本文關(guān)鍵詞：基于梯度折射率與多層結(jié)構(gòu)改善LED光引擎光提取效率與色溫均勻性的光學(xué)組件封裝，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著LED應(yīng)用越來(lái)越廣泛,市場(chǎng)對(duì)LED的發(fā)光性能要求也隨之提高。而LED是一種單色光源,需要將其轉(zhuǎn)換為白光才能滿(mǎn)足日常生活中的各種需求。目前市場(chǎng)上最流行的方式是通過(guò)GaInN/GaN藍(lán)光芯片封裝Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce)黃色熒光粉來(lái)實(shí)現(xiàn)白光。但這種方式實(shí)現(xiàn)的白光LED器件由于各種因素導(dǎo)致光線(xiàn)被困在LED芯片及LED器件內(nèi)無(wú)法提取出來(lái),使LED光提取效率較低,以及熒光粉分布不均勻?qū)е翷ED色溫分布不均勻等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題,我們采用以下幾種方法來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。首先,通過(guò)向封裝層中添加高折射率的納米散射劑來(lái)構(gòu)筑具有梯度折射率的多層封裝結(jié)構(gòu)。在硅膠內(nèi)均勻混入含有YAG熒光粉與不同比例的納米散射劑,納米Si02、納米Ti02和納米Si3N4,然后在LED芯片上進(jìn)行一層或多層的封裝。研究了納米散射劑種類(lèi)、納米散射劑濃度及封裝層數(shù)對(duì)提高LED光提取效率的影響。結(jié)果表明,添加納米散射劑之后LED器件的發(fā)光強(qiáng)度均有所提升,且電流越大增強(qiáng)效果越顯著。此外,采用具有梯度折射率的多層封裝結(jié)構(gòu)也可以顯著提高LED的光提取效率。尤其是當(dāng)白光LED器件采用納米Si02作為散射劑和雙層封裝結(jié)構(gòu)時(shí),發(fā)光強(qiáng)度在50 mA的電流下最高要比傳統(tǒng)單層LED提高至50%。其次,通過(guò)采用具有梯度折射率的雙透鏡結(jié)構(gòu)來(lái)改善LED器件色溫的均勻性。首先,通過(guò)在烘干過(guò)程中改變LED器件方向來(lái)研究熒光粉的分布對(duì)LED性能的影響。結(jié)果表明LED發(fā)光性能受熒光粉的分布影響較大。其次利用重力作用使硅膠在芯片上方形成凹透鏡結(jié)構(gòu),并在上方涂覆熒光粉層使其形成凸透鏡,最終形成雙透鏡組合的LED封裝結(jié)構(gòu)。觀察可知這種雙透鏡結(jié)構(gòu)改變了熒光粉在LED器件中的位置及分布,而且梯度折射率有助于提高LED器件的光提取率。最后,通過(guò)粗化LED器件封裝硅膠層的上表面來(lái)提高LED器件的光提取效率。這種粗糙化表面通過(guò)用圖案化的藍(lán)寶石對(duì)封裝硅膠進(jìn)行壓制來(lái)獲得。論文利用這種簡(jiǎn)單易操作的方法制作出了具有高的光提取效率的LED器件。
【關(guān)鍵詞】：LED封裝 梯度折射率 熒光粉 沉降
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN312.8
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-35
• 1.1 引言17-18
• 1.2 基本概念介紹18-22
• 1.2.1 LED與交流LED18-20
• 1.2.2 光引擎與光學(xué)模組20-21
• 1.2.3 光提取效率21
• 1.2.4 光通量21
• 1.2.5 色溫與顯色指數(shù)21-22
• 1.3 白光LED實(shí)現(xiàn)方式22-24
• 1.3.1 紅、綠、藍(lán)三基色LED組合22
• 1.3.2 藍(lán)光LED激發(fā)不同色熒光粉22-23
• 1.3.3 紫外LED激發(fā)三基色熒光粉23-24
• 1.4 LED封裝形式24-31
• 1.4.1 LED封裝意義24
• 1.4.2 LED封裝基本工藝流程24-25
• 1.4.3 LED封裝分類(lèi)25-30
• 1.4.4 LED封裝趨勢(shì)30-31
• 1.5 LED封裝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)31-33
• 1.5.1 LED封裝提高光提取效率研究進(jìn)展31-32
• 1.5.2 LED封裝提高色溫均勻性研究進(jìn)展32-33
• 1.6 研究的目的及意義33-35
• 第二章 利用梯度折射率多層封裝結(jié)構(gòu)提高白光LED器件發(fā)光的提取效率35-53
• 2.1 引言35
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分35-40
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器35-37
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論37-39
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟39-40
• 2.3 結(jié)果與討論40-51
• 2.3.1 單層結(jié)構(gòu)白光LED器件封裝與發(fā)光性能研究40-45
• 2.3.2 雙層結(jié)構(gòu)白光LED器件封裝與發(fā)光性能研究45-49
• 2.3.3 三層及四層結(jié)構(gòu)白光LED器件封裝發(fā)光性能研究49-51
• 2.4 小結(jié)51-53
• 第三章 通過(guò)控制表面張力形成雙透鏡結(jié)構(gòu)改善LED器件在空間立體角發(fā)光色溫的均勻性53-72
• 3.1 引言53-54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分54-56
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器54
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)54-55
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟55-56
• 3.3 結(jié)果與討論56-70
• 3.3.1 熒光粉沉降作用對(duì)LED光學(xué)性能的影響研究56-62
• 3.3.2 利用重力作用在LED封裝中實(shí)現(xiàn)雙層透鏡結(jié)構(gòu)62-70
• 3.4 小結(jié)70-72
• 第四章 利用圖案化藍(lán)寶石粗糙化LED表面提高LED發(fā)光性能研究72-78
• 4.1 引言72
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分72-73
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)選材72-73
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟73
• 4.3 結(jié)果與討論73-77
• 4.3.1 粗糙化LED硅膠表面對(duì)提高LED光強(qiáng)的研究73-77
• 4.3.2 粗糙化LED封裝層表面對(duì)提高LED光通量和光效的研究77
• 4.4 小結(jié)77-78
• 第五章 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果85-86
• 發(fā)表論文85-86
• 申請(qǐng)專(zhuān)利86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于梯度折射率與多層結(jié)構(gòu)改善LED光引擎光提取效率與色溫均勻性的光學(xué)組件封裝，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：493174