系統級高壓LED光引擎
國際固態照明技術最新發展重點之一為 LED 光引擎( Light Engine )，根據國際照明產業聯盟 Zhaga 制定的規範，光引擎定義為包含 LED 封裝元件或 LED 模組（LED晶片及一次光學封裝）及其他相關熱、機械、電子驅動與控制裝置所組成的一個集成組件，光引擎具備標準化、可兼容性、應用彈性及智慧化等優點，可規範不同製造商具有可換性的商品，包括針對 LED 照明燈具的機構介面（外型尺寸及燈座）、熱介面、電控介面以及光學界面，已儼然成為未來照明市場普及的關鍵。
微結構技術應用於 LED 之上下游產業鏈
微結構概念已廣泛使用在 LED 上下游製程中，主要的概念為當光線打到微結構時，會因微結構的形狀破壞光的全反射性而產生漫射或反射。在上游晶粒製程中，微結構圖案化藍寶石基板可增加光取出效率及降低磊晶缺陷，如圖一所示；在下游封裝製程中，為配合 LED 燈具達到蝠翼型或聚光型光源應用，目前國際大廠多採用二次光學之微結構擴散膜片或微結構透鏡，微結構光學薄膜加工型式一般常用在光學級的壓克力板( PMMA )上製作V溝切削( Vcut )，藉由改變 V-cut 角度、尺寸及排列方式，來調整控制光輸出方向及均勻性，根據應用不同達到平行光、聚光或發散光的效果，如圖二所示。
圖一、平面藍寶石基板與圖案化藍寶石基板光取出及磊晶缺陷比較
微結構封裝射出製程技術
本研究中所使用的射出機台為全電式微量射出機，如圖三所示，包括高精密鎖模單元、射出單元、驅動及CCD檢測等，內部之鎖模裝置空間大，可容納相當複雜的模具，並搭配第二側膜，可顯著縮短循環時間，內含五點式機絞裝置，可確保均勻的力傳遞；射出單元提供特有的微型注塑系統，可大大縮短熔體射出的流道行程，並使得產品微型化，利用高動力活塞式射出，能保證進入型腔的最高射出壓力和高重複精確性，此射出單元最小射出量可達0.1克，能夠快速生產出與眾不同之獨特性高質量微米及奈米級結構封裝體。本射出機另一個重要的優勢在於其成本效益，由於循環時間短且材料和能量消耗量小，與市面上標準射出機台相比可節省約30%至50%的成本。
聚光型微結構光引擎封裝
本研究設計三款微結構透鏡，為考慮晶片高度及脫膜順利，在固定脫膜角下改變兩種不同透鏡墊高高度，藉由改變微結構週期數量及區間大小改變光型。第一種微結構透鏡墊高高度為0.5 mm，共有N個週期為100微米的微結構；第二種微結構透鏡墊高高度為0.15 mm，共有N個週期為100微米的微結構；第三種微結構透鏡墊高高度為0.15 mm，共有約2N個週期為100微米的微結構。微結構一次光學透鏡射出實體圖如圖六(a) ……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖六、微結構一次光學透鏡
作者：王玫丹、黃忠民 / 工研院綠能所
★本文節錄自「工業材料雜誌」341期，更多資料請見下方附檔。