1基于石墨烯薄膜沉积LED荧光粉的研究(初稿)VIP免费

基于石墨烯薄膜沉积LED荧光粉的研究摘要：由于能源的短缺和环境的严重污染，LED白光的发展迅速，而制约LED白光发展的关键是荧光粉的涂覆技术。基于这种情况，本文将首先介绍涂覆技术的原理，再在现已有的技术水平上通过超声分散等方法进行改进，最后通过实验比较出我们方案的创新性和可行性。关键词：白光LEDYAG荧光粉涂覆方法1引言随着科技的进步，人类对电的需求日益增长。可以说，如果没有电，全社会将会瘫痪。据统计，2011年全社会用电量累计达46928亿千瓦时，其中照明用电约占13%之多，而作为照明主体的白炽灯泡，其发光率只有5%，其余95%都转化为了热量消耗，造成严重的环境污染。相对而言，LED理论光电效率在60%以上，其产品白光LED可节省90%的电力，且不含汞等有毒物质，对于资源紧缺和环境污染严重的现代社会来说，无疑是未来绿色照明时代的最佳选择。如今，LED实现白光产业化的方式是在LED芯片上涂敷荧光粉实现白光发射,即荧光转换型白光LED。该方式根据LED芯片发射波长的不同,又分为两种方式:蓝光LED芯片+黄色荧光粉(或+绿色/红色荧光粉)和紫光LED芯片+红/绿/蓝三基色荧光粉。在生产过程中，荧光粉层的厚度不均匀及形状的不规则，将导致出射白光局部偏黄或偏蓝，造成白光光斑不均匀。因而创新出一种新荧光粉涂覆工艺的方法，使得荧光粉厚度和形状均可控，具有重大意义。我们此次在借鉴他人的经验技术的基础上进行创新，旨在研究出一种荧光粉的涂覆新方法，使得荧光粉能够均匀的分布在玻璃表层，达到厚度和形状均可控制的标准，实现提高白光LED的产品性能的目的。2国内外已有技术对于LED荧光粉的涂覆技术，现在国内用的最普遍的技术是荧光粉涂覆技术也称点荧光粉混合胶的工艺。这种技术是直接将芯片表面涂覆荧光粉，将荧光粉粉末与树脂（如有机硅树脂、环氧树脂等）按一定的比例混合，在“扩晶”、“刺晶”、“固晶”之后，在“引线一支键合”与“封装”工序之间，将预先调配完成的荧光粉树脂混合物涂覆在LED芯片表面，最后将其固化和封装。其工艺流程如图1所示。图1涂覆工艺过程示意图这种方法存在不可逾越的缺点，在实际操作过程中，由于是手工或自动点胶机在芯片上逐个点上（涂覆）荧光胶，LED芯片点上的荧光胶的形状存在着很大的差异，很难控制均匀性与一致性，即一批器件之间会产生明显的色度差异，导致器件出射白光不均匀。基于传统的涂覆技术，美国的Lumileds公司首先开发了一种平面荧光粉涂覆技术，这种技术就有效的改善了白光LED的光斑空间分布均匀性以及管间色度、亮度的一致性，使芯片的荧光粉层厚度均匀化，得到均匀的出射白光，实现荧光粉涂层的浓度、厚度和形状的可控性。平面工艺示意图如图2。扩、刺晶固晶引线一支架灌封固化封装荧光粉+树脂图2平面工艺示意图利用该技术在国外已经得到成功的应用，但在国内还未见相关产品的生产。电子科技大学课题组研发了基于水溶性聚乙烯醇（PVA)透明感光胶的LED平面涂层工艺，实现了自曝光技术和基于多层多相（PVA+硅胶）结构的荧光粉平面涂层。但是此方法采用的水溶性聚乙烯醇（PVA)透明感光胶不能承受后续封装如回流焊工艺的高温影响，从而可能造成器件失效。3制作过程3.1制作目的将荧光粉均匀的涂在玻璃（或其他物品）的表面，通过控制曝光时间和光线的平行度使得涂层表面荧光粉分布均匀，从而显示出视觉效果较好的图案。3.2制作原理荧光粉,是一种在紫外线、可见辐射和电场作用下引起发光的物质。感光胶是一种感光材料，将荧光粉混合于感光胶内仍然可以感光，不至于影响荧光粉发光。光刻胶是一种对光敏感的混合物，经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像。将三种物质混合在一起不改变各物质的性质，用超声波分散仪将三种物质混合均匀，利用模具和曝光控制涂层的厚度，根据光刻工艺，显影得到各种图形。3.3主要材料感光胶（AB胶）、光刻胶（正、负）、荧光粉、显影剂。3.3.1AB胶室温下（25℃）将被粘物处理洁净，然后将A胶和B胶以目测1：1比例用涂塑胶料片混合后，3分钟内涂于待粘合的表面，5-1...