SEC-YAG产品说明D.ppt

螢光材料,Phosphor Material For LEDs Package,LEDs 發光二極體用螢光粉,元砷光電科技股份有限公司 South Epitaxy Corporation,熱放射與螢光放射,A:熱放射: 溫度愈高放射能隨之增加,(電燈泡、紅外光),B:螢光放射: 物質受外界能量激發而產生光放射之現 象；其發光溫度低故亦稱為冷光,(雷射、顯示器、發光二極體、影視設備、有機系螢光),日光燈,Blue LED + Yellow Phosphor,人工電光源大致分為下述四類:,A:熱輻射發光: 鎢絲燈,鹵素鎢絲燈,B: 氣體放電發光: 1.低壓水銀燈(螢光燈) 2.低壓鈉燈 3.高壓汞燈(HID燈) 4.高壓鈉燈(HID燈) 5.金屬鹵化物燈(HID燈),C:場致發光:某些特殊螢光粉,位於足夠交流電場中被激發發光, 壽命長,省電輝度有待加強,D:半導體發光: 利用矽晶或氮化鎵材料界面能階來發光, 壽命 長,省電.,A:不需螢光粉: 本體發光. 燈具: 鎢絲燈, 鈉燈, 氦, 氖燈等,B:有機螢光粉: 壽命短, 色彩多. OLED:手機 PLED:技術開發中.,C:無機螢光粉: 壽命長, 色度穩定. 燈具: 日光燈, 省電燈炮. FED陰極燈管. 顯示器:如電視機. LED: 封白光照明. EL:汽車儀錶板. PDP: 電漿電視.,其他各類顯示器及照明用燈:,燈源發光效率比較,白光發光二極體之優點,於極低電流( 20mA )下之發光特性，其色溫( 8000K )可媲美太陽光色之日光燈，色彩再現度接近高性能之日光燈(三波長型) 平均每個亮度為1瓦或是5流明，兩個即可超過汽車室內燈(8流明) 和傳統以三原色發光二極體晶體組成之白光發光二極體之元件比較，其構造簡單，製造成本可以降低一半，並且毋需擔心因個別單色發光二極體劣化而顏色不均勻問題 其用電量低，可節省能源，未來可應用於：汽車操作儀表板周邊裝置、液晶背光、室內照明、筆記型電腦顯示器掃描器、傳真機與軍事照明等用途,Blue LED + Yellow Phosphor 白光發光二極體之優點,A: Blue LED-chip : IVa=3040, 5060, 60100 mcd,B: Blue LED-chip + Yellow Phosphor IVb=500600, 650900, 9001200 mcd,IVb/IVa=1015倍亮度增益.,LED白光的封裝取決於Blue LED chip Power及 Phosphor的轉換效能.,SEC 開發螢光粉產品介紹: 藍光LED450nm485nm封裝白光用YAG螢光粉 開發不同螢光粉與不同波長LED封裝成多色光LED. 如LED 455 波長激發之粉紫光螢光粉. Non-YAG螢光粉, 非Nichia專利YAG螢光粉. EPD-010, 螢光粉專用調用膠, 抗沉降. SMD- Molding Compound 膠餅. UV-430370nm波長激發之Red, Green,Blue三色螢光粉及 W-650封白光螢光粉.,產品: LED藍光Chip封裝用黃色螢光粉 說明: 450 475nm藍光發光二極體封裝用黃色螢光粉 利用高亮度藍光450 475nm發光二極體配合發 黃光之釔鋁氧石榴石Y3Al5O12, Yttrium Aluminum Garnet (YAG)結構螢光粉製作白光發光二極體。其發光原理乃利用黃光與藍光為互補色光，混合色光成高亮度白光。 產品編號: NTP-5000系列。,藍光LED 450nm475nm封裝白光用YAG螢光粉,YAG產品編號: NTP-5000系列 Chip/mcd -3040, 5060/mcd NTP-5000SD 適用波長 472nm , 475nm NTP-5010SD 適用波長 470nm , 472nm NTP-5012SD 適用波長 468nm, 470nm NTP-5011SD 適用波長 465nm, 468nm NTP-5020SD 適用波長 463nm, 465nm NTP-5025SD 適用波長 460nm, 463nm NTP-5030SD 適用波長 458nm, 460nm NTP-5035SD 適用波長 455nm, 458nm NTP-5040SD 適用波長 450nm, 455nm NTP-5060SD 適用波長 445nm, 450nm,螢光材料系由主體晶格( host lattice，H )與活化中心 ( activator，A )構成，有時還有輔助活化劑 ( co-activator，coA )或稱爲增感劑。 (1)主體晶格:在激發過程中扮演傳送能量的角色。 例如:Y3Al5O12:Ce3+中的Y3Al5O12。 (2) 活化中心:可以活化主體晶格。 例如:Y3Al5O12:Ce3+中之Ce3+。,螢光材料之主體,主體晶格(host lattice):ex:YAG:Ce3+中的YAG 活化中心(activator):ex:YAG:Ce3+的Ce3+,R. C. Ropp, “Luminescence and the solid state”, Elsevier Science Publishers, B. V., The Netherland (1991).,螢光:激發態電子直接以放光之形式回到電子基態 磷光:激發態電子經系統間跨越轉移至三重激發態,以放光之形式回到電子基態,螢光,磷光,三重激發態,光激發光系統分子能階示意圖,螢光物質的發光原理,活化中心於發光過程所扮演之角色,輔助活化劑於發光過程所扮演之角色,螢光粉體發光示意,輔助活化劑與活化中心之間的能量轉移示意圖,輔助活化劑,活化中心,增感劑系統的螢光發光原理,螢光體發光中心的基態位能,發光現象之激發與放射過程,基態,激發態,螢光體的發光過程,Solid State Reaction 生產製程:固態反應法,Sintering & reduction in 5 % H2/N2,Y2O3 、Al2O3 CeO、 Gd2O3,Product,(Y1-x-yGdxCey)Al5O12,Particle size：510m,NTP-5010SD,RB-Y5010 SD (EM),Emission 光譜,RB-Y5010 SD (EX),Excitation 光譜,大顆粒, 發光效率佳, 會遮光, 沉降快, 不易封裝.,顆粒適中, 發光效率佳, 仍會沉降, 較易封裝.,奈米小顆粒, 不易沉降, 較易封裝, 但發光效率差.,YAG螢光粉顆粒大小, 影響封裝及亮度.,YAG螢光粉顆粒大小, 影響封裝及亮度.,霧面膠,透明膠,白光發光二極體(Light Emitting Diodes ; LED)發光原理,YAG螢光粉受到藍光發光二極體之藍光照射後發出黃光，此黃光與原有二極體之藍光混合後即可產生白光,日亞 LED封裝基本模式,samsung,Feb.2004,光磊 ?,人眼對進入視網膜的任何二種色光, 具有加色混合的能力, 進而產生光的二次色:例如,紅色光+藍色光=洋紅色光 綠色光+藍色光=青色光 紅色光+綠色光=黃色光,光三原色: 紅色光, 藍色光, 綠色光,洋紅色光+綠色光=白色光 紅色光+青色光=白色光 黃色光+藍色光=白色光,可產生白色光之二顏色稱光之互補色, 總共有三組:,光與視覺概論,R,G,B 混光原理,RGB螢光體的表色(Y，x，y)分別如下: R螢光體:(YR，xR，yR) G螢光體:(YG，xG，yG) B螢光體:(YB，xB，yB) 有關白色目標色度座標W(xW，yW) 的各Y刺激值比率(YR，YG，YB) ，根據加法混色法則下列關係就能成立 Y:YG:YB=,4,1,3,R,G,B螢光體的色度調整方法,InGaN（藍） InGaN（藍綠） InGaN（綠） GaP:N AlInGaP AlInGaP InGaN/YAG（白）,白光LED的色再現範圍,7,6,4,5,1,2,3,為何須調整螢光粉之波長?,A:可藉由控制主體晶格及活化劑而設計各式各樣具發射各種波長之螢光體。 B:所以設計螢光體時需考慮主體化合物、活化劑、抑制劑的選擇。,YAG螢光粉使用說明,A: YAG螢光粉是針對LED構裝所研發的, 封白光用螢光粉。 B: YAG螢光粉在常溫儲存時具有很好的 安定性, 但避免潮濕。 C:本公司YAG螢光粉 與樹脂摻混時具有 良好分散性。,1.YAG螢光粉特性說明:,2.螢光粉混膠使用說明:,a: 若使用A,B型環氧樹脂, 先稱取A型環氧樹脂使用量, 稱料配比 A: B = 1 : 1 (依貴公司作業配比使用條件, 自己作調整.),b:混膠的步驟, A型環氧樹脂稱料後先與YAG螢光粉 攪拌混膠均勻. (依貴公司作業使用螢光粉配比稱料 加入, 後再混膠攪拌均勻.),c:由b步驟完成後, 再加入 B型環氧樹脂, 後再混膠攪拌均勻.,d:混膠後使用時間: 4小時 25. (依環氧樹脂混膠後使用時效.),3.作業程序說明: (以使用 A, B型環氧樹脂為例。),a: 稱取 A型環氧樹脂+ 貴公司配比YAG螢光粉量% 攪拌混膠均勻。,b: 後再加入B型環氧樹脂, 後再混膠攪拌均勻.,c: 前置作業, 於80預熱 30min.,d: 再混膠攪拌均勻.(可提高均勻性.),(*若如30公升大量使用, 則需先使用少量約30cc. A型環氧樹脂, 先加入配比螢光粉攪拌均勻後, 再加入剩下29.7公升環氧樹脂, 作均勻攪拌。),e: 消泡處理: 抽真空 015mm Hg,接續下頁,3.作業程序說明: (以使用 A, B型環氧樹脂為例。),f: 硬化條件 120 X 4060 min (依貴公司環氧樹脂混膠後硬化使用條件.),g: 再硬化處理 125 4hrs6hrs (依貴公司環氧樹脂混膠後硬化使用條件.),4. 儲存條件:,A: YAG螢光粉,需隔絕濕氣，以確保應有的儲存安定性。,B: 儲藏在1060時， 本產品可以放置長達三年以上。,LED chip 螢光體的封裝工程,LED-LAMP封裝樣式差異說明(A),LED-LAMP封裝樣式差異說明(B),LED-LAMP封裝樣式差異說明(C),LED-LAMP封裝樣式差異說明(D),LED-LAMP封裝樣式差異說明(E),SMD-LED封裝樣式差異說明(A),SMD-LED封裝樣式差異說(B),光學頭,2. 雙波長螢光粉與 藍光LED封裝成三波長白光.,Emission波長,Yellow+Red,White LED with The High Color Rendering Index,產品編號: NTP-7000系列(增強紅光) Chip/mcd -3040, 5060/mcd NTP-7000SD 適用波長 472nm , 475nm NTP-7010SD 適用波長 470nm , 472nm NTP-7012SD 適用波長 468nm, 470nm NTP-7011SD 適用波長 465nm, 468nm NTP-7020SD 適用波長 463nm, 465nm NTP-7025SD 適用波長 460nm, 463nm NTP-7030SD 適用波長 458nm, 460nm NTP-7035SD 適用波長 455nm, 458nm NTP-7040SD 適用波長 450nm, 455nm NTP-7060SD 適用波長 445nm, 450nm,3. LED 450nm 波長激發之粉紫光螢光粉.,Emission 波長,purplish pink,3. LED 450nm 波長激發之粉紫光螢光粉封裝實例,4. TAG螢光粉, 非Nichia專利YAG螢光粉.,Nichia專利:,藍色LED /InGaN+YAG 以藍色光激起YAG螢光體(黃色發光)發光效率15lm/W，驅動電路簡單泛用性高.,InGaN+ TAG螢光粉,可避開Nichia專利.,產品編號: NTP-6000系列(Non-YAG) Chip/mcd -3040, 5060/mcd NTP-6000SD 適用波長 472nm , 475nm NTP-6010SD 適用波長 470nm , 472nm NTP-6012SD 適用波長 468nm, 470nm NTP-6011SD 適用波長 465nm, 468nm NTP-6020SD 適用波長 463nm, 465nm NTP-6025SD 適用波長 460nm, 463nm NTP-6030SD 適用波長 458nm, 460nm NTP-6035SD 適用波長 455nm, 458nm NTP-6040SD 適用波長 450nm, 455nm NTP-6051SD 適用波長 445nm, 450nm,產品說明: EPD-020 環氧樹脂是針對LED構裝所研發的單液型環氧樹脂。本樹脂系統在低溫儲存時具有很好的安定性，在加溫硬化時又有很高的反應性。樹脂與螢光粉摻混時有良好分散性與抗沉澱性，EPD-020的透光率比市售的同級品高。,5. EPD-020單液型調螢光粉專用環氧樹脂.,使用EPD-020 使用說明 1.以適當配比(EPD-020 15%50%)添加於 A&B膠中, 混合均勻。 2.再將適當螢光粉配比加入, 攪拌均勻, 再真空脫泡處理。 3.調配螢光粉具有良好分散性與抗沉澱性, 及高透光率之優點。,產品: SMD Molding Compound用螢光粉膠餅 說明: SMD封裝用螢光粉膠餅 Molding Compound, 膠餅 ,可依需求規格訂製, 例如規格: 粒徑35, 重量25g, 比率20% 等, 此產品需冷凍50C以下儲存與運送。國內訂貨, 交貨迅速, 並可代客加 工服務。,6. SMD- Molding Compound 膠餅.,全球白光 LED市場需求,照明的需求與High-power LED 發展,全球高亮度LED應用市場,資料來源:PIDA 2003/02,單位:百萬美元,全球市場,31,High-Power-White LED Package (1),LED晶片的大小若是1mm正方時，驅動電流會從 目前的20mA提高1025倍變成200mA500mA，如此便可大幅提高光輸出，不過提高輸出會面臨如何有效排放LED晶片產生的熱能等問題。 一般利用藍光LED激發螢光體產生的白光，外部量子效率(注入晶片的電子數與取至外部光子數的百分比)大約是1020%，最近發表的High-Power LED外部量子效率則為30% 。,High-Power-White LED Package (2),3. 換句話說其它電氣能量大部份都在LED晶片內轉成熱能，而且LED晶片產生的熱能是與驅動電流成比例增加。 4. 加上晶片周圍的溫度上升會造成LED的問題 a:發光峰值波長移動、 b:螢光體的發光效率降低、 c:周圍材料劣化等， d:因此封裝整體的散熱設計, 成為高功率LED不可或缺的一環。,High-Power-White LED-1W手電筒的封裝實例,High-Power-LED 的散熱構裝實例(1),High-Power-LED 的散熱構裝實例(2),High-Power-LED 的散熱構裝實例(3),diameter: 20 mm,STAR 1 Watt, white, 5500K, 25 lm 350 mA, +/-60,STAR 3 Watt, white, 5500K, 80 lm 500mA, +/-60,STAR 5 Watt, white, 5500K, 120 lm at 700 mA, +/-60,size: 14.3 x 14.3 mm,white, 7 cavities, 42 chips, 4 V, 1.26 A, 5.04 W elelctrical power,ALUMINIUM PLATE PACKAGE,METAL-CERAMIC PACKAGE,High-Power-LED 的散熱構裝實例(4),diameter: 35 mm,3 x 1 mm power chip, white, 20 cd 1050 mA , Vf4.0 V, 60,ALUMINIUM PLATE,High-Power-LED 的散熱構裝實例(5),size: 72 x 32 mm,heat sink,white, 12 power chips, 190 lm, 4.2 A, 4.7 V, 30,ALUMINIUM PCB PACKAGE,High-Power-LED 的散熱構裝實例(6),size: 31.75x 26.67 mm,heat sink,white light engine, color temperature typ. 5.000 K, Iop: 2.34 A, 567 lm, 39 cavity emitter,METAL-CERAMIC PACKAGE,High-power LED 需向R,Y,G,B全彩挺進!,CCFL 與 LED