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以不同比例螢光粉設計與製作高演色性 白光發光二極體

為了解決5730 LED 流明的問題，作者黃國銘 這樣論述：

使用藍光發光二極體摻雜黃色螢光粉製作白光發光二極體，雖然可獲得較高的光通量(lm/W)，但其演色性(Color Rendering Index, CRI)較差。為了提升演色性，本研究使用藍光表面黏著型元件(surface mountdevice , SMD)的封裝技術摻雜黃色螢光粉及紅色螢光粉來製作高演色性的白光LED，其優點：可照射範圍廣、散熱性佳、亮度相較於傳統封裝技術來得更佳。高演色性的白光發光二極體應用於照明，可以讓被照射物體呈現更接近於原物體色彩效果。應用於面板背光時，則面板會更加鮮豔，顏色更加飽和。本研究使用Trace pro 建立兩種螢光粉摻雜的模擬方法及進行照明特性分析，並使

用演色性公式計算LED 演色性指數。實驗結果：白光LED 色溫3000K 時演色性指數可達85 以上，色溫5000K 時演色性指數會介於80~85，色溫7000K 時演色性指數介於70~80。其發光角度與使用的支架是具相關性，目前已做出達到CRI=88，未來將往CRI 大於90 的白光LED 進行研究。

紅光奈米晶輔助型雙波長白光發光二極體之製備與性能之研究

為了解決5730 LED 流明的問題，作者陳聖勳 這樣論述：

隨著時代進步，白光發光二極體(White Light-Emitting Diode, WLED)已經成為未來新型固態照明的新興光源。以藍光晶片激發黃光螢光粉已被廣泛的研究與探討，由於光譜缺乏紅光部分，使得此種白光LED的演色性(CRI)較低且相關色溫(CCT)較高。為提升白光LED之演色性，將黃光螢光粉混合紅光螢光粉或是綠光螢光粉混合紅光螢光粉的方式，均可獲得較高演色性。然而，這些微米級螢光粉不僅內部散射嚴重、波長可調性差，且轉換效率低，導致白光LED的發光效率因添加微米級螢光粉後而下降。因此，為了提升白光LED發光效率(Luminous Efficacy)且不失其演色性，本研究利用半導體奈

米晶具有發光波長可控性、激發波段寬廣及高量子效率(Quantum yield, QY)等優點，在紅、綠光螢光粉混合後加入不同放射波長(615、630 nm)的三元合金化紅光奈米晶ZnCdSe，並以藍光晶片激發獲得白光LED，探討不同放射波長之奈米晶的添加對白光LED元件特性的影響。本研究分為兩部分做探討，第一部分為三元合金化的ZnCdSe紅光奈米晶之製備，探討不同濃度的硒粉前驅物(ZnCd:Se的比例)對奈米晶物性之影響。研究結果顯示，前驅物比例為1:2時，可獲得放射波長615±5及630±5 nm之紅光奈米晶，樣品靜置於室溫下三個月後，量子效率分別由31及24 %增至39及25 %。第二部分

為元件特性之量測，探討紅光螢光材料不同的添加量對元件的色度座標(CIE)、相關色溫、演色性及發光效率之影響。在元件特性量測結果發現，綠光螢光粉(Lu3Al5O12:Ce)中紅光螢光粉(CaSiAlN3:Eu)的添加量由0 wt%增加至11 wt%時，其CIE色度座標由(0.32,0.43)移至(0.48,0.39)，CRI由64提升至81，發光效率則由60降低至48 lm/W。其中當紅光螢光粉添加量為5 wt%時有較佳的元件特性，其CIE色度座標為(0.41,0.42)，CRI為81，而發光效率為53 lm/W，因此選用此比例做為後續探討再添加紅光奈米晶後對於白光LED元件性能之影響。研究結果

發現當添加5 wt%放射波長為611 nm之奈米晶時，發光效率可由53 lm/W提升至61 lm/W，演色性則無明顯變化；增加至40 wt%時，演色性可提升至90，但發光效率降低至34 lm/W。而添加3 wt%的632 nm奈米晶時，發光效率可由53 lm/W提升至57 lm/W，且演色性由81增加至82；當添加量增加至40 wt%時，演色性可提升至92，但發光效率降低至32 lm/W。由以上結果得知可藉由改變前驅物比例製備高量子效率與高穩定性之紅光奈米晶。而以藍光晶片激發混合紅、綠光螢光粉與放射波長632 nm之紅光奈米晶，可同時提升8 %的元件效率及1 %的演色性。