小实验:屏幕内红色LED光谱分析
上帖见https://www.kechuang.org/t/78175
Surface Book屏幕的红色LED确实与常见IPS屏采用的红色LED都不一样。
下面是几个常见IPS屏的频谱:
Dell.jpg

iphone.jpg

vaio.jpg

可以看出,他们采用的都是类似原理的红光LED,FWHM在60nm左右。
常见的红光LED大多用InGaAsP作为光致材料,日立也有用CaAlSiN3-Eu2+的红色LED。
InGaAlAs-InGaN.jpg

下图是CaAlSiN3-Eu2+
CaAlSiN3-Eu2+.png

与白光LED所不同的是,RGB所需要的单色LED模块不能在其它可见光色域产生荧光(反例:YAG:Ce3+),而且应当是连续的谱线。
但是Surface Book的红色LED并非如此,如下图所示跟磷光材料/GaN类不同的是,它的光谱是几条窄谱线。为什么呢?有可能是由晶体结构对称性所导致的振动能级分裂。我瞎猜的啊,到底是怎么回事呢呢
红.jpg

找了半天,找到Nature上2014年发的论文,原来这种材料是Na2XF6:Mn4+,通过掺杂Mn4+在对称晶体场内,
下图是的能级图:
energy level.png

其中2E能级向4A2能级下转换时刚好能在600~650激发出光子。从图中可以看出,2Eg和4A2两个能级都能由自旋轨道相互作用而分裂为两个亚层,所以R1和R2两个下转换都能以零声子的高效率进行。进一步讨论Mn4+在NaTiF6的振动态,我们可以用声子耦合振动跃迁来解释620-630nm的尖峰;而630~637nm的强发射峰则是由于电偶极矩振动跃迁导致的,可以表示为2Eg→4A2+vn。而~647nm的宽峰则是由拥有Oh对称性的八面体场导致的。假设Mn4+在晶体中的对称性由Oh变为三方的D3d,这部分光谱很有可能就会变为非辐射形式(声子)而消失。论文中讨论了vn分裂的可能性,感兴趣的童鞋可以直接看论文,在这不再赘述。
另外一篇英国皇家化学协会上的论文则讨论了不同金属对于NaXF6:Mn4+造成2Eg→4A2不同振动态的发光特性,如下图:
Na2XSiF6-Mn.png

不同的X原子对2Eg→4A2的振动态并没有太大影响,左边的宽峰则是由4A2→4T2跃迁导致。留意它的发射峰很宽,而且4T1和4T2本身就含有自旋态,因此这个跃迁可以可能含有由电子-声子交互产生的高阶声子边带。
最后,简单来看,Na2SiF6:Mn4+在红光波段具有更强的单色性,因此我猜想这款屏幕用的应该是Na2SiF6:Mn4+作为发光材料。
果然微软大法好啊

[修改于 6 年前 - 2015-12-09 14:28:35]

来自:仪器与装备 / 仪器仪表动手实践:实验报导严肃内容:专业科普
 
2
novakon
6年0个月前
1楼
结论不严谨,会不会是液晶把那个蓝色的峰盖住了呢?

建议开到FFFFFF,然后把蓝绿色LED给拆了。
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osrom
10个月24天前
2楼

笔记本背光不都是白光led

这帖怎么诡异地扯到了rgb

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