｜蝙蝠翼光學膜的設計與製造技術

摘要：相較於傳統燈源，白光LED具有很多的優點，如：高流明效率、低耗能、高可靠度和長壽命。因此，LED被認為是下一世代光源的最佳候選人，而且它將逐漸地被使用在我們的日常生活當中。

然而，LED直接輸出的光型通常會造成照度不均勻的圓斑，這點將使LED難以符合照明規範的要求。因此，LED這種發光體將逐漸地被要求需透過一次光學或二次光學元件來使得光場形的能量被重新分佈，進而達到高均勻性、高照度品質的光斑。因此，本論文將透過微結構光學膜、擴散板來使LED光型被重新分佈，而所有的設計概念與製造技術的細節將在本篇論文中被清楚說明。

Abstract: Compared with traditional light sources, a white light-emitting diode (LED) has many advantages, such as high luminous efficiency, low power consumption, high reliability, and long life. Thus, LEDs are considered a strong candidate for the next-generation light source and are gradually becoming widely used in our daily lives.

However, the direct output of an LED is usually a circle spot with non-uniform luminance distribution, which makes it hard to meet the illumination requirement. Therefore, LED luminaries are generally required to re-distribute the spatial distribution of the LED's light energy through appropriate primary or secondary optics so that the light pattern and uniformity can be controlled for high-quality LED illumination. Thus, this paper plans to re-distribute the spatial distribution of the LED through microstructure optical film and diffuser. And all the detailed design concepts and manufacturing technologies are illustrated in this paper.

關鍵詞：發光二極體、平板燈、蝙蝠翼、微結構光學膜片、滾對滾

Keywords：Laser Cladding, Carbon Film, Metal Bipolar Plate, Fuel Cell

前言
相較於傳統燈源，白光LED具有很多的優點，如：高流明效率、低耗能、高可靠度和長壽命。因此，LED被認為是下一世代光源的最佳候選人，而且它將逐漸地被使用在我們的日常生活當中。

然而，LED直接輸出的光型通常會造成照度不均勻的圓斑，這點將使LED難以符合照明規範的要求。因此，LED這種發光體將逐漸地被要求需透過一次光學或二次光學元件來使得光場形的能量被重新分佈，進而達到高均勻性、高照度品質的光斑。因此，本論文將透過微結構光學膜、擴散板來使LED光型被重新分佈，而所有的設計概念與製造技術的細節將在本篇論文中被清楚說明。

前言
1.1 市場趨勢
在日新月異的研發技術之下，LED 逐步朝提高發光效率、高輝度化、高流明數的方向在發展，因此汽車頭燈以及一般照明等遠距離照射對象的照明場合也開始採用LED作為照明光源，而因著這些技術革新所帶來「高輝度」、「高流明數」的LED也逐步地擴大LED的應用市場，擴大中的LED應用市場趨勢如圖1所示[1]，其中以照明用途為LED被看好的一個應用市場。

依據Strategies Unlimited與IEK之統計分類，全世界照明應用領域的主要市場分佈於建築照明、娛樂照明、零售展示照明、商業/工業照明、戶外照明、離網型照明、住宅照明、可攜式產品照明、安全/緊急照明等九大應用領域，其中建築照明燈具市場的比重約佔整個照明市場的40 %左右[2]，為LED照明燈具未來最大的潛在應用領域。

此外，由於LED的節能特性使得LED應用於照明成為一大優勢，各國政府亦紛紛透過政策與法規的擬定來推動LED照明產業的成長，包含：美國、歐洲、亞洲的日本、韓國、中國與台灣等，其中例如：中國大陸近年來在政府積極扶植推波助瀾下，LED照明燈具市場不斷成長與擴大，中國科技部於2008年更提出21城市之「十城萬盞」政策，2010年將加碼為「五十城二百萬 盞」，預計在中國50個城市安裝200萬盞LED示範照明，這將更加速了LED照明燈具之市場需求與技術推展。

除了從政府端政策推動外，驅使需求端成長的幾個面向還包含「經濟」與「社會」兩個層面，由於人類的生活品質與水準要求已隨著總體經濟成長而提升，人們對於照明的需求不再只是為照亮環境而已，更進一步地會想透過照明來提升生活品質與環境美學，而可支配所得的增加也讓消費者在照明光源的選擇上更加多元。在媒體與輿論的資訊快速傳播下，人類開始體認對地球友善的重要性，環保意識也提升消費者選擇LED照明的採用意願。

而從LED本身來看，科技進步帶動LED從傳統僅能應用於聖誕燈串的低階應用，發展至與我們日常生活隨處可見的一般室內照明、路燈照明、商業工業應用照明等。LED發光效率提升、製造成本與LED燈具單價下滑，使得LED應用於照明對消費者而言，不再是高不可攀的一項選擇。

以上種種因素造就出LED照明的大好未來，促使傳統照明、LED上中下游產業無不積極地投入，即使產業鏈發展趨近完整，觀察整體產業環境，LED照明將持續成長，且亞洲將成為主要的區域市場。而法規部分，白熾燈禁用政策也帶動LED替代光源的成長，各國也競相設立產品規範，建立非關稅貿易障礙，對LED照明整體一致性的模組化標準，也在Zhaga聯盟的努力下持續建立起來。