?高效高可靠的量子點(diǎn)白光LED封裝和熱管理對(duì)于LED照明應(yīng)用至關(guān)重要，直接影響著LED的性能、穩(wěn)定性和壽命。關(guān)于高效高可靠量子點(diǎn)白光LED封裝與熱管理的研究正在不斷進(jìn)行，隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，新的封裝和熱管理方法持續(xù)被探索，以滿足不斷增長(zhǎng)的照明市場(chǎng)需求。
近日，第九屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第二十屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）于廈門召開，期間的“半導(dǎo)體照明芯片，封裝及光通信技術(shù)分會(huì)”上，華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院院長(zhǎng)，中歐能源學(xué)院中方院長(zhǎng)、教授、IEEE會(huì)士羅小兵分享了高效高可靠量子點(diǎn)白光LED封裝與熱管理的最新研究進(jìn)展。
量子點(diǎn)納米晶體憑借著高發(fā)光效率、高光色質(zhì)量、光譜可調(diào)等優(yōu)異的光電性能，成為了當(dāng)前最具應(yīng)用價(jià)值和潛力的新型材料之一，并獲得了2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。基于量子點(diǎn)技術(shù)的白光LED在照明和顯示領(lǐng)域掀起了新的技術(shù)革命。目前，量子點(diǎn)白光LED的大規(guī)模應(yīng)用仍然存在諸多挑戰(zhàn)，一方面是量子點(diǎn)在封裝中極易被水、氧等小分子侵蝕，另一方面是量子點(diǎn)光致發(fā)光過程中產(chǎn)生的熱量聚積在封裝體內(nèi)部難以散出，上述難題導(dǎo)致量子點(diǎn)在器件中的發(fā)光衰減甚至猝滅，嚴(yán)重制約了量子點(diǎn)白光LED的性能和長(zhǎng)期可靠性。
為解決上述難題，羅小兵教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十余年，探明了量子點(diǎn)白光LED中芯片與量子點(diǎn)熒光材料間的多尺度能量傳輸和轉(zhuǎn)化機(jī)理，并從光熱協(xié)同的角度，提出了器件光色優(yōu)化、水氧阻隔、封裝內(nèi)熱管理等全流程封裝解決方案，成功解決了量子點(diǎn)白光LED在封裝和應(yīng)用過程中的性能與可靠性難題，為量子點(diǎn)白光LED走向大規(guī)模高端應(yīng)用提供了理論和技術(shù)支撐。
報(bào)告中詳細(xì)了分享了QDs-WLEDs封裝技術(shù)挑戰(zhàn)、QDs-WLEDs光色優(yōu)化技術(shù)、QDs-WLEDs水氧阻隔技術(shù)、QDs-WLEDs封裝內(nèi)熱管理的研究成果。其中，高光色質(zhì)量的QDs-WLEDs光譜優(yōu)化方面，面臨的瓶頸問題是白光品質(zhì)影響人體晝夜節(jié)律。光譜優(yōu)化目標(biāo)是量子點(diǎn)白光LED光譜的CAF調(diào)控范圍須盡可能大，同時(shí)須保證其他光學(xué)性能。優(yōu)化思路一是基于最優(yōu)光譜的多目標(biāo)優(yōu)化遺傳方法；二是基于藍(lán)光芯片、黃色熒光粉、紅色量子點(diǎn)制備白光LED，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)光譜。
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QDs-WLEDs水氧阻隔技術(shù)研究涉及疏水量子點(diǎn)復(fù)合材料、量子點(diǎn)-介孔硅微球（QLMS）、量子點(diǎn)玻璃（QDs-glass）。QDs-WLEDs封裝內(nèi)熱管理，瓶頸問題在于量子點(diǎn)膠體散熱困難，導(dǎo)致工作溫度過高，威脅器件性能。解決方案涉及1）封裝體內(nèi)部搭建高速導(dǎo)熱支架；2）量子點(diǎn)/氮化硼高導(dǎo)熱發(fā)光復(fù)合材料；3）量子點(diǎn)白光LED封裝內(nèi)定向熱管理；4）三維氮化硼互連導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)；5）QDs-WLDs超高面內(nèi)導(dǎo)熱強(qiáng)化。
報(bào)告指出，QDs-WLEDs為照明與顯示行業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇，同時(shí)面臨光-熱協(xié)同封裝挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)歷時(shí)二十余年，探明了芯片與微納熒光材料間的多尺度能量傳輸與轉(zhuǎn)換機(jī)理，從光熱協(xié)同角度，提出了光色優(yōu)化、水氧阻隔、內(nèi)熱管理等全流程封裝解決方案，也期待與產(chǎn)業(yè)界攜手推動(dòng)QDs-WLEDs走向大規(guī)模高端應(yīng)用。
（備注：以上信息僅根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)整理未經(jīng)嘉賓本人確認(rèn)，僅供參考！）