GaN基白光LED新型封装材料与技术研究

摘要

随着白光LED技术的发展，即效率的提高和成本的不断降低，全世界范围内，半导体照明已经成为了具有重大经济与社会意义的高新技术产业。本文的主要工作是围绕LED产业链中的封装技术环节，开展功率型白光LED新型荧光材料与技术的研究，并就传统封装方式与新方案进行了对比分析，最后从实验上实现并验证了新的方案在功率型白光LED封装中应用的可行性和优势。
　　 本文采用化学共沉淀法和真空烧结技术等方法来制备Ce：YAG荧光陶瓷材料和采用溶胶凝胶法制备SiO2-YAG：Ce3+玻璃荧光体，并对这两种荧光材料在大功率白光LED封装中的应用进行研究。具体内容如下：
　　 其一，系统研究了近年来，国内外用于白光LED封装的新型玻璃陶瓷荧光材料的最新进展。
　　 其二，利用真空烧结技术制备了一种可用于白光LED封装的Ce：YAG陶瓷荧光体，用X射线衍射仪、光致发光激发谱、光致发光谱等测试手段对这种陶瓷荧光体进行表征。证明了其寿命及稳定性远远好于采用传统方式封装的白光LED。研究结果表明，该Ce：YAG陶瓷荧光体是一种非常适合大功率白光LED封装的荧光材料。
　　 其三，采用溶胶-凝胶法制备了有机改性SiO2-YAG：Ce3+玻璃荧光体，并对其组成、结构、光学性质等进行了测试分析.将所得的荧光体成功用于白光LED的封装，通过与相同芯片的传统YAG：Ce3+荧光粉混合环氧树脂封装的白光LED对比，结果表明，该SiO2-YAG：Ce3+玻璃荧光体是一种潜在的无环氧树脂的白光LED用荧光体，为白光LED的封装提供一种新的方案.
　　 其四，阐述了白光LED器件的结构和原理，并就传统封装工艺的局限性进行了分析。研究了目前功率型白光LED封装结温和热阻的计算、测量及其影响。
　　 本文围绕大功率白光LED封装新型荧光材料及技术进行研究，探索实现高效率、高稳定性白光LED的封装新方法，对克服传统白光LED封装工艺缺陷，促进白光LED的发展具有一定的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 LED产业发展与市场应用

1．3 LED封装概述

1．4 白光LED原理及结构

1．5 本文研究的主要内容及创新点

第二章 白光LED封装用新型玻璃陶瓷荧光材料进展研究

2．1 引言

2．2 制备及封装方法

2．3 陶瓷荧光体的材料体系

2．4 荧光量子效率研究

2．5 光谱剪裁特性

2．6 耐湿热性能

2．7 赛隆陶瓷荧光粉

2．8 小结

第三章 Ce：YAG陶瓷荧光体封装白光LED的性能研究

3．1 引言

3．2 传统荧光粉灌封工艺及弊端

3．3 陶瓷荧光体的制备

3．4 白光LED的封装及测试

3．5 陶瓷荧光体的相的表征

3．6 陶瓷荧光体及其封装白光LED的发光性质

3．7 陶瓷荧光体封装白光LFD的稳定性

3．8 小结

第四章 SiO2—YAG：Ce3+玻璃荧光体的制备及其白光LED的封装

4．1 引言

4．2 实验过程及测试平台

4．3 正硅酸乙酯的水解与缩聚反应

4．4 乙烯基改性SiO2凝胶玻璃的组成与结构

4．5 SiO2—YAG：Ce3+玻璃荧光体的相的表征

4．6 SiO2—YAG：Ce3+玻璃荧光体的光学性质

4．7 白光LED的封装效果分析

4．8 小结

第五章 功率型LED封装结温及热阻的计算与测量

5．1 引言

5．2 LED热的产生、传导和疏散

5．3 LED热阻的计算

5．4 LED热阻测量试验

5．5 结果与分析

5．6 LED结温对光电性能的影响

5．7 降低LED结温与热阻的途径

5．8 小结

总 结

参考文献

硕士期间取得的研究成果

致 谢