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基于电场诱导的白光LED驱动应用研究

发布:2021-01-22

实验名称:基于电场诱导的白光LED结构化涂层制备及其应用研究

研究方向:电场诱导结构制备工艺试验研究

实验内容:

本文主要围绕:平面电极和机构化电极两种电场诱导工艺进行试验研究,在平面电极电场诱导工艺中探索电压、电极间距、聚合物膜厚等参数对于成形形貌的二维分布影响。以增强光学散射性能为目的,基于基础工艺研究开发无序微透镜制备方法及粗造化多级结构制备方法,使结构表面形貌更为多变,并选取不同工艺参数研究其对聚合物最终成形形貌的影响,实现对成形结构的有效调节。在结构电极诱导中探究结构化电场中聚合物的成形规律及电极电压、聚合物 初始膜厚、电极间距等工艺参数对成形结构形貌轮廓的影响规律。

测试设备:信号发生器、功率放大器、旋涂机、紫外固化灯、超井深显微镜、三维光学轮廓仪、扫描电子显微镜

实验过程:

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平面电极电场诱导工艺采用平行的平板电极作为电场激发装置,通过均匀电场对聚合物表面的轻微热扰动进行放大,在界面扰动生长竞争中,将有一特定波长的热扰动生长率最快,最终占据主导优势,以该波长为周期生长出相对无序的微纳米柱结构。

信号发生器可激发方波、锯齿、正弦等电信号函数,最大加载电压幅值5V,通过功率放大器进行放大,放大倍数范围为1-100倍,最高输出电压为1600Vpp,结合功率放大器作为实验的电场激发电源。

针对电极电压参数的研究试验中,诱导过程分别施加200V、300V、400V、500V的电极电压进行结构诱导成形。诱导过程均在30s内完成,随着电压的增大,结构生长成形速度越快。

实验结果:

平面电极电场诱导过程中,柱结构首先在诱导区域的四个角落开始生长,随后严重四个边线延伸开并围绕边框分布,最后自外而内向中心区域包拢。电极电压的大小在低电压情况下对结构直径及密度有较大的影响,电压越大结构直径越小、结构密度越大,高电压情况下影响甚微;

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实验结果2.png

不同电压成形结平均直径及相对密度柱状图

电场辅助微透镜陈列成形工艺中,不同电压波形对聚合物流变有不同的作用效果,主要体现在形貌调控极限的不同,其中适当频率的方波电压在同等幅值下比恒定电压具有更好的形貌调控能力。

实验结果3.png

过高或过低的方波电压频率都会减弱电压幅值对轮廓调控效果,在5Hz方波电压下,透镜结构的表面曲率和深宽比随着幅值的增大而逐渐增大,幅值微180V时透镜表面深宽比达到0.693,验证了该工艺良好的形貌调控能力。

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