刻蚀结构荧光薄膜刻蚀荧光薄膜设计刻蚀荧光薄膜优化效果双层刻蚀荧光薄膜双层荧光薄膜封装实验双层荧光薄膜仿真证明总结和展望总结展望参考文献个人简历万方数据图清单图远激发平面系统结构示意图图测量双向透射函数结果透射的蓝光向上转换的黄光远激发黄光荧光薄膜的发光机理示意图。测量双向反射函数结果反射的蓝光和向下转换的黄光图理论计算产生的双向透射分布函数数据。对远激发系统结构的理论计算涉及四个参数远激发系统的双向透射函数，蓝光的强度分布，蓝光和黄光荧光薄膜之间的距离，蓝光之间的距离。定义光度学参量图，蓝光出射的蓝光在黄光荧光薄膜上点的照度可以计算为万方数据中国计量学院硕士学位论文图理论计算中的光度测定参数图那么，从荧光薄膜点出射的照度可以从式转化为，最后，总共的从远激发系统出射的辐射照度可以用单个的照度和个二维梳状函数的卷积表示成式中的自然数，代表在，方向分别有，个蓝光，在这种理论下通过蒙特克罗模拟方法完成了光强照度的总和计算。接着把测得的双向散射分布函数数据导入完成对远激发系统的光学设计，为了保证远激发系统的发光的均匀度是最优秀的指标，所以把到荧光薄膜的距离和之间的距离的比率设定为个可以用来控制照明均匀度的参量，照明均匀度有个计算公式照度比率就是在水平视角的时候观察最小的照度和最大的照度的比率，模拟的结果如图所示，传统的白光的照度比率和远激发系统的照度比率的对比。我们设定照度比率在，因为的时候有最稳定的可容易让人接受的视觉质量。通过设定的照度比率我们确定最合适的到荧光薄膜的距离和之间的距离的比率是。万方数据中国计量学院硕士学位论文图传统照度比率和远激发系统照度比率对比图通过这部分我们确定了最重要的关系，就是远激发系统中的阵列之间的距离和阵列到荧光薄膜的距离的比率，这个比率决定所建模型的几何关系，最后通过文献查阅，把设定为，那么就是。如图示意图所示。在光学设计软件中先建立反射杯模型，反射杯的参数底面正方形，四边向外以与底面夹角方向扩张，扩张侧面到底面的垂直距离是，如图所示。定义反射杯的内表面的性质全部是漫反射面，反射光呈朗伯型分布，反射率设置为。建立了反射杯，下来建立阵列，如图中的组蓝光，蓝光的大小设置为，即长和宽都为，高。蓝光的上表面属性设置为发光面，激发类型是，单位采用幅度学单位，发射面出射光分布设为朗伯型，发光面的功率设置为，光线数设置为，发射波长设置为。蓝光之间在，轴方向的距离相同，都是，最边缘的距离反射杯底面边缘，保证阵列在反射杯底面的中心，保证对称相同。图建模效果示意图，荧光薄膜突出显示示意图万方数据中国计量学院硕士学位论文在反射杯和蓝光阵列建立完成后建立荧光薄膜模型，在图中的反射杯出口有层很薄的薄膜结构，由于显示原因图中很难看到，因而在软件中选中，用黑色部分显示，如图，薄膜的厚度设置为，长宽都是左右，距离反射杯底面左右，保证薄膜完全覆盖反射杯的出光口。荧光薄膜建模薄膜的几何结构确立了，需要对这个模型进行性质定义，首先我们定义薄膜的荧光特性，设置薄膜中的荧光粉量子效率为，摩尔浓度设置为左右，因为这个浓度白光出光效果最合适，发光波长设置为，由于软件不能进行连续的光波出射，只能是隔段选定个主发射波长，我们将发光波谱分为五段，即将的发光波段，选定五个主要波长出射，这五个波长分别是。荧光薄膜的性质是通过自带的功能导入，这个功能能够将荧光粉的激发波谱，受激波谱，吸收波谱以图像取点的方式，采集出来，数据存储进入的数据库里。图掺钕钇铝石榴石波谱数据图是的波谱数据图，吸收波谱，发射波谱，可以从中得到，除了波谱特性外，我们还需要确定本薄膜中荧光粉的量子效率，般量子效率设置为，摩尔浓度可以通过调节出光色温来确定，摩尔消光系数般通过制造商给出的体吸收系数，相关吸收波长，摩尔消光系数，摩尔浓度的关系算出，系统是自己算出数据。计算公式如下万方数据中国计量学院硕士学位论文将荧光粉的相关性质设定好了，下来还需要建立激发荧光薄膜的的激发波谱。如图，将蓝光的发射波谱导入之中，通过软件自带的采集功能，将蓝光发射波谱以数据的方式导入之中。图蓝光发射波谱数据上面介绍的是大致导入过程，下来介绍功能的面板应用方法。将图的掺钕钇铝石榴石波谱数据图复制贴在图中面板的左上角的定义框中，如图，选定两个参考点，即图中的两个蓝色小圆圈，数据在定义框下有显示，然后按照所在的界面，例如界面，按照所贴图的波谱图线点选，会出现条黄色的线，点选的点会以红色的小圆圈显示，根据所贴波谱图线的走势点选，将激发波谱提取出来，如图所示。图荧光特性生成面板万方数据中国计量学院硕士学位论文图定义荧光粉波谱相关坐标选定了激发波谱，然后再点击窗口，同样的方法，先设定参考点，然后提取激发波谱图线如图所示，如果点选的点不够精确，也可以删除，还能够拖拽红色小圆圈，改变曲线走势，使得提取的曲线更加正确。设定好了受激波谱和激发波谱，在的面板右边的上出现受激波谱和激发波谱的两个小黑圆圈，这个代表两个量化后的两个波谱的色度坐标位置。接着还需要设定入射到荧光薄膜的波谱，即蓝光出射得波谱。这个要选定的面板上左下角的，如图所示，个小的铅笔形状选定了方框，然后将图的蓝光发射波谱粘贴在左上角的定义框中，然后用同样的方式选定两个参考点。同样点选出蓝光发射波谱的走势曲线，这样就把荧光薄膜的定义性质部分完成了。图在窗口中设定受激波谱图在窗口中设定激发波谱万方数据中国计量学院硕士学位论文图定义蓝光入射波谱将以上定义好的数据导入会出现图这个面板，需要我们设定所定义的荧光粉的名称，性质名称，对其的描述，量子效率，摩尔峰值消光系数，所在温度等性质。按照先前的设定定义好每个方框，然后导入，在应用的时候只需要在的荧光性质数据库中找到我们设定的荧光粉的名称和性质名称，选定好后即可进行直接应用。图荧光粉的其他性质定义面板主要提高发光效率方式为了提高白光的出光效率，有很多研究工作者提出了很多不同的卓有成效的改进方法，这些方法都有各自的特点，经过分析大致可分成以下三个阶段，第阶段，优化传统的荧光粉封装设计，例如，对荧光粉胶体结构的表面粗化，提高出光的萃取率，减少反射回芯片的光。或者加些额外的透镜结构的封装体用来提高出光效率。第二阶段改变传统的荧光粉封装方式，将荧光粉做成薄膜结构，远离芯片封装，在芯片与荧光粉胶体之间的封装胶里加定的空隙结构，或者添加些其他的有利于出光提取率的材料等。第三阶段，改变远距离荧光粉薄膜的封装方式，例如种将荧光粉完全以个圆柱薄壁的方式封装的结构，还有的是改变荧光胶体的几何外形，改变荧光薄膜本身的结构，例如将荧光薄膜分两层封装，或者是不同的荧光粉做成间隔的花纹结构封装。本节对这些封装方式进行详细的说明。万方数据硕士学位论文平面白光照明系统中黄光荧光薄膜结构的优化作者王龙吾校内导师石岩副研究员校外导师陈孝林高工专业领域光学工程中国计量学院二〇四年三月万方数据，万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文平面白光照明系统中黄光荧光薄膜结构的优化作者王龙吾专业领域光学工程校内导师石岩副研究员校外导师陈孝林高工申请学位工学硕士论文类型应用研究二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢本论文的研究方向以及课题选择都是在导师石岩研究员的悉心指导下完成的，石岩导师深厚扎实的学术功底求真务实的学术作风勇于创新的科研精神都是值得我生去学习的楷模。在石岩导师的指导督促下，我全方位的了解了自己研究的课题并确定了研究方向。是石岩老师不厌其烦的指导和帮助让我顺利完成了研究生阶段的学习，研究生阶段丰富的经历让我受益匪浅，永生难忘。另外还要感谢陈孝林高工对我工程上的指导，他优秀的实践能力帮助我完成了我的课题，对我的工程难题悉心指教，他的技术水平是我学习的榜样。最后感谢实验室兄弟姐妹的帮助，是他们不断的支持与鼓励让我能够脚踏实地心无旁骛地完成研究生阶段的功课与任务。王龙吾年月万方数据平面白光照明系统中黄光荧光薄膜结构的优化摘要平面白光照明系统主要采用蓝光芯片激发黄色荧光粉产生白光的技术。目前的封装方式是将荧光粉和硅胶混合制作成荧光薄膜，再贴于蓝光，形成白光光源。荧光薄膜远离芯片表面处封装，远离热源封装的荧光粉薄膜不会出现因为芯片发热导致荧光粉胶体温度升高，进而使得芯片的温度升高，致使芯片光效降低，颜色偏移等诸多问题，这种封装技术可以制作出均匀分布荧光粉的薄膜，不会存在因为荧光粉分布不均匀产生的色温不均现象，也避免了传统封装方式中的点胶工艺，使得生产过程快速，致，成本低。平面照明系统的出光效率虽然有很大的提高，但是仍存在出光分布不够均匀，出光面边缘色温过低等现象，这些缺陷可以通过优化荧光薄膜结构进行改善，出光效率还可以通过改变荧光薄膜结构进步提高，本文模拟过程用光学设计软件建模，基于荧光粉的激发光谱吸收光谱发射光谱和量子效率等特性和理论，模拟荧光粒子得到准确的解析解，得出荧光粒子的量子效率，散射系数，各向异性系数和荧光胶液的浓度。建立平面白光照明系统和荧光薄膜模型。本文研究通过优化荧光薄膜结构提高平面白光照明系统出光光效率，提出种带有刻蚀沟槽结构的荧光薄膜，这种荧光薄膜能够有效的提高发光系统的出光效率，改善出光光色不均现象，通过对荧光薄膜边缘部分刻蚀沟槽结构，出光效率提