一種微結構透鏡的一體化制備方法及其模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)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】
[0002]發(fā)光二極管(英文為Light Emitting D1de，簡稱LED)是利用半導體的P_N結電致發(fā)光原理制成的一種半導體發(fā)光器件。LED具有環(huán)保、亮度高、功耗低、壽命長、工作電壓低、易集成化等優(yōu)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。
[0003]近年來，由于材料及技術的突破，發(fā)光二極管的發(fā)光亮度已經有了非常多的提升，尤其是白光發(fā)光二極管的出現(xiàn)，更使得發(fā)光二極管漸漸的取代目前傳統(tǒng)照明設備。白光LED的一種混光方式為藍光LED藍光激發(fā)熒光粉發(fā)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(xiàn)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(tǒng)工藝封裝的LED仍占據(jù)主要市場，同時需對其成本和性能進行進一步改進。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)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。
[0005]本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn):
[0006]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I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。
[0007]所述抽真空通道3開設在每個模腔2的兩側或者底部。
[0008]所述抽真空通道3與真空泵的氣路上設置有閥門。
[0009]一體化制備微結構透鏡的方法如下:
[0010](I)將分離膜4平放在模具本體I的平面上；
[0011](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；
[0012](3)對模腔2預熱至60-80°C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；
[0013](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；
[0014](5)再通過熱壓板7下壓，使LED被壓合封裝在膠體材料6內；
[0015](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。
[0016]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 —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。
[0017]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。
[0018]上述步驟(5)所述熱壓板7溫度為80-180°C，并保壓保溫6-30分鐘。
[0019]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1-100 μ m。
[0020]上述步驟(3)模腔2的抽真空通道3內壓強為-0.1MPa0
[0021]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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(yōu)點。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明一體化微結構透鏡制備步驟I ;
[0026]圖2為本發(fā)明一體化微結構透鏡制備步驟2 ；
[0027]圖3為本發(fā)明一體化微結構透鏡制備步驟3 ；
[0028]圖4為本發(fā)明一體化微結構透鏡制備步驟4 ；
[0029]圖5為本發(fā)明一體化微結構透鏡制備步驟4、5 ；
[0030]圖6為本發(fā)明一體化微結構透鏡制備步驟6 ；
[0031]圖7為本發(fā)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】
[0032]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。
[0033]實施例
[0034]如圖1至7所示。本發(fā)明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I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。
[0035]表面具有陣列微結構的薄膜5可通過旋涂、熱壓印技術獲得，固化后可承受最高溫度為150-300°C，可重復使用。微結構可以是凸起或凹陷的圓錐形、圓柱形、球形、矩形等。
[0036]所述抽真空通道3開設在每個模腔2的兩側或者底部。
[0037]所述抽真空通道3與真空泵的氣路上設置有閥門，真空泵及閥門無特殊結構要求，故圖中未示出。
[0038]一體化制備微結構透鏡的方法如下:
[0039](I)將分離膜4平放在模具本體I的平面上；
[0040](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；
[0041](3)對模腔2預熱至60-80°C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；
[0042](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；
[0043](5)再通過熱壓板7下壓，使LED被壓合封裝在膠體材料6內；
[0044](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。
[0045]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 —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。
[0046]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(使薄膜作為模板供反復使用)，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。離模劑按13:1比例調配。
[0047]上述步驟(5)所述熱壓板7溫度為80_18(TC，并保壓保溫6-30分鐘，優(yōu)選12分鐘。
[0048]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1-100 μ m。
[0049]上述步驟(3)模腔2的抽真空通道3內壓強為-0.1MPa0
[0050]上述薄膜5材料為7040型硅膠，透鏡的膠體材料6為925型硅膠。
[0051 ] 如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0052]本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種一體化制備微結構透鏡的中使用的模具，其特征在于:所述模具包括模具本體(I)，模具本體(I)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⑷及薄膜(5)被吸入模腔(2)內，并與模腔(2)內壁緊密貼合。
2.根據(jù)權利要求1所述的模具，其特征在于:所述抽真空通道(3)開設在每個模腔(2)的兩側或者底部。
3.根據(jù)權利要求2所述的模具，其特征在于:所述抽真空通道(3)與真空泵的氣路上設置有閥門。
4.采用權利要求1至3中任一項所述模具一體化制備微結構透鏡的方法，其特征在于制備步驟如下: (1)將分離膜(4)平放在模具本體(I)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°C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￠)內； (6)待膠體材料￠)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。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于: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) —致時,貝Ij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。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于: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￠)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，以使膠體材料(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。
7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于:步驟(5)所述熱壓板(7)溫度為80-180°C，并保壓保溫6-30分鐘。
8.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于: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1-100 μ m。
9.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于:步驟(3)模腔⑵的抽真空通道(3)內壓強為-0.1MPa0
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微結構透鏡的一體化制備方法及其模具，將分離膜平放在模具上，分離膜上放置表面具有陣列微結構的薄膜；通過真空吸附，使分離膜和微結構薄膜緊密貼合于模腔內。在模腔內灌封透鏡所用膠體材料，通過熱壓板加壓與加熱固化，將薄膜表面微結構轉印至膠體表面，一體化制備得表面具有微結構的透鏡。由于陣列結構的衍射作用，能有效改善白光LED的色溫空間分布，并具有操作簡單，生產效率高，靈活性強，節(jié)約成本等優(yōu)點。
【IPC分類】G02B3-00, H01L33-58
【公開號】CN104678465
【申請?zhí)枴緾N201510070831
【發(fā)明人】王卉玉, 李宗濤, 湯勇, 陳丘, 蔡楊華, 陳永輝, 袁偉
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月10日