[發明專利]一種微結構透鏡的一體化制備方法及其模具

有效

• 申請號: 201510070831.0
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104678465A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 王卉玉;李宗濤;湯勇;陳丘;蔡楊華;陳永輝;袁偉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;H01L33/58
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及LED制備領域，尤其涉及一種微結構透鏡的一體化制備方法及其模具。

背景技術

發光二極管(英文為Light?Emitting?Diode，簡稱LED)是利用半導體的P-N結電致發光原理制成的一種半導體發光器件。LED具有環保、亮度高、功耗低、壽命長、工作電壓低、易集成化等優點，是繼白熾燈、熒光燈和高強度放電(英文縮寫為HID)燈(如高壓鈉燈和金鹵燈)之后的第四代新光源。

近年來，由于材料及技術的突破，發光二極管的發光亮度已經有了非常多的提升，尤其是白光發光二極管的出現，更使得發光二極管漸漸的取代目前傳統照明設備。白光LED的一種混光方式為藍光LED藍光激發熒光粉發出黃光并與其他藍光混合出白光，而熒光粉的使用對LED的色溫有極大影響。現有的一些新興技術，如遠程熒光技術對LED的出光性能具有一定提升，但成本高，技術應用不廣泛，因此傳統工藝封裝的LED仍占據主要市場，同時需對其成本和性能進行進一步改進。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種制備工藝簡單、成本低廉，并且能有效改善白光LED的色溫與光強空間的微結構透鏡的一體化制備方法及其模具。

本發明通過下述技術方案實現：

一種一體化制備微結構透鏡的中使用的模具，所述模具包括模具本體1，模具本體1具有一平面，在平面上陣列分布有凹陷的模腔2，模腔2通過抽真空通道3與真空泵連接；平面上平鋪有分離膜4，分離膜4上平鋪有表面具有陣列微結構的薄膜5；通過真空泵對模腔2內抽真空，使分離膜4及薄膜5被吸入模腔內2，并與模腔2內壁緊密貼合。

所述抽真空通道3開設在每個模腔2的兩側或者底部。

所述抽真空通道3與真空泵的氣路上設置有閥門。

一體化制備微結構透鏡的方法如下：

(1)將分離膜4平放在模具本體1的平面上；

(2)在分離膜4上貼合表面具有陣列微結構的薄膜5；若薄膜5與制備透鏡的膠體材料一致時，則薄膜5的陣列微結構面朝下；若薄膜5與制備透鏡的膠體材料不同時，則薄膜5的陣列微結構面向上；

(3)對模腔2預熱至60-80℃并進行抽真空，使分離膜4及薄膜5與模腔2內壁緊密貼合；

(4)向模腔2內灌滿膠體材料6，接著將固定在LED支架上的LED陣列8，分別對準各模腔；

(5)再通過熱壓板7下壓，使LED被壓合封裝在膠體材料6內；

(6)待膠體材料6固化后，經脫模便可得到一體化表面具有陣列微結構的透鏡。

上述驟(5)所述通過熱壓板7下壓，使LED被壓合封裝在膠體材料6內，此時，若薄膜5與制備透鏡的膠體材料6一致時，則薄膜5的陣列微結構面朝下，此時薄膜5與膠體材料6融合為一體，薄膜5的陣列微結構即為透鏡表面的陣列微結構。

上述步驟(5)所述通過熱壓板7下壓，使LED被壓合封裝在膠體材料6內，此時，若薄膜5與制備透鏡的膠體材料6不同時，則薄膜5的陣列微結構面向上，并在陣列微結構面上涂覆離模劑，以便膠體材料6與薄膜5分離，此時薄膜5的陣列微結構轉印至膠體材料6上，待膠體材料6固化后，經脫模便可得到一體化表面具有陣列微結構的透鏡。

上述步驟(5)所述熱壓板7溫度為80-180℃，并保壓保溫6-30分鐘。

上述步驟(6)透鏡的陣列微結構為凸起或凹陷的圓錐形、圓柱形、球形、矩形中的一種或多種組合，結構尺度為1-100μm。

上述步驟(3)模腔2的抽真空通道3內壓強為-0.1MPa。

本發明相對于現有技術，具有如下的優點及效果：

能在制備成型LED透鏡的同時，在其表面制備微納結構，省卻對透鏡進行二次結構的制備。

陣列微結構的衍射作用，這種結構的透鏡能有效改善白光LED的空間色溫分布，為LED燈具的配光設計減少壓力，提高燈具的質量。

制備方法簡便易行，生產效率高，靈活性強，工藝成本低廉；在提高了LED制備工藝技術的同時、大大的降低了LED生產成本等優點。

附圖說明

圖1為本發明一體化微結構透鏡制備步驟1；

圖2為本發明一體化微結構透鏡制備步驟2；

圖3為本發明一體化微結構透鏡制備步驟3；

圖4為本發明一體化微結構透鏡制備步驟4；

圖5為本發明一體化微結構透鏡制備步驟4、5；

圖6為本發明一體化微結構透鏡制備步驟6；

圖7為本發明一體化制備微結構透鏡的中使用的模具結構示意圖。

具體實施方式