改进大功率LED显色性的仿真研究

摘要

白光LED作为一种新型的半导体照明光源,具有发光效率高、节能环保及安全可靠等优点,将有望取代白炽灯和荧光灯等传统照明光源,进入室内照明领域。评价白光LED光源品质好坏的指标主要有光通量、色坐标、色温以及显色性等。荧光粉转换白光LED是目前最常用的白光LED光源,预计长期内也将是一种重要的室内照明白光LED光源。目前显色性是限制荧光粉转换白光LED进入室内照明的关键性问题之一。因此,有必要研究如何改进荧光粉转换大功率白光LED的显色性。　　本文首先介绍大功率白光LED的应用概况及封装技术,论述白光LED存在的显色性问题。接着阐述相关的理论基础,包括LED光学及色度学知识、LED显色性评价方法、蒙特卡罗法基础原理以及正交实验设计方法。然后通过 TracePro软件建立三种不同荧光粉涂覆形式的白光LED光学模型,研究荧光粉浓度及硅胶厚度对白光LED光色性能的影响规律,同时初步分析荧光粉沉淀对白光LED光色性能的影响。最后综合影响白光LED显色性能的主要因素:LED封装形式及工艺、荧光粉浓度、硅胶厚度、荧光粉组合配比、蓝光LED发光峰值波长及荧光粉发射峰值波长,建立六种不同荧光粉组合的白光LED模型,提出了在得到标准白光以及尽量提高光通量的限制条件下改进大功率LED显色性的方案。本文通过仿真的方法分析白光LED显色性相关问题,所得结论具有一定的理论指导意义,为实际生产提供参考依据。

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第一章 绪 论

§1.1大功率白光LED应用及封装

§1.2大功率白光LED显色性问题

§1.3本文研究内容

§1.4本章小结

第二章 理论基础

§2.1 LED光学与色度学基础

§2.2 LED显色性的评价方法

§2.3蒙特卡罗法

§2.4正交实验设计方法

§2.5本章小结

第三章 白光LED工艺结构参数对光色性能的影响

§3.1荧光粉涂覆工艺

§3.2白光LED光色度仿真建模

§3.3荧光粉涂覆形式及工艺对白光LED光色性能的影响

§3.4荧光粉沉淀对白光LED光色性能的影响

§3.5本章小结

第四章 大功率白光LED显色性提高

§4.1 LED显色指数影响因素

§4.2白光LED显色性提高方法

§4.3本章小结

第五章 总结与展望

§5.1总结

§5.2展望

参考文献

作者在攻读硕士期间主要研究成果

致谢