跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.204.48.69) 您好!臺灣時間:2021/07/29 14:11
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:曾馨葶
研究生(外文):Hsin-Ting Tseng
論文名稱:電激發光元件之發光特性與衰減研究
論文名稱(外文):The Luminescence Characteristics and Decay in Electroluminescence Devices
指導教授:唐自標
口試委員:徐開鴻陳適範陳克紹
口試日期:2012-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:材料及資源工程系研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:電激發光螢光粉硫化鋅壽命鈦酸鋇
外文關鍵詞:ELZnSdecayPhosphorDielectric material
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:179
  • 評分評分:
  • 下載下載:18
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
使用電激發光(Electroluminescence,EL)擁有特定光源卻不會發熱,具備重量輕、厚度薄、耗電量低等優點,操作溫度低、可撓性、可製作大尺寸,製程簡單、操作電壓低、低成本。對於環境資源的消耗,也相對較少。目前電激發光元件的結構,大都以厚膜印刷技術達成,因此具有均勻光源。市面上常製作成燈具、顯示器之背光源、個人攜帶通訊電子產品光源等,然而確有原料成本太高及發光效率下降過快等問題的存在。
本實驗採用不同螢光粉及粘著劑間的配比,製作不同發光層烘烤溫度的電激發光元件,探討其發光及衰減特性,以尋求生產製造成本低、發光效果不錯之電激發光元件,利用X-光粉末繞射儀(XRD)鑑定樣品之晶體結構,以光激發光光譜儀(PL)分析螢光粉之激發光譜及放射光譜,以掃瞄式電子顯微鏡(SEM)進行樣品表面和剖面形態分析及觀察其粒徑大小,以照度計來量測樣品發光強度。
實驗結果顯示,螢光粉與粘結劑分別以2:3及1:2配比(重量比)製作之發光元件相對發光強度,在固定電壓和烘烤溫度下,螢光粉所佔之配比愈高之發光元件其發光強度亦愈高,不同烘烤溫度下,亮度並不會有太多差距。
經過長時間的連續發光後測量其相對發光強度,螢光粉與粘結劑以1:2配比比以2:3的衰減比例較高,以較高溫烘烤出的螢光層製作出的發光元件,也比較低溫烘烤出的螢光層製作出的發光元件,衰減比例較高。


The electroluminescences device has the advantage of light weight, thin thickness, low power consumption, low operation temperature, and available to curve or making to large size. It is also with simple process, low operation voltage and cost, consumption of environment resource. Currently, the device of electroluminescence is making by thickness film printing technology, cause uniform light source. Usually, the electroluminescence is used in lighting, backlight of screen panel and portable electronic devices. However, the higher cost of rare materials and faster degradation of efficiency are the key issues.

In this research, the electroluminescences were produced by means of different composing of phosphor powders and binder with wt% to make different backing phosphor layer, and analyze the influence of luminous and decay, to find out low cost and high efficiency. The crystal structure of the phosphors can be verified by X-ray diffractiometer (XRD), the excitation and emission spectrums of the phosphors can be verified by spectrophotometer (PL). In addition, the surface appearance, cross-sectional structure, and crystal size of the phosphors can be analyzed by scanning electron microscope (SEM), and the luminous intensity can be measured by a digital lux meter.

Depending on the results of this research, phosphor layer combined phosphor powders and binder with 2:3, and 1:2wt%, we found that the luminous intensity increases no clear different luminous intensity with different backing temperature of phosphor layer.
Measurement of relative luminous intensity after a long period of continuous light-emittung, the ratio of phosphor powder and bider is 1:2 show higher decay rate, the fluorescent layer bacing with higher temperature produce light emitting devices, show higher decay rate.


摘 要 i
致 謝 v
目 錄 vii
表 目 錄 x
圖 目 錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景[1] [2] 1
1.2 研究動機與方向 2
第二章 理論及文獻回顧 5
2.1 螢光材料 5
2.1.2 螢光材料的種類[3] [4] 6
2.1.3 螢光體的發光原理 9
2.1.4 螢光體的組成 11
2.1.4.1 母體晶格的選擇 12
2.1.4.2 激活劑的選擇 12
2.1.4.3 抑制劑 13
2.2 發光機制與種類 14
2.3 電激發光 16
2.3.1 電激發光之發展 16
2.3.2 電激發光之螢光材料[10][13-19] 16
2.3.3 電激發光材料之發光現象 18
2.3.4 電激發光元件之發光原理[10] [20-21] 21
2.3.5 電激發光元件之發光機制 22
2.3.5.1 發光線對 22
2.3.5.2 能帶理論 23
2.3.5.3 Fischer 內部碰撞模型(inverted impact ionization mode) 25
2.3.5.4 Fischer 双極場發射模型(bipolar field emission model) 26
2.3.6 銅(Cu)的作用 27
2.3.6.1 銅的掺雜 27
2.3.6.2 銅的溶解及沉積 28
2.3.6.3 銅的濃度 29
2.3.7 壽命 30
2.3.7.1 工作時間 30
2.3.7.2 水解反應 31
2.3.7.3 工作溫度 31
2.4 介電層(鈦酸鋇) 33
2.4.1 介電材料[23][24] 35
2.4.1.1 介電常數與介電耗損[25] 36
2.4.2 鈦酸鋇(BaTiO3) 38
2.4.2.1 鈣鈦礦結構[26] 38
2.5 導電層 40
2.5.1 導電油墨[28] [29] 40
2.5.2 導電油墨之組成 40
2.5.3 導電油墨的分類 41
2.5.4 導電原理 42
2.6 環氧樹脂 42
2.7 網版印刷 43
2.7.1 網版印刷應用 44
2.7.2 網印印刷之機具設備[30] [31] 44
2.7.3 網版印刷之應用技術[33] 46
第三章 實驗方法與步驟 48
3.1 實驗研究方法 48
3.2 實驗藥品與設備、儀器 48
3.2.1 實驗藥品及材料 48
3.2.2 實驗設備與儀器 49
3.3 實驗步驟 55
3.3.1 EL製程 55
3.3.2 EL壽命測試 58
第四章 結果與討論 60
4.1螢光粉之XRD分析 60
4.2 螢光粉之SEM表面形貌分析 61
4.3 螢光體之PL光譜分析 61
4.4 電激發光元件發光強度的分析 63
4.4.1 電激發光元件最低電激電壓的分析 67
4.4.2 電激發光元件照度達100電激電壓的分析 73
4.4.3 發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 78
4.5 電激發光元件發光強度與壽命及發光元件在高工作溫度的相對發光強度分析 83
4.5.1 發光元件在持續發光1小時後的相對發光強度分析 87
4.5.1.1電激發光元件最低電激電壓的分析 87
4.5.1.2照度達100電激電壓的分析 88
4.5.1.3發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 89
4.5.2 發光元件在持續發光10小時後的相對發光強度分析 90
4.5.2.1電激發光元件最低電激電壓的分析 90
4.5.2.2照度達100電激電壓的分析 91
4.5.2.3發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 92
4.5.3 發光元件在持續發光100小時後的相對發光強度分析 93
4.5.3.1電激發光元件最低電激電壓的分析 93
4.5.3.2照度達100電激電壓的分析 94
4.5.3.3發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 95
4.5.4 發光元件在持續發光500小時後的相對發光強度分析 96
4.5.4.1電激發光元件最低電激電壓的分析 96
4.5.4.2照度達100電激電壓的分析 97
4.5.4.3發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 98
4.4.5 發光元件在持續發光1000小時後的相對發光強度分析 99
4.5.5.1電激發光元件最低電激電壓的分析 99
4.5.5.2照度達100電激電壓的分析 100
4.5.5.3發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 101
4.5.5 發光元件在發光強度與連續發光後強度衰減分析 102
4.5.6.1電激發光元件最低電激電壓的分析 102
4.5.6.2照度達100電激電壓的分析 103
4.5.6.3發光元件在施以9Vdc電壓下之相對發光強度的分析 104
4.5.7 商業應用與遠景 107
第五章 結論 108
參考文獻 110



[1] 陳志堅,光的故事,台北,台灣書店,1998。
[2] 林宸生,發光型顯示器,台北:全華科技圖書股份更限公司,2002,第1-2~1-8
頁。
[3] 洪宏偉,ZnGa2O4:Mn2+螢光體中Al3+離子置換對其發光特性影響,碩士論文,台北科技大學材料科學與工程研究所,台北,2008。
[4] 林彥庭,以固態反應法合成Sr2MgSi2O7:Dy3+螢光體之發光特性研究
,碩士論文,台北科技大學材料科學與工程研究所,台北,2009。
[5] 柯以侃,儀器分析;文京圖書,台北(1996)。
[6] G. Blasse,B.C. Grabmaier,Luminescent Materials,Springer-Verlag,1994,PP.37。
[7] S. Cotton,Lanthanides and Actinides,Macmillan Education,1990。
[8] R.C.Ropp.,Luminescence and the solid state,,Amsterdam Elsevier,1991。
[9] Adrian Kitai,Luminescent Materials and Applications,New York: John Wiley & Sons,1989。
[10] Adrian Kitai,Luminescent Materials and Applications,New York: John Wiley & Sons,1989。
[11] 陳宏勳,ZnS 系螢光粉電激發光之發光特性研究,碩士論文,國立臺北科技
大學材料及資源工程研究所,2003。
[12] G. Blasse, B.C. Grabmaier, “Luminescent Materials”, New York: John Wiley &
Sons, 1989, pp.79-82.
[13] 唐自標,硫化鋅系螢光材料的製備與其發光特性之研究,博士論文,大同工
學院材料工程研究所,台北,1999。
[14] D. P. Varn, G. S. Canright, and J. P. Crutchfield, Acta Crystallogr., Sect. B:
Struct.Sci., 63, 2007, pp.169.
[15] Robert Withnall, Jack Silver, Terry G. Ireland, George R. Fern, and Paul J.
Marsh, “Structure and Morphology of ACEL ZnS:Cu,Cl Phosphor Powder
Etched by Hydrochloric Acid”, Journal of The Electrochemical Society, 2009, pp. J326-J332.
[16] Romesh C.SHARMA, “Thermodynamic analysis and phase equilibria
calculations for the Zn-Te, ZnS-Se, and ZnS systems”, J Crystal Growth, V88, 1988.
[17] M. Warkentin, F. Bridges, S. A. Carter, and M. Anderson, “Electroluminescence materials ZnS:Cu,Cl and ZnS:Cu,Mn,Cl studied by EXAFS spectroscopy”, PHYSICAL REVIEW B 75, 075301, 2007.
[18] M. T. Sebastian, “X-ray diffraction from faulted zinc sulphide crystals
undergoing phase transitions“, J. Mater. Sci. 23, 1988, pp.2014-2020.
[19] C.X. Guo, S.Y. Zhang, B.L. Li, and L. Xu, “Microscopic structure and
distribution of Cu in the EL phosphor Zn:Cu“, J. Lumin., 40–41, 1988,
pp.782-783.
[20] Phosphor members committee(Ed),Phosphor Handbook, OHM Society Tokyo,
1987.
[21] Edited under the auspices of the Phosphor Research Society; editorial committee co-chairs Shigeo Shionoya, William M. Yen; members Takashi Hase…[et
al.], ―Phosphor Handbook”, 1987.
[22] 徐叙瑢,蘇勉曾,發光學與發光材料,北京:化學工業出版社,2004。
[23] 謝煜弘,電子材料,台北,新文京開發出版有限公司,2005,第28至29頁。
[24] 朱建國,孫小松,李衛,電子與光電材料,北京國防工業出版社,2007,第210至214頁。
[25] 詹國禎,朱建國,電子與光電材料,台北:新文京開發出版有限公司,2002,第28至29 頁。
[26] 程竟端,六方晶鈦酸鋇薄膜之製備及其微波介電質之研究,碩士論文,台北科技大學,2010,第10頁。
[27] 林城興,摻雜對太酸鋇陶瓷電容器溫度穩定性之影響,碩士論文,台北科技大學,2007,第7頁。
[28] 陳永長,紙漿、油墨的性能與印刷適性,北京:化學工業出版社,2004,第277至279頁。
[29] 閻素儒、李文信,特種印刷油墨,北京:化學工業出版社,2004,第400至408頁。
[30] 鄭海德,現代網片印刷工藝,北京:化學工業出版社,2004,第1頁。
[31] 宋強、洪杰文、杜曉杰,絲網印刷,北京:化學工業出版社,2002,第3頁。
[32] http://www.mino.co.jp/c/subhtml/sap.htm。
[33] http://detail.china.alibaba.com/buyer/offerdetail/581367147.html。
[34] 馬良,陳婷,陳為健,發光層厚度對紅光磷光聚芴電致發光性能的影響,福州,閩江學院學報,2010.03,第31卷 第2 期。
[35] 王立忠,孟昭暉,巫林,韓強,王廣德,胡乃香,發光層厚度比對有機電致發光器件性能的影響,長春,山東交通學院學報,2008.12,第16卷 第12 期。
[36] 陳宏勳,ZnS系螢光粉電激之發光特性研究,碩士論文,台北科技大學材料與資源工程研究所,台北,2003。P-50
[37] 曹文芳,電激發光之發光特性研究,碩士論文,台北科技大學材料及資源工程研究所,台北,2004。P-40
[38] 陳柏偉,硫化鋅螢光粉混合與白光電激發光之研究,碩士論文,成功大學材料科學與工程研究所,台南,2004。P-42
[39] 黃光弘,硫化鋅螢光粉披覆二氧化鈦和二氧化矽之製備與特性研究,碩士論文,成功大學材料科學與工程研究所,台南,2006。P-47


連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊