LED高效散熱及配光技術(shù)研究.pdf

1、發(fā)光二極管(lightemittingdiode,LED)是一種新型的照明光源,它因為具有高效、環(huán)保、廉價等眾多優(yōu)點,而被認為是繼白熾燈、熒光燈以及高強度放電燈之后的新一代用作照明的光源。隨著其發(fā)光效率和應(yīng)用技術(shù)的逐漸改善,大尺寸液晶電視的背光源部分、汽車、商業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)中的照明已逐步成為LED的主要應(yīng)用領(lǐng)域,而在技術(shù)不斷進步以及應(yīng)用領(lǐng)域不斷變寬的同時,使用者對LED發(fā)光以及各項特性的要求也逐步提高,因此如何制備具有高性能的LED已經(jīng)成

2、為研究的一個熱點。盡管LED技術(shù)如此快速發(fā)展,但仍有幾方面因素制約著大功率LED的發(fā)展,其中散熱問題以及配光問題就是重中之重,而配光方面的顯色指數(shù)問題也急需改善。
　　 本文著力于研究大功率LED的散熱以及顯色指數(shù)問題,在散熱方面,通過研究大功率LED無支架一體化封裝技術(shù),即將芯片直接封裝到鋁基板上,這樣能將芯片產(chǎn)生的熱量更加直接地傳遞到散熱基板上,從而減少了其中其它散熱環(huán)節(jié),使熱量傳遞更為有效,從而將熱量更為高效地傳遞到周圍空

3、氣中,以此來解決大功率LED一直存在的散熱問題。
　　 在大功率LED的顯色指數(shù)方面,本文通過將小分子有機材料DCJTB與YAG:Ce3+熒光粉分別以不同的質(zhì)量分數(shù)(其中質(zhì)量分數(shù)分別為0%、1%、3%、5%、10%)進行混合從而來研究大功率白光LED的發(fā)光性能,然后通過測試其發(fā)光光譜以及小分子有機材料DCJTB的吸收光譜來研究小分子有機材料DCJTB對大功率白光LED發(fā)光特性的影響。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):在黃色YAG:Ce3+熒光粉中混

4、合了不同質(zhì)量分數(shù)小分子有機材料DCJTB的混合熒光粉可以對白光LED的發(fā)光特性很好地進行調(diào)節(jié),并且存在一個使大功率白光LED顯色指數(shù)較好的混合比例;而與此同時小分子有機材料DCJTB不但能夠吸收LED藍光芯片發(fā)出的能量,并且對YAG:Ce3+熒光粉的黃光及綠光部分有吸收作用。
　　 通過上述實驗研究可以得出,小分子有機材料DCJTB可以顯著提高大功率LED的顯色指數(shù),基于此,提出一種分層點熒光粉的概念,即先制備大功率藍光、白光L

5、ED,然后涂敷小分子有機材料DCJTB,再對其點熒光粉,其中分別使小分子有機材料DCJTB混合在硅膠中的質(zhì)量分數(shù)依此為0%、1%、2%、3%、5%、10%,然后繼續(xù)通過測試其發(fā)光光譜來研究其發(fā)光方面的特性。實驗研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過這種分層點熒光粉的方式不但可以提高大功率白光LED的發(fā)光特性,而且可以顯著改善LED的顯色指數(shù),與此同時,通過這種采用分層點粉的方式,可以有效地避免小分子有機材料DCJTB對黃色YAG:Ce3+熒光粉中黃光及綠光

6、部分的吸收作用。
　　 為了進一步研究有機薄膜層對大功率藍光LED顯色指數(shù)的影響,通過在玻璃基片上分別蒸鍍有機小分子材料Alq3:C545T以及Alq3,再利用大功率藍光LED分別照射有機薄膜層Alq3:C545T以及Alq3,然后測試其發(fā)光光譜的方法來研究Alq3:C545T對大功率藍光LED發(fā)光性能的影響,并通過對一組Alq3:C545T與Alq3的對比實驗來繼續(xù)研究C545T在有機薄膜層中對Alq3在發(fā)光效率方面的重要作用

7、。研究結(jié)果顯示:大功率藍光LED同樣可以激發(fā)有機薄膜層Alq3:C545T并使其發(fā)出黃光以及綠光光譜,從而達到調(diào)節(jié)藍光LED發(fā)光特性的效果,其中藍光LED的光譜曲線逐漸向長波段移動,并且能夠有效地提高大功率LED光效和光通量,同時有機材料C545T對Alq3發(fā)光性能方面具有重要影響,它可以顯著增加黃光以及綠光區(qū)域的激發(fā)光譜峰值。
　　 通過采用旋轉(zhuǎn)涂敷方式來制備有機材料MPPV薄膜層,其中MPPV薄膜層為MPPV:四氫呋喃溶液,

8、其比例依次為25mg:1ml、50mg:1ml、100mg:1ml以及150mg:1ml。然后分別使用大功率藍光以及白光LED照射激發(fā)MPPV有機薄膜層,依然通過測試其發(fā)光光譜從而來研究有機材料MPPV對大功率藍光以及白光LED發(fā)光性能的影響。研究結(jié)果表明:藍光LED、白光LED通過激發(fā)有機材料MPPV依然可以顯著提高LED的顯色指數(shù)及其發(fā)光性能。因此可以得出,有機材料MPPV不但能夠吸收大功率LED發(fā)出的能量,并且對黃色YAG:Ce3