《量子點螢光粉光致生熱對LED器件溫度場的影響機制研究》是依託上海大學，由殷錄橋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：量子點螢光粉光致生熱對LED器件溫度場的影響機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：殷錄橋
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著對照明舒適度要求的提高，更高含量、更多種類的螢光粉被用來改善LED的光品質，這無疑增加了光致生熱的權重，造成器件溫度過高。量子點作為其中之一的納米顆粒螢光粉，是未來照明與顯示領域不可或缺的光致發光材料，但其光致生熱機理更為複雜，影響了光致發光效率，有必要將量子點螢光粉光致生熱構建到熱學模型中。研究中首先綜合考慮LED晶片的電致生熱與量子點螢光粉的光致生熱，建立LED複合熱源模型；然後通過量子點表面雜化修飾手段解決其與有機矽膠的兼容性，降低團聚率，並開展不同激發功率、溫度下的量子點螢光粉的光致生熱量等實驗研究；第三基於塞貝克效應、珀爾貼效應理論研究光致生熱對LED芯溫度場的影響機制；最後基於以上實驗數據及模型，建立晶片pn結、界面處、量子點螢光粉塗覆層熱傳導路徑的溫度函式關係，實現量子點螢光粉光致生熱對LED器件溫度場影響機制的目標，為量子點在光致發光中的套用提供一個熱學設計模型。
結題摘要
隨著顯示技術，尤其是以Micro LED與量子點光致發光相結合的顯示技術，顯示出了高解析度、高亮度的優點，已成為熱門研究領域。但目前量子點作為光致發光材料，存在熱穩定性差的難題，本項目圍繞量子點與LED複合熱光源模型建模、量子點表面修飾以及熱穩定性等方面開展了以下工作：1、建立了量子點、YAG螢光粉與LED晶片複合熱模型：隨著螢光粉在光致發光引起熱功率的增加，結溫呈線性數倍增加。複合光源模型中平均溫度與LED單一熱源平均溫度的關係，亦呈線性倍數關係。另外仿真模擬結果的表面溫度與實際紅外熱像儀測試的表面溫度基本吻合。在350mA電流驅動時，結構最佳化後的器件表面溫度比普通結構LED器件低26.5℃。原因是普通結構的LED器件的塗覆方式所引起的量子點重吸收和矽膠熱導率低，使得量子點/矽膠層內累積的熱量難以擴散所導致。2、導熱薄膜對半導體器件散熱性能的改善研究：基於最佳化製備過渡層的工藝參數，有效解決了DLC與金屬基底之間結合力的難題，獲得了高導熱率的複合薄膜。並且在LED器件、肖特基器件上得到了良好散熱的驗證。3、量子點光致發光白光LED器件的製備研究：通過一種簡便高效的途徑成功合成GQD。將製備的GQD與UV固化矽膠混合，僅需調整GQD/UV膜濃度和厚度即可實現光譜調配。所製備器件具有高達90.3的顯色指數。4、量子點納米糰簇及表面結構修飾的研究：通過使用銅納米糰簇和藍色QD作為顏色轉換層來製備WLED，其顯色指數為79.3，CIE色坐標為（0.32，0.33），證明了銅納米簇作為光致發光材料的優越性能。其次，通過反向微乳化方法對CdZnSeS / ZnS量子點進行了表面改性，並成功地塗覆了二氧化矽殼，修飾後的LED器件在高溫，高濕度條件下，顯示出相對更好的穩定性。證明了量子點表面修飾可以顯著改善量子點作為光致發光材料的熱穩定性。以上研究對量子點在LED領域，尤其是Micro LED光致發光的套用中，對改善量子點發光層的溫度、提高熱穩定性具有重要的參考意義。
