大功率LED封裝梯度折射率結構研究.pdf

1、發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）因為具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、亮度高等優(yōu)點得到廣泛應用，基于大功率白光LED的半導體照明器件被認為是第四代照明光源。然而，目前大功率 LED封裝仍然存在一些需要解決的問題，其中提高 LED器件光提取效率一直是一個研究熱點。本文提出采用梯度折射率結構來降低LED出光的全反射和菲涅爾反射損耗，提高LED取光效率。
　　本文分析了 LED出光機理和影響光提取效率的因素，提出了單

2、芯片 LED和多芯片陣列 LED梯度折射率結構，其中多芯片陣列 LED梯度折射率結構分為平面型梯度折射率結構和含透鏡的雙層梯度折射率結構。通過建立光學模型，分析了兩種梯度折射率取光結構（平面型和含透鏡型）相比傳統(tǒng)封裝結構的取光效率變化。結果表明，平面型梯度折射率結構（折射率分別為1.54和1.41）取光效率相對于單一封裝膠（折射率1.54）封裝的LED提高水平較低，只提高了0.41％；透鏡型梯度折射率結構對LED取光性能改善明顯，取光效

3、率比平面型梯度折射率結構高30.52%。實驗制備了樣品并測試驗證了梯度折射率結構對LED取光效率的影響，其中平面型梯度折射率結構的提高效果不明顯，而由于實驗誤差的影響，透鏡型梯度折射率結構 LED光效只提高了6.85%。
　　本文進一步探索了LED梯度折射率結構的優(yōu)化方法，在深入分析梯度折射率結構取光過程的基礎上，對單芯片大功率LED梯度折射率結構各層封裝膠折射率及含透鏡的多芯片陣列LED梯度折射率結構的透鏡形狀進行了優(yōu)化，并模擬