光學(xué)器件及其制造方法和包括光學(xué)器件的發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及光學(xué)照明領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)用模內(nèi)裝飾技術(shù)(IMD，In-MoldDecorat1n)的光學(xué)器件及其制造方法和包括所述光學(xué)器件的發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，主流的白光LED裝置由LED藍(lán)光芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生白光。傳統(tǒng)的封裝方案將黃色的熒光粉按照一定的比例混合到硅膠中后點(diǎn)膠到藍(lán)色芯片上，經(jīng)過(guò)加熱使硅膠固化，即可制成LED裝置。但是，這種方案所形成的LED裝置，熒光粉與芯片直接接觸，而眾所周知LED芯片在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，因此工作時(shí)熒光粉周?chē)臏囟葧?huì)迅速升高，導(dǎo)致熒光粉在高溫的環(huán)境下會(huì)加速老化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，在100°C的恒溫下，熒光粉亮度衰減2% ;在200°C的恒溫下，熒光粉亮度衰減達(dá)到20%。另外，熒光粉的色坐標(biāo)也會(huì)因工作環(huán)境溫度的過(guò)高而發(fā)生偏移，最終影響LED裝置的發(fā)光效率、發(fā)光顏色和使用壽命。
[0003]為解決傳統(tǒng)制備工藝中LED熒光粉易老化的問(wèn)題，一種解決方法是，在制作過(guò)程中將熒光粉與芯片分離，使其不會(huì)因溫度的升高而產(chǎn)生太大變化，從而減緩熒光粉老化的速度，提高LED裝置的發(fā)光效果和使用壽命。例如，一種技術(shù)方案是將熒光粉混合到塑料母粒里，通過(guò)注塑成型形成透鏡。另一種技術(shù)方案是將熒光粉通過(guò)噴涂或絲印等工藝涂覆到燈罩的內(nèi)表面或外表面上。這幾種方案雖然工藝簡(jiǎn)單，但是，對(duì)于前者，熒光粉用量較大，同時(shí)有可能混合不均勻，造成注塑色差而影響發(fā)光效果。而后者由于是涂覆工藝，其表面附著度很難控制，容易劃傷，影響出光效果。
[0004]因此，期望提供一種LED裝置，能夠更好地避免LED裝置的光學(xué)性能受到芯片發(fā)熱的影響。
[0005]在所述【背景技術(shù)】部分公開(kāi)的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上內(nèi)容，本公開(kāi)提供一種光學(xué)器件及其制造方法和包括所述光學(xué)器件的發(fā)光裝置，通過(guò)將熒光粉與芯片分離布置，能夠避免芯片的發(fā)熱影響發(fā)光裝置的光學(xué)性能，同時(shí)能夠降低成本及提高可靠性。
[0007]本公開(kāi)的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)踐而習(xí)得。
[0008]本公開(kāi)的第一方面提供了一種光學(xué)器件，其包括膜片、與膜片接合的熒光材料層和與熒光材料層接合的透鏡層，其中熒光材料層位于膜片和透鏡層之間，以及透鏡層的接觸熒光材料層的接合面用作出光面，使得外部入射的光透過(guò)所述透鏡層后激發(fā)所述熒光材料層中的熒光材料，產(chǎn)生具有期望的光學(xué)效果的光線(xiàn)。
[0009]例如，所述熒光材料層通過(guò)涂覆或印刷方法形成于所述膜片上，其厚度為0.1-3000 微米。
[0010]例如，所述光學(xué)器件用于LED裝置。
[0011]例如，所述熒光材料層包括黃色熒光粉、紅綠色熒光粉和紅綠藍(lán)色熒光粉中的一種。
[0012]例如，所述透鏡層包括玻璃、陶瓷或樹(shù)脂材料。
[0013]例如，所述光學(xué)器件通過(guò)模內(nèi)裝飾工藝形成為一體結(jié)構(gòu)。
[0014]本公開(kāi)的第二方面提供了一種光學(xué)器件的制造方法，所述光學(xué)器件包括膜片、透鏡層和位于所述膜片與所述透鏡層之間的熒光材料層，所述制造方法包括:在膜片上形成突光材料層，以獲得第一結(jié)構(gòu)；和形成與第一結(jié)構(gòu)接合的透鏡層。
[0015]例如，透鏡層的形成包括:把第一結(jié)構(gòu)放置在模具中，并且把用于形成透鏡層的透明光學(xué)材料注入所述模具中，以便形成一體化的所述光學(xué)器件。
[0016]例如，第一結(jié)構(gòu)的獲得包括:在膜片上涂覆包含熒光材料的混合物，以形成所述熒光材料層。
[0017]進(jìn)一步，第一結(jié)構(gòu)的獲得可以包括:在形成熒光材料層后對(duì)所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行成型和切割，以獲得多個(gè)所述第一結(jié)構(gòu)。
[0018]例如，所述透明光學(xué)材料包括玻璃、陶瓷或樹(shù)脂材料。
[0019]本公開(kāi)的第三方面提供了一種發(fā)光裝置，其包括:基板；設(shè)置在所述基板上的發(fā)光器件；和多個(gè)上述任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件或通過(guò)上述任一項(xiàng)制造方法所制作的光學(xué)器件，其設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)光器件的上方且與之相對(duì)應(yīng)。
[0020]本公開(kāi)實(shí)施例提供的光學(xué)器件和發(fā)光裝置，通過(guò)把IMD工藝應(yīng)用于LED的非接觸式封裝工藝，減少了熒光粉的用量，降低了成本；同時(shí)熒光粉遠(yuǎn)離LED芯片，延長(zhǎng)了使用壽命。此外，熒光粉表面有保護(hù)薄膜，提高了穩(wěn)定性、耐候性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0021]通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本公開(kāi)的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。
[0022]圖1為本公開(kāi)實(shí)施例的一種光學(xué)器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2a_5為本公開(kāi)實(shí)施例的一種光學(xué)器件的制造方法的各階段的示意圖；以及
[0024]圖6是本公開(kāi)實(shí)施例的一種發(fā)光裝置的分解透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開(kāi)將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，為了清晰，夸大了區(qū)域和層的厚度。在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。
[0026]此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施例中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以實(shí)踐本公開(kāi)的技術(shù)方案而沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多，或者可以采用其它的方法、組元、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本公開(kāi)的各方面。
[0027]本公開(kāi)將IMD技術(shù)應(yīng)用于光學(xué)器件的封裝工藝，通過(guò)注塑成型來(lái)形成光學(xué)透鏡。采用所述方案后，熒光粉用量少，降低了成本。另外，熒光粉表面有保護(hù)薄膜，可保證光學(xué)器件具有良好的耐磨性和耐腐蝕特性，提高了其穩(wěn)定性。
[0028]MD是模內(nèi)裝飾技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，可細(xì)分為ML、IMF和MR。其中ML (In-MoldLabelling)為模內(nèi)貼標(biāo)簽。標(biāo)簽表面是一層硬化的透明薄膜，中間是印刷圖案層，通過(guò)注塑制造工藝，標(biāo)簽背面與塑膠結(jié)合，印刷圖案層油墨夾在中間，以防止產(chǎn)品表面被刮花，并可長(zhǎng)期保持顏色的鮮明不易退色。制造工藝中，標(biāo)簽無(wú)拉伸，曲面小，主要用于2D產(chǎn)品。IMF(In-Mold Forming)為模內(nèi)成型，其原理與ML相同。MF工藝是先將油墨印刷在一層厚度約0.05-0.5mm的薄膜上(材質(zhì)為PC或PET)，印刷后的薄膜經(jīng)過(guò)沖切、高壓成型得到裁切好的標(biāo)簽，然后把標(biāo)簽放入注射機(jī)中，通過(guò)模具定位機(jī)構(gòu)定位之后，在模內(nèi)與塑膠粒子一同成型。在制造工藝中，標(biāo)簽高度拉伸，適用于3D產(chǎn)品。而MR(In-Mold Roller/Reprint)為模內(nèi)轉(zhuǎn)印，區(qū)別之處在于最終的產(chǎn)品表面沒(méi)有一層透明的保護(hù)膜。
[0029]具體來(lái)說(shuō)，本公開(kāi)實(shí)施例用熒光粉取代原來(lái)的油墨，將熒光粉印刷或噴涂在膜片上，經(jīng)過(guò)高壓成型、沖切之后得到具有某種特定形狀的復(fù)合膜片；然后將復(fù)合膜片放入注塑機(jī)中，通過(guò)模具定位機(jī)構(gòu)定位之后，與模具內(nèi)注入的透明光學(xué)材料一體成型為最終的光學(xué)器件。
[0030]本公開(kāi)提供的光學(xué)器件包括膜片、與膜片接合的熒光材料層和與熒光材料層接合的透鏡層，其中熒光材料層位于膜片與透鏡層之間，以及透鏡層的接觸熒光材料層的接合面用作出光面，使得外部入射的光透過(guò)所述透鏡層后激發(fā)所述熒光材料層中的熒光材料，產(chǎn)生具有期望的光學(xué)效果的光線(xiàn)。期望的光學(xué)效果例如是指由藍(lán)光芯片發(fā)出的藍(lán)光通過(guò)透鏡層進(jìn)行光線(xiàn)的二次分配，二次分配后藍(lán)光透過(guò)黃色熒光粉層轉(zhuǎn)變成白光。
[0031]例如，熒光材料層的厚度為0.1-3000微米。
[0032]所述光學(xué)器件例如是用于LED裝置的光學(xué)部件。
[0033]本公開(kāi)提供的光學(xué)器件的制造方法包括:在膜片上形成熒光材料層，以得到第一結(jié)構(gòu)；和形成與第一結(jié)構(gòu)接合的透鏡層，使得所述熒光材料層位于所述膜片與所述透鏡層之間。
[0034]例如，透鏡層的形成包括:把第一結(jié)構(gòu)放置在模具中，并且把用于形成透鏡層的透明光學(xué)材料注入所述模具中，以便形成一體化的所述光學(xué)器件。
[0035]例如，第一結(jié)構(gòu)的獲得包括:在膜片上涂覆包含熒光材料的混合物并加熱，以形成所述熒光材料層。
[0036]進(jìn)一步，第一結(jié)構(gòu)的獲得可以包括:在形成熒光材料層后對(duì)所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行成型和切割，以獲得多個(gè)所述第一結(jié)構(gòu)。
[0037]例如，透鏡層的形成包括:把各第一結(jié)構(gòu)分別放置在模具中，并且把用于形成透鏡層的透明光學(xué)材料注入所述模具中，以便形成一體化的多個(gè)所述光學(xué)器件。
[0038]例如，所述透明光學(xué)材料包括玻璃、陶瓷或樹(shù)脂材料。
[0039]例如，所述樹(shù)脂材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、硅膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯中的一種或其組合。
[0040]本公開(kāi)提供的光學(xué)裝置包括:基板；設(shè)置在所述基板上的多個(gè)發(fā)光器件；以及多個(gè)上述任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件或通過(guò)上述任一項(xiàng)制造方法所制作的光學(xué)器件，其設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)光器件的上方且與之相對(duì)應(yīng)。
[0041]下面結(jié)合附圖，對(duì)本公開(kāi)實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]圖1為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)器件I的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述光學(xué)器件I包括膜片11、與膜片11接合的熒光材料層12和與熒光材料層12接合的透鏡層13，