發(fā)布時間：2018-06-10 13:30

  本文選題：白光LED + 優(yōu)化結構��； 參考：《電子科技大學》2016年碩士論文

【摘要】：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。為了減少人們對于色溫分布不均勻造成的不舒適感,提高白光LED的品質,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制,對白光LED封裝結構進行系統(tǒng)的研究,提出一種改善白光LED色溫分布均勻性的封裝結構,在模擬的基礎上,進行實驗驗證,證明了這種新型的封裝結構能夠有效地改善白光LED的空間色溫分布均勻性。首先,建立白光LED的物理模型。物理模型包括藍光LED的MQWs(Multiple Quantum wells)模型、Mie散射模型、熒光粉粉層的結構模型、邊界模型、相關色溫計算模型、白光LED傳輸模型。使用Monte Carlo方法模擬白光LED的光學特性。在光強自適應封裝結構的基礎上,提出了一種基于光強自適應的新型曲面封裝優(yōu)化結構。優(yōu)化結構由光強自適應層和傳統(tǒng)點膠層兩層構成,第一層是光強自適應層,第二層是傳統(tǒng)點膠層。模擬結果顯示,在色溫均勻性上,優(yōu)化結構優(yōu)于光強自適應結構。通過仿真和實驗發(fā)現(xiàn),優(yōu)化結構色溫均勻性優(yōu)于光強自適應結構。平均色溫5200K左右時,優(yōu)化結構較光強自適應結構的ACU提高了7.85%,發(fā)光效率提高了33.3%。并將優(yōu)化結構與在光強自適應層上涂覆硅膠層的封裝結構進行對比,優(yōu)化結構的空間色溫均勻性更好,平均色溫4900K時,發(fā)光效率提高12.2%。接著,研究不同工藝和結構參數(shù)對優(yōu)化結構性能的影響。將自適應層厚度變化和傳統(tǒng)點膠的濃度變化進行實驗對比,研究它們對新結構的光學性能的影響。得到改進工藝和結構參數(shù)之后的優(yōu)化結構,使用1 A的曝光電流曝光,傳統(tǒng)點膠層的濃度為1:9。平均色溫為5500K時,優(yōu)化結構的空間色溫標準差為75K,發(fā)光效率達到92.1 Wlm/;自適應結構的空間色溫標準差為195K,發(fā)光效率為68.5Wlm/;在自適應層上涂覆硅膠層結構的空間色溫標準差為135K,發(fā)光效率為83.9Wlm/�？臻g色溫標準差分別減少61.5%和44.4%,發(fā)光效率分別提高34.4%和9.7%。優(yōu)化結構在色溫均勻性上提高,而且效率與自適應結構相比得到提升。最后利用邊緣光線理論和能量守恒定理,設計基于自由曲面透鏡的封裝結構。使用Monte Carlo方法模擬后發(fā)現(xiàn),其空間色溫分布均勻性好。在色溫為5200K時,ACU(Angular Color Uniformity)大于0.98,最大色溫差為107K。
[Abstract]:In recent years, white LED is developing rapidly. However, because white LED is not as uniform as other light sources, white LED still has uneven color temperature distribution. In order to reduce the discomfort caused by the uneven distribution of color temperature and improve the quality of white LED, it is necessary to improve the uniformity of color temperature distribution of white LED. In this paper, by establishing the optical transmission model of white LED, we will deeply understand the physical mechanism that affects the uniformity of color temperature distribution, and systematically study the packaging structure of white LED, and propose a packaging structure to improve the uniformity of color temperature distribution of white LED. On the basis of simulation, the experimental results show that the new packaging structure can effectively improve the uniformity of color temperature distribution of white LED. Firstly, the physical model of white LED is established. The physical models include the MQWsN multiple quantum wells model of blue LED, the structure model of phosphor layer, the boundary model, the calculation model of color temperature and the transmission model of white LED. The optical properties of white LED are simulated by Monte Carlo method. Based on the light intensity adaptive packaging structure, a novel surface packaging optimization structure based on light intensity adaptive is proposed. The optimized structure consists of two layers: the light intensity adaptive layer and the traditional dot glue layer. The first layer is the light intensity adaptive layer and the second layer is the traditional dot glue layer. The simulation results show that the optimized structure is superior to the light intensity adaptive structure in color temperature uniformity. Through simulation and experiment, it is found that the color temperature uniformity of the optimized structure is better than that of the light intensity adaptive structure. When the average color temperature is about 5200K, the ACU of the optimized structure increases 7.85 and the luminous efficiency increases by 33.3than that of the adaptive light intensity structure. The optimized structure is compared with the packaging structure coated with silica gel layer on the light intensity adaptive layer. The spatial color temperature uniformity of the optimized structure is better, and the luminous efficiency increases by 12.2 when the average color temperature is 4900K. Then, the effects of different process and structure parameters on the optimization of structure performance are studied. The influence of the adaptive layer thickness on the optical properties of the new structure was studied by comparing the change of the thickness of the adaptive layer with the concentration change of the traditional dispenser. The optimized structure with improved process and structure parameters is obtained. The exposure current exposure of 1 A is used. The concentration of the traditional colloidal layer is 1: 9. When the average color temperature is 5500K, The spatial color temperature standard deviation of the optimized structure is 75K, the luminescence efficiency is 92.1 Wlm / s, the spatial color temperature standard deviation of the adaptive structure is 195K, the luminescence efficiency is 68.5 Wlm / r, and the spatial color temperature standard deviation of the self-adaptive structure is 135K, and the luminescence efficiency is 83.9 Wlm / r. The standard deviation of space color temperature decreased by 61.5% and 44.4%, and the luminous efficiency increased by 34.4% and 9.7%, respectively. The color temperature uniformity of the optimized structure is improved, and the efficiency is improved compared with the adaptive structure. Finally, the encapsulation structure based on free-form surface lens is designed by using edge ray theory and energy conservation theorem. Monte Carlo simulation shows that the spatial color temperature distribution is uniform. When the color temperature is 5200K, the ACUU Angular Color Uniformity is greater than 0.98, and the maximum color temperature difference is 107K.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8

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本文編號：2003383