第三期中華民國一百年九月出版 表 3-4 單顆藍色 LED 的 4V~V 照度比較表 照度 (lux) 水平最大 垂直最大 平面最大 電壓 (V) 4 8 75 25 ( 左下 ) 6 265 28 375 ( 左下 ) 8 27 35 4 ( 中間 ) 35 34 425 ( 中間 ) 5 45 R6V G4V B4V 4 35 3 25 2 5 5-8 -6-4 -2 2 4 6 8 角度 (deg.) 圖 3-26 LEDs ( 紅光 6V 綠光 4V 藍光 4V) 的配光曲線圖 3-5 混光的配光結果 5 45 4 35 3 25 2 5 5 R4V G4V -8-6 -4-2 2 4 6 8 角度 (deg.) 圖 3-24 LEDs ( 紅光 4V 綠光 4V 藍光 4V) 的配光曲 線圖 9 8 7 6 5 4 3 2 R6V G6V B4V -8-6 -4-2 2 4 6 8 角度 (deg.) 圖 3-27 LEDs ( 紅光 6V 綠光 6V 藍光 4V) 的配光曲 3-6 混光的光譜結果 線圖 9 R4V G6V B4V 8 7 6 5 4 3 2-8 -6-4 -2 2 4 6 8 角度 (deg.) 圖 3-25 LEDs ( 紅光 4V 綠光 6V 藍光 4V) 的配光曲.9.8.7.6.5.4.3.2. R4V G4V B4V 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-28 LEDs ( 紅光 4V 綠光 4V 藍光 4V) 的光譜圖 線圖 33
相對頻譜功率 (%) 相對頻譜功率 (%) 相對頻譜功率 (%) 相對頻譜功率 (%) 相對頻譜功率 (%) 相對頻譜功率 (%) 遠東學報第二十八卷第三期中華民國一百年九月出版..9.8.7.6.5.4.3.2. R4V G4V B6V 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-29 LEDs ( 紅光 4V 綠光 4V 藍光燈 6V) 的光譜 圖.9.8.7.6.5.4.3.2. R6V G4V B4V 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-32 LEDs ( 紅光 6V 綠光 4V 藍光 4V) 的光譜圖..9.8.7.6.5.4.3.2. R4V G6V B4V 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-3 LEDs ( 紅光 4V 綠光 6V 藍光 4V) 的光譜圖..9.8.7.6.5.4.3.2. R4V G6V B6V 4 45 5 55 6 65 7 75 8.9.8.7.6.5.4.3.2. R6V G6V B4V 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-33 LEDs ( 紅光 6V 綠光 6V 藍光 4V) 的光譜圖..9.8.7.6.5.4.3.2. R6V G4V B6V 4 45 5 55 6 65 7 75 8 圖 3-34 LEDs ( 紅光 6V 綠光 4V 藍光 6V) 的光譜圖 圖 3-3 LEDs ( 紅光 4V 綠光 6V 藍光 6V) 的光譜圖 34
相對頻譜功率 (%) 遠東學報第二十八卷第三期中華民國一百年九月出版..9.8.7.6.5.4.3.2. 4 45 5 55 6 65 7 75 8 R6V G6V B6V 圖 3-35 LEDs ( 紅光 6V 綠光 6V 藍光 6V) 的光譜圖 3-7 混光照度的模擬結果 圖 3-38 LEDs ( 紅光 6V 綠光 4V 藍光 4V)+ 探測面的 照度圖 圖 3-36 LEDs ( 紅光 4V 綠光 4V 藍光 4V)+ 探測面 的照度圖 圖 3-39 LEDs ( 紅光 6V 綠光 6V 藍光 4V)+ 探測面的 照度圖 3-8 混光的比較結果與討論 3-8- 配光曲線圖比較. LEDs( 紅 4V 綠 4V 藍 4V) ( 紅 4V 綠 6V 藍 4V) ( 紅 6V 綠 4V 藍 4V) 及 ( 紅 6V 綠 6V 藍 4V) 的配光曲線如圖 3-24 至 3-27, 可知發光角度在 -7 至 7 度, 小於我們所量測的圖 3-4, 白光 LED 3V 的發光範圍 -8 至 8 度, 與小於圖 3-5Philips 白光 LED 3V 的發光範圍 -9 至 9 度 圖 3-37 LEDs ( 紅光 4V 綠光 6V 藍光 4V)+ 探測面的 照度圖 2. 以上四組的發光外型在 度處與圖 3-4 及圖 3-5 白光 LED3V 有明顯的不同 這四組在 度處有 一個有高峰照度值分別為 32 76 36 及 83lux, 而白光 LED 則在 -32 與 32 度有兩個高峰照度值 35
分別為 56 及 53lux 3. 在表 3-5 中非上述之另外四組因有光譜光子數過飽和的現象, 所以沒有列出其配光曲線 3-8-2 光譜圖比較. 由圖 3-28 到 3-35 的光譜圖與 3-9 白光的光譜圖比較統計成表 3-5 由表 3-5 可得知, 只要藍光 LED 6V 時, 光譜圖就能呈現過飽和狀態 2. 由於 LEDs( 紅 4V 綠 4V 藍 4V) 與 LED( 紅 6V 綠 4V 藍 4V) 和白光 LED 光譜外型較相似, 但波段範圍與光子數最高峰所在波長有所不同 這兩組的光子數最高峰發生在波長 / 相對頻譜功率值 (nm/%) 48/ 58/.27 52/.34 與 48/ 58/.26 52/.33 和圖 3-Philps 的白光 LED 436/.95 479/.59 及 554/.45, 光譜誤差分別相差為 3.6% 及 3.59% 表 3-5 混光 LED 與白光 LED 的光譜比較表誤差光譜組紅光綠光藍光 (%) 圖一 4V 4V 4V 3.6 二 4V 4V 6V 4. 飽和三 4V 6V 4V 3.72 四 4V 6V 6V 4.2 飽和五 6V 4V 4V 3.59 六 6V 6V 4V 3.77 七 6V 4V 6V 4.4 飽和八 6V 6V 6V 4.4 飽和 3-8-3 模擬照度圖比較圖 3-36 到圖 3-39 是我們模擬得到的照度圖, 比較如表 3-6, 發現 LEDs( 紅 4V 綠 4V 藍 4V) 和 LEDs( 紅 6V 綠 4V 藍 4V) 這兩組平面最大照度值 8lux 較大, 但仍與白光 LED 照度值 26lux 有一段差距, 相差超過 倍 表 3-6 混光 LED 與白光 LED 的照度比較表 照度 (lux) 水平最大 垂直最大 平面最大 電壓 (V) R4V G4V B4V 65 55 8 ( 左上 ) R4V G6V B4V 5 5 4 ( 中間 ) R6V G4V B4V 65 55 8 ( 中間 ) R6V G6V B4V 2 5 4 ( 中間 ) W3V 225 22 26 ( 中間上 ) 四 結論 本文紅 綠及藍等發光二極體 (RGB LEDs) 組合混成白光 LED, 由混光模擬結果可知在照度值 照度分佈與飛利浦白光 LED 結果是有明顯差異, 由 TracePro 軟體模擬的結果, 發現四組三顆 LED 所混出的平面最大照度值是遠低於飛利浦白光 LED 的平面最大照度值 在光譜上, 可知藍光光譜範圍在 4nm~5nm 綠光光譜範圍在 5nm~6nm 紅光光譜範圍在 5nm~7nm, 而白光 D65 照明譜範圍分為兩區段, 4nm~5nm 有一特徵峰 5nm~7nm 為一特徵峰, 飛利浦白光 LED 是接近白光 D65 照明, 但因飛利浦白光 LED 是用藍光 LED 結合螢光粉燈罩, 螢光光譜範圍介於 58nm~6nm 之間, 所以 5nm~7nm 較為明顯與吻合 由混光光譜結果, 知當 B LED 電壓 6V 時有飽和現象, 而無法與其他 RG LEDs 混成出白光 ; 及知 RGB LEDs 電壓在 6 4 及 4V 或 4 4 及 4V 下時混光, 由光譜結果知其在 45nm~5nm 明顯較接近白光光譜, 但在 5nm ~7nm 則較不明顯 未來考慮將 RGB LEDs 封裝成一個 LED 或設計補償分光路, 進行改進 36
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