白光发光二极管的设计与制造

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白光发光二极管设计与制造

我們研究製作Ultra-Violet磊晶片，並採用II-VI化合物材料，摻雜I價或III價的材料，製作了R、G、B三原色的螢光體。螢光體能將300nm至400nm的UV波段吸收並轉換成白光。LED的外部以 Micro Lens來改善量子效率，預期發光效率可提升至50﹪。
Abstract
After the fabrication of Ultra-Violet Chip, and doping column I or III element into the II-VI compounds, we have R, G, B three original colors fluorescence phosphorous. The mixture of these three colors can absorb the UV light from 300 nm to 400 nm and transforms it into white light. The Micro Lens covering LED is used to improve the quantum efficiency and expected to be more then 50%.
關鍵字：紫外光、UV光、白光發光二極體、有機金屬化學氣相沉積、MOCVD、螢光體、 phosphorous、透鏡設計、Lenses Design

如：LED專用照明燈具、螢光體、LED專用Lens系統……等。而目前國內所開發出來的白光LED皆是日本日亞化工（Nichia）的專利，所以我國的白光LED商品皆是採用日本的藍光磊晶片再加上Nd-YAG螢光體轉換為白光LED，因此LED在發光純度上會有白光偏藍（附錄）的現象發生，因此本校研究團隊才會改用 1、紫外光轉成白光（短期研究方向）。 2、利用單一晶片產生R、G、B三原色來混合激發出白光（中、長期研究方向）。
我們對於高亮度白光LED發光效率不佳的問題已經有所注意，因此在對於改善外部量子效率方面我們是自行設計一組LED專用Lens。LED磊晶片、LED Lens開發成功後，相若發光效率由目前的30﹪提升到70﹪，則現行的燈泡及日光燈管照明將被白光LED照明給予取代。因此，當台灣全島的照明用日光燈被照明用白光LED取代後，預估每年將可節省約一座核四電廠的電量，亦可解決每年因為核能發電所產生的核廢料問題，並降低核廢料的噸數與桶數，進而降低核廢料對環保的污染以達到非核家園。因此半導體照明，由下列傳統光源與半導體光源比較可得知下列優點：
○1 體積小 ○2 高發光效率 ○3 壽命長 ○4 可靠度高
○5 不易破損 ○6 無熱輻射 ○7 無水銀污染 ○8 低損耗
因此可預期半導體照明勢必成為21世紀的新照明光源。目前我們所知可以產生白光照明光源的方式有下列3種：
（1）使用藍光磊晶片再經由Nd-YAG螢光體的轉換來產生白光。
（2）使用R、G、B三種不同磊晶片將其同時激發，而利用三色光的混光來產生白光。
（3）為本校研究團隊在研發的UV光激發螢光體材料來轉換成白光照明。

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