一种具有新型conformal结构的荧光粉涂层技术及其产业化的研究

摘要

低碳、绿色已成为了全球技术创新和发展的主方向之一，以白光LED为代表的半导体照明技术具备体积小、发光效率高、使用寿命长、安全可靠性好、节能环保等特点，从而决定了它是最理想能取代传统光源的绿色照明光源，被认为是人类光源发展中继爱迪生发明白炽灯泡后最伟大的发明之一。白光LED实现技术主要是“LED芯片+荧光粉=白光”即pc-WLED（phosphor converted white LED）技术，目前，市场白光 LED产品都是采用这种方式生产。在白光LED荧光粉涂覆工艺中，最常用和商用最为广泛的方法是传统点胶涂覆技术，但应用传统点胶技术制造的器件光效较低、出光空间色温均匀性差，为了改善上述问题，人们经过不断努力探究，相继提出了平面保形荧光粉涂覆技术、悬空荧光粉涂覆技术、自适应荧光粉涂覆技术等改进方法。本文在原有的自适应荧光粉涂覆技术基础上，首先探究了荧光粉粉浆配比对荧光粉层的影响，然后对自适应荧光粉涂覆技术进行了产业化研究，最后为了更好的获得在空间上出光均匀的器件，提出了一种新的荧光粉涂层结构，即自适应conformal-remote荧光粉涂层。
　　本研究主要内容包括：⑴在自适应荧光粉涂层技术中，荧光粉粉浆的配比（荧光粉、PVA、ADC三者之间的比例）直接影响荧光粉粉层的质量。在粉浆配比实验探究中，找到了一个比较理想的配比：将400mgYAG：Ce3+荧光粉悬浮到1.4ml的PVA和ADC水溶液中（0.72ml浓度为5％的 PVA水溶液加上0.68ml浓度为0.26%的ADC水溶液），各个参数比例为：mp/m=22.22%，mPVA/mp=9%，mADC/mPVA=4.91%。该配比形成的荧光粉粉层质量好，光效较高。⑵在自适应荧光粉涂层技术产业化实验研究中，conformal涂层结构和remote涂层结构批量生产的样品中色温分布均基本呈正态分布，色温一致性均良好，10%抽检合格率都可以达到80%以上。另外，在批量生产中，remote涂层结构的样品一致性要好于conformal涂层结构的一致性，前者的10%抽检合格率在90%以上。⑶在对白光LED荧光粉涂层结构探究中，我们提出了一种新的结构，即自适应conformal-remote荧光粉涂层结构。这种新的涂层结构有效的改善了白光LED的空间色温均匀性及一定程度提升了白光 LED的发光效率。实验结果显示，自适应 conformal-remote荧光粉涂层色温在空间上偏差仅有92K，远低于传统点胶涂层和自适应 remote涂层的色温偏差，在流明效率上，自适应conformal-remote荧光粉涂层光效要比传统点胶涂层的光效高4.7%到21.6%。另外，通过探究发现在新的涂层结构中，硅胶层的厚度对白光LED的发光效率及色温空间均匀性影响很小。

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第一章绪论

1.1引言

1.2 LED发展简史

1.3 LED发展现状

1.4 LED的应用

1.5本文主要工作和创新

第二章白光LED技术

2.1 LED基本介绍

2.2 白光LED实现方式

2.3白光LED用荧光粉介绍

2.4 白光LED主要性能参数

2.5 本章小结

第三章白光LED荧光粉涂覆技术

3.1传统点胶荧光粉涂覆技术

3.2平面保形荧光粉涂覆技术

3.3悬空荧光粉涂覆技术

3.4自适应荧光粉涂覆技术

3.5自适应工艺参数

3.6本章小结

第四章 自适应荧光粉涂覆技术产业化研究

4.1引言

4.2产业化生产过程

4.3产业化实验结果与分析

4.4实验结论

4.5本章小结

第五章一种具有conformal-remote结构的荧光粉涂层技术

5.1引言

5.2实验过程

5.3实验结果与分析

5.4实验结论

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果