search query: @keyword replikointi / total: 7
results-list
reference: 5 / 7
« previous | next »
Author:Tuohioja, Tero
Title:Methods for Industrial Manufacturing of LED-Integrated Optics Elements
Valodiodeihin integroitavien optisten komponenttien teolliset valmistusmenetelmät
Publication type:Master's thesis
Publication year:2006
Pages:viii + 73      Language:   eng
Department/School:Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto
Main subject:Elektronifysiikka   (S-69)
Supervisor:Kuivalainen, Pekka
Instructor:Määttänen, Jarmo
Electronic version URL: http://urn.fi/urn:nbn:fi:tkk-007550
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark S80     | Archive
Keywords:replication
diffractive optics
light-emitting diode
replikointi
diffraktiivinen optiikka
valodiodi
Abstract (eng):Light-emitting diodes, LEDs, are becoming widely used in illumination applications due to their superior properties, compared to old light sources.
However, optics are required with LEDs to ensure improved performance.
This thesis concentrates on the integration and replication of optics for LED-based applications.

Diffractive optics lenses for light collimation were successfully replicated on LEDs.
Both integrated lenses and discrete lenses were fabricated.
The production machine was a Toray Engineering Ltd. flip-chip bonder, which is normally used in the electronics industry.
Integrated lenses were replicated directly onto the encapsulation material of a LED.
The encapsulation material used was a UV curable polymer resin, with a high refractive index.
Discrete lenses were also replicated on the UV curable material, but the resin was first dispensed on a 0.25 mm thick PMMA foil.
After curing, the foil was cut to a proper size and the lens was attached onto the LED case.
The average luminous intensities increased from 291 mcd to 496 mcd and average collimation angles narrowed from 108° to 45°.
A slight decrease in luminous flux was observed with the discrete lenses.
Integrated lenses did not have any effect on it.

Replication of diffractive optics structures was conducted using step hot embossing technology with the Toray bonder.
The optical structure type used was a blazed grating.
Numerous replications were performed on a 0.5 mm thick PMMA sheet and the success and quality of replication was studied.
It was shown that the structures used can be embossed onto a substrate, while maintaining good quality, and that the technology can be industrialized.
Step hot embossing replication was also performed on a PMMA sheet with an out-coupling light guide structure on it, and it demonstrated that this technology enables the sheet to be utilized as a signal panel, or as a part of an enhanced illumination backlight system.
Over 790% increase in average luminance was measured between the light guide and the embossed structures on it.

A highly novel technology called nanoimprint lithography, NIL, was demonstrated using a SÜSS MicroTec NPS300 NanoPatterning Stepper.
The NPS300 enables NIL at wafer level on active components, such as LEDs.
NIL could be used to improve the external quantum efficiency of a LED without texturing the semiconductor material itself.
Oy Modines Ltd. is developing this technology in collaboration with the Technical Research Centre of Finland, VTT.

Patents are pending for some of the technologies presented in this thesis.
Abstract (fin):Valodiodeja (LED) käytetään yhä kasvavassa määrin erinäisissä valaistusaplikaatioissa, johtuen diodien ylivoimaisista ominaisuuksista vanhoihin valonlähteisiin nähden.
Diodien rinnalle tarvitaan kuitenkin optiikkaa, jotta niiden hyödyt saataisiin tehokkaasti käyttöön.
Tämä työ käsittelee optiikan integrointia ja replikointia diodipohjaisissa sovelluksissa.

Valon kollimointiin tarkoitettuja diffraktiivisia linssejä replikoitiin onnistuneesti valodiodien päälle.
Sekä integroituja, että erillisiä linssejä valmistettiin.
Replikointilaite oli Toray Engineering Ltd:n valmistama, elektroniikkateollisuudessa käytetty kääntösirujen liitäntälaite.
Integroidut linssit replikoitiin suoraan diodin kapselointimateriaalin pintaan.
Käytetty kapselointimateriaali oli UV valolla kovetettavaa, korkeataitekertoimista polymeerimateriaalia.
Erilliset linssit replikoitiin myös käyttäen UV-materiaalia, mutta materiaali levitettiin aluksi 0,25 mm paksun PMMA kalvon päälle, josta kovetuksen jälkeen kalvo leikattiin sopivan kokoiseksi ja linssi liitettiin diodikotelon päälle.
Valovoimat kasvoivat keskimääräisesti 291 mcd:sta 496 mcd:aan ja kollimointikulmat kapenivat vastaavasti 108 asteesta 45 asteeseen.
Valovirrassa havaittiin pieni lasku erillisten linssien kohdalla.
Vastaavasti integroiduilla linsseillä ei näyttänyt olevan vaikutusta valovirtaan.

Diffraktiivisia mikrorakenteita replikoitiin Torayn laitteella askelkuumapainoa käyttäen.
Prosessissa käytetty optinen rakenne oli tyypiltään vinohila.
Useita kuumapainoja tehtiin 0,5 mm paksulle PMMA kalvolle, josta tutkittiin replikoinnin onnistumista ja laatua.
Työssä todettiin, että mikrorakenteiden replikointi hyvällä laadulla on mahdollista ja on täten teollistettavissa.
Askelkuumapainoa käyttäen painettiin PMMA kalvosta valmistetun uloskytkevän valojohteen päälle samoja mikrorakenteita ja todettiin, että kalvoa voi täten käyttää signaalipaneelina tai osana parannettua taustavalokalvoa.
Mikrorakenteiden keskimääräinen luminanssi mitattiin yli 790% korkeammaksi kuin valojohteen.

Hyvin uusi teknologia, nanoimprintlitografia, demonstroitiin käyttämällä SÜSS MicroTecin NPS300 imprint-laitetta.
NPS300 mahdollistaa kiekkotasolla tapahtuvan, aktiivisten komponenttien kuten valodiodien, litografian.
Nanoimprintlitografiaa voitaisiin käyttää parantamaan valodiodien ulkoista hyötysuhdetta ilman, että puolijohdemateriaalin pintaa täytyisi kuvioida.
Oy Modines Ltd kehittää tätä teknologiaa yhdessä Valtion Teknillisen Tutkimuskeskuksen, VTT:n kanssa.

Patenttihakemukset jätettiin työn aikana osalle työssä esitetyistä teknologioista.
ED:2006-10-24
INSSI record number: 32781
+ add basket
« previous | next »
INSSI