提出一种具有梯度双层掺杂纳米颗粒封装胶结构的白光LED模块，采用热溶液法在倒装芯片表面涂覆掺杂一定浓度TiO2纳米颗粒的remote层和荧光胶薄膜层，制备成模块样品。利用仪器设备对样品的光色性能进行测试和机理分析。实验结果表明，在芯片和荧光胶薄膜间添加remote层，中心法线处的光提取率比未涂覆remote层增加了32.35%，拟合直线斜率趋向水平，光子空间分布均匀性改善明显。荧光胶薄膜掺杂SiO2颗粒，随着SiO2掺杂浓度增加，色温分布曲线逐渐平缓，平均色温由掺杂浓度为0%时的6199.66K下降到5103.24K，下降了21.48%。光通量测量值随着SiO2掺杂浓度增加先提升后下降，掺杂浓度为0.6%时，达到最大值181mlm，相较于未掺杂SiO2颗粒提高了9.70%。双层结构白光LED模块界面间通过梯度递减折射率的方式提高光子提取效率，空间颜色的一致性改善明显，为提高白光LED模块的品质提供一种借鉴。

采用高温固相法将黄色荧光粉掺入硅胶, 按一定计量比制备黄色荧光粉混合胶, 将混合胶喷涂于倒置芯片表面封装成白光数码管。通过仪器设备对样品的光色性能进行了测试和机理的分析。结果表明, 采用倒置工艺白光数码管比传统点胶白光数码管平均光通量提高了约为16.4%, 平均色温下降约为10.6%, 出光一致性更理想。研究表明在数码管显示领域应用芯片倒置和荧光粉喷涂技术对白光LED发光器件光色性能有明显的提升。

利用温度应力加速寿命方法, 测试点胶工艺白光数码管在80℃和100℃下的老化特性。实验数据表明, 数码管工作一段时间后, 光通量会有约1%的增量, 究其原因可能为蓝光芯片和荧光粉性能在光电转换激励下, 性能有提升所致。在80℃老化实验环境下, 数码管红色比重增长了5.8%, 蓝光光子所占比例下降了26.1%, 说明白光数码管主峰随着老化时间的变化在向长波方向缓慢移动。最后利用Arrhenius关系预算出实验样品在常温工作下的平均寿命为18000小时。

引起白光数引起白光数码管衰减的因素有多种, 主要分析了荧光粉涂覆方式对白光数码管光通量的影响。针对传统点胶技术的缺陷, 提出荧光粉层点胶于塑壳出光通道的封装技术, 通过对两种点胶技术的测试和分析, 发现点胶于芯片表面, 数码管笔段平均光通量为0.073985 lm, 点胶于塑壳出光通道平均光通量为0.092852 lm。实验证明, 荧光粉涂覆位置对白光数码管性能影响较大, 为企业改善产品性能提供了理论分析和实验数据。

针对低色温白光数码管发光效率低的情况, 提出了一体化的封装工艺。主体结构包括一体化技术的发光室和斜腔结构的反射盖。为验证用新工艺制备的白光数码管的光电性能, 利用实验设备测试和分析了自制的两种不同工艺封装的白光数码管显色指数、发光效率以及色坐标等性能指标。实验结果表明, 新工艺制备的白光数码管平均显色指数比传统点胶工艺高1.53%、平均发光效率高191%, 从色坐标集中度看, 新工艺制备的白光数码管出光均匀性比点胶工艺好。

提出了一种新的白光数码管封装技术, 围绕新封装技术中荧光粉厚度是否能保持相对均匀、稳定。对新封装技术制备样品的性能进行测试, 并与传统以环氧树脂为配粉胶的白光数码管进行了比较。分析实验数据表明, 采用点胶技术研制的白光数码管, 各笔段荧光粉层厚度保持着相对的均匀和稳定, 笔段间的发光强度误差较小; 在相同的测试环境下, 光通量的衰减程度比传统白光数码管要慢, 由于硅胶良好的导热性, 点胶技术白光数码管对环境的适应性更强。研究表明点胶技术白光数码管作为一种新的封装技术比旧方案更优越。

在实验数据的基础上, 分析了空封白光数码管光通量性能低于传统白光数码管的原因, 提出了有针对性地提高光通量的一些初步设想。对空封白光数码管进行了温度老化实验, 老化温度分别为80℃和100℃。在80℃老化实验中, 700h时的光通量随时间缓慢降低, 但到700多小时后在某个时刻突然急剧降低。通过对实验数据的分析, 解释了空封白光数码管光通量性能退化的机理, 并使用Arrhenius公式计算出了本实验所用数码管的寿命为2.4万小时。