用于LED的微透镜阵列的光学性能研究
功率发光二极管 (LED) 的发展迫切需要提高取光效率，微透镜阵列的二次光学设计是改善其光强分布的有效途径。建立了一种大功率LED 的封装结构，二次光学设计采用了微透镜阵列技术，运用光线追踪法研究了这种封装结构的光学性能。
 0.引言 LED因其绿色、环保等诸多优点，被认为是新一代的照明光源。功率LED要真正进入照明领域,实现家庭日常照明，要解决的问题还很多，其中最重要的是发光效率。目前功率LED的照明效率还远达不到家庭日常照明的要求，大多用于特种照明使用，为了提高LED的发光效率，一方面需要芯片技术的进步，另一方面就是改进封装结构，特别是二次光学设计，进一步提高取光效率，改善光强和光束分布，提高光线的有效利用率。 微透镜通常指直径从10～100μm的微小透镜,把一系列微透镜规则排列起来就是微透镜阵列(MLA)。近年来，人们将MLA技术用于改善LED的取光效率，做了大量的研究[124]。D.W.Kim等人[5]用等离子刻蚀技术制得了10μm的MLA，可将LED光强度提高40%。本文研究了一种典型LED的封装结构，通过在光线出射面安装透射型微透镜阵列，改善光线分布，探索微透镜阵列对LED光学性能的影响，取得了较好的效果。 1.LED封装模型 LED封装的模型设计如图1所示。LED芯片用银胶粘贴在金属基板上，芯片电极通过金线引出,反射杯表面经过金属化处理增加反射效果，内部用硅胶封装保护芯片和引线。各部分的结构尺寸为:基板7mm×7mm，芯片1mm×1mm×0125mm,反射杯底部半径018mm，顶部半径115mm，倾角55°。经过有限元软件ANSYS模拟，得到封装结构 的最高温度，出现在LED芯片，达到76℃,最低温度为25℃出现在硅胶上表面，能够满足器件对散热性能的要求。 ......
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