基於自由曲面透鏡的高品質LED光源設計與製造

《基於自由曲面透鏡的高品質LED光源設計與製造》是依託華南理工大學，由李宗濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於自由曲面透鏡的高品質LED光源設計與製造
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李宗濤
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

本課題針對高品質LED光源日益增長的實際需求以及制約LED照明套用推廣的技術瓶頸，研究LED擴展光源自由曲面透鏡設計與製備技術。建立照明系統能量傳遞模型，基於點光源——擴展光源配光誤差，提出具有能量反饋函式的LED自由曲面透鏡（EFFL）算法，完成透鏡設計，利用一體塑封成型工藝製備LED自由曲面透鏡；深入研究了光源螢光塗層結構及其製備工藝，分析了脈衝噴射塗層材料液滴成型機理，設計多層螢光塗層與遠程保形螢光塗層複合結構，並利用微機械壓印技術，在螢光塗層表面製造出微納尺度光功能結構，提高LED螢光塗層出光效率及散射特性；最後通過對LED光源實施光電性能綜合測試以及可靠性工程，最佳化光源製造中，晶片安放、金線鍵合、齊納保護等關鍵工藝過程，進一步提高光源品質，最終促進LED照明產業技術升級，推動半導體照明技術普及。

結題摘要

本課題針對高品質LED光源日益增長的實際需求以及制約LED照明套用推廣的技術瓶頸，研究LED擴展光源自由曲面透鏡設計與製備技術。提出了照明系統光源-透鏡-被照面能量傳遞模型，建立起基於LED點光源的自由曲面光學透鏡設計理論；基於點光源——擴展光源配光失效機理，提出了具有能量反饋函式的LED自由曲面透鏡（EFFL）算法，完成透鏡設計，最佳化一體塑封成型工藝並製備出高精度LED自由曲面透鏡。提出了多粉體複合螢光塗層的光學模型，揭示了多粉體組配對白光LED光色性能的影響；基於該光學模型，分別提出了針對點光源/拓展光源的自由曲面螢光塗層光色反饋設計方法；分析了脈衝噴射塗層材料液滴成型機理，建立了噴塗塗層形貌與內建透鏡曲率的映射關係，設計出透鏡複合自由曲面螢光塗層結構，提升光源光色品質。對LED光源實施光電性能綜合測試以及可靠性工程，最佳化晶片安放、金線鍵合等關鍵工藝過程，分析器件外加機械載荷失效機理及脈衝驅動循環工作熱失效機理，進一步提高光源品質。最終形成一套完整的基於自由曲面透鏡的高品質LED光源設計、製造理論體系，促進LED照明產業技術發展。