LED照明基础知识最详解续(二).doc

LED照明基础知识最详解续(二).doc

《LED照明基础知识最详解续(二).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED照明基础知识最详解续(二).doc（34页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第五章LED封装基本知识

1、LED封装的概念

LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。

一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。

而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：

可见光的功能，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。

LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的PN结管芯，当注入PN结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。

但PN结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。

LED封装的功能主要包括：

1.机械保护，以提高可靠性;2.加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能;3.光学控制，提高出光效率，优化光束分布;4.供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制。

常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。

反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。

顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：

A.保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质（掺或不掺散色剂），起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；

B.管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。

用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。

选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。

若采用尖形树脂透镜，可使光集中到LED的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。

一般情况下，LED的发光波长随温度变化为0．2-0．3nm／℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。

另外，当正向电流流经PN结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1％左右，封装散热时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数LED的驱动电流限制在20mA左右。

但是，LED的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。

例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。

此外，在应用设计中，PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。

进入21世纪后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，LED芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于改变材料内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强LED内部产生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计，改进光学性能，加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。

2、LED封装的分类

采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、规格的产品。

LED产品封装结构的类型，也有根据发光颜色、芯片材料、发光亮度、尺寸大小等情况特征来分类的。

单个管芯一般构成点光源，多个管芯组装一般可构成面光源和线光源，作信息、状态指示及显示用，发光显示器也是用多个管芯，通过管芯的适当连接（包括串联和并联）与合适的光学结构组合而成的，构成发光显示器的发光段和发光点。

根据不同的应用场合、不同的外形尺寸、散热方案和发光效果，LED封装形式多种多样。

目前,LED按封装形式分类主要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、FlipChip-LED等。

1）Lamp-LED（垂直LED）

LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，品种数量繁多，技术成熟度较高，封装内结构与反射层仍在不断改进。

标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案，典型的传统LED安置在能承受0．1W输入功率的包封内，其90％的热量是由负极的引脚架散发至PCB板，再散发到空气中，如何降低工作时PN结的温升是封装与应用必须考虑的。

包封材料多采用高温固化环氧树脂，其旋旋光性能优良，工艺适应性好，产品可靠性高，可做成有色透明或无色透明和有色散射或无色散射的透镜封装，不同的透镜形状构成多种外形及尺寸。

LED发光显示器可由数码管或米字管、符号管、矩陈管组成各种多位产品，由实际需求设计成各种形状与结构。

以数码管为例，有反射罩式、单片集成式、单条七段式等三种封装结构，连接方式有共阳极和共阴极两种，一位就是通常说的数码管，两位以上的一般称作显示器。

反射罩式具有字型大，用料省，组装灵活的混合封装特点，一般用白色塑料制作成带反射腔的七段形外壳，将单个LED管芯粘结在与反射罩的七个反射腔互相对位的PCB板上，每个反射腔底部的中心位置是管芯形成的发光区，用压焊方法键合引线，在反射罩内滴人环氧树脂，与粘好管芯的PCB板对位粘合，然后固化即成。

反射罩式又分为空封和实封两种，前者采用散射剂与染料的环氧树脂，多用于单位、双位器件；后者上盖滤色片与匀光膜，并在管芯与底板上涂透明绝缘胶，提高出光效率，一般用于四位以上的数字显示。

单片集成式是在发光材料芯片上制作大量七段数码显示器图形管芯，然后划片分割成单片图形管芯，粘结、压焊、封装带透镜（俗称鱼眼透镜）的外壳。

单条七段式将已制作好的大面积LED芯片，划割成内含一只或多只管芯的发光条，如此同样的七条粘结在数码字形的可伐架上，经压焊、环氧树脂封装构成。

单片式、单条式的特点是微小型化，可采用双列直插式封装，大多是专用产品。

LED光柱显示器在106mm长度的线路板上，安置101只管芯（最多可达201只管芯），属于高密度封装，利用光学的折射原理，使点光源通过透明罩壳的13-15条光栅成像，完成每只管芯由点到线的显示，封装技术较为复杂。

Lamp-LED早期出现的是直插LED,它的封装采用灌封的形式.灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧树脂,然后插入压焊好的LED支架,放入烘箱中让环氧树脂固化后,将LED从模腔中脱离出即成型.由于制造工艺相对简单、成本低,有着较高的市场占有率.

Lamp-LED一般用于大屏，指示灯等领域

2）SMD-LED（表面贴装LED）

在2002年，表面贴装封装的LED（SMDLED）逐渐被市场所接受，并获得一定的市场份额，从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势，很多生产厂商推出此类产品。

早期的SMDLED大多采用带透明塑料体的SOT-23改进型，外形尺寸3．04×1．11mm，卷盘式容器编带包装。

在SOT-23基础上，研发出带透镜的高亮度SMD的SLM-125系列，SLM-245系列LED，前者为单色发光，后者为双色或三色发光。

贴片LED是贴于线路板表面的,适合SMT加工,可回流焊,很好地解决了亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题,采用了更轻的PCB板和反射层材料,改进后去掉了直插LED较重的碳钢材料引脚,使显示反射层需要填充的环氧树脂更少,目的是缩小尺寸,降低重量.这样,表面贴装LED可轻易地将产品重量减轻一半,最终使应用更加完美.

3）Side-LED（侧发光LED）

目前,LED封装的另一个重点便侧面发光封装.如果想使用LED当LCD（液晶显示器）的背光光源,那么LED的侧面发光需与表面发光相同,才能使LCD背光发光均匀.虽然使用导线架的设计,也可以达到侧面发光的目的,但是散热效果不好.不过,Lumileds公司发明反射镜的设计,将表面发光的LED,利用反射镜原理来发成侧光,成功的将高功率LED应用在大尺寸LCD背光模组上.

Side-LED也属于SMD-LED的一种，一般用作背光源

4）TOP-LED（顶部发光LED）

顶部发光LED是比较常见的贴片式发光二极管.主要应用于多功能超薄手机和PDA中的背光和状态指示灯.

TOP-LED属于SMD-LED的一种，一般用作大屏

5）High-Power-LED（高功率LED）

LED芯片及封装向大功率方向发展，在大电流下产生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量，必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题，因此，管壳及封装也是其关键技术，能承受数W功率的LED封装已出现。

5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货，白光LED光输出达1871m，光效44．31m／W绿光衰问题，开发出可承受10W功率的LED，大面积管；匕尺寸为2．5×2．5mm，可在5A电流下工作，光输出达2001m，作为固体照明光源有很大发展空间。

Luxeon系列功率LED是将A1GalnN功率型倒装管芯倒装焊接在具有焊料凸点的硅载体上，然后把完成倒装焊接的硅载体装入热沉与管壳中，键合引线进行封装。

这种封装对于取光效率，散热性能，加大工作电流密度的设计都是最佳的。

其主要特点：

热阻低，一般仅为14℃／W，只有常规LED的1／10；可*性高，封装内部填充稳定的柔性胶凝体，在-40-120℃范围，不会因温度骤变产生的内应力，使金丝与引线框架断开，并防止环氧树脂透镜变黄，引线框架也不会因氧化而玷污；反射杯和透镜的最佳设计使辐射图样可控和光学效率最高。

另外，其输出光功率，外量子效率等性能优异，将LED固体光源发展到一个新水平。

为了获得高功率、高亮度的LED光源,厂商们在LED芯片及封装设计方面向大功率方向发展.目前,能承受数W功率的LED封装已出现.比如Norlux系列功率LED的封装结构为六角形铝板作底座（使其不导电）的多芯片组合，底座直径31．75mm，发光区位于其中心部位，直径约（0.375×25．4）mm，可容纳40只LED管芯，铝板同时作为热衬。

管芯的键合引线通过底座上制作的两个接触点与正、负极连接，根据所需输出光功率的大小来确定底座上排列管芯的数目，可组合封装的超高亮度的AlGaInN和AlGaInP管芯，其发射光分别为单色，彩色或合成的白色，最后用高折射率的材料按光学设计形状进行包封。

这种封装采用常规管芯高密度组合封装，取光效率高，热阻低，较好地保护管芯与键合引线，在大电流下有较高的光输出功率，也是一种有发展前景的LED固体光源。

在应用中，可将已封装产品组装在一个带有铝夹层的金属芯PCB板上，形成功率密度LED，PCB板作为器件电极连接的布线之用，铝芯夹层则可作热衬使用，获得较高的发光通量和光电转换效率。

此外，封装好的SMDLED体积很小，可灵活地组合起来，构成模块型、导光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。

可见,功率型LED的热特性直接影响到LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等，因此，对功率型LED芯片的封装设计、制造技术更显得尤为重要。

High-Power-LED，大功率LED，用于照明。

6）FlipChip-LED（覆晶LED）

LED覆晶封装结构是在PCB基本上制有复数个穿孔,该基板的一侧的每个穿孔处都设有两个不同区域且互为开路的导电材质,并且该导电材质是平铺于基板的表面上,有复数个未经封装的LED芯片放置于具有导电材质的一侧的每个穿孔处,单一LED芯片的正极与负极接点是利用锡球分别与基板表面上的导电材质连结,且于复数个LED芯片面向穿孔的一侧的表面皆点着有透明材质的封胶,该封胶是呈一半球体的形状位于各个穿孔处.属于倒装焊结构发光二极管.

按固体发光物理学原理,LED的发光效能近似100%,因此,LED被誉为21世纪新光源,有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源.展望未来,厂商必将把大功率、高亮度LED放在突出发展位置.LED产业链中的衬底、外延、芯片、封装、应用需共同发展,多方互动培植,而封装是产业链中承上启下部分,需要大家极大地关注与重视.

3、LED封装工艺流程

1）LED的封装的任务

是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。

关键工序有装架、压焊、封装。

2）LED封装形式

LED封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。

LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。

3）LED封装工艺流程

封装工艺流程图参见右图。

4）封装工艺说明

（1）芯片检验

镜检：

材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill）；芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求；电极图案是否完整

（2）扩片（扩晶）

由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。

我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。

也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。

（3）点胶

在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。

（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。

对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。

）

工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。

如果LED芯片是L型电极的,也就是说这种芯片是上、下各有一个电极,那么要求芯片粘合的胶既要能导电,又要能把LED芯片上的热量通过胶传导到支架或热沉上。

所以,必须用导热性能好、导电性能也好的固晶胶。

现在市场上很多种可供选择的胶。

如果LED芯片是V型电极的,也就是说在上面有两个电极,下面没有电极,因此下面就不允许导电。

但是仍然需要导热性能,所以必须使用绝缘导热性能较好的胶。

由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

（4）备胶

和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。

备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。

（5）手工刺片

将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。

手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品.

（6）自动装架

自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。

自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。

在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。

因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

（7）烧结

烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。

银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。

根据实际情况可以调整到170℃，1小时。

绝缘胶一般150℃，1小时。

银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。

烧结烘箱不得再其它用途，防止污染。

（8）压焊

压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。

LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。

右图是铝丝压焊的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。

金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。

压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。

对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。

（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。

）我们在这里不再累述。

特别需要注意的是,加在焊线上的压力不要太大,一般是30~40g之间,压力太大容易把电极打裂,而这种裂缝通过一般的显微镜都是看不见的。

如果存在电极裂缝,那么在通电加热后,这个裂缝会逐步变大,相应的漏电流也会增大,这样LED在使用时会很快损坏。

（9）涂覆荧光粉

此工艺流程要根据产品要求决定是否需要。

首先要把荧光粉和环氧树脂调配好,调配的浓度和数量都要根据以往的经验。

这里要特别强调的是,胶和荧光粉一定要充分搅拌均匀,要让A、B胶充分混合。

在点荧光粉（荧光粉和胶混合,即点胶）的过程中,荧光粉不能沉淀,浓度要始终保持一致。

点荧光粉所用的设备、装胶的容器和针头都要保持一定的温度并不断搅拌,防止胶凝固和荧光粉沉淀。

点胶的针头最好使用不粘胶的针头,这种针头只需轻轻一吹就会干净。

在点胶过程中要保证针头不会发生堵塞,并且出胶要均匀。

这样做才能使白光的色温一致性较好。

目前生产白光LED的厂家,大多数是采用人工点荧光粉,点荧光粉的工人要经过长期的培训,在掌握经验后才能很好地完成这项工艺。

点荧光粉所用的点胶机一般有两种：

粘胶机：

即将荧光粉和胶配好后,均匀地分布在滚筒上,滚筒不断滚动,这样胶就可以均匀分布在滚筒的外壁上。

把焊好金丝的蓝光芯片的整个支架（20粒）靠到滚筒上,滚筒上的荧光粉胶就会均匀地粘到20个芯片的支架“碗”内。

图3给出了荧光粉粘胶机的示意图。

点胶机：

另一种是用自动配好荧光粉的胶从针头滴到焊好LED的支架上,其工作原理就像灌胶机一样。

灌胶机一次可灌20粒,点荧光粉胶一般一次为4~5粒。

这种点胶机滴出来的胶量可以进行调节控制。

装在点胶机容器内的胶要保持一定的温度,需要经常搅拌,这样不会产生沉淀。

以上两种都适用于φ3mm、φ5mm等引脚式封装的LED管子。

图4给出了荧光粉点胶机的示意图。

有些制造大功率白光LED的方法,是预先把荧光粉和胶调配好,然后开出一个模子,把荧光粉胶刷在模子上,让它干后成为一片胶饼。

再把胶饼盖在焊好的大功率LED芯片上,并用适量的胶把胶饼固定在芯片上。

这样做出来的LED其色温会比较一致。

（10）点胶封装

LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。

基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。

设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。

（一般的LED无法通过气密性试验）如TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。

手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED），主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。

白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

（11）灌胶封装

Lamp-LED的封装采用灌封的形式。

灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。

（12）模压封装

将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。

（13）固化与后固化

固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。

模压封装一般在150℃，4分钟。

（14）后固化

后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化。

后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。

一般条件为120℃，4小时。

（15）切筋和划片

由于LED在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。

SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。

（16）测试

测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品进行分选。

（17）包装

将成品进行计数包装。

超高亮LED需要防静电包装

5）LampLED的工艺流程图解

6）SMDLED的工艺流程图解

4、LED封装器件的性能

LED器件性能指标主要包括亮度/光通量、光衰、失效率、光效、一致性、光学分布等。

　　1、亮度或光通量

　　由于小芯片（15mil以下）已可在国内芯片企业大规模量产（尽管有部分外延片来自进口），小芯片亮度已与国外最高亮度产品接近，其亮度要求已能满足95%的LED应用需求，而封装器件的亮度90%程度上取决于芯片亮度。

中大尺寸芯片（24mil以上）目前绝大部分依赖进口，每瓦流明值取决于所采购芯片的流明值，封装环节对流明值的影响只有10%。

　　2、光衰

　　一般研究认为，光衰与芯片关联度不大，与封装材料与工艺关联度最大。

影响光衰的封装材料主要有固晶底胶、荧光胶、外封胶等，影响光衰的封装工艺主要有各工序的烘烤温度和时间及材料匹配等。

目前，中国LED封装工艺经过多年的发展和积累，已有较好的基础，在光衰的控制上已与国外一些产品匹敌。

　　3、失效率

　　失效率与芯片质量、封装辅助材料、生产工艺、设计水平和管理水平相关。

LED失效主要表现为死灯、光衰过大、波长或色温漂移过大等。

根据LED器件的不同用途要求，其失效率也有不同的要求。

例如指示灯用途LED可以为1000PPM（3000小时）;照明用途LED为500PPM（3000小时）;彩色显示屏用途LED为50PPM（3000小时）。

中国封装企业的LED失效率整体水平有待提高。

可喜的是，少量中国优秀封装企业的失效率已达到世界水平。

　　4、光效

　　LED光效90%取决于芯片的发光效率。

中国LED封装企业对封装环节的光效提高技术也有大量研究。

如果中国在大尺寸瓦级芯片的研发生产上取得突破及量产，将会极大促进功率型封装器件光效的提高。

　　5、一致性

　　LED的一致性包括波长一致性、亮度一致性、色温一致性、衰减一致性等前三项一致性是可以通过投料工艺控制和分光分色机筛选达到的。

前三项水平来说，中国LED封装技术与国外一致。

角度一致性往往难以分选出来，需通过优化设计、物料机械精度控制、生产制程严格控制来达到。

例如，LED全彩显示屏用途的红、绿、蓝三种椭圆形LED的角度一致性控制非常重要，决定性地影响LED全彩显示屏的色彩品质，成为LED器件的一项高端技术。

衰减一致性也与物料控制和工艺控制有关，包括不同颜色LED的衰减一致性和同一颜色LED的衰减一致性。

一致性的研究是LED封装技术的一个重要课题。

中国部分LED封装企业在LED一致性方面的技术已与国际接轨。

　　6、光学分布

　　LED是一个发光器件，对于很多LED应用用途来说，LED的光形分布是一个重要指标，决定了应用产品二次光学的设计基础，也直接影响了LED应用产品的视觉效果。

例如，LED户外显示屏使用的LED椭圆形透镜设计能够使显示屏在角度变化时亮度变化平稳并有较大视角，符合人的视觉习惯。

又如，LED路灯的光学要求，使得LED的一次光学设计和路灯的二次光学设计必须匹配，达到最佳路面光斑和最佳发光效率。

通过计算机光学模拟软件来进行设计开发是常用的手段。

中国LED封装企业在积极迎头赶上，与国外技术的差距在缩小。

5、提高LED发光效率的技术

1）透明衬底技术

InGaAlPLED通常是在GaAs衬底上外延生长InGaAlP发光区GaP窗口区制备而成。

与InGaAlP相比，GaAs材料具有小得多的禁带宽度，因此，当短波长的光从发光区与窗口表面射入GaAs衬底时，将被悉数