远程荧光粉LED的光色空间分布分析

摘要

白光LED自从问世以来，发展十分迅速，进入照明领域后很快便成为继气体放电灯光源之后的第三代新型光源。目前制作白光LED主要是通过蓝光GaN-LED芯片激发荧光粉的方式。研究表明，对于荧光粉激发型白光LED而言，相比于传统的荧光粉直接涂覆在芯片上的封装方式，荧光粉层远离芯片的远程封装方式更能够提高LED的出光量并改善LED的光色空间分布均匀性。将白光LED向室内照明推广的过程中，光色空间分布均匀性是其中一个需要解决的核心问题。而影响LED空间分布最重要的因素就是荧光粉的涂覆工艺。所以本文针对远程荧光粉白光LED中，荧光粉层的厚度、浓度、形状等参数对白光LED光色空间分布的影响进行了研究，具体内容包括:
　　1.首先阐述了LED相关的基础知识，并着重介绍了白光LED的制作方式以及白光LED用荧光粉的制作工艺。
　　2.通过对荧光粉层厚度和浓度的控制，研究了白光LED在-80°到80°的空间光色分布均匀性。实验结果表明，通过调节荧光粉层的浓度和厚度，可以有效改善LED的空间分布均匀性。实验发现当浓度和厚度适中时，在0°附近，LED的光强最高，相关色温值也最大，说明在正面观察时发出的白光中蓝光成分较多，向两边旋转时，黄光成分逐渐增多。并且显色指数值在0°附近也达到最高值，说明0°附近观察到的光更接近白光标准。但当浓度和厚度降低过多时，LED的色温和显色指数的空间分布均匀性都有所降低，尤其在0°附近观察到的光已脱离了白光范畴。所以浓度和厚度的适量增大对LED的光色空间分布均匀性起到了改善作用。
　　3.研究了不同形状的荧光粉壳对白光LED出光效率、光色空间分布均匀性的影响。实验中选取了三种不同形状的荧光粉样品，分别为圆顶状（样品1）、椭球状（样品2）以及圆锥状（样品3）。结果显示椭球状远程荧光粉各方面综合光学性能较佳，但随着电流的增大，色稳定性降低幅度较其他两种偏大。研究空间分布均匀性时发现，随着蓝光LED芯片所加的电流的升高，三种白光LED的色温分布均匀性有所下降。其中圆顶状远程荧光粉的色温空间分布均匀性远高于其他两种样品。而椭球状以及圆锥状远程荧光粉的色温空间分布不仅均匀性较低，在不同封装形式的蓝光LED作为激发光源时，色温空间分布均匀性的变化也较大。所以说明，通过改变荧光粉壳的形状，可以有效的改善远程荧光粉白光LED的出光质量以及光色空间分布均匀性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 LED简介

1．2．1 LED的发展历程与现状

1．2．2 LED的发光原理

1．2．3 LED的封装技术

1．2．4 LED的特性

1．3 白光LED简介

1．3．1 白光LED的发展现状

1．3．2 白光LED存在的问题

1．4 选题依据与主要工作

1．4．1 选题依据

1．4．2 主要工作

第二章 白光LED参数测量基础

2．1 白光LED的测试基础理论

2．1．1 白光LED的实现方法

2．1．2 白光LED用荧光粉简介

2．1．3 荧光粉涂覆技术

2．1．4 远程荧光粉白光LED

2．2 色度学原理

2．2．1 颜色三要素

2．2．2 刺激值和色坐标

2．2．3 颜色相加原理

2．2．4 色温和相关色温

2．2．5 光源显色性评价

2．3 本章小结

第三章 荧光粉片浓度和厚度对白光LED发光性质的影响研究

3．1 引言

3．2 光强空间分布的原理

3．3 实验

3．3．1 实验设备

3．3．2 实验内容

3．4 结果与分析

3．5 本章小结

第四章 荧光粉壳形状对白光LED发光性质的影响研究

4．1 引言

4．2 实验

4．2．1 实验装置

4．2．2 实验内容

4．3 结果与分析

4．3．1 光谱测试结果与分析

4．3．2 光空间分布均匀性测试

4．4 总结

第五章 总结与展望

参考文献

硕士期间发表成果

致谢