LED作为新一代照明光源具有效率高、寿命长、体积小以及节能环保的优点,已经广泛用于现代生活中的众多领域。封装技术直接决定了LED产品的光学性能、热学性能和可靠性。现有封装技术依然存在很多不足,如发光空间颜色均匀性差、光效低、显色指数低和散热能力差等,严重阻碍了LED的进一步发展。本文对LED封装中的荧光粉涂覆工艺进行研究,通过对荧光层结构和散热方式进行改进以提高LED光热性能。结合现有LED封装和其他领域技术开发出工艺简单、成本低、易实现的荧光层结构制备技术和热管理技术。具体研究内容和创新点如下:（1）提出激光选择性固化调控荧光层中荧光粉空间分布的方法提高LED封装空间颜色均匀性。通过模拟研究了激光局部加热固化工艺对荧光粉胶中荧光粉空间分布的影响,光学模拟分析表明局部加热固化形成的荧光层结构可有效提高LED封装空间颜色均匀性。实验结果表明,通过激光选择性固化调控荧光粉在硅胶中分布,在5500K、8000K和16000K色温水平的色温偏差值分别为184K、268K和1315K;相比均匀分布和完全沉淀荧光层结构的封装模块,空间颜色均匀性指标提升均超过74%。此外,激光选择性固化结合自由涂覆工艺制备的LED封装模块光强分布相比荧光粉自由涂覆工艺并未改变。（2）提出一种含表面微结构的红色荧光粉层和Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)荧光玻璃堆叠的荧光层结构,提高LED封装模块的出光效率。通过基于相场法的空气-水-聚合物三相流动模型模拟水滴在聚合物表面压印微结构的过程,研究水和聚合物之间表面张力对微结构形貌的影响。通过实验得出水滴凝结法制备均匀表面微结构的热电制冷器（TEC）工作电流和时间参数。通过旋涂工艺在由丝网印刷和烧结制备的荧光玻璃表面覆盖掺杂红色荧光粉的聚合物薄膜。通过改变预固化时间在聚合物薄膜表面由水滴凝结法制备平均深宽比为1.02、0.75和0.40的凹形微结构,实验结果表明LED封装模块出光效率相比无表面微结构的LED封装模块分别提升8.49%、14.01%和7.86%,显色指数均超过79。（3）提出量子点-蓝宝石-荧光玻璃复合荧光层结构,提高量子点LED封装模块光热稳定性。通过丝网印刷和烧结工艺在高热导率蓝宝石基体上制备荧光玻璃,通过注模和紫外固化工艺制备红色量子点膜,并堆叠起来形成复合荧光层结构。实验结果表明,采用量子点-蓝宝石-荧光玻璃复合荧光层（QD-PSC）结构的LED比采用量子点-玻璃-荧光玻璃荧光层（QD-Pi G）和量子点与荧光粉胶混合荧光层（QD-Pi S）封装的LED模块表面温度更低。采用QD-PSC结构的LED表面温度、色温和光效随着工作电流变化而引起的变化也更小。在350m A电流下工作100小时,量子点-蓝宝石-荧光玻璃复合荧光层结构量子点LED发光效率衰减5.2%,优于量子点-玻璃-荧光玻璃荧光层结构量子点LED的10.2%和量子点与荧光粉胶混合荧光层量子点LED的31.4%。（4）提出电晕放电激发离子风增强LED灯丝荧光层表面对流换热,降低LED结温并提高光效。通过理论分析和实验研究了针电极数量、针环间距等放电参数对离子风风速的影响,制造了三针-环离子风发生装置嵌入LED灯丝灯进行散热实验。相比无离子风状态,针环间距为10mm和15mm时,LED结温最大分别降低了17.6°C和30°C,LED灯丝的光效由于结温降低也分别提高3.2%和5.8%。