论文部分内容阅读
发光二极管（LED）作为新型的高效固态电光源，具有寿命长、经济环保、绿色节能等显著优点，其经济及社会意义巨大。然而LED的实际使用寿命仍比较低，这严重制约着LED的推广应用。研究发现，结温过高是降低LED使用寿命的关键因素。影响LED结温的主要因素是芯片顶部封装材料的透光率和光老化以及粘接层材料的导热系数。为了提高粘接层复合材料的导热系数以及顶部封装材料的透光率和抗紫外光老化能力，以降低LED的结温。 本研究主要内容包括：①粘接层对结温的影响：用硅烷偶联剂改性BN和Al2O3颗粒，制备 BN/EP（环氧树脂）复合材料和Al2O3/EP复合材料，用作LED的粘接层。实验结果表明， LED的结温会随着粘接层复合材料导热系数的增加而降低，随着粘接层厚度的增加而升高。最终得到粘接效果最好的粘接层厚度为0.1 mm。当表面处理的BN的含量为60 wt％时，BN/EP复合材料的导热系数最高，当用作1W LED的粘接层材料时，实验测得结温为75.2℃，比纯环氧树脂降低了27.6℃。Al2O3/EP复合材料作为1W LED的粘接层时，实验测得最低结温为78.2℃。实验结果与COMSOL软件模拟结果进行对比分析发现实验测量LED的结温与模拟结温基本吻合。②电场取向复合材料提高其透光率：选用纳米MgO颗粒为填料，并在固化过程中对其施加高压直流电场，令 MgO/EP复合材料沿电场方向取向排列，构建光子传播通道，降低光散射，增强光衍射，提高了复合材料的透光率。当MgO含量为0.02 wt%时，电场取向MgO/EP复合材料透光率增加至93.8%，是纯环氧树脂的1.09倍，有机硅树脂GN-502L的1.02倍，有机硅/聚碳酸酯双层材料的1.04倍。另外，电场取向 MgO/EP复合材料打开了声子导热通道，使复合材料的导热系数也大大提高，约为纯环氧树脂的1.7倍。③光稳定剂改性环氧复合材料提高其抗紫外老化能力：选用无机紫外屏蔽型光稳定剂纳米ZnO，配合常见有机光稳定剂HS-508、UV-329和UV-P对LED封装用环氧树脂进行抗紫外光老化改性。研究发现，所选几种光稳定剂对环氧树脂均具有抗紫外老化的作用，其中纳米ZnO的抗紫外老化效果最好。受阻胺类光稳定剂HS-508与紫外线吸收剂UV-329和UV-P共同使用时会产生协同效应，当0.1wt%的HS-508与0.1wt%的UV-329共同使用时，环氧复合材料的抗紫外老化效果最好。