【摘要】：發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED),由于其較高的流明效率和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于通用照明、廣告、應(yīng)急照明等領(lǐng)域。與單芯片LED相比,多芯片LED(LED陣列封裝)能產(chǎn)生更高的光通量,因此多芯片封裝逐漸成為LED封裝的新趨勢。然而,多芯片封裝的LED并非完美無缺,其現(xiàn)在面對的主要技術(shù)問題是封裝取光效率與單芯片LED有較大差距、光斑顏色不均勻。本工作針對如何提高LED陣列封裝取光效率及相關(guān)色溫均勻度做了以下探究:針對不同熒光粉膠體結(jié)構(gòu)以及不同位置的多芯片LED,用蒙特卡洛光線追跡的方法仿真光線在藍(lán)光芯片和熒光粉中的傳播,并分析了熒光粉封裝方式對多芯片陣列LED封裝效率的影響。結(jié)果表明,隨著熒光粉層和芯片之間的距離增大,保型涂覆的LED封裝效率先增加后減小,最大封裝效率為59%;平面涂覆的LED在芯片間距為0.2 mm、熒光粉層和芯片之間的距離為0.28 mm時(shí)封裝效率為77.183%;熒光粉層的曲率半徑對封裝效率的影響較小。系統(tǒng)地研究了封裝膠體表面微結(jié)構(gòu)對陣列LED封裝效率的影響。與平面封裝的多芯片LED相比,這兩種微結(jié)構(gòu)能夠顯著提高封裝取光效率,并且通過調(diào)整參數(shù)可以改變光強(qiáng)度角的分布,使半光強(qiáng)角在90°~160°范圍內(nèi)變化。在仿真數(shù)據(jù)范圍內(nèi),具有凹圓錐結(jié)構(gòu)的多芯片LED對于封裝取光效率變化穩(wěn)定性高于凹球面結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了具有空腔的LED封裝結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)相比,空腔結(jié)構(gòu)可以顯著提高相關(guān)色溫均勻度,使相關(guān)色溫差值從1534K減小到359K。在LED的光學(xué)性能評價(jià)中引入評價(jià)因子,采用中心角為53°的空腔結(jié)構(gòu),其評價(jià)因子是傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)的4.2倍,能夠獲得更優(yōu)的光學(xué)性能。相關(guān)色溫均勻度不受熒光粉濃度的影響,4000K和5000K低色溫區(qū)域也能降低相關(guān)色溫偏差值。另外,這種空腔結(jié)構(gòu)對多芯片的LED同樣適用。
【圖文】：

是利用III-V族化合物材料所制成的P型及N型半導(dǎo)體接合，形成二極管形式。該二極管的PN結(jié)會(huì)形成一內(nèi)建電場和結(jié)區(qū)勢壘，該勢壘將使導(dǎo)電帶和價(jià)電帶彎曲，如圖1.1所示。結(jié)區(qū)勢壘會(huì)在一定程度上阻止空穴和電子運(yùn)動(dòng)。若向LED施加合適的正向偏壓，此時(shí)勢壘下降，致使空穴向N區(qū)遷移，電子向P區(qū)遷移。由于遷移率的差別，電子的遷移率遠(yuǎn)大于空穴的遷移率，因此大量電子遷移至P區(qū)，形成對P區(qū)少子的注入。接下來，電子會(huì)和價(jià)帶上的空穴復(fù)合之后會(huì)產(chǎn)生光子和聲子。其中，電子和空穴有兩種復(fù)合方式：1）輻射復(fù)合（也稱為直接復(fù)合），2）非輻射復(fù)合（也稱為間接復(fù)合）。

LED的光通量會(huì)比其它技術(shù)要高，并且成本亦較其它技術(shù)低，所以目前LED產(chǎn)業(yè)均以此制作方法量產(chǎn)白光LED。3) 藍(lán)光LED芯片搭配紅、綠兩種顏色的熒光粉：如圖1.2(c)為了補(bǔ)充白光LED光譜中的紅色波段光譜，利用藍(lán)光激發(fā)紅、綠熒光粉的方式即：460 nm、530nm、630 nm三波段的混合，可提高白光混合光譜中紅色光譜能量成分的比值，極大地提高白光LED的顯色性，只是目前所能夠制備的紅色熒光粉的效率尚待提高。4) 紫外LED（UV LED）芯片搭配RGB熒光粉：如圖1.2(d)此類LED與目前市場上銷售的家用日光燈的原理相似，，日光燈是在燈管的內(nèi)壁上涂滿RGB熒光粉，當(dāng)紫外線入射到燈管內(nèi)壁時(shí)，RGB三色光混成白光。UV LED也是利用同樣的原理，其方法主要是使用UV LED芯片發(fā)出的紫外光去激發(fā)紅、綠、藍(lán)三色熒光粉
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN312.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鐘可君;高益慶;;微透鏡陣列在提高OLED取光效率中的應(yīng)用[J];半導(dǎo)體光電;2014年01期

2 王俊;白一鳴;崇鋒;劉媛媛;馮小明;王勇剛;張廣澤;劉素平;馬驍宇;;60%電光效率高功率激光二極管陣列[J];中國激光;2008年09期

3 王少川;;漫反射聚光腔的聚光效率[J];兵器激光;1986年02期

4 赫葆源,許宗惠;測定光譜光效率的一些方法的比較[J];心理學(xué)報(bào);1985年02期

5 蘇成志;姜非歐;陳棟;曹國華;徐洪吉;;瞄準(zhǔn)具傳光能力評價(jià)及測試[J];紅外與激光工程;2010年05期

6 徐立,賀大經(jīng);用蒙特卡羅法計(jì)算緊耦合聚光腔的聚光效率和抽運(yùn)光能在晶體中的分布[J];激光;1978年Z1期

7 莊夔;梁浩明;張慶英;趙明辰;張治國;;衍射光柵集光效率的研究[J];光學(xué)機(jī)械;1980年01期

8 陳剛;王永;劉浩;陳紅;;太陽光照明系統(tǒng)光纖集光效率改進(jìn)研究[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2016年12期

9 王少川;相交圓聚光腔的聚光效率[J];中國激光;1987年12期

10 測定中國人眼光效率函數(shù)課題組;;在人眼的光效率函數(shù)V_b(λ)國際平均值中取入了我國的數(shù)值[J];計(jì)量技術(shù);1985年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 林佳;;高枎LED用封堓技圫[A];2010年海峽兩岸功能性復(fù)合材料論壇論文集[C];2010年

2 袁宗南;;光影的流R鍘瓓槍廡蔥A];海峽兩岸第十一屆照明科技與營銷研討會(huì)專題報(bào)告文集[C];2004年

3 許i

本文編號：2635361