Над чем работаем?

Разработка компаунда, активированного люминофорами, для особо ярких СИД белого цвета

Очень привлекательна идея - использовать светодиоды  для обычного «белого» освещения. Классический прием получения белого цвета – путем смешения красного, зеленого и синего цветов, таким способом пользовались лет 10 назад, применяя для этого 3 полупроводниковых кристалла. В последнее время получил распространение другой подход - использование двух противолежащих цветов на цветовом графике МКО.

Если голубой диод покрыть желтым фотолюминофором, в котором свет возбуждается голубым излучением, то сложение цветов даст белое свечение со спектром, показанным на рисунке. В качестве кристалла СИД обычно используют нитрид галлия, а в качестве фотолюминофора - иттрий-гадолиниевый гранат, активированный церием.

 Мы применяли в своих экспериментах, как  неорганические люминофоры,  так и органические люминесцентные красители с высокой квантовой эффективностью. В отличие от неорганических люминофоров последние хорошо растворяются в эпоксидных компаундах, что облегчает технологический процесс нанесения окрашенного компаунда на кристалл. Поскольку стоксов сдвиг органических красителей недостаточно велик, чтобы перенести излучение из голубой в желто-зеленую область, применялись два красителя, образующих донорно-акцепторную пару. Первый краситель возбуждался светом голубого диода, а излучение его люминесценции, в свою очередь, «подкачивало» второй краситель.

Разработанные компаунды, как с использованием органических, так и неорганических люминофоров,  позволяют попадать во все BIN «белого квадрата» и  обеспечивают высокую светосилу излучающего диода.  В настоящее время они проходят апробацию на предприятиях России для выбора оптимального состава и отработки технологического процесса.

Разработка компаунда для герметизации оптоэлектронных приборов, отверждаемого при температуре 130-150°С

Поскольку эпоксидные компаунды имеют сложный химический состав и механизм полимеризации, то получить бесцветный отвержденный эпоксиполимер (даже из бесцветных компонентов) трудно, а порой невозможно, особенно, при повышенных температурах отверждения Т = 130 - 150°С. Между тем для СИД повышенной яркости (в зарубежной терминологии «high performance LEDs») требуется  совершенно бесцветный корпус с температурой стеклования эпоксиполимера и соответственно верхним пределом температур эксплуатации до 120 - 130°С.

С этой целью в Лаборатории физики полимеров проводится цикл исследований по выбору и оценке влияния типа эпоксидного олигомера и отверждающего агента на процесс получения оптически прозрачных эпоксидных полимеров при повышенных температурах Т = 130 - 150°С (температура стеклования, как правило, на 10 - 20°С меньше температуры отверждения). Работа еще не завершена.

 Предварительно можно отметить, что наибольшей термостойкостью и незначительным пожелтением обладают циклоалифатические олигомеры, отверждаемые ангидридами поликарбоновых кислот (ГГФА, МГГФА, ИМТГФА). Однако из них получаются слишком «жесткие» образцы, а добавление пластификаторов приводит к снижению температуры стеклования. Кроме того, показатель преломления у них меньше, чем у эпоксидиановых полимеров, что уменьшает вывод эмитируемого излучения из полупроводника. Для диановых смол хорошие результаты получаются при использовании в качестве отвердителя гексагидрофталевого ангидрида, не содержащего двойных связей.  Но в естественном виде он представляет собой порошок, что неудобно в эксплуатации; промышленный выпуск его в России прекращен.

Разработка компаунда горячего режима отверждения с показателем преломления, близким к  n_D = 1,6

Важность создания оптически прозрачного компаунда с возможно большим показателем преломления вытекает из формулы (приближенно): h=1/[n_e×(n_e+1)], где h - доля генерируемого внутри полупроводника света, проходящего через верхнюю поверхность простой светодиодной структуры, n_e – относительный показатель преломления на границе полупроводник-окружающая среда. Очевидно, чем выше показатель преломления полимера («окружающей среды»), тем меньше n_e, и тем больше излучательная способность h СИД.

Использование эпоксиполимера в качестве корпуса светодиода приводит, таким образом, не только к защите полупроводника, но и к существенному росту силы света. Нетрудно рассчитать, что после герметизации СИД коэффициент вывода света для пары: фосфид галлия-разрабатываемый компаунд относительно существующей пары: фосфид галлия-компаунд ПЭО-90М вырастет примерно на 8%.

Здесь мы пытались увеличить n_ЭП за счет использования галоидосодержащих продуктов, например, смолы УП-631, имеющей в своем составе фрагменты тетрабромдифенилолпропана и имеющей n_D = 1,637. Однако технологические трудности ее очистки вместе с заметным повышением вязкости эпоксидного компаунда пока не дают достичь успеха в этом направлении.

По вопросам сотрудничества и получения дополнительной информации
обращаться по E-Mail: lfpti@ya.ru

Клеи и компаунды Компаунды для оптоэлектроники Компаунды для бижутерии Компоненты Лаборатория Ссылки              Главная   Каталог