基于電場誘導(dǎo)的白光LED結(jié)構(gòu)化涂層制備及其應(yīng)用研究

　　實(shí)驗(yàn)名稱：基于電場誘導(dǎo)的白光LED結(jié)構(gòu)化涂層制備及其應(yīng)用研究

　　研究方向：電場誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)制備工藝試驗(yàn)研究

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　　本文主要圍繞：平面電極和機(jī)構(gòu)化電極兩種電場誘導(dǎo)工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究，在平面電極電場誘導(dǎo)工藝中探索電壓、電極間距、聚合物膜厚等參數(shù)對于成形形貌的二維分布影響。以增強(qiáng)光學(xué)散射性能為目的，基于基礎(chǔ)工藝研究開發(fā)無序微透鏡制備方法及粗造化多級結(jié)構(gòu)制備方法，使結(jié)構(gòu)表面形貌更為多變，并選取不同工藝參數(shù)研究其對聚合物最終成形形貌的影響，實(shí)現(xiàn)對成形結(jié)構(gòu)的有效調(diào)節(jié)。在結(jié)構(gòu)電極誘導(dǎo)中探究結(jié)構(gòu)化電場中聚合物的成形規(guī)律及電極電壓、聚合物 初始膜厚、電極間距等工藝參數(shù)對成形結(jié)構(gòu)形貌輪廓的影響規(guī)律。

　　測試設(shè)備：信號發(fā)生器、功率放大器、旋涂機(jī)、紫外固化燈、超井深顯微鏡、三維光學(xué)輪廓儀、掃描電子顯微鏡

　　實(shí)驗(yàn)過程：

　　平面電極電場誘導(dǎo)工藝采用平行的平板電極作為電場激發(fā)裝置，通過均勻電場對聚合物表面的輕微熱擾動(dòng)進(jìn)行放大，在界面擾動(dòng)生長競爭中，將有一特定波長的熱擾動(dòng)生長率最快，最終占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢，以該波長為周期生長出相對無序的微納米柱結(jié)構(gòu)。

　　信號發(fā)生器可激發(fā)方波、鋸齒、正弦等電信號函數(shù)，最大加載電壓幅值5V，通過功率放大器進(jìn)行放大，放大倍數(shù)范圍為1-100倍，最高輸出電壓為1600Vpp，結(jié)合功率放大器作為實(shí)驗(yàn)的電場激發(fā)電源。

　　針對電極電壓參數(shù)的研究試驗(yàn)中，誘導(dǎo)過程分別施加200V、300V、400V、500V的電極電壓進(jìn)行結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)成形。誘導(dǎo)過程均在30s內(nèi)完成，隨著電壓的增大，結(jié)構(gòu)生長成形速度越快。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　平面電極電場誘導(dǎo)過程中，柱結(jié)構(gòu)首先在誘導(dǎo)區(qū)域的四個(gè)角落開始生長，隨后嚴(yán)重四個(gè)邊線延伸開并圍繞邊框分布，最后自外而內(nèi)向中心區(qū)域包攏。電極電壓的大小在低電壓情況下對結(jié)構(gòu)直徑及密度有較大的影響，電壓越大結(jié)構(gòu)直徑越小、結(jié)構(gòu)密度越大，高電壓情況下影響甚微；

　　不同電壓成形結(jié)平均直徑及相對密度柱狀圖

　　電場輔助微透鏡陳列成形工藝中，不同電壓波形對聚合物流變有不同的作用效果，主要體現(xiàn)在形貌調(diào)控極限的不同，其中適當(dāng)頻率的方波電壓在同等幅值下比恒定電壓具有更好的形貌調(diào)控能力。

　　過高或過低的方波電壓頻率都會(huì)減弱電壓幅值對輪廓調(diào)控效果，在5Hz方波電壓下，透鏡結(jié)構(gòu)的表面曲率和深寬比隨著幅值的增大而逐漸增大，幅值微180V時(shí)透鏡表面深寬比達(dá)到0.693，驗(yàn)證了該工藝良好的形貌調(diào)控能力。