量子点LED精确光学模型的建立及封装研究

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作为固态照明器件，量子点LED的封装是决定其光学性能的关键因素。对于不同的应用，量子点LED的封装结构与工艺变化多样。因此，建立量子点LED的光学模型并对其封装进行理论指导，是学界与产业界迫切需要的工作。基于此，本文围绕量子点LED的光学建模与分析，进行了一定的研究。
　　搭建了双积分球测试系统，用于测试量子点材料的宏观透、反射率，并基于反向倍加法编写程序，用于计算量子点材料的基本光学参数如散射系数、吸收系数及各向异性因子。同时对双积分球测试系统的测量精度和反向倍加法的计算精度进行了验证，结果表明，双积分球系统的测量精度小于1％，反向倍加法的计算误差小于10-5。
　　制备了CuInS2/ZnS核壳结构量子点材料，并利用该材料制备了一系列不同浓度与厚度的量子点PMMA复合薄膜，测试了其宏观透、反射率，并计算得到其基本光学参数。结果表明，量子点对入射蓝光的吸收系数随着浓度与厚度的增大而增大，而对自身发射黄光的吸收较少，但量子点对自发黄光的散射系数大于其对蓝光的散射系数，表明在量子点材料中，黄光将被更多地散射从而偏离原入射方向。因此，量子点对蓝光的各向异性因子大于黄光各向异性因子。
　　基于计算得到的量子点的基本光学参数，建立了量子点LED的光学仿真模型，并对三种典型的量子点LED封装进行了光学仿真，分析了不同封装结构导致的光学性能的差异，最后用实验对仿真结果进行了验证和进一步分析。仿真结果表明，影响量子点LED中芯片取光效率的因素主要是芯片周围填充层的折射率，当填充层折射率介于芯片与环境介质之间时，将有利于芯片的出光；而影响量子点层自身发射光能量大小的主要因素是入射蓝光在量子点层中的光程，当蓝光光程越大时，转化的量子点发射光能量也越多。同时，由于黄光的视觉函数值远大于蓝光，因此当量子点发射黄光占总光功率比例越大时，封装体的光效越高。

著录项

作者
谢斌;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科动力工程
授予学位硕士
导师姓名罗小兵;
年度 2016
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TN312.8;
关键词
量子点发光二极管; 光学模型; 封装结构; 取光效率;

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