[發明專利]熒光透鏡及其制造方法、用該熒光透鏡制造的白光照明燈

無效

• 申請號: 201110292944.7
• 申請日: 2011-10-06
• 公開（公告）號: CN102437274A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王培賢;蘇晉平
• 申請（專利權）人: 廣東華燚光電科技有限公司;王培賢;蘇晉平;劉丁華;盧科勝
• 主分類號: H01L33/58
• 分類號: H01L33/58;H01L33/50;H01L33/00;C23C14/35;C23C14/24;B05D1/26
• 代理公司: 佛山市永裕信專利代理有限公司 44206
• 代理人: 朱永忠

技術領域

本發明涉及白光照明燈技術領域，特別涉及一種熒光透鏡及其制造方法、用該熒光透鏡制造的白光照明燈。

背景技術

現有的LED封裝技術，通常是將熒光粉與透明封裝膠混合后，采用點膠機將熒光粉與透明封裝膠點在LED芯片上，再加上透鏡即可完成封裝，但在實際操作過程中，如熒光粉的配比不準確，點膠后測試不符合要求，整個燈粒只能作廢，因LED芯片的成本占據LED燈粒總成本在90%以上，使得生產成本增加。目前在LED芯片上只能采取點膠的模式，其他如蒸鍍和濺鍍等方式不能在LED芯片上直接操作。點膠的缺點是熒光粉與膠混合后，均勻性較難控制。由于熒光粉易沉淀，導致布膠不均勻、布膠量不好控制，因而造成出光均勻性差、色調一致性不好、色溫易偏離且顯色性不夠理想。點膠工序亦不能獨立外發加工。影響LED封裝速度，這些問題均需解決。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熒光透鏡及其制造方法、用該熒光透鏡制造的白光照明燈，制造該熒光透鏡工序少、成本低，一個發光模組只需一個熒光透鏡即可，采用該熒光透鏡的發光二極體白光照明燈能直接發白光，無需進行二次配光。

本發明所提出的技術解決方案是這樣的：

一種熒光透鏡，該透鏡由凹透鏡和凸透鏡組合而成，在所述凸透鏡面表面蒸鍍或填充有黃色和∕或綠色和∕或藍色和∕或紅色的熒光粉層。

制造所述熒光透鏡的方法步驟如下：

（1）借助光學仿真軟件，輸入激光二極管芯片或發光二極管芯片的光學特性如半值角、功率、光型及與之匹配的光纖的反射率、折射率、損耗率、透光率，進行綜合仿真，經反復驗證后得到適合與該光纖匹配的熒光透鏡的光學參數；

（2）依據光學仿真所獲得的光學參數制作高精度光學級模芯，首先以數控機床進行模芯外形切割，經研磨、拋光后即制成高精度的光學級模芯；

（3）將高精度光學級模芯與模座進行組裝，成為光學級注塑壓縮成型模具，并裝載于電動注塑機上，將光學級聚碳酸酯或亞克力或其他透明光學材料經除水后送入注塑機內；脫模之后塑膠透鏡經退火處理即成為高精度塑膠透鏡；

（4）在塑膠透鏡的凸透鏡面上覆蓋一層熒光粉層，成為熒光透鏡。在塑膠透鏡的凸透鏡面上覆蓋一層熒光粉的第1種方法是點膠：配置不同配比的熒光粉與透明封裝膠，以重量份計的配比范圍為透明封裝膠：黃色熒光粉：紅色熒光粉：綠色熒光粉：藍色熒光粉＝（1—2.5）：（0.1—2.5）：（0.01—2.5）：（0.02—2.5）：（0.03—2.5），將配好的熒光粉膠用點膠機點入透鏡內側的凸透鏡面上，經色溫調整校正及烘干后，即成為熒光透鏡。

在所述塑膠透鏡的凸透鏡面上覆蓋一層熒光粉層的第2種方法為濺鍍：將塑膠透鏡放入低溫水平磁控濺鍍機后進行真空濺鍍，靶材為熒光粉，濺鍍條件為：真空度為0.001—0.000001毫米汞柱，時間為1—10分鐘，保護氣體采用純度為99.999﹪的氬氣，以動量轉移方式將熒光粉分子沉積在凸透鏡面上，熒光粉層厚度為0.00001—0.001毫米，即成為熒光透鏡。

在所述塑膠透鏡的凸透鏡面上覆蓋一層熒光粉的第3種方法為蒸鍍：將不同配比的各色熒光粉通過升華機對其進行進一步純化，溫度為300—500℃，時間為30—100分鐘，將純化好的各色熒光粉置入真空蒸鍍機的坩鍋室內，對凸透鏡面進行蒸鍍，時間為1—10分鐘，熒光粉層厚度為0.00001—0.001毫米，即成為熒光透鏡。

所述白光照明燈由依次匹配排列的光纖、熒光透鏡、二極體發光模組和電源模組組成，并以機械結構作可裝拆的緊固連接。所述光纖為石英光纖或塑膠光纖或塑膠導光柱。所述熒光透鏡的凸透鏡面點上的熒光粉顏色為黃色和∕或紅色和∕或綠色和∕或藍色。所述二極體發光模組為黃光和∕或紅光和∕或綠光和∕或藍光的激光二極管封裝體或黃光和∕或紅光和∕或綠光和∕或藍光的發光二極管封裝體，熒光透鏡的熒光粉顏色和二極體發光模組的發光顏色相互匹配，直接發出白光。

與現有技術相比，本發明具有如下顯著效果：

(1)采用本發明的熒光透鏡制造白光照明燈，可降低LED燈粒封裝材料損耗率，透鏡成本占LED燈?？偝杀镜谋壤苄。谏a過程中，通過調換不同的熒光粉配比的熒光透鏡即可獲得不同顯色指數及不同色溫的白光，不需更換LED芯片。

(2)制造本熒光透鏡可在透鏡上采取蒸鍍或濺鍍或點膠三種方法覆蓋一層熒光粉，特別是采取蒸鍍或濺鍍的方式時，可以不加透明封裝膠，從而使熒光粉的分布更薄、更均勻、出光均勻性更好、色調一致性更好，使得燈粒的發光分布更加均勻、光線更加柔和。