大面積高功率發(fā)光二極管導光組件之設計

大面積高功率發(fā)光二極管導光組件之設計
第一章 緒論..1
1.1 LED的發(fā)展背景..1
1.2 大綱.2
第二章 大面積LED之研究.3
2.1 LED發(fā)光原理簡介.3
2.2 傳統小芯片LED..4
2.3 提升發(fā)光效率5
2.3.1 晶粒外型的改變.7
2.3.2 芯片黏貼(Wafer Bonding).8
2.3.3 表面粗化(Surface Roughness)9
2.3.4 覆晶封裝(Flip Chip).10
2.4 白光LED11
2.4.1 RGB三顆LED混成白光..11
2.4.2 UV LED+RGB熒光粉.11
2.4.3 藍光LED+YAG熒光粉12
2.4.4 固態(tài)照明13
2.5 LUMILEDS BATWING 1W 白光LED.14
第三章 實驗量測之架構.18
3.1 散射板(DIFFUSER)光學特性分析19
3.2 CCD的線性度分析.20
3.3 散角之量測..22
3.4 模擬與量測..23
第四章 復合透鏡之設計.25
4.1 光源的模擬..26
4.2 LED + 復合透鏡的模擬與實驗..30
4.2.1 散角10度之復合透鏡.31
4.2.2 散角15度之復合透鏡.35
4.2.3 散角25度之復合透鏡.39
4.3 復合透鏡的設計44
4.3.1 散角30度之復合透鏡.45
4.3.2 散角45度之復合透鏡.48
4.3.3 散角60度之復合透鏡.51
4.3.4 散角90度之復合透鏡.55
4.4 討論..59
圖 2-1 傳統式發(fā)光二極管的組件結構..4
圖 2-2 雙異質接面構造..6
圖 2-3 傳統矩形芯片(左圖)光容易在芯片裡面全反射而出不來，Lumileds的TIP型芯片(右圖)光會較容易從芯片出來.7
圖 2-4 芯片黏貼之示意圖.8
圖 2-5 Osram一些提升LED光萃取率的方法.8
圖 2-6 Nichia將原本平整的芯片表面(左)上，做一周期結構以破壞其平整性，增加其光萃取率..9
圖 2-7 覆晶(Flip Chip)的結構圖.10
圖 2-8 實現白光LED的三種方法，圖左是R、G、B三顆LED混光，圖中為UV LED+RGB 熒光粉，圖右則是藍光LED+YAG熒光粉。12
圖 2-9 Lumileds設計的指叉狀電極可以使電流分布更均勻.14
圖 2-10 熒光粉的涂布方式對色溫的影響15
圖 2-11 模擬Lumileds Batwing 1W 白光LED的三維結構圖16
圖 2-12 模擬Lumileds Batwing 1W 白光LED的二維照度分布圖.17
圖 3-1 量測LED二維照度分布之實驗架構.18
圖 3-2 散射板的光學特性..19
圖 3-3 量測灰階值對應能量關系的實驗架構21
圖 3-4 灰階值相對能量關系量測之平均結果21
圖 3-5 量測散角之實驗架構圖22
圖 3-6 LED打到檢測面的模擬示意架構圖.23
圖 3-7 大芯片LED發(fā)光之示意圖..24
圖 4-1 Batwing LED 的2D及3D構造圖..26
圖 4-2 Lumileds Batwing LED 散角實驗量測結果.27
圖 4-3 Lumileds Batwing LED 散角模擬結果27
圖 4-4 Batwing LED 距離檢測面1cm處的二維照度分布.28
圖 4-5 Batwing LED 距離檢測面2cm處的二維照度分布.28
圖 4-6 Batwing LED 距離檢測面3cm處的二維照度分布.29
圖 4-7 Batwing LED 距離檢測面4cm處的二維照度分布.29
圖 4-8 Batwing LED 距離檢測面5cm處的二維照度分布.29
圖 4-9 Batwing LED 加復合透鏡的二維照度分布量測之實驗架構30
圖 4-10 10度復合透鏡的2D(左)及3D(右)構造圖.31
圖 4-11 Batwing LED 加散角10度之復合透鏡的散角實驗量測結果..32
圖 4-12 Batwing LED 加散角10度之復合透鏡的散角模擬結果.32
圖 4-13 Batwing LED 加10度復合透鏡距離檢測面5cm處的二維照度分布 ..33