印刷透鏡之研製

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姓名

黃信川(Hsin-Chuan Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

印刷透鏡之研製
(The study of printing lens)

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摘要(中)

本研究主要是使用印刷塗布製程方式，在基材上塗布UV固化膠形成階梯式透鏡取代傳統二次光學元件製程，使原本是發散光的裸晶LED(如覆晶)達到聚光的效果和提升光的使用效率。本研究先以光學模擬軟體 TracePro進行模擬、設計與分析，接著利用田口實驗計畫法，設定各項參數並將其優化，最後將實品製作展示。本研究選擇四個不同的控制因子來進行優化，分別是印刷層厚、層間幅寬、印刷層數和UV膠折射率。研究結果顯示，在相同斜率下，若使用完美曲面可使原本的發散光源聚光到37.16度，但若利用階梯光學設計與優化，可使發散光源達到聚光效果37.68度，相同斜率的階梯曲面與完美曲面相差了0.52度相差了1.3%但是在製程上卻可以省去許多成本。最後實品製作將發光角度為140度的裸晶LED聚光為46.1度。

摘要(英)

This study based on method of coating process to produce the secondary optical components to replace tradition production by coating echelon UV glue on the substrate .This method can achieve concentrating effect of nude crystal LED (such as Flip-chip) and improve the light efficiency. In this study, we use the software-TracePro, to simulate and analyze the model, and to optimize the result by Taguchi method in the end of this research, we realize the idea by a prototype. In the Taguchi method we choose four control factor to optimize including coating thickness, width between, layers coating, layers number and UV curing refractive index. According to result of study, compare to the conventional simulation using a perfect surface on the top of nude crystal LED (beam angle 180°) which can concentrate the LED beam angle to 37.16 deg, and in our structure LED beam angle can concentrate the light become 37.68 deg. Our method can reduce the cost ,although the beam angle different perfect surface 0.52 deg .Final product can concentrate the nude crystal LED beam angle from 140 deg to 46.1 deg.

關鍵字(中)

★ 印刷透鏡
★ 蒙地卡羅
★ 田口實驗計畫法

關鍵字(英)

★ printing lens
★ Monte Carlo
★ Taguchi method

論文目次

摘要 i
Abstract vi
致謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xi
表目錄 xiii
第一章緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究貢獻 3
1-4論文架構 3
第二章研究內容與方法 4
2-1 光學原理 4
2-1-1 折射原理 4
2-1-2 Fresnel 損耗(Fresnel loss) 6
2-1-3 蒙地卡羅光線追跡法(Monte Carlo Ray Tracing Method) 7
2-1-4 配光原理 8
2-2 塗布加工技術 9
2-2-1 塗布加工技術簡介 9
2-2-2 塗布技術的分類 10
2-2-3 刮刀塗布步驟 11
2-3 田口實驗計畫法 12
2-3-1 田口實驗計畫法之簡介 12
2-3-2 直交表 13
2-3-3 信號雜音(S/N)比 14
2-3-4 參數設計(Parameter Design) 15
2-3-5 田口實驗計畫法之基本流程 17
第三章理論 19
3-1 TracePro光學模擬設計與田口方法優化設計 19
3-2田口實驗計畫法建立模型模擬結果 21
3-3 計算各控制因子之信號雜音比 26
3-4 田口實驗計畫法預測之最佳組合 28
3-5 相同斜率下完美曲面模擬結果與階梯曲面模擬結果之比較 29
第四章實驗部分 31
4-1 裸晶線路板的設計與製作 32
4-2 底片設計與製作 35
4-3 UV膠刮刀塗布印刷法 36
4-4 加熱預烘 37
4-5 曝光顯影 37
4-6 目檢與後烘固化 38
4-7 裸晶焊接 40
4-8 實品呈現 40
4-9 實品量測分析 41
第五章結論 44
第六章未來展望 46
參考文獻 47

參考文獻

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指導教授

張榮森(Rong-Seng Chang)

審核日期

2017-7-18

推文