荧光粉沉降问题对LED光学一致性的影响

论文摘要

作为下一代光源,LED产业发展越来越快。在大功率白光LED生产过程中,光学一致性是衡量产品质量好坏的一个重要指标。光学一致性一般包括亮度一致性和颜色一致性。但长期以来,白光LED的光学一致性并不好,其原因有很多,本文对导致光学性能不一致的原因之一,荧光粉在点涂过程中的沉淀,进行了深入地研究与探讨。本文首先介绍了大功率白光LED的封装工艺流程,特别对流程中点涂荧光粉这一工艺步骤进行了具体分析,提出了荧光粉的沉淀是影响LED光学一致性的重要原因。然后对与LED相关的光学,照明理论,色度学等相关知识进行了介绍,在此基础上,从几方面系统分析了荧光粉沉降对LED光学一致性的影响:研究了颗粒沉降理论,利用紫外、可见光分光光度计对荧光粉胶中荧光粉浓度变化进行了粗略的测量,证明了在LED封装过程中,确实存在荧光粉沉降问题,并推算出沉淀引起的浓度变化为每五分钟百分之一左右;采用数值模拟方法对荧光粉沉降的具体过程进行了计算,得出了荧光粉浓度变化规律,为光学建模提供了依据。提出将荧光粉分为三层以进行光学建模的方法,使用商业软件模拟大功率白光LED模组出光,对荧光粉沉淀引起的LED亮度、颜色均匀性等偏差进行了计算,结果显示,荧光粉沉淀对光学性能影响并不显著。依据工业生产中的实际点胶时间,使用多组半成品LED模块,对荧光粉沉降影响进行了实验研究,结果表明,短时间的沉淀现象并不能对LED的光学一致产生很大影响。本文对大功率白光LED的生产工艺流程中,荧光粉沉淀环节对光学一致性的影响进行了详尽的分析研究,具有一定的指导意义和参考价值。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题的来源、目的及意义

1.2 半导体照明概述

1.3 大功率LED 封装技术

1.4 LED 所面临的问题

1.5 本文研究内容

2 封装工艺对LED 光学一致性的影响

2.1 CIE 色度系统及LED 光度学

2.2 荧光粉沉淀对一致性的影响

3 沉降理论以及沉淀测试

3.1 颗粒沉降理论

3.2 沉降测试实验

3.3 实验数据分析

4 荧光粉沉淀模拟以及光学模拟

4.1 沉淀过程模拟及分析

4.2 光学建模

4.3 光学模拟结果

5 LED 模组的沉淀实验

5.1 点胶针筒内沉淀实验及结果

5.2 LED 模组静置试验及结果

6 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 技术展望

致谢

参考文献

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