用于LED的微透鏡陣列的光學性能研究
功率發(fā)光二極管 (LED) 的發(fā)展迫切需要提高取光效率，微透鏡陣列的二次光學設計是改善其光強分布的有效途徑。建立了一種大功率LED 的封裝結構，二次光學設計采用了微透鏡陣列技術，運用光線追蹤法研究了這種封裝結構的光學性能。
 0.引言 LED因其綠色、環(huán)保等諸多優(yōu)點，被認為是新一代的照明光源。功率LED要真正進入照明領域,實現(xiàn)家庭日常照明，要解決的問題還很多，其中最重要的是發(fā)光效率。目前功率LED的照明效率還遠達不到家庭日常照明的要求，大多用于特種照明使用，為了提高LED的發(fā)光效率，一方面需要芯片技術的進步，另一方面就是改進封裝結構，特別是二次光學設計，進一步提高取光效率，改善光強和光束分布，提高光線的有效利用率。 微透鏡通常指直徑從10～100μm的微小透鏡,把一系列微透鏡規(guī)則排列起來就是微透鏡陣列(MLA)。近年來，人們將MLA技術用于改善LED的取光效率，做了大量的研究[124]。D.W.Kim等人[5]用等離子刻蝕技術制得了10μm的MLA，可將LED光強度提高40%。本文研究了一種典型LED的封裝結構，通過在光線出射面安裝透射型微透鏡陣列，改善光線分布，探索微透鏡陣列對LED光學性能的影響，取得了較好的效果。 1.LED封裝模型 LED封裝的模型設計如圖1所示。LED芯片用銀膠粘貼在金屬基板上，芯片電極通過金線引出,反射杯表面經(jīng)過金屬化處理增加反射效果，內(nèi)部用硅膠封裝保護芯片和引線。各部分的結構尺寸為:基板7mm×7mm，芯片1mm×1mm×0125mm,反射杯底部半徑018mm，頂部半徑115mm，傾角55°。經(jīng)過有限元軟件ANSYS模擬，得到封裝結構 的最高溫度，出現(xiàn)在LED芯片，達到76℃,最低溫度為25℃出現(xiàn)在硅膠上表面，能夠滿足器件對散熱性能的要求。 ......
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