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研究生: 游育諭
Yu-yu YOU
論文名稱: 利用一次與二次光學設計解決黃圈現象之探討
The Study of Solution for Yellow-Ring Phenomenon with Primary optics and Secondary optics
指導教授: 胡能忠
Neng-chung Hu
口試委員: 陳鴻興
Hung-shing Chen
吳錦銓
Chin-chuan Wu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 黃圈現象擴散粒子微結構擴散板ACCTD
外文關鍵詞: Yellow -Ring phenomenon, diffusing particles, microstructure diffuser plate, ACCTD
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隨著白光LED照明在整個照明市場中的重要性大幅上升,LED固態照明的一些優點與缺點也隨之被拿來放大檢視,LED最大的優點即為本身有非常高的發光效率,是符合節能減碳的一個新興照明,然而最大的缺點亦是LED本身的特性,由於白光LED目前主流作法為藍色晶片加上黃色YAG螢光粉,因此市面上的白光LED多具有明顯的黃圈現象,而普遍的解決方法為在二次光學設計上加上一層傳統擴散板,但這卻會嚴重降低白光LED的發光效率,因此本論文提出結合一次光學與二次光學的方式,除了在白光LED螢光粉層加入TiO2擴散粒子外,並在二次光學上加上微結構擴散板,以此完美解決黃圈現象,使得最終Angular CCT deviations (ACCTD)只有140K。


With the white LED lighting in the lighting market surged in importance. Some advantages of LED solid-state lighting and disadvantages also will be used to enlarge view. The biggest advantage is the LED itself has a very high luminous efficiency, energy saving and carbon reduction is in line with an emerging lighting. But the biggest drawback is also the characteristics of the LED itself, because of the white LED current mainstream approach to blue chip plus yellow YAG phosphor, so it will make the obvious yellow-ring circle phenomenon of white LED. And universal solution is adding conventional diffuser plate by secondary optics. But it will seriously reduce white LED luminous efficiency, therefore we propose a combination of Primary optics and Secondary optics approach, in addition to add TiO2 particles in white LED phosphor layer diffusion outside, and coupled microstructure diffuser plate in the secondary optics, thus the perfect solution to a yellow circle phenomenon, making the final ACCTD only 140K.

中文摘要 I ABSTRACT II 致謝 III 目錄 IV 圖表目錄 VI 第一章、緒論 1 1-1 固態照明簡介 1 1-2 可調變全頻譜LED照明系統簡介 2 1-3 研究動機與目的 4 第二章、基礎理論 5 2-1 發光二極體原理 5 2-2 螢光粉發光原理 7 2-3 光度學(PHOTOMETRY) 9 2-5 光學基本原理 16 2-6 微結構擴散板簡介 18 第三章、LED 一次光學模組建立 20 3-1 LED燈源選用與建立 20 3-2 LED光學性質 23 3-3 加入擴散粒子 32 第四章、LED二次光學結合一次光學模組 44 4-1 微結構擴散板模型建立 44 4-2 微結構擴散板光學性質 49 4-3 不同比值下之最佳ANGULAR CCT DEVIATIONS 51 第五章、結論與未來展望 63 5-1結論 63 5-2 未來展望 65 參考文獻 66 附錄 69 圖表目錄 圖1-1 COB LED 3 圖1-2 LED模組 4 圖2-1電子電洞傳導圖 5 圖2-2光子聲子示意圖 7 圖2-3可見光波長之示意圖 9 圖2-4光強度圖 11 圖2-5照度圖 11 圖2-6平方反比定律圖 12 圖2-7亮度圖 13 圖2-8光強度量測儀器 14 圖2-9光強度分佈圖 15 圖2-10反射定律圖 16 圖2-11折射定律圖 17 圖2-12全反射定律圖 18 圖2-13微結構擴散板示意圖 19 圖3-1三種不同LED色溫變化圖 21 圖3-2 LUXEON-C實體照 21 圖3-3 光源構造圖 22 圖3-4 LIGHTTOOLS 模型圖 23 圖3-5 晶粒光學特性 24 圖3-6 或然率分光示意圖 25 圖3-7 LED LAMBERTIAN場型 26 圖3-8 藍光晶粒波長 27 圖3-9 激發頻譜、發射頻譜、藍光頻譜 29 圖3-10 白光LED頻譜 30 圖3-11 白光LED色溫 31 圖3-12 遠場CCT變化 32 圖3-13 螢光粉層形狀 32 圖3-14 CREES封裝透鏡 33 圖3-15 藍光碰撞螢光粉粒子示意圖 35 圖3-16 擴散粒子散射光線示意圖 35 圖3-17 TIO2與螢光粉粒子散射特性比較 36 圖3-18 TIO2粒子密度1.0000E+008 1/MM^3 CCT變化 38 圖3-19 TIO2粒子密度5.0000E+008 1/MM^3 CCT變化 38 圖3-20 TIO2粒子密度8.0000E+008 1/MM^3 CCT變化 39 圖3-21 TIO2粒子密度1.0000E+009 1/MM^3 CCT變化 39 圖3-22螢光粉粒子密度5.000E+005 1/MM^3 CCT變化 41 圖3-23螢光粉粒子密度4.500E+005 1/MM^3 CCT變化 41 圖3-24 TIO2粒子密度2.5000E+009 1/MM^3 CCT變化 43 圖3-25 螢光粉粒子密度2.900E+005 1/MM^3 CCT變化 43 圖4-1反射杯種類 45 圖4-2菲涅耳透鏡構造圖 45 圖4-3 LIGHTTOOLS球面微結構 47 圖4-4 LIGHTTOOLS稜鏡微結構 47 圖4-5 LIGHTTOOLS角錐微結構 47 圖4-6 LIGHTTOOLS圓柱微結構 47 圖4-7 擴散板幾何模型 48 圖4-8 微結構擴散板幾何模型 48 圖4-9 菲涅耳損耗設定 49 圖4-10 高斯散射特性 50 圖4-11 微結構擴散板(未加金屬燈殼) 51 圖4-12 微結構擴散板(加金屬燈殼) 52 圖4-13球面微結構參數 52 圖4-14 比值S=1 ACCTD為180K 54 圖4-15 比值S=2 ACCTD為400K 54 圖4-16 比值S=3 ACCTD為140K 55 圖4-17 比值S=4 ACCTD為200K 55 圖4-18 比值S=5 ACCTD為360K 56 圖4-19 比值S=6 ACCTD為370K 56 圖4-20 比值S=7 ACCTD為380K 57 圖4-21 比值S=8 ACCTD為630K 57 圖4-22 比值S=9 ACCTD為500K 58 圖4-23 比值S=10 ACCTD為400K 58 表1-1 各式燈泡差異 2 表2-1 輻射度量與光度量對照圖 13 表4-1 H=2 不同S下之ACCTD值 59 表4-2 H=3不同S下之ACCTD值 60 表4-3 H=3不同S下之ACCTD值 60 表4-4 H=4不同S下之ACCTD值 60 表4-5 H=5不同S下之ACCTD值 60 表4-6 H=7不同S下之ACCTD值 61 表4-7 H=8不同S下之ACCTD值 61 表4-8 H=9不同S下之ACCTD值 61 表4-9 H=10不同S下之ACCTD值 61

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無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/26 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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