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多基色无荧光粉LED以其高品质、高可靠性的优点成为下一代半导体照明的必然趋势。对于多基色LED封装模块,光提取效率和空间颜色均匀性是评价其性能的关键指标之一。传统的封装结构无法同时满足多基色无荧光粉LED对高光提取效率和高空间颜色均匀性的要求,这限制了其在高品质照明领域的发展。本文基于表面微结构阵列在光提取和混光方面的显著优势,提出一种新的基于主动制冷的水滴凝结压印技术,在紫外聚合物薄膜表面实现不同形貌的凹形微结构阵列的制备。将所制备的表面凹形微结构阵列紫外聚合物薄膜应用在多基色LED封装中能有效提高其光提取效率和空间颜色均匀性。与传统的表面微结构阵列制备工艺相比,本技术方案具有工艺简单、成本低和形貌灵活可控的优点。全文具体研究内容如下:理论分析了水滴与聚合物胶体的相互作用过程,验证了工艺的可行性。同时分析了不同表面张力对水滴-胶体相互作用的影响。结果表明,表面张力是调节微结构形貌的关键因素。搭建实验平台并开展基于主动制冷水滴凝结的表面微结构阵列制备实验。通过改变水滴的凝结温度、凝结时间、牺牲层材料种类和体积,实现对微结构的大小、间距和截面形貌的调控。基于主动制冷水滴凝结法,通过调节制冷温度工艺参数,实现了微结构曲率的调节,进一步地,通过两步制冷法,引入温度梯度作用,使水滴阵列在Marangoni效应的作用下向牺牲层移动,实现对微结构曲率的连续可调。建立LED封装光学模型,研究光线在表面微结构阵列聚合物薄膜中的传输行为,理论分析微结构阵列形貌对LED封装模组的光提取效率和空间颜色均匀性的影响。开展应用微结构阵列的LED封装实验,研究微结构阵列对LED封装光提取效率和空间颜色均匀性的影响。将多颗硅基LED芯片以COB封装形式封装得到多基色无荧光粉LED模组,并将表面微结构聚合物薄膜应用于LED封装。光学测试表明:在500mA测试电流下,微结构阵列实现了绿光LED光提取效率11.4%的提高。在200mA测试电流下,与光滑表面封装模组相比,采用微结构阵列封装的多基色LED模组的空间最大相关色温偏差从853 K下降为273 K,表明微结构阵列可以有效提高多基色LED封装模组的空间颜色均匀性。并且,微结构阵列实现了多基色LED模组光提取效率9.1%的提高。