利用倒装芯片制备LED灯丝, 并对其光学、热学的均匀性进行测试分析。采用BM-7瞄点式亮度计和Fluke Ti32成像热仪, 分别对灯丝亮度、色温和表面温度进行测试。实验测得灯丝正面的亮度与色温均高于反面, 测得灯丝反面的温度大于正面。灯丝亮度与表面温度均呈现朗伯分布。通过TracePro光学软件和FloEFD热学软件对LED倒装芯片灯丝分别进行光学和热学模拟, 模拟得到的光照度与温度分布与测试结果相同。灯丝光照度和温度均呈现中间高两端低的分布情况, 两端亮度约为中间的74.4%, 灯丝两端与中间的最大温差为12.4 ℃ , 说明倒装灯丝具有良好的光学均匀性和散热性能, 作为一种新型LED光源灯是可行的。

基于交流(AC)110V发光二极管(LED)芯片制备了立体发光灯片, 并对AC LED的光学均匀性和热学均匀性进行研究。通过改变荧光粉胶的配比来提高正反面的光学均匀性, 研究发现, 当立体灯片反面的荧光粉胶与正面的比例达到30%时, 立体发光灯片反面的光通量与正面的比值最大, 且正反面的色温差最小, 其荧光粉的激发是最好的。另外, 测试4种样品的发光角度, 发现其发光角度分布相似, 而发光强度与积分球测试得到的光通量比值也相近。同时对热学均匀性进行研究, 发现正反面荧光粉胶配比达到30%时, 该立体灯片的稳态温度最低, 转化的热量最小, 其相对应的光通量最高, 使得立体灯片的热学均匀性更好。

三维发光LED 灯片因其360°发光的优点成为制备球泡灯的首选光源。但是与其他LED 光源相比，三维发光LED 灯片的散热通道由纵向变为横向，散热要求更高。通过热模拟软件探求最佳散热三维灯片设计模型，通过对比优化其基板结构和芯片排布方式将同样驱动功率下基板的温度由130 ℃降至83 ℃。为验证模拟的准确性开模制备这两种灯片，并对两种灯片不同位置和热沉同时测温监控发现，300 s 内发光灯片和热沉上的温度达到平衡，两种灯片样品上的温度与模拟的温度基本相同。结果表明，优化后的三维发光LED 灯片具有良好的散热性能，可满足三维发光LED 灯片产业化产品需求。

针对LED高光效、低功耗的要求, 在分析LED光学性能的基础上, 采用了COB(chip on board)即板上芯片封装技术。研究了不同电流下和点亮不同时间后, 分析其LED光通量、光效和色温。研究分析影响LED光学性能的因素并进行测试。结果表明, 用两种色温接近3 000 K的样品, 电流由500 mA增大到900 mA, 色温升高了1.685%、2.626%, 光通量也随着电流的变大而升高68.532%、84.625%, 但相反光效却降低了13.535%、9.971%; 而在电流保持不变的情况下, 点亮的时间由0~1 min、0~5 min、0~10 min, 其色温分别上升了0.537%、1.209%、2.384%; 0.369%、1.104%、2.943%, 同时, 光通量分别降低1.474%、4.855%、7.493%; 2.073%、3.859%、7.793%, 光效也分别降低2.527%、4.617%、6.671%; 2.171%、4.903%、7.579%。实验发现, 电流与点亮时间直接影响LED光学性能。

立体发光灯片的关键是在保证光通量的前提下,如何获得均匀的正反面发光.本文对3种荧光粉平面涂覆立体灯片的正面和反面的瞬态和稳态光通量、色温、色品坐标进行了研究,发现直接涂覆荧光粉胶的灯片总的光通量最大,但正反面的发光性能相差很大；在涂覆荧光粉之前先平面涂覆一层硅胶,可获得正反面发光较均匀的灯片；而在该硅胶层内掺杂扩散粉的灯片,不但没有提高灯片的正反面发光均匀度,反而大幅度降低了光通量值.此外,测试3种样品的发光角度,发现其发光角度分布相似,而发光强度与积分球测试的光通量比值相近.结果表明,涂覆荧光粉之前先平面涂覆一层硅胶工艺,既可以保证立体发光灯片具有较大的光通量又可以获得均匀的正反面发光.

研究了1.16 mm GaN基蓝光芯片的垂直封装结构LED和倒装封装结构LED在驱动电流达到和超过工作电流350 mA的发光特性和变化趋势。随着驱动电流的逐渐增大, 与垂直结构LED相比, 倒装结构LED光通量的饱和电流值增加350 mA, 在1 200 mA电流时的光通量高出25.9%, 色温的异常电流值增加了400 mA, 发光效率平均提高8l m/W。实验结果表明, 倒装结构LED具有更高的抗大电流冲击稳定性和光输出性能, 可有效提高LED在实际应用中使用寿命。