【摘要】：隨著科技的發(fā)展和LED的普及,越來越多的場所都開始應(yīng)用LED作為照明光源,除了對光源的光效越來越高外,對于光源的出光質(zhì)量也變得越來越重視。評價光源質(zhì)量一般通過兩點(diǎn):光分布的空間均勻性和光源的顯色性,前者可以通過光源的色溫均勻性或者光強(qiáng)的均勻性進(jìn)行衡量,后者則一般通過顯色指數(shù)來評價。目前對于白光LED增加顯色性的方法一般是加入紅色量子點(diǎn)熒光粉。本文通過建立pc-LEDs(phosphor converted LEDs,熒光粉轉(zhuǎn)化LEDs)的模擬仿真,深入探究量子點(diǎn)熒光粉的照明特性,特別是量子點(diǎn)熒光粉的散射特性,并最后在這個基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)pc-LEDs色溫均勻性和顯色性的新型涂層結(jié)構(gòu)。首先本文使用蒙特卡羅方法建立了pc-LEDs的仿真模型,其中包括芯片發(fā)光模型,光子包的傳輸模型,熒光粉的散射模型,熒光粉層結(jié)構(gòu)模型以及邊界處理模型,散射后的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型,以及優(yōu)化仿真速度的俄羅斯輪賭盤模型。接著確定量子點(diǎn)熒光粉的散射模型,并將其應(yīng)用在仿真中,并且通過仿真和實(shí)驗(yàn)的對比,確定了量子點(diǎn)熒光粉的散射模型的參數(shù),其中散射系數(shù)為0.98)8)~(-1),吸收系數(shù)為2.78)8)~(-1),最終結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相擬合。然后在仿真的基礎(chǔ)上,對LED納米散射劑顆粒的散射模型進(jìn)行了分析。首先是分析的正確的散射模型對最終結(jié)果的重要性:應(yīng)用瑞利散射和H-G散射最后的光子包比值相差1.6倍左右,然后再利用H-G散射相函數(shù)和瑞利散射相函數(shù)的系數(shù)和,提出了一種優(yōu)化后的散射相函數(shù),這種相函數(shù)形式比較簡單,符合蒙特卡羅方法的要求,同時將不同的系數(shù)的新散射相函數(shù)帶入仿真模擬后發(fā)現(xiàn)在系數(shù)為1/4時,與100nm的TiO_2散射情況最擬合。本文提出了一種新型的優(yōu)化熒光粉層涂層結(jié)構(gòu),該涂層是在傳統(tǒng)點(diǎn)膠熒光粉層的基礎(chǔ)上再加上自適應(yīng)熒光粉層。運(yùn)用上述的仿真模擬,發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)比單獨(dú)自適應(yīng)熒光粉層的色溫均勻性更好。在實(shí)驗(yàn)中對比優(yōu)化涂層和單獨(dú)自適應(yīng)熒光粉層發(fā)現(xiàn)前者的空間色溫均勻性確實(shí)好于后者。優(yōu)化涂層的空間色溫標(biāo)準(zhǔn)差為45.5K,而單獨(dú)自適應(yīng)的空間色溫標(biāo)準(zhǔn)差為177.8K,并且優(yōu)化涂層的ACU只有0.96,單獨(dú)自適應(yīng)的則達(dá)到了0.84。然后還比較了先涂覆傳統(tǒng)點(diǎn)膠熒光粉層后進(jìn)行自適應(yīng)涂覆和先進(jìn)行自適應(yīng)涂覆后進(jìn)行傳統(tǒng)點(diǎn)膠熒光粉層兩種結(jié)構(gòu),結(jié)果發(fā)現(xiàn)后者的空間色溫標(biāo)準(zhǔn)差為95.2K,ACU為0.94,說明優(yōu)化結(jié)果相比于后者還是提高了空間色溫均勻性。還對優(yōu)化涂層中的傳統(tǒng)點(diǎn)膠熒光粉層的粉膠比以及自適應(yīng)熒光粉層的曝光次數(shù)這兩個參數(shù)進(jìn)行了研究。最后在優(yōu)化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了提高顯色性的研究,在優(yōu)化結(jié)構(gòu)上加入紅色量子點(diǎn)熒光粉層,結(jié)果表明,在加入紅色量子點(diǎn)熒光粉后,顯色性得到了很大的提升,顯色指數(shù)從平均的30不到提升到90左右,R9的值也從負(fù)數(shù)提升到了90左右。
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文雖然我國的 LED 發(fā)展的很快，，但是主要的集中在中下游領(lǐng)域。這是因?yàn)槲覈l(fā)能力的不足導(dǎo)致 LED 的核心技術(shù)比如生產(chǎn)芯片設(shè)備等領(lǐng)域的落后，只能依靠動力優(yōu)勢在低技術(shù)的中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展[17]。隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，以及我國的產(chǎn)業(yè)升級戰(zhàn)略，LED 行業(yè)勞動力密集型的部將更多轉(zhuǎn)移到新興產(chǎn)業(yè)國家。同時，由于 LED 上游的襯底外延核心技術(shù)還沒有全成熟，我國仍然有迎頭趕上的機(jī)會。

分將更多轉(zhuǎn)移到新興產(chǎn)業(yè)國家。同時，由于 LED 上游的襯底外延核心技術(shù)還沒有完全成熟，我國仍然有迎頭趕上的機(jī)會。圖 1-1 2014-2020 年中國 LED 行業(yè)總體產(chǎn)值及增速[17]
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN312.8;TM923.34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2638575