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某些物质加上电压后能将电能直接转换成光能,这种发光现象就是电致发光。本课题研究的电致发光器件涵盖LED和OLED。LED封装的主要目的是确保发光芯片和电路间的电气和机械接触,并使发光芯片不受机械、热、潮湿及其它外部因素的影响,同时LED的光学应用特性也需要通过封装来实现。OLED封装则主要是为了避免水汽和氧气对器件性能的影响。
分析了在引线键合工艺中双键合点引线拉力试验中造成测试值与引线实际抗拉力值存在差值的原因。讨论了引线键合拉力测试过程中吊钩位置、弧线长度以及测量过程中金属引线存在的弹塑性变形对测试准确性的影响。指出采用单键合点引线拉力测试可以比较准确的测得引线的实际抗拉力值。系统总结了影响引线键合强度的因素。对于常温下超声引线键合而言,平整度是影响键合强度的关键因素之一。采用了破坏性单键合点的测试方法。在尽量排除其它干扰因素的情况下,通过实验比较了10种不同平整度条件下细铝丝超声引线键合的结果。结果表明平整度对超声引线键合的强度有影响,随着平整度的提高,键合强度和稳定度也随之提高。实际测试键合拉力时发现,键合良好断裂点均在跟键处,采取补强的方式使1.25mil细铝丝超声键合后的键合强度均值可以达到16gf,分析了以上实验现象产生的原因,探讨了键合强度形成的机理。
研究了固晶工艺与荧光粉涂覆工艺,用UV胶高效的替代了传统的硅胶,并成功封装出了大功率LED,对它的电压-电流特性,光谱特性,光强空间分布,及结温进行了测试表征。并提出了高散热功率型封装形式。
低功函数金属Ca在大气中稳定性差,抗腐蚀的能力也不好,容易被氧化或剥离,对封装要求严格,尽管如此,仍然不易避免与封装过程中残留的水汽和氧气发生反应,所以为了减小水汽和氧气对低功函数金属阴极产生不利影响,采用制备的钙铝合金作为器件阴极。研究了将不同比例的钙铝合金作为阴极与铝作为阴极的器件的电流-电压,电压-亮度,器件的外量子效率,光谱特性等进行了对比分析,发现当钙铝合金的比例为10%时器件的亮度达到最大值10100cd/m2,并且器件的效率最高。
制备Sb2Te3半导体玻璃薄膜作为绿光OLED器件:ITO/2T-NATA(15nm)/NPB(25nm)/Alq3:C545T(30nm:2%wt)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/AL(100nm)的封装层。在高真空的条件下(3×10-4pa),利用真空蒸镀的方法,依次蒸镀完各功能层后,立即用大电流的方式在阴极上瞬间蒸镀一层Sb2Te3薄膜层。对比了用玻璃封装器件和用薄膜封装后再用玻璃封装两种器件的性能,.封装过程均未使用干燥剂。实验结果发现,Sb2Te3薄膜可以使器件的寿命增加近5倍,而增加薄膜封装层对器件的电流密度-电压,亮度-电压,光谱特性等光电性能几乎不产生影响,并分析了两种器件性能产生差异的原因。
基于LED器件探讨了OLED器件。模拟无机大功率白光LED由蓝色芯片激发荧光粉形成白光的发光方式,基于有机电致蓝光器件激发黄色的YAG:Ce荧光粉来实现全色器件。采用真空蒸镀法,制备了ITO/2T-NATA(30nm)/AND:TBPe(50wt%,40nm)/Alq3(100nm)/LiF(1nm)/A1(100nm)的蓝光器件,然后再出光面用点胶机均匀涂覆一层不同厚度的黄色的YAG:Ce荧光粉制备出了不同色坐标的全色器件。用蓝光器件激发黄色YAG:Ce荧光粉可以减少有机电致发光全色器件的制备工艺和难度,并且可以利用已经非常成熟的荧光粉技术。通过实验结果可以发现,涂覆荧光粉得到了光谱稳定的全色器件,涂覆荧光粉层器件的最高亮度为13840cd/m2相比蓝色器件可以提高接近2倍,涂覆荧光粉器件的发光效率最高可达到17.3cd/A,相比蓝色器件的最高光度效率提高了2倍多。由LED引申出了OLED器件结温。