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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張裕琛
研究生(外文):Yu-Chen Chang
論文名稱:發光二極體高亮度與高演色率之研究
論文名稱(外文):A Study of light emitting diode with high brightnessand high color-index
指導教授:劉宗平劉宗平引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:發光二極體
外文關鍵詞:LED
相關次數:
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一般製作白光LED的方式,可利用紅色、綠色、藍色的LED發光晶粒,經封裝後混合成白光。或是直接利用單一白光LED發光晶粒發射白光。在此研究中,利用藍光LED晶粒刺激螢光粉與矽膠之混合物,來發出白光。
首先,針對現有的450nm藍光晶片,來調配不同比例的單一螢光粉,再將其藍光晶粒組合。以期找出LED最佳之發光效率與演色率(Ra),來產生最佳的演色率、亮度、色差最小的LED照明。然後,利用多色螢光粉與藍光晶粒組合,調配出當色溫位在2000~6000K時,其演色率可保持在Ra值為 60,且每瓦光效為

50流明。最後,選擇三種450nm、460nm、470nm晶粒與黃色螢
光粉組合後,以找出最佳的演色率、亮度、色差最小的照明。研究結果發現,當利用多波段的藍光晶粒與單一黃色螢光粉組合時
,也可達到演色率Ra為60,每瓦光效為55流明之照明。
Currently, white light emitting diode (LED) was fabricated by combining blue, green and red LEDs chip that mix color to get white light by package process or by single white die to get emitting white light. In this paper, a blue die with phosphor process was needed to get white light LED.
We allocated different proportion single phosphor powder with blue die at first and then found out the best luminescence efficiency and perform color index. Then, we fabricated LED by combining multiple color phosphor and blue die that mix color to get white light while allocating out color temperature 2000~6000K. Its performs color index keeps Ra 60, luminescence efficiency 50lm/W. Finally, we fabricated LED by multiple blue wavelength dies with single phosphor that it can reach the color index of Ra 62 and luminescence efficiency 55lm/W.
目 錄

書名頁 …………………………………………………………… i
論文口試委員審定書 …………………………………………… ii
授權書 …………………………………………………………… iii
中文提要 ………………………………………………………… iv
英文提要 ………………………………………………………… vi
誌謝 ……………………………………………………………… vii
目錄 ……………………………………………………………… viii
表錄 ……………………………………………………………… x
圖錄 ……………………………………………………………… xi
一、緒論…………………………………………………………………1
1.1 研究背景與動機…………………………………………………2
1.2 論文架構…………………………………………………………4
二、高功率發光二極體的特性…………………………………………6
2.1 發光二極體之工作原理…………………………………………6
2.2 發光二極體的啟動特性…………………………………………7
2.3 發光二極體的封裝製作流程……………………………………8
2.4 螢光粉的性質 …………………………………………………10
三、色座標與演色率 …………………………………………………11
3.1 CIE 1931-XYZ系統 ……………………………………………11
3.2 CIE 1960均勻色度標尺圖 ……………………………………15
3.3 CIE 1964均勻顏色空間 ………………………………………16
3.4 色溫及相關色溫 ………………………………………………17
3.5 演色率 …………………………………………………………19
四、提升演色率的研究方法 …………………………………………21
4.1實驗製作流程與設備……………………………………………21
4.1.1 實驗製作流程 ……………………………………………21
4.1.2 實驗設備 …………………………………………………22
4.1.3 光譜量測設備 ……………………………………………23
4.2 實驗架構 ………………………………………………………24
4.2.1 藍光晶片與各色螢光粉混合比例分析 …………………24
4.2.2 藍光晶片與多色螢光粉混合比例分析 …………………25
4.2.3 多波段藍光晶片與單色螢光粉混合比例分析 …………26
五、實驗結果與討論 …………………………………………………29
5.1 不同比例之單一螢光粉亮度、演色率以及光譜分析 ………29
5.1.1 綠色螢光粉之光譜圖 ……………………………………29
5.1.2 黃色螢光粉之光譜圖 ……………………………………32
5.1.3 桔色螢光粉之光譜圖 ……………………………………35
5.1.4 紅色螢光粉之光譜圖 ……………………………………38
5.2藍光晶片與多色螢光粉混合比例光譜分析……………………41
5.2.1色溫5000K~6000K的LED光譜圖……………………………41
5.2.2色溫4000K~5000K的LED光譜圖……………………………42
5.2.3色溫3000K~4000K的LED光譜圖……………………………43
5.2.4色溫2000K~3000K的LED光譜圖……………………………44
5.3多波段藍光晶片與單色螢光粉混合比例光譜分析……………45
5.3.1 450nm藍光晶片與單色螢光粉混合比例光譜分析………45
5.3.2 460nm藍光晶片與單色螢光粉混合比例光譜分析………46
5.3.3 470nm藍光晶片與單色螢光粉混合比例光譜分析………47
5.3.4多波段藍光晶片與單色螢光粉混合比例光譜分析………48
5.4不同色溫之LED的流明與演色率的關係 ………………………50
六、結論 ………………………………………………………………51

參考文獻 ………………………………………………………………52

簡 歷 ………………………………………………………………53
參 考 文 獻

1.李麗玲,”淺談建築物之照明節能”,工研院,2007
2.孫慶成,”光電概論”,全華圖書,民87
3.Bridgelux,http://www.bridgelux.com/
4.Hao Wu, Xinmin Zhang, Chongfeng Guo, Jian Xu, Mingmei Wu, and Qiang Su, “Three-Band White Light From InGaN-Based Blue LED Chip Precoated With Green/Red Phosphors,” IEEE photonics technology letters,VOL. 17, NO. 6, JUNE 2005
5.Regina Mueller-Mach, Gerd O. Mueller, Michael R. Krames, and Troy Trottier, “High-Power Phosphor-Converted Light-Emitting Diodes Based on III-Nitrides,” IEEE,Vol.8, No.2, March/April 2002
6. Intematix,http://www.intematix.com/
7.大田登(著)、陳鴻興、陳君彥譯,基礎色彩再現工程,全華圖書,民92
8.周太明、皇甫炳炎、周莉,”電氣照明設計”,復旦大學出版社,2001
9.Nichia,http://www.nichia.com/about_nichia/index.html
10.大田登(著),色彩工程學理論與應用,全華圖書,2007
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