白光特性分析.pdfVIP

- 文章列印 第 1 頁 ，共 3 頁 白光LED與螢光粉特性探討 2008/5/22 光電產業是國內目前發展相當蓬勃的產業，也將是我國繼半導體產業之後，有可能會再次創造經濟奇蹟的主 要產業之一。而在光電產業當之中，「照明(Lighting) 」與「顯示(Display) 」是現今兩項極為重要的發展領 域，然因全球的化石能源日益枯竭，環境污染也日趨嚴重，能同時符合「節能」與「環保」雙重特性的白光 LED(Light emitting diode) ，其在「照明」與「顯示」裝置的應用潛力，近年來的確受到高度的矚目及重視。 自從高亮度發光二極體(High brightness LED)成功發展以來，其中白光LED由於發光效率高、壽命長且環保特 性優良，一直被視為在下世代照明光源中，將扮演最重要的角色，另外因為白光LED之體積小、驅動容易且 光色特性佳，在顯示器之背光源的應用中，應用白光LED被認為是替代目前液晶顯示器之冷陰極管（Cold cathode fluorescent lamp ；CCFL ）背光源（Backlight ）之相當可行的方案，而白光LED也被視為是最具有潛力 的背光源產品。 雖然白光LED具有數種可行的製作方式，其中利用螢光粉所製作的白光LED ，因具有製作簡單、驅動容易、 成本低廉等多項優點，未來於照明與顯示等各項應用中，勢必將會扮演相當重要的角色。本文乃針對白光 LED的各項特性進行廣泛的探討。 白光發光二極體特性探討 白光LED係於 1996年代左右所發展出來的光源產品，其中最受矚目者乃是以Ⅲ-Ⅴ族氮化物半導體材料製作的 Blue-LED 460 nm (YAG:Ce3+ 「藍光發光二極體」（ ；發光波長為 左右的藍光），再搭配「釔鋁石榴石」 ； Yttrium Aluminum Garnet doped with Ce3+ activator)之黃光螢光粉(螢光主波長為550 nm左右的黃光)所製成 (6) ，其中發光二極體的藍光經由黃光螢光粉之部份光轉換及混光作用而獲得白光，此類白光LED的推出引起 全球的矚目，也肇始了LED應用的新紀元。 事實上，白光LED除了前述之藍光LED加上黃光螢光粉的製作方式之外，尚可以藍光LED加上綠/紅光或其他 組合之螢光粉，抑或是以UV-LED加上藍/綠/紅光或其他組合之螢光粉而製成；另外也可以直接應用數個不同 光色的LED晶片製作成單體白光LED(R/G/B single-package white-LED) ，或是直接應用數個不同光色的LED組 合而成白光LED模組/陣列(R/G/B white-LED module or array) 。 至於螢光材料在LED的應用，除了前述的白光LED之外，對於單一LED晶片所不能獲得的光色如紫紅光部 份，抑或單一LED晶片之發光效率較差的光色如綠、黃光部份（約520 ~ 590 nm波段之Yellow-green gap部份光 色），以及其他單一LED晶片所不能獲得的「不飽和光」（Unsaturated colors ）等色域範圍內的光色，螢光材 料亦極具有應用價值。結合螢光粉所製作的發光二極體(Phosphor-converted LED) ，可能的應用包括照明、背 光源與指示/裝飾等各項特殊用途之上，可參考圖一之說明。 圖一、結合螢光粉所製作之發光二極體的應用說明圖 白光LED在一般照明應用上，根據國外的評估資料可以瞭解重要的考慮因素及相關特性包括：發光效能、使 用壽命、光輸出通量、輸入功率、流明成本、燈具成本、演色係數與色溫等；另外白光LED在一般顯示背光 的應用上，相關評估資料則指出重要的考慮因素及相關特性包括：發光效能、使用壽命、成本、光色均勻度 與色域/色彩飽和度等。白光LED之各項重要的特性項目及其需求條件，分別詳細說明如下： 1. 發光效能(Luminous efficacy ；lm/W) ： .tw/DocPrint.aspx?id=6928 2008/5/22