第16卷第5期2008年5月光学精密工程0pticsandPrecisionEngineeringVol_16NO．5May2008文章编号1004—924X(2008)05—0832—07LED封装光学结构对光强分布的影响屠大维，吴仍茂，杨恒亮，赵其杰，黄志华(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：从发光二极管(LED)的发光原理及结构出发，建立了LED的光学模型，获得了它的光强分布曲线，并与实际测量数据进行了比较。通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸，得到了不同结构参数下的光强分布。实验结果表明：反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性，这些规律对生产特定照明需求的LED具有实际指导意义。关键词：发光二极管；光强分布；封装技术中图分类号：TN312．8文献标识码：AEffectofopticalstructureonoutputlightintensitydistributioninLEDpackageTUDa—wei，WUReng—mao，YANGHeng-liang，ZHAOQi—jie，HUANGZhi—hua(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Inordertostudythemainfactorsaffectingtheintensitydistributionoflightemittingdiode(LED)，anopticalmodelbasedontheluminescenceprincipleandstructureoftraditionalLEDwasde—veloped．TheintensitydistributioncurveoftheLEDwasobtained，andthedifferencebetweendatameasuredbythemanufactoryandresultsfromthisresearchwascompared．Bychangingthefieldan—gleofreflectingcupsuccessively，thedistancefromthetopoflightcuptothebottomofLED，there—fractiveindexofaralditeandthedimensionofopticallens，fourgroupsofintensitydistributioncurvesunderdifferentstructureswereobtained．Theexperimentalresultsindicatethatasthefieldangleofthereflectingcupisenhanced，thedepthofframeworkthrustintotheLEDisincreased，therefractioncoefficientofaralditeandthedimensionoftheopticallensareincreasedalso。whichshowsthatthein-tensitydistributionsabidebysomelaws，andtheselawscanbeusedtoguidetheproductionofLEDs．Keywords：LightEmittingDiode(LED)；lightintensitydistribution；packagetechnology收稿日期：2007—10—09；修订日期：2007—11—2O．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．60774102)；上海市重点优势学科资助项目(No．Y0102)维普资讯http://www.cqvip.com第5期屠大维，等：LED封装光学结构对光强分布的影响8331引言IED是21世纪具有竞争力的新型固体光源，它具有效率高、光色纯、能耗低、寿命长、可靠耐用、应用灵活、安全、响应快、无污染、控制灵活等优点口]，目前已广泛应用于大面积图文显示全彩屏，状态指示、标志照明、信号显示、液晶显示器的背光源和汽车组合尾灯及车内照明等领域l2]。不同的应用领域对LED的照明要求有所不同，如LCD背光源应用领域要求LED光强分布均匀，以避免屏幕中出现局部亮斑；又如汽车车灯照明领域则要求LED有很高的光效和亮度。通常要求以单粒或多粒LED为光源进行光学二次设计，以满足不同场合的照明应用需求。单粒LED封装的光学结构决定了其光强大小和分布[3]。在LED封装阶段，通过对其光学结构的建模分析实现对其出射光的调控目的，是进一步展开二次光学设计以满足不同场合应用需求的基础。本文建立了LED封装的光学结构模型，并对影响光学结构的4个主要因素：反光碗张角、支架插入深度、环氧树脂折射率以及透镜尺寸进行了分析研究。同时，对IED的光强分布进行了实际测量，并把测量结果与实验结果进行对比分析，得到了这4个主要因素影响IED光强分布存在的一般规律，用于指导IED的设计和制造。2LED光学模型的建立2．1LED的结构图1为LED的基本结构，其主要包括芯片、反光碗、支架、金线、环氧树脂等几部分。金线反阴图1发光二极管的结构Fig．1StructureofLED2．2光学模型建立芯片是LED光学系统的光源，一般包括限制层、有源层、基底、电极等几个部分。光子在有源层中产生，先经芯片各层界面的折射，再经芯片和环氧树脂界面的...
