摘 要:白光LED是目前光電子領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)。熒光粉層是影響白光LED光效和色度的重要因素。通過(guò)改變熒光粉層粉體的粒度、厚度、形狀、固晶位置等參數(shù),可以改變白光LED的光效、顏色參數(shù)和空間光強(qiáng)分布。文章利用蒙特卡羅法原理,通過(guò)對(duì)白光LED熒光粉層中光子輸運(yùn)過(guò)程的模擬,分析了熒光粉層參數(shù)對(duì)出射光的影響。
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z '&%( 關(guān)鍵詞:白光LED、熒光粉層、蒙特卡羅分析、光子輸運(yùn)
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cHt#us 1 前言
wD'SPk5S? HCC#j9UN6 作為一種新型的發(fā)光體,LED自誕生以來(lái)就倍受照明界關(guān)注。特別是進(jìn)入21世紀(jì)后世界面臨嚴(yán)重的能源、環(huán)境危機(jī),這就迫切需要改進(jìn)現(xiàn)有的照明設(shè)備,提高其效率。而LED具有電光效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、電壓低、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)最重要的照明器件之一。LED與傳統(tǒng)的白熾燈、日光燈相比,在電光效率、壽命上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),一旦在成本、光效上取得突破,其前景將不可限量。而且由于LED出射光線(xiàn)的相對(duì)集中性和發(fā)散角的狹小性,使得其在汽車(chē)前照燈、手機(jī)的背光照明、光顯示、交通燈、信號(hào)燈等領(lǐng)域的應(yīng)用前景遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通光源。
VS8Rx.? 提升白光LED光效的方法主要有兩種,即基底的藍(lán)光芯片自身的光效提升和熒光粉層激發(fā)光效的提升。本文主要討論熒光粉層激發(fā)光效的提升方法。熒光粉層的光效關(guān)鍵因素之一在于熒光粉轉(zhuǎn)換效率;另一關(guān)鍵因素在于粉層自身參數(shù),如熒光粉層厚度、散射參數(shù)、吸收參數(shù)等所決定的光輸出效率。所以,提高熒光粉層的光效也是提高白光LED光效的重要保證。
Fy-t T]Q9 ckE-",G 通過(guò)改變熒光粉層的熒光粉的粒度、用量、涂覆位置、形狀、固晶位置等參數(shù),不但會(huì)影響光效,而且會(huì)改變顏色參數(shù)以及空間光強(qiáng)分布。熒光粉層諸參數(shù)之設(shè)定決定了該白光LED的色溫Ra值。
L0WN\|D |4 0`B% Z 為了改善傳統(tǒng)LED出射光角度狹小,光強(qiáng)隨角度變化迅速衰減,光譜空間分布不均,邊緣存在嚴(yán)重偏色等問(wèn)題,必須改進(jìn)LED封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。近年來(lái)出現(xiàn)了不少新型的封裝,對(duì)于改善LED出射光的分布起到了較好的作用。為了更好地設(shè)計(jì)外層的環(huán)氧樹(shù)脂封裝結(jié)構(gòu),勢(shì)必要對(duì)熒光粉層出射光的分布作進(jìn)一步的研究和優(yōu)化。
b2&0Hx Gu\q%'I 2 蒙特卡羅方法
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