基于板上芯片封裝LED出光效率與品質(zhì)的研究.pdf

1、LED漸漸發(fā)展成為目前主流的照明光源，集成高功率LED產(chǎn)品帶來(lái)了前所未有的高品質(zhì)照明體驗(yàn)。推廣和發(fā)展LED應(yīng)用不但需要提高出光效率，降低制作成本，還需改善其空間顏色分布。本文采用蒙特卡洛光線追跡的方法，對(duì)COB封裝中圖案化基板對(duì)光源出光效率、空間顏色均勻性、相對(duì)色溫及色差等因素的影響進(jìn)行分析。
　　建立基板上加倒V形槽、倒圓錐形、倒球體圖案化結(jié)構(gòu)的LED光源模型，仿真了在平面基板和帶反光杯封裝基板上加圖案化結(jié)構(gòu)時(shí)，光源出光效率和空

2、間顏色分布的變化趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了圖案化結(jié)構(gòu)對(duì)保形涂覆和平面涂覆兩種熒光粉涂覆工藝光源的光色品質(zhì)的影響。仿真結(jié)果表明：優(yōu)化的圖案化結(jié)構(gòu)不但可以提高 LED光源的出光效率，還能提高光源的空間顏色均勻性，降低空間色差。對(duì)于保形涂覆光源，當(dāng)圓錐傾斜角為α=30°時(shí)，平面基板加圖案化結(jié)構(gòu)的顏色均勻度從0.695提高到0.799，色差波動(dòng)范圍從0.016降低到0.009，空間顏色均勻性明顯提高。對(duì)于帶反光杯基板上加圖案化的結(jié)構(gòu)，顏色均勻

3、度從0.777提高到0.814，傾斜角變化對(duì)空間顏色分布的影響較小，但是仍然具有一定的優(yōu)化作用。對(duì)于熒光粉層平面涂覆的光源，圖案化結(jié)構(gòu)可以從一定程度優(yōu)化光源的顏色分布，但是其優(yōu)化效果遠(yuǎn)小于保形涂覆的光源。
　　同時(shí)，還對(duì)熒光粉保形涂覆的光源進(jìn)行仿真，討論熒光粉濃度、厚度變化對(duì)光源的光學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)在厚度或者濃度參數(shù)中任選一個(gè)進(jìn)行優(yōu)化，均可在一定程度上改善LED產(chǎn)品的顏色均勻性，而優(yōu)化圖案化結(jié)構(gòu)使空間顏色均勻性更明顯提高，弱化由

4、于熒光粉層工藝誤差導(dǎo)致的顏色均勻性差異。熒光粉濃度和厚度較大時(shí)，圖案化結(jié)構(gòu)對(duì)光源的空間顏色分布的作用更明顯。
　　對(duì)倒球體圖案化基板 LED光源的出光效率和空間顏色分布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)于白光封裝，當(dāng)圖案化傾斜角α=30°時(shí)，圖案化結(jié)構(gòu)對(duì)出光效率及空間色溫均勻性的優(yōu)化作用最好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，通過(guò)對(duì)比得到優(yōu)化的圖案化結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用圖案化結(jié)構(gòu)基板的方案，不僅可以提高封裝的出光效率，還可以改善LED光源的空間顏色分布和顏