[发明专利]一种图形化衬底的LED芯片模型的设计方法

权利要求书

1.一种图形化衬底的LED芯片模型的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）构建LED芯片模型的衬底：采用Solidworks软件的建模功能构建出呈长方体状的衬底；

（2）在衬底上构建图案：采用Solidworks软件，根据衬底图案的基本单元的几何参数建立基本几何体，根据基本单元阵列的几何参数将基本几何体密排布于衬底的上表面，得到带有图案的衬底模型；

（3）构建LED芯片模型的外延层：采用TracePro软件自带的建模功能依次构建N-外延层、量子阱层、P-外延层；所述N-外延层、量子阱层、P-外延层均呈长方体状；

（4）构建靶面：采用TracePro软件自带的建模功能制作六个靶面，所述六个靶面分别置于LED芯片模型的上、下、前、后、左、右方；其中前、后靶面对应LED芯片模型的长边；左、右靶面对应LED芯片模型的短边；

（5）在N-外延层与衬底接触的面上构建与衬底图案相应的图案：将步骤（2）制作衬底图案建成的文件转化SAT文件，导入TracePro软件中，利用TracePro软件的差减功能，先点击N-外延层，再点击衬底，在N-外延层与衬底接触的面上构建与衬底的图案相应的图案；

（6）分别设定LED芯片模型的衬底、N-外延层、MQW量子阱层、P-外延层的材料的材质及光性能参数；

（7）设定量子阱层表面光源：在量子阱层上下表面各设置一个表面光源属性，场角分布为Lambertian发光场型，发射形式为光通量，光线数至少为10条光通量为5000a.u.，总光线数为3000条，最少光线数为10条；

（8）分析LED芯片模型的出光效率：利用TracePro软件的扫光系统，对LED芯片模型进行光线追踪，分别获取顶部、底部、侧面的光通量数据；

（9）收集记录数据；

（10）优化图案参数，所述图案参数包括基本单元的几何参数和基本单元阵列的几何参数；

（11）确定LED芯片模型。

2.根据权利要求1所述的图形化衬底的LED芯片模型的设计方法，其特征在于，步骤（2）将基本几何体密排布于衬底的上表面，具体为：通过Solidworks软件的填充排布功能将基本几何体密排布于衬底的上表面，排布方式为矩形排布或六角排布。

3.根据权利要求1所述的图形化衬底的LED芯片模型的设计方法，其特征在于，步骤（6）所述光性能参数包括折射率、温度设置、吸收率、消光系数、针对光线的波长。

4.根据权利要求1所述的图形化衬底的LED芯片模型的设计方法，其特征在于，步骤（8）所述分析衬底LED芯片的出光效率：利用TracePro软件的扫光系统，对LED芯片模型进行光线追踪，分别获取顶部、底部、侧面的光通量数据，具体为：

利用TracePro软件的扫光系统，对LED芯片模型进行光线追踪，从利用TracePro软件得到的辐射度分析图获取各面的光通量数据，其中LED芯片模型顶部的光通量数据从上靶面的surface 0辐射度分析图获取，底部的光通量数据从下靶面的surface 0辐射度分析图获取，侧面光通量数据分别从前、后靶面的surface 2辐射度分析图及左、右靶面的surface 3辐射度分析图获取。

5.根据权利要求1所述的图形化衬底的LED芯片模型的设计方法，其特征在于，步骤（6）所述分别设定LED芯片的衬底、N-外延层、量子阱层、P-外延层的材料的材质及光性能参数，具体为：

采用曲线拟合法或直接输入的方式分别设定LED芯片的衬底、N-外延层、量子阱层、P-外延层的材料的材质及光性能参数。

6.根据权利要求1所述的图形化衬底的LED芯片模型的设计方法，其特征在于，步骤（10）所述优化图案参数，具体为：

当选定一个图案参数进行优化时，该图案参数在选定的数值范围内按递增或递减规律取值，其它图案参数保持不变；对于被优化的图案参数的每个值，重复步骤（1）~（9）获取LED芯片模型的光通量数据，光性能最优时对应的图案参数值即为该图案参数的最优值。