一種新型白光LED熒光粉層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，白光LED發(fā)展迅猛。但是由于白光LED不像其他光源是均勻發(fā)光，所以白光LED在空間色溫分布上還是存在著不均勻的情況。為了減少人們對(duì)于色溫分布不均勻造成的不舒適感，提高白光LED的品質(zhì)，改善白光LED的色溫分布均勻性非常必要。本文將通過建立白光LED的光傳輸模型，深入的了解影響色溫分布均勻性的物理機(jī)制，對(duì)白光LED封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，提出一種改善白光LED色溫分布均勻性的封裝結(jié)構(gòu)，在模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了這種新型的

2、封裝結(jié)構(gòu)能夠有效地改善白光LED的空間色溫分布均勻性。
　　本文首先建立白光LED的物理模型。物理模型包括藍(lán)光LED的MQWs(Multiple Quantum wells)模型、Mie散射模型、熒光粉粉層的結(jié)構(gòu)模型、邊界模型、相關(guān)色溫計(jì)算模型、白光LED傳輸模型。使用Monte Carlo方法模擬白光LED的光學(xué)特性。在光強(qiáng)自適應(yīng)封裝結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于光強(qiáng)自適應(yīng)的新型曲面封裝優(yōu)化結(jié)構(gòu)。優(yōu)化結(jié)構(gòu)由光強(qiáng)自適應(yīng)層和傳統(tǒng)點(diǎn)膠層

3、兩層構(gòu)成，第一層是光強(qiáng)自適應(yīng)層，第二層是傳統(tǒng)點(diǎn)膠層。模擬結(jié)果顯示，在色溫均勻性上，優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)于光強(qiáng)自適應(yīng)結(jié)構(gòu)。通過仿真和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)色溫均勻性優(yōu)于光強(qiáng)自適應(yīng)結(jié)構(gòu)。平均色溫5200K左右時(shí)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)較光強(qiáng)自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的ACU提高了7.85％，發(fā)光效率提高了33.3%。并將優(yōu)化結(jié)構(gòu)與在光強(qiáng)自適應(yīng)層上涂覆硅膠層的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的空間色溫均勻性更好，平均色溫4900K時(shí)，發(fā)光效率提高12.2%。接著，研究不同工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)優(yōu)化

4、結(jié)構(gòu)性能的影響。將自適應(yīng)層厚度變化和傳統(tǒng)點(diǎn)膠的濃度變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，研究它們對(duì)新結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能的影響。得到改進(jìn)工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)之后的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使用1A的曝光電流曝光，傳統(tǒng)點(diǎn)膠層的濃度為1:9。平均色溫為5500K時(shí)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的空間色溫標(biāo)準(zhǔn)差為75K，發(fā)光效率達(dá)到92.1 lm/W；自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的空間色溫標(biāo)準(zhǔn)差為195K，發(fā)光效率為68.5 lm/W；在自適應(yīng)層上涂覆硅膠層結(jié)構(gòu)的空間色溫標(biāo)準(zhǔn)差為135K，發(fā)光效率為83.9 lm/W?？臻g色溫