水滴凝結(jié)法制備微結(jié)構(gòu)及其硅基LED封裝應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-09-05 10:56
多基色無(wú)熒光粉LED以其高品質(zhì)、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)成為下一代半導(dǎo)體照明的必然趨勢(shì)。對(duì)于多基色LED封裝模塊,光提取效率和空間顏色均勻性是評(píng)價(jià)其性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)無(wú)法同時(shí)滿足多基色無(wú)熒光粉LED對(duì)高光提取效率和高空間顏色均勻性的要求,這限制了其在高品質(zhì)照明領(lǐng)域的發(fā)展。本文基于表面微結(jié)構(gòu)陣列在光提取和混光方面的顯著優(yōu)勢(shì),提出一種新的基于主動(dòng)制冷的水滴凝結(jié)壓印技術(shù),在紫外聚合物薄膜表面實(shí)現(xiàn)不同形貌的凹形微結(jié)構(gòu)陣列的制備。將所制備的表面凹形微結(jié)構(gòu)陣列紫外聚合物薄膜應(yīng)用在多基色LED封裝中能有效提高其光提取效率和空間顏色均勻性。與傳統(tǒng)的表面微結(jié)構(gòu)陣列制備工藝相比,本技術(shù)方案具有工藝簡(jiǎn)單、成本低和形貌靈活可控的優(yōu)點(diǎn)。全文具體研究?jī)?nèi)容如下:理論分析了水滴與聚合物膠體的相互作用過(guò)程,驗(yàn)證了工藝的可行性。同時(shí)分析了不同表面張力對(duì)水滴-膠體相互作用的影響。結(jié)果表明,表面張力是調(diào)節(jié)微結(jié)構(gòu)形貌的關(guān)鍵因素。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并開(kāi)展基于主動(dòng)制冷水滴凝結(jié)的表面微結(jié)構(gòu)陣列制備實(shí)驗(yàn)。通過(guò)改變水滴的凝結(jié)溫度、凝結(jié)時(shí)間、犧牲層材料種類和體積,實(shí)現(xiàn)對(duì)微結(jié)構(gòu)的大小、間距和截面形貌的調(diào)控;谥鲃(dòng)制冷水滴凝結(jié)法,通過(guò)調(diào)節(jié)制...
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?LED在顯示、照明和通信領(lǐng)域的應(yīng)用??裸露的LED芯片和金線十分脆弱,常常采用硅膠作為封裝材料對(duì)其進(jìn)行保??
?第1章緒論???護(hù)。然而當(dāng)光線從LED芯片發(fā)出經(jīng)過(guò)硅膠-空氣界面時(shí),由于硅膠的折射率大于??空氣的折射率,大量光線在界面處會(huì)發(fā)生全反射進(jìn)而被LED封裝基板和芯片吸??收,最終導(dǎo)致大量的光損耗[14-16]。同時(shí)多顆LED芯片位置分布存在差異,使封??裝模塊出光在空間不同視角存在差異,導(dǎo)致其色溫在空間分布不均勻,光照射在??目標(biāo)平面上會(huì)出現(xiàn)分色的現(xiàn)象[17-2()]。??|x??mmarnjd??LtD?I?FI>?I.F.D?LED?LED?W??圖1.2?(a)多基色LED封裝示意圖;(b)、(c)LED出光不均勻問(wèn)題??為了解決傳統(tǒng)封裝出光效率低的問(wèn)題和提高多基色白光LED的空間顏色均??勻性,國(guó)內(nèi)外學(xué)著開(kāi)展了大量工作,包括在封裝硅膠中添加Si02顆粒[21_22]、??Zr02[23]、Ti02[24]和ZnO[25]等散射顆粒,或者設(shè)計(jì)如反光杯[氣自由曲面透鏡間??和具有微結(jié)構(gòu)陣列的薄膜[28_M]等光學(xué)結(jié)構(gòu),這些方法通過(guò)增加光的散射從而達(dá)??到混光的目的。在這些方法中,微結(jié)構(gòu)陣列薄膜備受關(guān)注,因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)陣列薄膜??不僅可以提高多基色白光LED的混光效果還可以增加其出光效率。實(shí)際上,微??結(jié)構(gòu)陣列薄膜在LED封裝、三維成像、顯示、傳感器和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域都有??廣泛的應(yīng)用[31_34]。因此,研究大面積、低成本且形貌參數(shù)靈活可控的微結(jié)構(gòu)制備??工藝具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。??(a)??.?(b)?細(xì);=二(C.)??#?%銀%級(jí)費(fèi)?'?flight?hycr?廣.???.;.i?.vyv?*?夸?Ba?+?I?()??M?^??*?—丨,x/j.,?/?■US?JL_i/?v?i.n?
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]半導(dǎo)體黃光發(fā)光二極管新材料新器件新設(shè)備[J]. 江風(fēng)益,劉軍林,張建立,徐龍權(quán),丁杰,王光緒,全知覺(jué),吳小明,趙鵬,劉苾雨,李丹,王小蘭,鄭暢達(dá),潘拴,方芳,莫春蘭. 物理學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]熱納米壓印技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 韓麗娟,孫洪文,殷敏琪,王海濱. 傳感器與微系統(tǒng). 2019(04)
[3]五基色LED照明光源技術(shù)進(jìn)展[J]. 劉軍林,莫春蘭,張建立,王光緒,徐龍權(quán),丁杰,李樹(shù)強(qiáng),王小蘭,吳小明,潘拴,方芳,全知覺(jué),鄭暢達(dá),郭醒,陳芳,江風(fēng)益. 照明工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]Angular color uniformity enhancement of white light-emitting diodes by remote micro-patterned phosphor film[J]. Shudong Yu,Zongtao Li,Guanwei Liang,Yong Tang,Binhai Yu,Kaihang Chen. Photonics Research. 2016(04)
[5]LED背光顯示器對(duì)不同年齡人視網(wǎng)膜照度、節(jié)律效應(yīng)和藍(lán)光危害的影響[J]. 饒豐,朱錫芳,徐安成,褚靜,張燕. 光子學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]飛秒激光誘導(dǎo)有機(jī)薄膜自組裝微結(jié)構(gòu)[J]. 張子辰,馬洪良,安保禮,韓詠梅,劉麗萍. 強(qiáng)激光與粒子束. 2014(08)
[7]納米壓印光刻技術(shù)的研究與發(fā)展[J]. 陳建剛,魏培,陳杰峰,趙知辛,何雅娟. 陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[8]多反光杯LED封裝技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 王彬,高益慶,付曉輝,李鳳,羅寧寧,萬(wàn)軍,王國(guó)貴,許廣濤. 半導(dǎo)體光電. 2013(04)
[9]COB封裝對(duì)LED光學(xué)性能影響的研究[J]. 祁姝琪,丁申冬,鄭鵬,秦會(huì)斌. 電子與封裝. 2012(03)
[10]側(cè)背光式三色RGB LED混色技術(shù)研究[J]. 楊芳,張小蕓,王勇. 光電子技術(shù). 2011(04)
博士論文
[1]LED室內(nèi)照明舒適性視覺(jué)評(píng)價(jià)方法及技術(shù)的研究[D]. 王慶.浙江大學(xué) 2015
[2]微納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)藍(lán)光LED發(fā)光效率的研究[D]. 陳新蓮.山東大學(xué) 2013
[3]大功率LED封裝設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 劉宗源.華中科技大學(xué) 2010
[4]激光干涉光刻技術(shù)[D]. 張錦.四川大學(xué) 2003
碩士論文
[1]高顯色可調(diào)色溫LED白光的研究[D]. 鄭利紅.東華大學(xué) 2010
本文編號(hào):3385221
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?LED在顯示、照明和通信領(lǐng)域的應(yīng)用??裸露的LED芯片和金線十分脆弱,常常采用硅膠作為封裝材料對(duì)其進(jìn)行保??
?第1章緒論???護(hù)。然而當(dāng)光線從LED芯片發(fā)出經(jīng)過(guò)硅膠-空氣界面時(shí),由于硅膠的折射率大于??空氣的折射率,大量光線在界面處會(huì)發(fā)生全反射進(jìn)而被LED封裝基板和芯片吸??收,最終導(dǎo)致大量的光損耗[14-16]。同時(shí)多顆LED芯片位置分布存在差異,使封??裝模塊出光在空間不同視角存在差異,導(dǎo)致其色溫在空間分布不均勻,光照射在??目標(biāo)平面上會(huì)出現(xiàn)分色的現(xiàn)象[17-2()]。??|x??mmarnjd??LtD?I?FI>?I.F.D?LED?LED?W??圖1.2?(a)多基色LED封裝示意圖;(b)、(c)LED出光不均勻問(wèn)題??為了解決傳統(tǒng)封裝出光效率低的問(wèn)題和提高多基色白光LED的空間顏色均??勻性,國(guó)內(nèi)外學(xué)著開(kāi)展了大量工作,包括在封裝硅膠中添加Si02顆粒[21_22]、??Zr02[23]、Ti02[24]和ZnO[25]等散射顆粒,或者設(shè)計(jì)如反光杯[氣自由曲面透鏡間??和具有微結(jié)構(gòu)陣列的薄膜[28_M]等光學(xué)結(jié)構(gòu),這些方法通過(guò)增加光的散射從而達(dá)??到混光的目的。在這些方法中,微結(jié)構(gòu)陣列薄膜備受關(guān)注,因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)陣列薄膜??不僅可以提高多基色白光LED的混光效果還可以增加其出光效率。實(shí)際上,微??結(jié)構(gòu)陣列薄膜在LED封裝、三維成像、顯示、傳感器和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域都有??廣泛的應(yīng)用[31_34]。因此,研究大面積、低成本且形貌參數(shù)靈活可控的微結(jié)構(gòu)制備??工藝具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。??(a)??.?(b)?細(xì);=二(C.)??#?%銀%級(jí)費(fèi)?'?flight?hycr?廣.???.;.i?.vyv?*?夸?Ba?+?I?()??M?^??*?—丨,x/j.,?/?■US?JL_i/?v?i.n?
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]半導(dǎo)體黃光發(fā)光二極管新材料新器件新設(shè)備[J]. 江風(fēng)益,劉軍林,張建立,徐龍權(quán),丁杰,王光緒,全知覺(jué),吳小明,趙鵬,劉苾雨,李丹,王小蘭,鄭暢達(dá),潘拴,方芳,莫春蘭. 物理學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]熱納米壓印技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 韓麗娟,孫洪文,殷敏琪,王海濱. 傳感器與微系統(tǒng). 2019(04)
[3]五基色LED照明光源技術(shù)進(jìn)展[J]. 劉軍林,莫春蘭,張建立,王光緒,徐龍權(quán),丁杰,李樹(shù)強(qiáng),王小蘭,吳小明,潘拴,方芳,全知覺(jué),鄭暢達(dá),郭醒,陳芳,江風(fēng)益. 照明工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]Angular color uniformity enhancement of white light-emitting diodes by remote micro-patterned phosphor film[J]. Shudong Yu,Zongtao Li,Guanwei Liang,Yong Tang,Binhai Yu,Kaihang Chen. Photonics Research. 2016(04)
[5]LED背光顯示器對(duì)不同年齡人視網(wǎng)膜照度、節(jié)律效應(yīng)和藍(lán)光危害的影響[J]. 饒豐,朱錫芳,徐安成,褚靜,張燕. 光子學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]飛秒激光誘導(dǎo)有機(jī)薄膜自組裝微結(jié)構(gòu)[J]. 張子辰,馬洪良,安保禮,韓詠梅,劉麗萍. 強(qiáng)激光與粒子束. 2014(08)
[7]納米壓印光刻技術(shù)的研究與發(fā)展[J]. 陳建剛,魏培,陳杰峰,趙知辛,何雅娟. 陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[8]多反光杯LED封裝技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 王彬,高益慶,付曉輝,李鳳,羅寧寧,萬(wàn)軍,王國(guó)貴,許廣濤. 半導(dǎo)體光電. 2013(04)
[9]COB封裝對(duì)LED光學(xué)性能影響的研究[J]. 祁姝琪,丁申冬,鄭鵬,秦會(huì)斌. 電子與封裝. 2012(03)
[10]側(cè)背光式三色RGB LED混色技術(shù)研究[J]. 楊芳,張小蕓,王勇. 光電子技術(shù). 2011(04)
博士論文
[1]LED室內(nèi)照明舒適性視覺(jué)評(píng)價(jià)方法及技術(shù)的研究[D]. 王慶.浙江大學(xué) 2015
[2]微納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)藍(lán)光LED發(fā)光效率的研究[D]. 陳新蓮.山東大學(xué) 2013
[3]大功率LED封裝設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 劉宗源.華中科技大學(xué) 2010
[4]激光干涉光刻技術(shù)[D]. 張錦.四川大學(xué) 2003
碩士論文
[1]高顯色可調(diào)色溫LED白光的研究[D]. 鄭利紅.東華大學(xué) 2010
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