發(fā)布時間：2020-04-15 07:53

【摘要】：本課題針對量子點光轉(zhuǎn)化LED器件(QCLED)發(fā)光效率低,封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化適用范圍小等現(xiàn)有技術(shù)難題,首先對最常見的量子點光轉(zhuǎn)化涂層(QCC)的基礎(chǔ)參數(shù)進行了實驗學(xué)習(xí),主要基于重吸收問題,提出了適用于大多數(shù)QCLEDs的QCC配置方案;基于該方案,結(jié)合量子點散射能力差、熱穩(wěn)定性差等另外幾大關(guān)鍵性問題,分別通過在QCC中摻入散射粒子和應(yīng)用遠程半球殼量子點膜的方式,實現(xiàn)了點膠型QCLED器件與遠程型QCLED器件發(fā)光效率的提升;此外,課題進一步對應(yīng)用QCLED的燈具系統(tǒng)進行了燈具結(jié)構(gòu)研究設(shè)計,利用靜電紡絲技術(shù)制備具有高散反射特性的聚合物薄膜,將其嵌入燈具系統(tǒng)中以提升燈具發(fā)光效率。主要研究內(nèi)容包括:(1)量子點光轉(zhuǎn)化涂層重吸收及光轉(zhuǎn)化特性研究以光轉(zhuǎn)化損失作為標(biāo)準(zhǔn),重吸收特性作為主要研究對象,通過蒸發(fā)固化工藝制備了一系列QCCs,系統(tǒng)地研究了不同量子點濃度、光轉(zhuǎn)化涂層厚度、注入電流大小對CdSe/ZnS QCC的影響;總結(jié)出了涂層基礎(chǔ)參數(shù)對QCC重吸收能力影響的基本規(guī)律,得出高光轉(zhuǎn)化能力、低重吸收損耗QCC的制備經(jīng)驗;(2)高光效量子點光轉(zhuǎn)化LED的制備和性能研究以重吸收特性規(guī)律為基本指導(dǎo),結(jié)合量子點散射能力弱、涂層散熱能力差等特點,進一步對點膠型QCLED和遠程型QCLED的發(fā)光效率提升做研究;分析納米ZnO粒子摻入濃度對點膠型QCLED性能的影響,并制備出在最優(yōu)納米ZnO粒子摻入濃度下的高發(fā)光效率點膠型QCLED;對比傳統(tǒng)平面遠程QD膜與新型半球殼QD膜發(fā)光效率、顏色均勻性、散熱能力的區(qū)別,制備出高發(fā)光效率遠程型QCLED;(3)高光效量子點光轉(zhuǎn)化燈具的制備和性能研究從燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計入手,研究了靜電紡絲工藝所制備的聚丙烯晴(PAN)高聚物納米纖維膜的散射、反射特性;對白光LED、遠程量子點膜正貼、遠程量子點膜反貼三種類型量子點燈具系統(tǒng)中杯壁、基板采用靜電紡絲納米纖維膜時的燈具發(fā)光效率進行了系統(tǒng)研究,最終制備出高發(fā)光效率QCLED燈具。
【圖文】：

通用照明及背光顯示主要依賴白光 LED 技術(shù)[10]。目前，白光 LED 主要可由式實現(xiàn)：一是直接采用紅綠藍三基色 LED 芯片組合實現(xiàn)白色混光，如圖 1-；二是利用短波長 LED 芯片激發(fā)下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料實現(xiàn)白色混光，如圖 1-1（基色芯片合成白光技術(shù)雖然可以實現(xiàn)較好的顯色性與較高的流明效率，但的工作電壓差異將會導(dǎo)致器件驅(qū)動復(fù)雜程度的提高，成本也會大大提高，三同也會導(dǎo)致器件色溫不穩(wěn)定。而短波長芯片激發(fā)下轉(zhuǎn)換材料發(fā)光技術(shù)具有成工藝簡單、可靠性高、顏色可調(diào)、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，在學(xué)術(shù)及工業(yè)上均被證際意義的白光技術(shù)方案。短波長 LED 芯片激發(fā)下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的技術(shù)方案紫外 LED 芯片激發(fā)多色下轉(zhuǎn)換材料發(fā)出三基色合成白光、藍光 LED 芯片激換材料發(fā)出黃綠光合成白光。由于紫外芯片的制備仍存在諸多技術(shù)難題，芯可靠性差、成本高等劣勢突出，目前業(yè)界大范圍采用了藍光 LED 芯片激發(fā)材料來實現(xiàn)白光 LED 的技術(shù)方案。

決方式[12]。目前，，高質(zhì)量 YAG:Ce 熒光粉可通過高溫固相反應(yīng)法、溶膠-凝膠解法、共沉淀法等方法成熟地大規(guī)模合成，如圖 1-2（b）所示，其效率與理化效率已十分接近。傳統(tǒng)的下轉(zhuǎn)換熒光粉通常分散于硅膠等透明基材后封裝中，作為光轉(zhuǎn)化涂層使用，如圖 1-2（c）所示。熒光粉為微米尺度顆粒，其作用會影響各波長光線內(nèi)部損耗及出射軌跡。為進一步提高白光 LED 光效均勻性及顯色指數(shù)等關(guān)鍵性能，傳統(tǒng)熒光粉涂層的研究已非常深入，主要包學(xué)特性[13,14]，建模仿真方法[12,15]，結(jié)構(gòu)設(shè)計[16]及可靠性[17]等。大量熒光粉涂大地推動了白光 LED 的發(fā)展，然而現(xiàn)有熒光粉均含有稀土元素[18]，使 PC政策禁令限制，成本無法進一步降低，同時稀土熒光粉發(fā)光光譜的半峰寬度h at Half Maximum，F(xiàn)WHM）較寬（50~100nm），顯色指數(shù)和色純度都無法，難以適應(yīng)新一代高品質(zhì) LED 光源的性能需求。因此，尋找一種發(fā)光性能下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，進一步提高光源發(fā)光品質(zhì)顯得尤為必要。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN312.8

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉宗源;大功率LED封裝設(shè)計與制造的關(guān)鍵問題研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 朱永明;量子點轉(zhuǎn)化LED的光譜與封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];華中科技大學(xué);2016年

本文編號：2628317