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摘要：随着全球能源危机和环境污染的不断加重，发光二极管（Light EmittingDiode, LED）以其节能、环保的特点得到了越来越多的关注。国内外都在大力推进LED产业的发展。要想使LED得到广泛的应用，其品质的好坏至关重要。目前主要有两种技术途径来实现白光LED：一是通过红、绿、蓝（RGB）三基色LED芯片混光获得白光，二是通过紫外或蓝光芯片激发荧光粉实现白光，且后者目前在白光LED封装技术上占据主导地位。荧光粉作为荧光转换白光LED封装不可或缺的材料，其特性与LED器件的品质密切相关。研究荧光粉各种特性对LED器件的影响，从而解决LED封装存在的一些关键技术问题，是本论文研究重点。其研究内容包括以下部分：1.依据Mie氏理论建立了荧光粉物理模型，对荧光粉颗粒的吸收和散射特性进行了理论计算。同时利用光学仿真软件LightTools构造了简单的双积分球测试系统，对荧光粉粒径、荧光粉层厚度、荧光粉浓度等特性对光散射和吸收的影响做了初步的研究。2.在上述研究的基础上进一步讨论了荧光粉浓度及驱动电流强度对白光LED特性的影响。采用软件模拟实验和实际封装测试相结合的研究方法进行分析研究。荧光粉浓度变化对白光LED光通量和CCT(Correlated Color Temperature)的影响进行了三维光线追迹模拟，并且进行了实际的封装验证。另外对白光LED的节温和显色性也做了深入细致的研究。研究结果表明：随着荧光粉浓度的升高，使得CCT随着荧光粉浓度的增大而减小，光通量先上升后下降。同时由荧光粉浓度和驱动电流强度变化所引起的结温升高，会降低荧光粉的转换效率。对显色性而言，采用高浓度荧光粉封装的白光LED有相对低的显色指数；并且显色指数随着驱动电流强度的增加而升高最终趋于稳定。3.研究了荧光粉粒径大小对荧光粉转化的白光LED封装光学特性的影响。分别对采用纳米级和微米级不同粒径尺寸的荧光粉颗粒封装的白光LED进行了三维光线追迹模拟。结果显示，荧光粉粒径处于纳米级时，荧光粉颗粒尺寸对白光LED出光量影响不大；荧光粉粒径处于微米级时，白光LED出光量随着粒径的增大而增加。研究结果也表明为获得相同色温的白光LED，采用大粒径荧光粉封装的白光LED需要更高的荧光粉浓度。同时荧光粉颗粒的离散度越大LED的出光量越低，所以在实际封装时要尽可能的选择粒径分布相对均匀的荧光粉。