ZnO-MgO-環(huán)氧樹脂基復(fù)合封裝材料對LED出光效率的影響.pdf

1、隨著節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)政策的推行和發(fā)光二極管（LED）生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，LED固態(tài)照明已成為一種趨勢，如何提高LED的出光效率、延長其使用壽命成為LED推廣過程中的關(guān)鍵問題。影響 LED出光效率的關(guān)鍵因素是芯片頂部的封裝材料，芯片頂部封裝要求材料具有高透光率、高折射率和高抗老化能力。目前市場上使用的有機(jī)硅樹脂和聚碳酸酯的雙層封裝結(jié)構(gòu)，有機(jī)硅樹脂是一種軟體，粘接強(qiáng)度差、折射率低，聚碳酸酯是一種熱塑型塑料，抗紫外光的能力差，這些都影響了LED的壽命

2、與出光效率。
　　環(huán)氧樹脂固化后粘接強(qiáng)度高、硬度大，折射率也比有機(jī)硅大，故本文采用環(huán)氧樹脂作為基底材料制備高性能的LED封裝材料。但環(huán)氧樹脂的折射率依然達(dá)不到高出光率LED的要求，并且存在透光率不高和易老化黃變的問題，針對這些問題，本文對納米 MgO和納米 ZnO進(jìn)行表面改性處理，并按一定的比例加入到環(huán)氧樹脂中，制備出高性能的LED頂部封裝材料，既提高了LED的出光效率又通過單層封裝的方式簡化了封裝工藝。
　　本次實(shí)驗(yàn)制備了

3、三種不同的復(fù)合材料，分別為MgO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料、ZnO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料和MgO/ZnO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。結(jié)果表明，通過表面處理、高速攪拌、超聲混合的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在納米 ZnO和納米 MgO的作用下，透光率、折射率和抗老化性能均有所提高：
　　1：在環(huán)氧樹脂中加入納米 MgO可以提高材料的透光率和折射率：材料的透光率隨納米MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈極值化變化，當(dāng)MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.015％時，透光率從純環(huán)氧樹脂的80.04

4、%提高到88.07%；材料的折射率隨納米MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，當(dāng) MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時，折射率從純環(huán)氧樹脂的1.535提高到1.553。
　　2：在環(huán)氧樹脂中加入納米ZnO可以提高材料的透光率、折射率和抗紫外老化能力：材料的透光率隨納米ZnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加也呈極值化變化，當(dāng)ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%時，復(fù)合材料的透光率達(dá)到86.94%；材料的折射率隨納米ZnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，當(dāng)ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%時

5、，復(fù)合材料的折射率達(dá)到1.572；此外，在環(huán)氧樹脂中加入納米ZnO可以大大減小紫外光對材料透光率的影響。
　　3：納米MgO/EP復(fù)合材料和納米ZnO/EP復(fù)合材料不能同時提高環(huán)氧樹脂的透光率和折射率，低含量添加時樣品透光率提高但折射率較小，增加其含量時折射率提高但透光率下降。為了更好的提高材料的透光率、折射率和抗老化能力，實(shí)驗(yàn)將兩種納米材料同時加入到環(huán)氧樹脂中：當(dāng)ZnO、MgO與環(huán)氧樹脂配比為ZnO：MgO：EP=4:1:100

6、00時，復(fù)合材料的透光率為86.64%，折射率達(dá)到1.565。相對于有機(jī)硅樹脂雙層結(jié)構(gòu)，質(zhì)量比為ZnO：MgO：EP=4:1:10000的納米ZnO/MgO/EP復(fù)合材料，使LED頂部封裝的出光角度提高了6.43°；相對于純環(huán)氧樹脂封裝結(jié)構(gòu)，使LED頂部封裝的透光率提高了6.6%，使出光角度提高了1.1°，并使 LED具有良好的穩(wěn)定性，提高了LED的使用壽命。
　　4：通過表面處理的納米粒子，在環(huán)氧樹脂中分散均勻，無團(tuán)聚現(xiàn)象，粒徑