设计一款芯片尺寸为300 μm的蓝绿光微型发光二极管（Micro-LED）并将其点亮，通过TCAD 仿真对芯片尺寸为10、38、100、300 μm的Micro-LED进行模拟仿真，探究了Micro-LED的小尺寸效应，发现随着Micro-LED尺寸的减小，开关损耗增加。因此，针对提高小尺寸Micro-LED单点像素的驱动电流密度过程中产生的开关损耗增加的问题，模拟仿真驱动电路驱动Micro-LED的开关特性过程，进行减小开关损耗的研究。利用Sentaurus TCAD软件进行仿真，设计了一台沟道长度为0.18 μm的p型金属氧化物半导体场效应晶体管（PMOS）器件，将PMOS器件和Micro-LED器件通过铟凸点进行键合，并对PMOS驱动电路驱动单独Micro-LED像素进行仿真，进一步进行PMOS驱动两个Micro-LED像素的仿真，从而模拟阵列像素驱动的情况，通过比较开关延迟时间判断驱动效果并进行实验验证，发现当PMOS接入限流电阻驱动Micro-LED时，阻值越小，驱动效果越好，而且起到消除浪涌、限流分压的作用，但PMOS直接驱动Micro-LED比加入限流电阻的效果更好，PMOS驱动阵列Micro-LED相比于驱动单独Micro-LED开关损耗更小、驱动效果更好。

大多数针对CsPbBr₃钙钛矿量子点的应用研究主要集中于绿光发射的LED,应用于WLED的报道较少,为此对基于CsPbBr₃钙钛矿量子点的白光LED器件的电流稳定性进行研究。首先通过热注入法制备CsPbBr₃钙钛矿量子点并测试其吸收光谱和发射光谱,吸收峰和发射峰分别为502 nm和512 nm。然后将CsPbBr₃钙钛矿量子点与紫外光固化胶混合形成CsPbBr₃钙钛矿量子点胶体,叠加红色荧光粉制作两种不同封装结构的白色发光二极管(WLED),分别为WLED Ⅰ和WLED Ⅱ。在10 mA的电流下,WLED Ⅰ的显色指数达到92.1,相关色温为4323 K,流明效率为33.04 lm/W,三个指标均高于WLED Ⅱ。最后分别对WLED Ⅰ和WLED Ⅱ进行电流稳定性测试。在将驱动电流从10 mA慢慢增加到150 mA以及在720 min的通电时间和15 mA的驱动电流两种条件下,分别测试两种WLED器件的性能。结果表明,WLED Ⅰ显示出更稳定的变化趋势。

应用于深海环境的LED光源模组采用封装硅胶作为压力补偿结构介质, 与传统液压补偿结构相比, 具有装配方便、结构简便等优点。根据折射定律(斯涅尔定律), 不同封装硅胶折射率的差异会导致光线在蓝宝石透镜窗口发生全反射的角度有所不同, 进而影响出光光通量。因此, 本文探究了封装硅胶不同折射率(1.41～1.55)以及不同厚度(1.6～3.0 mm)对光源模组出光光通量的影响。Tracepro仿真结果表明, 固定封装厚度, 光通量随封装硅胶的折射率减小而增大; 固定硅胶折射率, 封装厚度为2.5 mm时, 光源的出光光通量最大。同时, 本文设计了硅胶封装实验, 实验结果与仿真结果一致, 验证了仿真结果的准确性。

采用热处理烧结方法制备了含CsPbBr3钙钛矿量子点的硅酸盐基氟氧化物玻璃陶瓷（SiO2-Al2O3-Li2O-AlF3-LiF)。通过X射线衍射分析了玻璃的自析晶现象与量子点生长之间的关系; TEM透射电镜分析了量子点的形貌特征; 荧光光谱、吸收光谱和CIE色坐标等表征分析了量子点的发光特性。结果表明, 最佳条件制备得到的含CsPbBr3量子点的玻璃陶瓷材料可实现512 nm强绿光发射, 半峰宽22.80 nm。将该玻璃陶瓷与365 nm紫外芯片封装构建绿光发光二极管（LED), 有望替代绿色荧光粉成为新型固体发光领域的关键材料。

测量了一种绿色和红色CdSe/ZnS量子点/硅胶复合薄膜的吸收光谱和光致发光光谱。结果表明,量子点薄膜在不同的激发波长下,拥有稳定的光致发光光谱,峰值波长分别为527 nm和628 nm。将量子点/硅胶复合薄膜与YAG∶Ce 3+黄色荧光粉结合,制备了两种不同结构的白色发光二极管(WLED),测量了其在不同驱动电流下的光学性能和表面温度。在350 mA的驱动电流下,Ⅱ号WLED的表面温度比Ⅰ号WLED低26.5 ℃。在55 ℃温度和55%相对湿度条件下进行老化实验。结果表明,在不同的驱动电流下两种WLED的光学性能基本一致且稳定性良好。

采用一步法合成了510, 550和630 nm三种峰值的高稳定性、 高量子效率核壳结构CdSe/ZnS量子点材料, 其量子产率分别达到82%, 98%, 97%。 将该量子点材料取代传统的荧光粉材料, 与硅胶均匀混合后作为光转换层涂覆到蓝色InGaN LED芯片上, 制备了白光LED器件。 通过依次添加不同颜色量子点制备的量子点光转换层, 考察了510, 550和630 nm三色CdSe/ZnS量子点在硅胶中的不同配比对白光LED器件性能的影响, 研究了不同颜色量子点之间的能量转换机制, 利用量子点对白光光谱及其色坐标的影响机制, 得到优化的白光器件结果及其三色量子点的配比, 结果表明, 当绿色、 黄绿色、 红色三种量子点之间的配比为24∶7∶10时, 得到高稳定性、 高效率的正白光器件特性, 在电流20～200 mA范围内, 色温变化为4 607～5　920 K, 色坐标变化为（0.355　1, 0.348　3）～（0.323　4, 0.336　1）, 显色指数变化为77.6～84.2, 器件最高功率效率达到31.69 lm W-1@20 mA。 另外, 为了进一步考察器件性能稳定的原因, 研究了时间、 温度以及UV处理对CdSe/ZnS QDs/硅胶混合光转换材料稳定性的影响, 结果表明, 器件的高稳定性可归因于所采用的一步法合成的核壳结构量子点材料本身的稳定性, 研究的优化器件结果是一种低能耗的优质白光光源, 　可使人们真实地感知物体的原貌, 在正白光光源领域具有很好的应用前景。

随着发光二极管(LED)功率的提高，散热的挑战性也越来越高，而热量的集聚会引起LED 结温的上升。过高的结温不但会影响LED 的光功率和光通量等性能参数，还会使器件寿命急剧衰减。因此掌握LED 器件的温升规律成为提高器件可靠性的关键。实验中选取了不同封装结构的LED 器件，对不同驱动电流、不同基板温度和不同封装材料的LED 器件分别进行了热阻、光功率等性能测试。实验发现，随着电流的增加或者基板温度的升高，LED 器件的热阻呈现先下降后上升的趋势，不同封装基板的器件变化幅度有所不同；升高基板温度时，铝基板封装的LED 器件由于结温高光功率衰减快热阻呈现下降趋势。结果表明互连材料层、基板的导热能力是影响LED 器件热阻差异的关键。

大功率白光LED作为新一代照明光源的优势越来越明显，但其光衰机制综合了YAG荧光粉、LED芯片以及封装散热多重因素，衰减机理复杂。为研究LED芯片与荧光胶的相互热影响，基于蓝光LED器件基板温度可控实现蓝光LED器件温度稳定，并通过外部加热（以此作为LED热量作用于荧光胶）的方式控制荧光胶、荧光粉、硅胶的温度。重点研究了温度从27 ℃升高到220 ℃对三者光衰、主波长特性的影响。对荧光胶与LED芯片的近距离相互热影响进行了测试，结果表明荧光粉涂覆量会引起光功率的降低，而且随着光功率的降低，LED芯片结温呈现指数升高。实验证明荧光胶层与LED芯片是一个相互影响的复合热源模型。

随着功率型LED(HP-LED)对散热的要求越来越高, 传统导电银胶越来越难以满足LED的高散热要求。虽然共晶互连工艺是微电子领域中的一种有效的散热互连方法, 但是由于LED的特殊性, 该工艺在LED互连封装中的性能改善研究还比较少。本文对金锡共晶互连、锡膏互连和银胶互连的3种LED器件分别进行了光学、热学以及剪切力等方面的测试分析研究, 结果表明: 底部与顶部同时加热的金锡共晶工艺互连的LED器件可以有效地改善仅底部加热共晶互连层中的空洞缺陷, 在1 000 mA电流条件下, 相对于锡膏、银胶互连的LED器件具有较低的热阻、较稳定的峰值波长偏移、较强的互连层剪切力等性能。金锡共晶互连工艺是一种可以有效改善大功率LED散热及互连强度的方法。

照明光源的灯光质量对人体健康的影响受到了越来越多的关注。近几年伴随着大功率发光二极管发光效率的不断突破，已经达到甚至超过普通照明光源的发光效率。为进一步改善照明光源质量，通过色温的变化实现类太阳光色温变化的智能光源，采用红绿蓝三基色发光二极管，基于理论计算按照不同比例的三基色搭配，在实验中测试得到一个不同色温配比的数据库。并将数据库植入控制程序中，然后通过控制程序自动调取不同配比，最终实现不同时间段色温动态变化的照明光源。实验结果表明，本照明光源可以实现从2300~7000 K的宽色温范围，实际色温与理论计算相符，基本实现了类太阳光动态色温变化趋势。