(3)发光角度模拟结果：在距离灯仔正面 300mm 远处设一测试面，观察 Candela 分布图

（见图

3），可以测算得到其 2θ1/2 发光角度约为 120°，与雷曼实测的发光角度是比较一致

的。

 

　　

(4)探讨：若对材料的性质不了解，改变诸如碗杯的表面属性、填充胶的折射率、晶片的

发光面属性都会对模拟结果产生影响。见图

4，这是改变晶片表面发光属性（发光角度变为

120°）后所得到的矩形 Candela 图，模拟出来的发光角度约 110°，已有较大的失真。 
　　

 

　　

3.2 某公司大功率 LED 的发光角度模拟 

　　对不清楚材料属性的

LED 封装产品，我们也可以尝试做光学模拟。图 5、图 6 是台湾某

公司生产的大功率

LED 之结构及其矩形 Candela 图。 

　　绘制其结构见图

7，假定透镜、填充胶的折射率都是 1.55，碗杯的表面为 100％反光，

晶片发光角度

140 度，所得的 Candela 图如图 8，可知发光角度约 40°，这与其规格标定的

45°仍有差距。 
　　造成这种差距的原因有：透镜的尺寸无法精确绘制（与实际有差别），另外折射率的
不确定也影响了模拟结果的准确性。改变透镜和填充胶的折射率，发现两者的折射率是

1.50

时所得到的发光角度约为

44°，见图 9。 

　　以上两个实例说明，要取得预期的模拟效果，准确的材料属性、表面属性是很重要的。
如

TRACEPRO 里的 Lambertian 发光角度属性一般被作为默认的晶片表面发光属性，其发

光角度为

120°，一些晶片的实际发光角度可能与此有差异，故经实际测量再设定晶片的表

面发光属性是必要的。

 

　　

 

　　

4 设计应用 

　　

 

　　

LED 封装的光学模拟中，晶片、支架碗杯、透镜（或填充胶体）为三大要素。就封装设

计而言，晶片特性宜保持不变，改变碗杯结构、透镜结构及属性，通过模拟可以寻得所需的
设计结果。以下取雷曼大功率

LED 为样本，通过改变碗杯结构、透镜形状来模拟寻求最佳的

出光效率，并设计发光角度为

60°的封装产品。 

　　

 

　　４

.１出光效率 

　　（

1） 改变支架碗杯内壁（反射锥母线）的形状 

　　

a.直线（即碗杯为圆锥台模子的形状） 

　　见图

10，为了更直接地得到模拟的效果，对碗杯底部及侧面均设置了 100％的反光效

果，且不做胶体填充处理。模拟所得的

Candela 图见图 11，其发光角度约 130°，效率为

87.95％。 
　　

b.圆弧向里 

　　见图

12，属性设置同上。模拟所得的 Candela 图见图 13，其发光角度约 40°，效率为

100％。 
　　

c.圆弧向外 

　　见图

14，也采用上述属性设置。模拟所得的 Candela 图见图 15，其发光角度约 130°，

效率为

88.35％。 

　　

 以上三者对比可得，圆弧向里的设计结果最为理想，光的取出最为有效。当然，需要

再配合填充胶及其胶量、碗杯的深度等调整弧度，才能得到最为理想的出光效率。

 

　　（

2）改变填充胶的胶量（胶体在碗口处的高低变化） 

　　在实际的封装中，受物料一致性、制程稳定性等影响，未能确保填充胶的胶量在碗杯口