多基色無熒光粉LED以其高品質(zhì)、高可靠性的優(yōu)點成為下一代半導體照明的必然趨勢。對于多基色LED封裝模塊,光提取效率和空間顏色均勻性是評價其性能的關(guān)鍵指標之一。傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)無法同時滿足多基色無熒光粉LED對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,提出一種新的基于主動制冷的水滴凝結(jié)壓印技術(shù),在紫外聚合物薄膜表面實現(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)方案具有工藝簡單、成本低和形貌靈活可控的優(yōu)點。全文具體研究內(nèi)容如下:理論分析了水滴與聚合物膠體的相互作用過程,驗證了工藝的可行性。同時分析了不同表面張力對水滴-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。搭建實驗平臺并開展基于主動制冷水滴凝結(jié)的表面微結(jié)構(gòu)陣列制備實驗。通過改變水滴的凝結(jié)溫度、凝結(jié)時間、犧牲層材料種類和體積,實現(xiàn)對微結(jié)構(gòu)的大小、間距和截面形貌的調(diào)控�；谥鲃又评渌文Y(jié)法,通過調(diào)節(jié)制... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：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其進行保??

?第１章緒論???護。然而當光線從ＬＥＤ芯片發(fā)出經(jīng)過硅膠－空氣界面時，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發(fā)生全反射進而被ＬＥＤ封裝基板和芯片吸??收，最終導致大量的光損耗［１４－１６］。同時多顆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，導致其色溫在空間分布不均勻，光照射在??目標平面上會出現(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出光不均勻問題??為了解決傳統(tǒng)封裝出光效率低的問題和提高多基色白光ＬＥＤ的空間顏色均??勻性，國內(nèi)外學著開展了大量工作，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］等光學結(jié)構(gòu)，這些方法通過增加光的散射從而達??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，因為微結(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)實意義。??（ａ）?？．?（ｂ）?細；＝二（Ｃ．）??＃?％銀％級費?＇?ｆｌｉｇｈｔ?ｈｙｃｒ?廣．??？．；．ｉ?．ｖｙｖ?＊?夸?Ｂａ?＋?Ｉ?（）??Ｍ?＾?？＊?—丨，ｘ／ｊ．，?／?■ＵＳ?ＪＬ＿ｉ／?ｖ?ｉ．ｎ?

?第１章緒論???護。然而當光線從ＬＥＤ芯片發(fā)出經(jīng)過硅膠－空氣界面時，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發(fā)生全反射進而被ＬＥＤ封裝基板和芯片吸??收，最終導致大量的光損耗［１４－１６］。同時多顆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，導致其色溫在空間分布不均勻，光照射在??目標平面上會出現(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出光不均勻問題??為了解決傳統(tǒng)封裝出光效率低的問題和提高多基色白光ＬＥＤ的空間顏色均??勻性，國內(nèi)外學著開展了大量工作，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］等光學結(jié)構(gòu)，這些方法通過增加光的散射從而達??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，因為微結(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)實意義。??（ａ）?？．?（ｂ）?細；＝二（Ｃ．）??＃?％銀％級費?＇?ｆｌｉｇｈｔ?ｈｙｃｒ?廣．??？．；．ｉ?．ｖｙｖ?＊?夸?Ｂａ?＋?Ｉ?（）??Ｍ?＾?？＊?—丨，ｘ／ｊ．，?／?■ＵＳ?ＪＬ＿ｉ／?ｖ?ｉ．ｎ?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]半導體黃光發(fā)光二極管新材料新器件新設(shè)備[J]. 江風益,劉軍林,張建立,徐龍權(quán),丁杰,王光緒,全知覺,吳小明,趙鵬,劉苾雨,李丹,王小蘭,鄭暢達,潘拴,方芳,莫春蘭.  物理學報. 2019(16)
[2]熱納米壓印技術(shù)的研究進展[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)進展[J]. 劉軍林,莫春蘭,張建立,王光緒,徐龍權(quán),丁杰,李樹強,王小蘭,吳小明,潘拴,方芳,全知覺,鄭暢達,郭醒,陳芳,江風益.  照明工程學報. 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背光顯示器對不同年齡人視網(wǎng)膜照度、節(jié)律效應(yīng)和藍光危害的影響[J]. 饒豐,朱錫芳,徐安成,褚靜,張燕.  光子學報. 2015(04)
[6]飛秒激光誘導有機薄膜自組裝微結(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.  陜西理工學院學報(自然科學版). 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,萬軍,王國貴,許廣濤.  半導體光電. 2013(04)
[9]COB封裝對LED光學性能影響的研究[J]. 祁姝琪,丁申冬,鄭鵬,秦會斌.  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)照明舒適性視覺評價方法及技術(shù)的研究[D]. 王慶.浙江大學 2015
[2]微納米結(jié)構(gòu)增強藍光LED發(fā)光效率的研究[D]. 陳新蓮.山東大學 2013
[3]大功率LED封裝設(shè)計與制造的關(guān)鍵問題研究[D]. 劉宗源.華中科技大學 2010
[4]激光干涉光刻技術(shù)[D]. 張錦.四川大學 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 2010



本文編號：3385221