电场与热场调控下无模具LED透镜成型技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51605341
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The lens is very key to high-power light-emitting diodes (LED). And its morphology quality decides the light pattern and efficiency of LED devices. In order to meet requirements of advanced packaging technologies, a novel moldless lens forming technology is proposed based on the regulation of the electric and thermal fields in this study. Centered around the scientific and key issues, which are the regulating mechanism of the electric and thermal fields for flow behavior, and obtaining the optimal process parameters for complex lens forming, the proposal includes the following research contents: 1) A flow model which couples the electric field, thermal field and multiphase flow is built to systematically investigate the rules of encapsulation flow and morphology evolution; 2) The process parameters for complex lens forming are explored and optimized through combining the numerical analysis and experiments; 3) The applying of the new lens forming technology is conducted for the lenses of LED street lamp and backlight. And optical performances of the lenses are tested for evaluating the new lens forming technology. Currently, high-power LED have been widely adopted in vast illumination applications. And with LED developing toward high density, high reliability and high performance, the lens forming technologies with controllable morphology are urgently needed. This study would open the new mentality for LED lens forming technologies. Its achievements would promote the development and application of advanced LED packaging technologies, and provide the power to the semiconductor lighting.
透镜是大功率LED封装的关键部件,透镜成型质量直接决定LED器件光型与光效。本项目利用电场与热场耦合调控原理,提出一种新型无模具LED透镜成型技术,满足大功率LED先进封装需求。围绕理解电场与热场调控封装胶流动行为机制,获得新型透镜成型工艺参数,本项目主要研究内容包括:1)建立电场-热场-多相流耦合流动模型,系统地研究封装胶在电场和热场作用下的流动行为与形貌演变规律;2)采用数值分析与实验相结合的手段进行电场与热场耦合调控下LED透镜成型技术探索与工艺优化;3)新技术在LED路灯与背光模块透镜成型中应用与评估。目前,LED已广泛应用于各种照明领域,随着LED器件朝着高密度、高可靠与高性能发展,迫切需要开发形貌灵活可控的透镜成型技术。项目实施为大功率LED透镜制备技术研发开辟了新思路,有效推动LED封装技术与半导体照明技术发展。

结项摘要

封装胶涂覆与成形是LED封装的关键。传统封装胶涂覆工艺严重依赖于昂贵的封装设备,显著增加了LED封装工艺的成本。发展高性能、低成本LED封装技术对封装胶涂覆工艺创新提出了迫切要求。本项目从封装胶涂覆工艺中流体流动的物理本质出发,探索了基于电场与热场耦合作用封装胶流动行为及调控方法;针对LED封装中透镜成形和荧光粉涂覆提出了新加工方法。具体研究内容包括:. 1)建立基于静电-水平集两相流流体流动的多物理场耦合分析模型,并开展了系统实验研究;揭示了电场作用下,聚合物形貌变化分为微小变形、稳定增长和突变增长三个阶段。电场强度和材料物性参数影响聚合物流动规律,其中电压大小、电极间距、聚合物胶体初始高度、和温度载荷是电场作用下形貌调控的关键影响因素。. 2)针对复杂形貌透镜加工,通过理论优化得到,平板-平板电极实现锥形胶体形貌,圆环-平板电极实现扁平胶体形貌,非对称圆柱-平板电极实现非对称胶体形貌的技术方案,光学实验验证加工透镜具有良好的光学特性。. 3)通过电场与热场作用下调控荧光粉胶表面形貌方法,发展了加工悬链线柱形结构的荧光粉涂覆工艺,实现了模块理想的空间颜色均匀性。. 4)基于电场调控封装胶形貌,提出了一种结合荧光粉导电玻璃和调控透镜表面形貌实现LED光色调节技术,实验验证该技术具有良好的光色调节性能。. 5)发现了离子风作用下聚合物图形化现象,开展了离子风作用下实现聚合物硅胶图形化的实验,揭示了离子沉积是聚合物图形化的作用机制。. 6)基于离子风作用下的聚合物图形化,提出了LED光提取封装胶结构加工和荧光粉保形涂覆新方法。. 通过本项目电场与热场耦合作用下封装胶流动过程及成形工艺研究,为发展LED封装技术提供了新思路,同时电场作用下的流体流动过程的探索,特别是离子风作用下的聚合物图形化机理研究,丰富了电流体领域理论知识。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(5)
专利数量(2)
Realization of Conformal Phosphor Coating by Ionic Wind Patterning for Phosphor-Converted White LEDs
通过离子风图案实现荧光粉转换白光 LED 的保形荧光粉涂层
  • DOI:
    10.1109/lpt.2016.2647278
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
    IEEE Photonics Technology Letters
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Wu Jiading;Zhang Zefeng;Zheng Huai;Liu Sheng
  • 通讯作者:
    Liu Sheng
Formation of controllable polymer micropatterns through liquid film electro-dewetting
通过液膜电去湿形成可控聚合物微图案
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2017.12.070
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhou Shangru;Zheng Huai;Li Guoliang;Liu Jie;Liu Sheng
  • 通讯作者:
    Liu Sheng
Numerical study on effective thermal conductivity of transparent electrospun polymer composite
透明静电纺丝聚合物复合材料有效导热系数的数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2019.113949
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    APPLIED THERMAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Tan, Liyuan;Shi, Xiangcheng;Zheng, Huai
  • 通讯作者:
    Zheng, Huai
Large-scale and contact-free fabrication of microwell arrays based on electro-pressure of depositing ions
基于沉积离子电压的微孔阵列的大规模、无接触制造
  • DOI:
    10.1063/1.5092673
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    AIP Advances
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Cao Li;Jinglong Zou;Jiading Wu;Tingting Zhu;Peng Fei;Sheng Liu;Huai Zheng
  • 通讯作者:
    Huai Zheng
Forming desired polymer patterns through spatial-modulated ionic wind
通过空间调制离子风形成所需的聚合物图案
  • DOI:
    10.1063/1.5048649
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zheng Huai;Hu Qun;Song Yuansheng;Ge Lurong;Zhou Shangru;Liu Xiaowei;Liu Sheng
  • 通讯作者:
    Liu Sheng

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其他文献

大功率LED荧光粉胶涂覆流动铺展的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余兴建;郑怀;李岚;罗小兵
  • 通讯作者:
    罗小兵
大功率LED荧光粉硅胶点涂工艺的三维LBM模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    应用数学和力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李岚;郑怀;罗小兵
  • 通讯作者:
    罗小兵

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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