其中熒光材料層12位于透鏡層13與膜片11之間，以及透鏡層13的接觸熒光材料層12的接合面用作出光面14。從外部入射到光學器件I中的光穿過透鏡層13，從出光面14射出后激發(fā)熒光材料層12中的熒光材料，產(chǎn)生具有期望的光學效果的光線。入射光可以是來自LED裝置(例如圖6中的藍光LED芯片62)的光線，熒光材料層12可以包括黃色熒光粉，從而產(chǎn)生白光。膜片11起到熒光材料的保護層和載體的作用，可以保證光學器件的表面具有良好的耐磨性和耐化學腐蝕特性。
[0043]所述光學器件I例如是用于LED裝置的光學部件，但本公開不限于此，它也可以用于形成其它光學裝置。
[0044]透鏡層13起到二次光分配的作用。在一個實施例中，透鏡層13中包括熒光粉、反光粒子和/或光擴散粒子，以使光強分布更加均勻和提高發(fā)光效率。
[0045]圖2a_5為圖1所示的光學器件的一種制造方法的流程示意圖，其中圖2a和2b分別是印刷熒光材料層后的俯視圖和剖視圖，圖3a和3b分別是執(zhí)行沖切工藝后的俯視圖和剖視圖，圖4a和4b分別是復合膜片置入注塑成型機前后的剖視示意圖，以及圖5是脫模后得到的光學器件的立體圖。
[0046]參考圖2a_5所示，所述光學器件的制備方法詳述如下。根據(jù)示例實施方式的所述方法采用了模內(nèi)裝飾技術(shù)來形成所述光學器件。
[0047]首先，如圖2a和2b所示，在厚度約0.05-0.5mm的膜片21上印刷或噴涂通過把黃色熒光粉(例如，Y3Al5O12 = Ce3+(YAG))與有機溶劑按預(yù)定比例混合得到的混合物，膜片21的材料例如是PC、PMMA或PET。例如，經(jīng)過加熱使溶劑揮發(fā)，以得到適當厚度的熒光材料層22。
[0048]所得結(jié)構(gòu)被置入熱壓成型機中，在適當?shù)臏囟群蛪毫l件下被壓成預(yù)定的形狀，例如，與后續(xù)的注塑成型所用模具的凹槽底面基本一致的形狀。然后，經(jīng)過沖切，結(jié)構(gòu)被分割成多個復合膜片3，如圖3a和3b所示。在其他的實施例中，可以采用高壓成型或真空成型方法來執(zhí)行成型工藝，以及可以采用3D沖切方法來進行切割。
[0049]接下來，把各復合膜片3分別放入注射機中，通過模具定位機構(gòu)定位之后，在模內(nèi)與塑膠粒子一同成型。
[0050]如圖4b所示，復合膜片3被置入定模41的凹槽中，且與凹槽底面貼合，使得復合膜片3的膜片21接觸所述底面。在動模42與定模41結(jié)合后形成一密閉的空間，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透明樹脂材料(未示出)通過澆口沿圖中的箭頭方向被注入所述空間中，通過固化樹脂形成透鏡層43，使復合膜片3與透鏡層43成形為一體。
[0051]在其它實施例中，成形用的透明樹脂材料可以是聚苯乙烯(PS)、硅膠、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚碳酸酯(PC)等熱塑性樹脂中的一種或其組合，或者，也可以是諸如烯丙基二甘醇碳酸酯(ADC)、丙烯酸樹酯等熱固性樹脂中的一種或其組合。在其它實施例中，也可以采用玻璃(如石英等)、陶瓷(如氧化鋁、鎂鋁尖晶石或氮氧化鋁等)或其它透明光學材料來形成透鏡層。
[0052]如圖所示，透鏡層43與復合膜片3的熒光材料層22接觸的表面形成為曲面，所述曲面優(yōu)選為圓弧形。在其它實施例中，所述表面可以形成為方形、平板形或其它合適的形狀。
[0053]本實施例中，所述表面作為出光面，使得外部入射的光從該出光面射出后激發(fā)所述熒光材料層12中的熒光材料，產(chǎn)生具有期望的光學效果的光線。
[0054]最后，進行脫模，得到最終的光學器件1，圖5中示出了光學器件I的立體圖。
[0055]可選地，在放置復合膜片3之前，可以在凹槽底部先涂敷一層脫模劑，以利于脫模。
[0056]應(yīng)用于本公開的MD工藝可以是ML、IMF和MR的任一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況選擇合適的頂D工藝。
[0057]需要說明的是，盡管以模內(nèi)裝飾工藝為例對本公開的光學器件的制造方法進行了說明，但本公開不以此為限，而是可以采用本領(lǐng)域熟知的其他工藝。
[0058]例如，在另一實施例中，可以通過如下步驟形成本公開的光學器件:在諸如PC的膜片上形成熒光材料層，以得到復合膜片；通過注塑成型形成具有預(yù)定形狀的透鏡層；以及把復合膜片粘接到透鏡層上，使得熒光材料層接觸透鏡層。
[0059]此外，在又一實施例中，可以先通過注塑成型方法形成預(yù)定形狀的透鏡層，然后在透鏡層上涂覆熒光材料層和保護層，所述保護層例如是無機材料的。
[0060]圖6是本公開實施例的一種發(fā)光裝置6的分解透視圖。如圖所示，所述發(fā)光裝置6包括:基板61 ;設(shè)置在基板61上的多個藍光LED芯片62 ;安裝到基板61上的支架63 ；以及安裝到支架63上的多個圖5所示的光學器件1，使得其位于多個藍光LED芯片62的上方且與之相對應(yīng)。
[0061]本實施例中，支架63上有多個槽，光學器件I通過粘接或卡扣被固定在槽中。支架63例如通過螺絲被固定到基板61上。
[0062]在另一實施例中，光學器件也可以直接安裝到基板上，省去了上述支架。
[0063]本公開所提供的LED裝置中的芯片除了藍光芯片外，還可以是可發(fā)射其它波長光的芯片，例如紫光芯片。本公開所提供的LED裝置中的熒光材料除了是黃色熒光粉外，還可以是諸如RG熒光粉或RGB熒光粉的其它顏色的熒光粉。
[0064]本公開所提供的發(fā)光裝置除了 LED裝置外，還可以是需要把發(fā)光器件與熒光材料分開布置的其它光學裝置。
[0065]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開至少具有以下有益效果之一:
[0066]1、熒光粉附著在注塑透鏡和透明薄膜之間，熒光粉與LED芯片通過透鏡隔離開來，芯片發(fā)熱對熒光粉沒有影響或影響不大。
[0067]2、熒光粉附著在注塑透鏡和透明薄膜之間，通過特殊處理的所述涂敷薄膜的保護，可保證不會劃傷熒光材料層，提高了產(chǎn)品的表面耐磨性與耐化學特性，其穩(wěn)定性更高。
[0068]3、采用平面涂覆工藝形成熒光材料層，可控制涂層的厚度，確保熒光粉的用量最少，成本較低。
[0069]以上具體地示出和描述了本公開的示例性實施方式。應(yīng)所述理解，本公開不限于所公開的實施方式，相反，本公開意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
【主權(quán)項】
1.一種光學器件，其包括: 膜片； 與所述膜片接合的熒光材料層；及 與所述熒光材料層接合的透鏡層， 其中所述熒光材料層位于所述膜片和所述透鏡層之間，以及所述透鏡層的接觸所述熒光材料層的接合面用作出光面，使得外部入射的光透過所述透鏡層后激發(fā)所述熒光材料層中的熒光材料，產(chǎn)生具有期望的光學效果的光線。
2.如權(quán)利要求1所述的光學器件，其中所述熒光材料層通過涂覆或印刷方法形成于所述膜片上，且所述熒光材料層的厚度為0.1-3000微米。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學器件，其中所述光學器件用于LED裝置。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光學器件，其中所述透鏡層包括玻璃、陶瓷或樹脂材料。
5.如權(quán)利要求1或2所述的光學器件，其中所述光學器件通過模內(nèi)裝飾工藝形成為一體結(jié)構(gòu)。
6.一種光學器件的制造方法，所述光學器件包括膜片、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: 在所述膜片上形成所述熒光材料層，以獲得第一結(jié)構(gòu) '及 形成與第一結(jié)構(gòu)接合的所述透鏡層。
7.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中所述透鏡層的形成包括:把第一結(jié)構(gòu)放置在模具中，并且把用于形成所述透鏡層的透明光學材料注入所述模具中，以便形成一體化的所述光學器件。
8.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中第一結(jié)構(gòu)的獲得包括:在膜片上涂覆或印刷包含突光材料的混合物，以形成所述突光材料層。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中第一結(jié)構(gòu)的獲得還包括:在形成所述熒光材料層后對所得結(jié)構(gòu)進行成型和切割。
10.如權(quán)利要求7或9所述的制造方法，其中所述透明光學材料包括玻璃、陶瓷或樹脂材料。
11.如權(quán)利要求6-9中任一項所述的制造方法，其中所述熒光材料層的厚度為0.1-3000 微米。
12.如權(quán)利要求6-9中任一項所述的制造方法,其中所述突光材料層包括黃色突光粉、紅綠色熒光粉和紅綠藍色熒光粉中的一種。
13.一種發(fā)光裝置，其包括: 基板； 設(shè)置在所述基板上的多個發(fā)光器件；以及 多個如權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學器件,設(shè)置在所述多個發(fā)光器件的上方且與之相對應(yīng)。
【專利摘要】本公開提供一種光學器件及其制造方法和包括所述光學器件的發(fā)光裝置。所述光學器件包括膜片、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（例如LED發(fā)出的藍光）透過所述透鏡層后激發(fā)所述熒光材料層中的熒光材料，產(chǎn)生具有期望的光學效果的光線。通過把IMD工藝應(yīng)用于LED的非接觸式封裝，減少了熒光材料的用量，降低了成本；同時熒光材料遠離發(fā)光器件，避免其受到發(fā)光器件發(fā)熱的影響，延長了其使用壽命。
【IPC分類】H01L33-58, H01L33-48, H01L33-50
【公開號】CN104681689
【申請?zhí)枴緾N201310611883
【發(fā)明人】劉北斗, 郎宏科, 尹航, 韓宇
【申請人】四川新力光源股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月26日