编者按：随着半导体材料和封装工艺的提高,LED的光通量和出光效率逐渐提高, 从而使固体光源成为可能, 已广泛应用于交通灯、汽车照明、广告牌等特殊照明领域, 并且逐渐向普通照明领域过渡, 被公认为有望取代白炽灯、荧光灯的第四代光源。

摘要: 设计针对大功率LED的光学结构进行分析, 建立大功率LED的光学仿真模型, 模拟LED光强分布曲线,对实测数据和仿真结果进行了比较, 重点说明LED封装结构设计方法和思路, 最后总结了仿真设计的意义。

关键词: 大功率LED；光学模型；仿真

不同应用领域对LED光源提出更高要求, 除了对LED出光效率、光色有不同的要求, 而且对出光角度、光强分布有不同的要求。这不但需要上游芯片厂开发新半导体材料, 提高芯片制作工艺, 设计出满足要求的芯片, 而且对下游封装厂提出更高要求, 设计出满足一定光强分布的封装结构, 提高LED外部的光利用率。

1、大功率LED光学特征

1. 1、LED光输出表示

　　LED光输出一般用辐射度学的光通量、光强表示。光通量用于描述LED向外辐射能量的大小, 总光通量表示LED向各个方向辐射光通量的总和, 一般用符号表示5v。

光强用于描述LED发出的光沿空间各方向的分布, 用单位立体角度内光通量来计算, 一般用符号I v 表示, 单位坎德垃。立体角X 表示为被照射面积与半径平方的比值, 即X= A ˆR 2。为更形象说明两者的关系, 假设一LED光源位于球心, 如图1 所示