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随着节能减排经济政策的推行和发光二极管(LED)生产技术的进步,LED固态照明已成为一种趋势,如何提高LED的出光效率、延长其使用寿命成为LED推广过程中的关键问题。影响LED出光效率的关键因素是芯片顶部的封装材料,芯片顶部封装要求材料具有高透光率、高折射率和高抗老化能力。目前市场上使用的有机硅树脂和聚碳酸酯的双层封装结构,有机硅树脂是一种软体,粘接强度差、折射率低,聚碳酸酯是一种热塑型塑料,抗紫外光的能力差,这些都影响了LED的寿命与出光效率。环氧树脂固化后粘接强度高、硬度大,折射率也比有机硅大,故本文采用环氧树脂作为基底材料制备高性能的LED封装材料。但环氧树脂的折射率依然达不到高出光率LED的要求,并且存在透光率不高和易老化黄变的问题,针对这些问题,本文对纳米MgO和纳米ZnO进行表面改性处理,并按一定的比例加入到环氧树脂中,制备出高性能的LED顶部封装材料,既提高了LED的出光效率又通过单层封装的方式简化了封装工艺。本次实验制备了三种不同的复合材料,分别为MgO/环氧树脂复合材料、ZnO/环氧树脂复合材料和MgO/ZnO/环氧树脂复合材料。结果表明,通过表面处理、高速搅拌、超声混合的环氧树脂复合材料在纳米ZnO和纳米MgO的作用下,透光率、折射率和抗老化性能均有所提高:1:在环氧树脂中加入纳米MgO可以提高材料的透光率和折射率:材料的透光率随纳米MgO质量分数的增加呈极值化变化,当MgO的质量分数为0.015%时,透光率从纯环氧树脂的80.04%提高到88.07%;材料的折射率随纳米MgO质量分数的增加而增大,当MgO的质量分数为0.05%时,折射率从纯环氧树脂的1.535提高到1.553。2:在环氧树脂中加入纳米ZnO可以提高材料的透光率、折射率和抗紫外老化能力:材料的透光率随纳米ZnO质量分数的增加也呈极值化变化,当ZnO的质量分数为0.04%时,复合材料的透光率达到86.94%;材料的折射率随纳米ZnO质量分数的增加而增大,当ZnO的质量分数为0.06%时,复合材料的折射率达到1.572;此外,在环氧树脂中加入纳米ZnO可以大大减小紫外光对材料透光率的影响。3:纳米MgO/EP复合材料和纳米ZnO/EP复合材料不能同时提高环氧树脂的透光率和折射率,低含量添加时样品透光率提高但折射率较小,增加其含量时折射率提高但透光率下降。为了更好的提高材料的透光率、折射率和抗老化能力,实验将两种纳米材料同时加入到环氧树脂中:当ZnO、MgO与环氧树脂配比为ZnO:MgO:EP=4:1:10000时,复合材料的透光率为86.64%,折射率达到1.565。相对于有机硅树脂双层结构,质量比为ZnO:MgO:EP=4:1:10000的纳米ZnO/MgO/EP复合材料,使LED顶部封装的出光角度提高了6.43°;相对于纯环氧树脂封装结构,使LED顶部封装的透光率提高了6.6%,使出光角度提高了1.1°,并使LED具有良好的稳定性,提高了LED的使用寿命。4:通过表面处理的纳米粒子,在环氧树脂中分散均匀,无团聚现象,粒径为50nm的颗粒单一均匀分散在环氧树脂当中。