基于连续挤出微压印的微尺度透镜的设计与制备

摘要

扩散板是应用在LED照明的二次配光中的重要光学元件，带有微透镜的扩散板其表面三维微透镜的结构形貌、尺寸参数等决定着扩散板光学性能。
　　本文主要对表面微透镜的扩散板光学性能影响进行了研究。以非成像光学设计理论为基础，利用LightTools软件对微透镜进行二次光学结构设计和模拟计算。改变以往将LED芯片简化为点光源的处理方式，实体光源，设计得到最佳光学性能的光源阵列组合方式。在此基础上，本文对二维、三维微透镜阵列结构系统的进行了对比设计，在特征尺寸相同时，模拟得到最适合用作扩散板的微透镜类型，并改变其尺寸参数，继续模拟得到不同微透镜尺寸参数下的光学性能规律。提高了照明系统中的光能利用率，减少了光能的散失。
　　基于几何光学的折射和全反射原理，提出了一种新型的叠层扩散板结构，计算得到其发光角度与系统正面亮度的关系图，发现其具有独特的增亮特性，在LED背光模组中具有重要应用价值。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 微透镜及阵列

1．3 微透镜的用途

1．4 微光学元件设计理论

1．4．1 圆底微透镜的设计

1．4．2 光学系统中的光能损失

1．5 微透镜阵列的制作

1．6 研究内容与创新点

第二章 二维微透镜的扩散板光学设计及光学性能分析

2．1 引言

2．2 非成像光学理论

2．3 数学模型设计

2．4 光在微透镜内的传输过程分析

2．5 不同微透镜扩散板对光学性能的影响

2．5．1 圆形网点扩散板

2．5．2 半圆柱透镜扩散板

2．5．3 Ⅴ型槽棱镜扩散板

2．5 小结

第三章 三维微透镜的扩散板光学设计及光学性能分析

3．1 前言

3．2 半球形微透镜和非球形三维微透镜对光学性能的影响

3．3 圆锥形微透镜参数对光学性能的影响

3．3．1 圆锥形微透镜顶角对光学性能的影响

3．3．2 圆锥型微透镜顶角残缺量对光学性能的影响

3．4 微透镜深宽比对扩散板光学性能的影响

3．4．1 不同深宽比微透镜的设计

3．4．2 变半球形微透镜高度和直径时扩散板光学性能变化规律

3．5 小结

第四章 叠层微透镜的扩散板光学设计及光学性能分析

4．1 引言

4．2 叠层微透镜扩散增亮机理

4．3 微透镜阵列参数对光学性能的影响

4．3．1 出射侧微透镜尺寸的影响

4．3．2 入射侧微透镜尺寸的影响

4．4 小结

第五章 连续挤出微压印技术

5．1 引言

5．2 连续挤出微压印技术

5．2．1 连续挤出微压印工艺

5．2．2 连续挤出微压印设备

5．3 微透镜光学性能测试

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者和导师简介