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随着LED应用越来越广泛,市场对LED的发光性能要求也随之提高。而LED是一种单色光源,需要将其转换为白光才能满足日常生活中的各种需求。目前市场上最流行的方式是通过GaInN/GaN蓝光芯片封装Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce)黄色荧光粉来实现白光。但这种方式实现的白光LED器件由于各种因素导致光线被困在LED芯片及LED器件内无法提取出来,使LED光提取效率较低,以及荧光粉分布不均匀导致LED色温分布不均匀等问题。针对以上问题,我们采用以下几种方法来进行改进。首先,通过向封装层中添加高折射率的纳米散射剂来构筑具有梯度折射率的多层封装结构。在硅胶内均匀混入含有YAG荧光粉与不同比例的纳米散射剂,纳米Si02、纳米Ti02和纳米Si3N4,然后在LED芯片上进行一层或多层的封装。研究了纳米散射剂种类、纳米散射剂浓度及封装层数对提高LED光提取效率的影响。结果表明,添加纳米散射剂之后LED器件的发光强度均有所提升,且电流越大增强效果越显著。此外,采用具有梯度折射率的多层封装结构也可以显著提高LED的光提取效率。尤其是当白光LED器件采用纳米Si02作为散射剂和双层封装结构时,发光强度在50 mA的电流下最高要比传统单层LED提高至50%。其次,通过采用具有梯度折射率的双透镜结构来改善LED器件色温的均匀性。首先,通过在烘干过程中改变LED器件方向来研究荧光粉的分布对LED性能的影响。结果表明LED发光性能受荧光粉的分布影响较大。其次利用重力作用使硅胶在芯片上方形成凹透镜结构,并在上方涂覆荧光粉层使其形成凸透镜,最终形成双透镜组合的LED封装结构。观察可知这种双透镜结构改变了荧光粉在LED器件中的位置及分布,而且梯度折射率有助于提高LED器件的光提取率。最后,通过粗化LED器件封装硅胶层的上表面来提高LED器件的光提取效率。这种粗糙化表面通过用图案化的蓝宝石对封装硅胶进行压制来获得。论文利用这种简单易操作的方法制作出了具有高的光提取效率的LED器件。