功率型白光LED基于重氮光敏劑的熒光粉平面涂層研究.pdf

1、多年來人類一直在尋找和開發(fā)固體發(fā)光光源(Solid State Lighting，SSL)。以白光發(fā)光二極管（LED）為光源的半導(dǎo)體照明從出現(xiàn)伊始就引起人們強(qiáng)烈的關(guān)注，并成為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一。
　　目前有多種方法實(shí)現(xiàn)白光LED，其中用釔鋁石榴石（YAG：Ce3+）為主的黃色熒光粉涂覆在藍(lán)光LED芯片上因?yàn)槠涑杀据^低成為現(xiàn)在較為普遍的制造白光LED的方法。目前國(guó)內(nèi)主要采用的熒光粉涂敷方法是傳統(tǒng)的灌封工藝，即直接在

2、芯片表面點(diǎn)涂熒光粉。在實(shí)際操作過程中，由于手動(dòng)操作，同一批的LED之間，所點(diǎn)的熒光膠在形狀上是有一定差異的，很難控制均勻性與一致性，器件之間的色度差異更大；同時(shí)，由于實(shí)際表面形狀微觀上是凹凸不平的，當(dāng)光線出射時(shí)，就會(huì)形成白光顏色的不均勻，導(dǎo)致局部發(fā)黃或發(fā)藍(lán)的不均勻光斑，極大的影響產(chǎn)品性能。要克服這些缺陷，改善功率白光LED間的色度差異和單個(gè)LED的空間色度分布不均勻性，就必須改變熒光粉層的涂敷形狀，使芯片表面的熒光粉厚度均勻化，才能得到

3、均勻一致的出射白光，即要求實(shí)現(xiàn)熒光粉膜層的濃度、厚度可控性，這就是新的涂層工藝要解決的問題。
　　本論文正是針對(duì)上述問題，提出了一種新的基于水溶性感光膠的平面涂層技術(shù)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高了功率型白光LED的整體性能。本文的工作主要涉及以下內(nèi)容:
　　1)研究了以聚乙烯醇（PVA）為主體，重鉻酸銨（ADC）為光敏劑的水溶性感光膠的感光特性，采用感光膠光刻工藝實(shí)現(xiàn)了白光 LED的熒光粉平面涂層；
　　2)提出自曝光的

4、方式，通過控制曝光時(shí)間，熒光粉平面涂層的厚度得到控制。
　　3)以白光 LED的發(fā)光效率、色度均勻性和色溫穩(wěn)定性等作為考核指標(biāo)，對(duì)粉漿法的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的工藝制得的白光LED的發(fā)光效率、色度均勻性和色溫穩(wěn)定性均得到提高；
　　4)分析并討論了粉漿中的鉻離子的光譜吸收對(duì)白光LED出光效率的影響。并提出兩種方法減小鉻離子的吸收，提高出光效率。
　　5)提出以重氮粉為光敏劑，PVA為交聯(lián)主體的感光膠體系，從而解決

5、鉻離子的吸收問題。從多種參數(shù)的對(duì)比體現(xiàn)了重氮光敏劑的優(yōu)點(diǎn)；以基于重氮光敏劑的水溶性感光膠，采用自曝光的方式實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的熒光粉平面涂層；
　　6)因?yàn)榛谥氐饷魟┑母泄饽z在交聯(lián)反應(yīng)后無其它的在可見光區(qū)域存在吸收的物質(zhì)生成，在得到高質(zhì)量的平面涂層的同時(shí)，白光 LED的出光效率也得到提高。
　　本文的工作對(duì)于提高白光 LED產(chǎn)品的光學(xué)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)批量化生產(chǎn)有著重要的意義。隨著這種工藝方案的實(shí)現(xiàn)及不斷成熟，在白光LED制造領(lǐng)域