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博碩士論文 etd-0725108-181342 詳細資訊
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論文名稱
Title
以藍色發光二極體激發不同濃度之有機螢光粉
Concentration Effect of Organic Phosphors Pumped by Blue LED
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
98
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2008-06-23
繳交日期
Date of Submission
2008-07-25
關鍵字
Keywords
有機螢光粉、染料、氮化銦鎵、發光二極體
Organic Phosphor, LED, InGaN, Concentration
統計
Statistics
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中文摘要
在本論文中, 使用有機綠光材料10-(2-benzothiazolyl)-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7- tetrahydro-1H,5H,11Hbenzo[l]-pyrano[6,7,8-ij] inoli zin-11- one (C545T) 10-(2-benzothiazolyl)- 1,3,3,7,7-pentametquhyl-2, 3, 6, 7-tetrahydro-1H,5H,11H-benzo [l]-pyrano[6,7,8-ij]- quinolizin-11-one(C-545P),然後以混膠方式封裝在發光二極體(LED)中。
本研究分為兩部分:第一部分使用有機綠光螢光粉材料C545T 和C545P藉由混摻不同濃度比例矽膠,尋找最佳摻雜比例,經適當混掺膠後,經由光激光譜儀(Photoluminescence )的檢測得知二者其激發光譜為由350nm 至470nm 之間,最佳激發波長則為466nm。發光之波峰則分別為C545P 的496nm 及C545T 500nm,二者皆發綠光。再由實驗結果得知當有機螢光粉C545T 在比例為1:500 時有最佳的發光強度,而C545P 則是在比例1:300時有最佳的發光強度。其中又以比例為1:500 的C545T 發光強度為最強。故有機螢光粉C545T 及C545P 之發光強度而言,應用於無機藍光激發二極體為一極佳的選擇。
第二部分則是使用無機氮化銦鎵/氮化鎵多重量子井(InGaN/GaN MQW)結構的藍光發光二極體晶粒,去激發不同濃度比例的螢光粉(C545T和C545P)混合矽膠做成封裝元元件。輸入電流0~20 mA,從實驗結果我們可得到有混摻C545T 與膠體比例在1:500 的封裝元件,在20mA 所得到發光效率最高可達到79 lm/W ,CIE 色座標為(0.33, 0.60);而混摻C545P比例在1:300 的元件,在20mA 所得到發光效率最高可達到68 lm/W,CIE色座標為(0.33, 0.60)。再與商業的InGaN 綠光LED 作比較,可發現有混摻有機螢光粉的封裝LED 在光通量與發光效率上有明顯的改善。尤其以混摻有機螢光粉C545T 與膠體比例 1:500 的封裝元件,比商業的InGaN 綠光LED 的發光效率提升約1/3。從本研究證明C545T 和C545P 是很好的綠光材料能夠應用在發光二極體上。
Abstract
In this thesis , we used organic phosphors 10-(2-benzothiazolyl) -1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H,11Hbenzo[l]-pyrano[6,7,8-ij]inolizin-11- one (C545T) and 10-(2-benzothiazolyl)- 1,3,3,7,7-pentametquhyl-2, 3, 6,7-tetrahydro-1H,5H,11H-benzo[l]-pyrano[6,7,8-ij]-quinolizin-11-one(C-545P) ,
by mixed method to package for LED.
First , we used C545T and C545P with different concentration of Silicone ,to find the best mixed ratios. Organic C545T and C545P were proposed to be
the candidate of the green phosphor. The emitting peaks of C545P and C545T were 496 nm and 500 nm measured by photoluminescence, respectively.
Organic green phosphors were mixed with silicone with different concentration.The optimal mixed weight ratio of phosphor to silicone were 1:500 and 1:300 for C545P and C545T,respectively.
Second, we used InGaN/GaN multi-quantum well(MQW) Blue chip toexcite Organic phosphors were mixed with silicone with different concentration
to fabricated device. With an injected current 20 mA ,we obtained the luminous efficiency was 79 lm/W , CIE coordinate at (0.33, 0.60) of packaged device C545T @ 1:500 ,and then the luminous efficiency was 68 lm/W , CIE coordinate at (0.33, 0.60) of package device C545P @1:300.Compared with commercial InGaN green LED , we find mixed organic phosphors packaged devices of luminous flux and luminous efficiency and have improved. The best mixed at 1:500 packaged device of C545T and silicone, and luminous efficiency increase 1/3.
目次 Table of Contents
目 錄
中文摘要 --------------------------------------------------------- i
英文摘要 --------------------------------------------------------- iii
致謝 --------------------------------------------------------------- iv
目錄 --------------------------------------------------------------- vi
圖目錄 ------------------------------------------------------------ ix
表目錄 ------------------------------------------------------------ xiii
第一章 緒論
1.1 前言 ------------------------------------------------------------ 1
1.2 研究動機 ------------------------------------------------------ 2
第二章 有機螢光粉材料
2.1 有機材料的能量轉移機制 --------------------------------- 3
2.2 有機螢光粉材料的自我濃度淬熄效應 ------------------ 5
2.3 有機螢光粉材料的條件 ------------------------------------ 6
2.3.1 Coumarin衍生物之綠色螢光粉材料 -------------- 6
第三章 發光二極體(LED)概述
3.1 發光二極體簡介 --------------------------------------------- 9
3.1.1 發光二極體發光原理 -------------------------------- 10
3.2 發光二極體有關光的單位定義及換算 ---------------- 11
3.2.1 放射束與光束 ----------------------------------------- 11
3.2.2 發光強度與亮度 -------------------------------------- 12
3.2.3 照度 ----------------------------------------------------- 13
3.2.3 單位 ----------------------------------------------------- 14
3.3 發光二極體效率 ------------------------------------------- 15
3.4 發光二極體之製程技術 ---------------------------------- 18
3.5 發光二極體製作過程 ------------------------------------- 19
3.5.1 發光二極體的封裝材料 ----------------------------- 20
3.5.2 發光二極體發光波長的決定 ----------------------- 21
3.6 發光二極體壽命 ------------------------------------------- 22
3.7 發光二極體的優缺點 ------------------------------------- 22
3.8 發光二極體的產品應用領域 ---------------------------- 23
3.9 發光二極體的未來發展方向 ---------------------------- 23
第四章 實驗流程與方法
4.1 實驗流程 ---------------------------------------------------- 34
4.2 實驗材料 ---------------------------------------------------- 35
4.3 實驗儀器 ---------------------------------------------------- 36
4.3.1 光激螢光光譜儀(PLE) ------------------------------ 36
4.3.2 熱重量分析儀(TGA) --------------------------------- 37
4.3.3 微差掃瞄熱卡計(DSC) ----------------------------- 38
4.4 元件封裝流程 ---------------------------------------------- 39
4.4.1 支架----------------------------------------------------- 39
4.4.2 晶粒----------------------------------------------------- 39
4.4.3 固晶用膠 ---------------------------------------------- 40
4.4.4 打金線 ------------------------------------------------- 40
4.4.5 封裝用膠 ---------------------------------------------- 41
4.4.5 元件量測 ---------------------------------------------- 41
第五章結果與討論
5.1 固態螢光測量 --------------------------------------------- 51
5.2 熱性質量測 ------------------------------------------------ 51
5.3 元件光電特性量測 --------------------------------------- 52
5.4 與商業InGaN綠光LED比較 --------------------------- 55
第六章 結論 ---------------------------------------------------- 76
第七章 參考文獻 ---------------------------------------------- 80
附錄 -------------------------------------------------------------- 82
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