基于梯度折射率與多層結構改善LED光引擎光提取效率與色溫均勻性的光學組件封裝.pdf

1、隨著LED應用越來越廣泛，市場對LED的發(fā)光性能要求也隨之提高。而LED是一種單色光源，需要將其轉換為白光才能滿足日常生活中的各種需求。目前市場上最流行的方式是通過GaInN/GaN藍光芯片封裝Y3Al5O12∶Ce3+(YAG∶Ce)黃色熒光粉來實現(xiàn)白光。但這種方式實現(xiàn)的白光LED器件由于各種因素導致光線被困在LED芯片及LED器件內(nèi)無法提取出來，使LED光提取效率較低，以及熒光粉分布不均勻導致LED色溫分布不均勻等問題。針對以上問題

2、，我們采用以下幾種方法來進行改進。
　　首先，通過向封裝層中添加高折射率的納米散射劑來構筑具有梯度折射率的多層封裝結構。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SiO2、納米TiO2和納米Si3N4，然后在LED芯片上進行一層或多層的封裝。研究了納米散射劑種類、納米散射劑濃度及封裝層數(shù)對提高LED光提取效率的影響。結果表明，添加納米散射劑之后LED器件的發(fā)光強度均有所提升，且電流越大增強效果越顯著。此外，采用具

3、有梯度折射率的多層封裝結構也可以顯著提高LED的光提取效率。尤其是當白光LED器件采用納米SiO2作為散射劑和雙層封裝結構時，發(fā)光強度在50mA的電流下最高要比傳統(tǒng)單層LED提高至50％。
　　其次，通過采用具有梯度折射率的雙透鏡結構來改善LED器件色溫的均勻性。首先，通過在烘干過程中改變LED器件方向來研究熒光粉的分布對LED性能的影響。結果表明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構