工业上蓝光芯片结合黄色荧光粉方式出射的白光色温偏高,显色指数较低,因此紫外芯片与RGB荧光粉复合结构得以推广,但其较低的发光效率一直困扰着LED照明行业。为了解决这一问题,本文从RGB荧光膜结构设计角度出发,通过对RGB荧光膜进行模拟仿真并结合实验验证的方法,设计对比了四种具有不同点阵排布结构的荧光膜的光学性能,并通过研究荧光像素点的尺寸对封装LED出光均匀性的影响,确定了最佳的结构方案。通过实验测试与点胶工艺制备的荧光膜的光学性能进行对比,实现了高光效、均匀的白光出射。通过调整RGB荧光粉的混合比例并设计相应的荧光膜结构,以及改变LED芯片的发射波长,实现了多种颜色的LED出光,并选取部分荧光膜结构进行实验,验证了模拟仿真的结果。研究结果表明:(1)RGB荧光粉在封装胶中具有一个最佳的浓度大小,既能保证紫外芯片出射的光被完全吸收,又能保证RGB荧光膜对红绿蓝光具有适中的散射能力。(2)点阵排布的荧光膜结构可以有效的降低荧光粉层中的二次吸收行为,减少红色荧光粉对绿光和蓝光的吸收,以及绿色荧光粉对蓝光的吸收,进而提高LED产品的出光效率。(3)RGB荧光像素点的尺寸对LED产品出光的均匀性具有影响,对于边长为4 mm的荧光膜,像素点的尺寸为0.5×0.5mm时仿真结果具有较优的均匀性,其次是像素点尺寸为0.1×0.1 mm和1.0×1.0 mm的荧光膜,当像素点尺寸为2.0×2.0 mm时,仿真结果的均匀性较差,不能应用于实际生产中。(4)对于LED产品实现多彩出射光,可以通过调整RGB荧光粉比例和LED芯片发射波长两个角度进行考虑:通过调整RGB荧光粉的混合比例可以方便的调整最终的出射光颜色,实现多彩出光,其出光颜色范围位于RGB荧光粉单一原始光谱对应的CIE坐标所围成的三角形内;LED芯片波长位于360 nm至400 nm之间和440 nm至460 nm之间时,改变芯片发射波长对最终出射的光的颜色影响不大,而波长从400 nm到460nm改变时,出射光将明显向蓝光区域偏移。RGB荧光粉封装LED产品具有高显色、可调色温、改善的出光效率,是下一代LED产品的发展方向。