在全球能源危机的背景下,LED以其节能环保、寿命长等优点成为第四代光源的主要发展方向,随着大功率LED流明效率不断提高、成本持续下降,大功率LED广泛应用于传统照明和特种照明领域。目前绝大多数LED产品均使用硅胶／环氧荧光粉混合物的方式封装,应高光效要求,LED功率增加,LED所产生热无法有效散出,实际应用中存在硅胶/环氧老化、亮度下降、色漂移、寿命缩短等问题,基于存在的这些问题,对白光LED用光转换材料提出了新的要求：(1)解决荧光材料的涂敷均匀性问题；(2)具有较高热传导系数、物理化学性能稳定的荧光材料；(3)增加发光材料中红光部分的辐射。目前,LED用各种类型荧光粉的报道屡见不鲜,主要集中在新型荧光粉的开发,但对LED封装中出现的以上三个问题很少涉及,能同时达到上述三点要求的材料报道更少。究其原因,是绝大多数荧光粉粉体固有的物理和化学不稳定性决定的。因此,开发一种形状可控、性能稳定的硅胶/环氧荧光粉混合物的替代品具有重要的实际意义。本文以LED用荧光玻璃复合材料和LED色温均匀性改善为研究对象,提出了三种制备荧光玻璃复合材料的方法,对制备材料的微观结构和光学性质进行了表征和测试。以该材料为光转换材料,制作了LED封装样品,对封装样品进行测试,并对测试结果进行了分析。建立了荧光玻璃封装LED光学模型,研究了荧光玻璃和LED芯片之间空隙对LED光学性能的影响。通过实验研究了封装中加入扩散粉对LED色温一致性的改善。主要的研究成果如下：(1)通过高温固相反应法,制备了YAG:Ce3+荧光粉。系统研究了Ce3+浓度,反应助剂含量,煅烧温度和气氛等制备工艺对YAG:Ce3+荧光粉光致发光性能的影响。结果显示：Ce3+浓度增大,晶体场改变,Ce3+的发射先红移,后蓝移,助熔剂的最佳添加量为反应物摩尔数的0.1,反应温度在1500℃时,荧光粉光致发光性能最佳,还原气氛能有效提高荧光粉的光致发光性能。(2)提出了一种较低温度下制备LED封装用荧光陶瓷的方法,通过该固相反应方法制备了YAG荧光陶瓷片,对其进行了XRD, SEM测试,测试发现荧光粉颗粒均匀分布于基体中。利用制备的荧光陶瓷片与LED芯片封装所得模块有较低的色温,可以达到理论白光色坐标,通过调整荧光粉掺杂量和陶瓷片厚度,可以制备相应要求的LED模块。封装所得LED模块的最高光效为75.61Lm/W,分析了其光效低于目前商用荧光粉硅胶LED模块的原因,提出了进一步改进方法。(3)提出了一种荧光粉和溶胶凝胶法相结合用于制备LED封装用高显指荧光玻璃的方法,研究了凝胶制备过程中不同反应温度对凝胶时间和凝胶玻璃密度的影响,并制备了包含不同荧光粉混合比例的凝胶玻璃,将其用于LED封装,使得所封装LED显色指数大于95,证明了此方法的可行性。(4)提出了一种简单实用的通过丝网印刷制备荧光玻璃的方法。利用光学显微镜和SEM-EDS分别研究了荧光粉颗粒分布的均匀性和荧光层的成分。测试了不同厚度荧光层厚度荧光玻璃的激发和发射光谱。测试了不同厚度荧光层荧光玻璃封装后的LED的光谱和色坐标。75μm荧光层荧光玻璃封装的LED在350mA下光效81.24Lm/W。丝网印刷法制备荧光玻璃可以在玻璃基片上实现多层荧光层,制备的荧光玻璃和荧光粉硅胶相比,有更好的稳定性。这种荧光玻璃为薄膜倒装LED芯片和远离式荧光粉封装提供了便利。(5)研究了空气间隙大小对荧光玻璃封装LED色温和显色指数的影响。当空气间隙变化时,蓝光和黄光的比例随之变化。当空气间隙从0μm增加到25μm时,色温从5162K上升至10516K。LED色温从正白变为冷白。空气间隙造成芯片发出的大角度蓝光更容易从荧光玻璃边缘出射,不经过荧光玻璃。此仿真模型可用于指导荧光玻璃型LED的封装。(6)研究了MF树脂和CaCO3作为扩散粉封装在LED硅胶层中对LED色温均匀性和光效的影响。实验结果表明合适的扩散粉掺杂量可以有效降低空间色温波动。空间色温波动和流明效率都随扩散粉掺杂量增加而减小。色温均匀性改善得益于添加扩散粉后光子散射的增强。散射增强导致透光率降低。在特定情况下,散射和透过需要达成一个平衡。散射增强可以使得蓝光和黄光混合更均匀,空间色温波动更小,但散射太强会导致流明效率下降明显。这种低成本的扩散粉掺杂提供了一种实用简单的改善LED颜色均匀性的方法。1%MF resin或10%CaCO3掺杂封装的LED能得到低的空间色温波动和高的流明效率。本章研究结果对LED产品封装,色温控制有明确的指导意义。