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發光二極體之螢光材料及其封裝特性分析

摘要原油價格於 2008 年六月份創下每桶 140 美元歷史新高價位，年初至今原油價格已飆漲 40%，與去年同一時期相比正好整整漲了一倍。科學家並預期 2008 年夏天於溫室效應持續急遽惡化下，北極冰層有 50%機率會全部融化流入大海，迫使低海拔城市面臨被淹沒之危機。於此，開發新型替代性能源與如何有效節約能源消耗是當今重要之研究課題，但當前替代性能源無法被有效地被利用來取代石油，故如何節約能源則成為最迫切之問題。固態照明，即為一有效之解決方案，如全中國大陸能以 LED 取代目前之照明設備，將省下一座三峽大壩全年之發電量。本文所探討之發光二極體於此照明革命中扮演著舉足輕重之角色。

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有機發光二極體之芴與螺結雙芴螢光材料

有機發光二極體之芴與螺結雙芴螢光材料 Fluorene and Spirobifluorene Fluorophores for Organic Light-Emitting Diodes 研究生：江志隆 Student：Chi-Long Chiang 指導教授：許慶豐教授 Advisor：Prof. Ching-Fong Shu 陳錦地博士 Dr. Chin-Ti Chen

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一種增強光源特性的發光二極體的簡式封裝技術

第二章結構特性與模擬分析在本章節中，我們以光學模擬軟體 Lighttools 來對我們的結構進行模擬與分析。在ㄧ些應用中，如醫學治療(皮膚治療所使用的光源)、材料固化和感測或安全監視器，輸出的光源除了需要高的光取出效率，還需要低的光發散角，所以我們的結構是製造一矽V型槽來聚光，並可藉由調整Ｖ型槽的高度或透鏡的搭配，來獲得多種發散角的光源。此章分為三小節，分別為點光源、線光源、及將我們的線光源放進背光模組中進行模擬。

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氮化鎵之奈米機械特性與其陰極螢光分析

與探討，期望未來能以此軸向之氮化鎵磊晶層作為元件化之製程。在發光二極體光電元件的製作過程中，封裝以及碰撞對於元件所造成的傷害往往會造成元件光電轉換效能的降低，甚至於使得元件失效，因此近年來產學界運用奈米壓痕技術 (Nanoindentaton technology)探討各種不同的薄膜與奈米材料之奈米機械特性，奈米壓痕技術使用奈米鑽石探針對於薄膜表面進行微細壓痕測試，藉由系統所計算得到之負載 - 位移曲線 (load-displacement curve)，進一步取得薄膜的機械特性，取代以往以大範圍破壞所得到之機械特性，更準確得知薄膜之機械性質，更為學術界近年來所重視的物性分析之一。

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聚亞醯胺發光二極體及奈米複合材料之合成與特性研究

顯示良好的熱安定性及機械性質。這些聚亞醯胺也均有螢光特性，而且螢光強度跟分子鏈的排列有密切的關係。進一步將合成之聚亞醯胺製作成單層發光二極體元件，只有 BAO-ODPA 和 BAO-6FDA 兩種聚亞醯胺觀察到電致發光性質， BAO-PMDA 和 BAO-BPADA 兩種聚亞醯胺可能因薄膜均勻性太差導致原件短路。另外，BAO-ODPA 在雙層發光二極體元件中（ITO/PPV-PVA/PI/Al）也具有

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磷光有機發光二極體：材料及元件的研究

整體來說，磷光電激發光充分利用了激發三重態的能量，可以有效的提高有機電激發光元件的外部量子效率，是很有競爭力的發光材料，有著廣闊的應用前景。但是磷光有機電激發光材料仍有其不足之處，首先是在室溫下磷光材料較少，材料的選擇範圍比螢光材料小很多；再者，磷光三重激發態生命期較長且磷光染料在高電流密度下由於存在三重態—三重態驟熄(triplet – triplet annihilation)而使發光飽和，導致元件的效率下降；最後，值得注意的是環境氧對三重態的驟熄作用，因為基態氧也是三重態，

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熱製程對氮化銦鎵薄膜及量子井發光二極體光學特性之研究

(Atomic Force Microscope, AFM) 分析。原子力顯微鏡的裝置是由 Digital Instruments 公司生產的 MultiMode。實驗中採用輕敲模式 (Tapping Mode) 進行表面形貌分析。光特性分析是使用光激螢光裝置如圖 2.5。實驗進行 300 及 13K量測，13K低溫量測有助於材料物理現象的分析。進行 13K量測時，首先將樣品固定於冷凝銅基座上，抽真空至 5×10 -2 torr後開啟封閉降溫系統之壓縮機降溫至 13 K。使用的入射光源為波長 325 nm的氦鎘雷射 (He-Cd laser)。將光源藉由聚焦透鏡入射到樣品，避開反射光，用透鏡收集放射出之光激螢光再聚焦至光譜儀內，利用光柵 (grating) 分光後由光電備增管偵測器 (PMT) 偵測，其波長範圍由 350 至 1000 nm，由電腦程式收集數據繪製成光譜圖。

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高發光效率白光發光二極體

白光發光二極體照明一如傳統燈源無法調變光源顏色，若白光發光二極體擁有即時性發光顏色可調的特性，搭配以燈具設計可提升 LED 照明系統效能使其應用範疇更加廣泛。傳統上白光發光二極體能藉由多色晶粒混光與螢光轉換封裝兩個方式達成，其中業界廣泛採用之螢光轉換封裝方式製程簡單成本低，但無法產生發光顏色變化。而使用多色晶粒混光封裝雖具有即時性顏色可調之功能，但因各色晶粒的製作材料不同，容易因發熱導致元件老化速度不一造成顏色變化。就成本而言也因材料的差異也會造成驅動電壓不同，使得驅動電路複雜化增加成本。本計畫結合傳統之兩種方式利用採用類似磊晶材料的氮化銦鎵晶粒配合相同驅動電壓與多波長激發不同種類螢光粉原理，並使用光學設計封裝結構達到雖採用螢光轉換封裝方式卻具有即時性顏色可調之功能。

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發光二極體激發之SrSi2N2O2:Yb化合物螢光粉介紹

二、固態螢光材料 (2) 目前白光發光二極體之製造已趨於成熟，然現今之問題為多項專利握於各 LED 大廠中，發展新型且具高效率之螢光粉為各家爭奪目標，螢光粉為固態無機材料，依其可被激發之波段與放光光色而應用於各系照明設備與顯示系統中。其發光原理為接受一能量之刺激，造成其內之發光中心電子躍遷至激發態，並進而以電磁波方式回至基態，此過程產生發光。本節將介紹影響螢光粉發光特性之基本原理與現象，並說明電子之能量轉移過程等特性。

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氮化鎵材料發光二極體與面射型雷射之製作與特性研究

國立交通大學光電工程研究所摘要由於氮化鎵基材發光元件可廣泛的應用於如指示燈、各種照明、光儲存等領域，因此自 1960 年代以來氮化鎵相關材料成為世界上各研發團體的重要研究課題之ㄧ，且在此數十年間氮化鎵材料與元件特性上有屢有重大的發現與進展。在本研究論文中，我們製作氮化鎵發光二極體(LED)於金屬基板上與包含兩介電質反射鏡的氮化鎵面射型雷射(VCSEL)，並研究分析此二元件之主要特性。

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新穎稀土氟硫化物與氟硫氧化物螢光材料之製備、發光特性鑑定與其應用

摘要利用藍光或近紫外光晶片搭配螢光粉以產生白光的方法是目前白光發光二極體發展的主要課題之ㄧ。本論文主要以研發新型的氧氟硫化物和氟硫化物系列螢光體並研究其發光特性與潛在應用為重點。本研究利用固態反應於密閉石英管中，以 900 ~ 1000℃分別製備 CeSF:Ln n+ (Ln n+ = Gd 3+ , Y 3+ , Tb 3+ , Mn 2+ )、La 3 OF 3 S 2 :Ce 3+ 氧氟硫化物螢光體與Ce 2 CaF 4 S 2 :Tb 3+ 及(Ce 1-x Y x ) 2 SrF 4 S 2 兩系列氟硫化物。粉末X光繞射、螢光光譜和掃瞄式電子顯微鏡被用以探討合成條件、活化劑摻雜濃度的最佳化，同時亦測量了激發與發光光譜、色度座標圖、量子效率與熱消光光譜，並進一步評估其應用於白光LED之潛力。

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新穎供真空紫外光激發螢光體製備與發光特性之研究

而能量高於50,000cm -1 之研究則相較困難，原因在於設備的缺乏而造成量測上的困難。近年來，由於同步輻射光源的使用技術越來越成熟，也為稀土離子的高能階躍遷提供了較完善的量測裝置；西元 2000年，荷蘭的R. T. Wegh 等人利用德國DESY 同步輻射裝置對稀土離子VUV 波段的激發光譜做了更詳細的研究；Wegh 研究團隊選擇使用高純度的LiYF 4 作為稀土離子摻雜的主體，並將 Dieke diagram 擴展到 70,000 cm -1[17] ，如圖2- 1。這些高能的能階圖譜，對於真空紫外螢光材料的光譜解析以及能量轉移機制的探討，提供了更明確的研究前景。

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奈米結構增強之有機電激發光二極體材料及元件研究

熱穩定分析(TGA、DSC)的結果顯示，相較於發光基單體，星狀發光材料其熱裂解溫度(T d )上升且玻璃轉移溫度(T g )變得較不明顯。由此可知，以 POSS 為中心核的星狀發光結構可以改善材料之熱性質，使熱穩定性增加，並降低分子的移動。此外，星狀發光材料的 UV-PL 光譜及電化學性質皆與發光基單體相似，並不會因引入 POSS 而造成光色的偏移，但於不同媒介下，其光色穩定度較發光單體佳。為了更進一步地了解中心核 POSS 對於材料熱性質方面的作用，我們分別將發光基單體與星狀分子進行迴火 (annealing)實驗。結果發現，在小分子材料方面，星狀發光材料 POSS1 ~ POSS3 其吸收及放射光譜皆明顯較發光單體 C-1 ~ C-3 穩定。在高分子材料方面，共合成了兩種系列，分別為 PPV 及 PF，在 PPV 方面，由於光色偏移的機制跟溫度較無關聯，故影響並不大。而在 PF 方面，光色的偏移通常伴隨著 fluorone 的產生，藉由 FT-IR 的鑑定，可發現 POSS 的導入，可增進其光色之穩定性。以上實驗結果顯示，星狀分子的結構可以增加材料的成膜性，且由於引入 POSS 中心核，材料具有良好的熱性質，光色的穩定性也大幅提升。

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以二甲基苯酮建構的雙極性有機發光二極體材料

4-2 單晶繞射結構鑑定與討論做成元件時所製備的材料為固態，所以我們需要知道在固態時材料的堆疊，當然如果是主客參雜的系統的話，我們則是會希望知道主體彼此間和主客間的堆疊關係，進而分析其載子傳遞的路徑，因此我們將材料製成單晶，運用 x-ray 單晶繞射儀來判讀其於固態時的堆疊方式。除了確認分子結構外，化合物的 x-ray 單晶結構解析還可提供分子內的各片段間之夾角，提供分子的光物理與電化學相關資訊，以及分子間的相對位置，提供化合物傳輸導子的有用資訊。下圖 4.10 為 LHH2、LHH3 和 LHH4 經單晶繞射儀所鑑定出來的結構。

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發光二極體晶粒模組、其封裝方法及其移取治具

8. 如申請專利範圍第 7 項所述之發光二極體晶粒模組的封裝方法，其中每一發光二極體晶粒模組包括由對應的該支撐基層之一預定區塊所構成的一光杯座，以及位於該光杯座中，一預定數目的該些發光二極體晶粒。 9. 如申請專利範圍第 1 項所述之發光二極體晶粒模組的封裝方法，其中該定義成型步驟包括：在固化的該第一犧牲層上，以該第二犧牲層定義該模組圖像，形成多個獨立且裸露區域；以及依序以該第一材料與該第二材料分別在該些獨立且裸露區域上形成一反射鏡和一基底，其中該些反射鏡與該些基底共同形成該支撐基層。

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黃光螢光材料及其製備方法

1. 一種螢光材料，包括：摻雜銦之硫化鋅，其中，該螢光材料係為一黃光螢光材料，其中，銦摻雜於硫化鋅之比例為 ZnS：In=(98at%-99.9at%)：(0.1at%-2at%)，且該螢光材料係為六方晶體纖鋅礦單晶。 2. 如申請專利範圍第 1 項所述之螢光材料，其中，銦摻雜於硫化鋅之比例為 ZnS：In=(99.1at

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AlGaInP發光二極體特性之提升

二、文獻回顧與理論背景研究 2.1 晶圓接合技術晶圓接合技術是將兩片晶圓互相接合，再進一步使表面原子反應，產生鍵結，讓兩片平面彼此間的鍵結能達到一定強度，而使這兩片晶圓純由原子鍵結成為一體。這種特性能使接合介面表保持絕對純淨，避免無預期之化學黏接物雜資污染，以符合現代微電子材料、光電材料及奈米材料等級微機電嚴格製做要求。這種技術可以接合不同晶格、不同種類之單晶或多晶材料。這項複合之材料具有不同的物理性質（如熱傳導度、機械強度）、化學性質（如活化能）、電子性質（如原子能帶）等，以製造具備特殊物理或化學特性之先進高性能光電材料，例如垂直腔式面射型雷射二極體（VCSEL）光電材料，或耐高溫電子材料，如絕緣層矽晶圓（SOI），或將矽和Ⅲ-Ⅴ半導體的整合在一起，發展光電積體電路（optoelectronic integration circuits）

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高色純度螢光三波段白光有機發光二極體之研究

Study toward the Fabrication of High-Purity p-i-n White Organic Light-Emitting Diodes based on Fluorescent RGB System. 研究生：陳超榮 Student：Chao-Jung Chen 指導教授：陳金鑫博士 Advis[r]

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AlGaInP與GaN發光二極體之特性提升

首先，感謝指導教授吳耀銓老師在這兩年期間的指導與鼓勵，因老師您開明的風格讓我能盡情的發揮與思考，雖然研究中犯了不少錯誤，但也因此獲得更多相關知識與不放棄的精神。接著，感謝本校材料系潘扶民老師、陳智老師、電子系林鴻志老師與晶元光電副總謝明勳博士於百忙中抽空指導與指正本論文，讓此論文更加完備。還要感謝晶元光電的相關人員：謝明勳副總、彭韋智學長(副理)、世欽、怡名、曉蕙、家豪於實驗上的幫忙與協助。

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二極發光體有機材料的研究

以 ITO/PEDOT/EML/TPBI/Mg:Ag 為元件結構，製作以 PF-DPAS 與 PF-TPA-OXD 在不同比例摻混所做的元件，結果發現相較於 PF-TPA-OXD 的單一元件表現有明顯的提升，我們歸咎於此提升的原因是因為光色紅位移與量子效率提升所導致。另外，在比例 1：20 的情況下 EL 光譜上表現出了 DPAS 穩定的光學性質且不受電壓的操作而有所改變，其放射的最高峰在 461 nm 且 CIE 座落為 (0.15, 0.18)。當電壓在 9 V (86.1 mA/cm 2 ) 得到最大的外部量子效率 2.08%

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