CN101520166A - 光学元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种光学元件的制造方法。此方法包括：形成光学叠层物的步骤，其中，此光学叠层物由层叠的镜头与位于其间的荧光膜构成。此方法还包括将此光学叠层物与发光二极管晶粒接合的步骤。另外，本发明还揭示一种由上述方法所制造的光学元件。利用本发明，荧光膜不会与发光二极管晶粒接触，因而不会导致发光二极管晶粒的发光效率降低，从而提高了光学元件的发光效率。

Description

光学元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种光学元件，且特别涉及一种其发光二极管晶粒未直接与荧光材料接触的光学元件。
背景技术
在传统技术中，有人提出许多用于封装光学元件(例如，高功率芯片)的方法。
如图1A所示，传统光学元件包括反射杯10、位于反射杯10上的发光二极管晶粒12、至少覆盖发光二极管晶粒12且具有相异厚度的荧光粉层14、用于将发光二极管晶粒12与反射杯10接合的环氧树脂18、以及用于封装此光学元件的胶16。
如图1B所示，传统光学元件包括反射杯100、位于反射杯100上的次黏着基台晶粒102、位于黏着基台晶粒102上的发光二极管晶粒104、至少覆盖发光二极管晶粒104且具有均一厚度的荧光粉层106、用于将发光二极管晶粒104与反射杯100接合的环氧树脂110、以及用于封装此光学元件的胶108。
然而，无论此荧光粉层形成何种形状，由于此荧光粉层直接与发光二极管晶粒接触的缘故，所以发光效率下降。此点严重影响光学元件的性能。
因此，业界急需一种可以提高发光效率的光学元件及其制造方法。
发明内容
基于上述目的，本发明实施例揭示了一种光学元件的制造方法。此方法包括：形成光学叠层物的步骤，其中，此光学叠层物由层叠的镜头与位于其间的荧光膜构成。此方法还包括：使用胶材而将此光学叠层物与发光二极管晶粒接合，其中，该发光二极管晶粒位于基座上。另外，本发明还揭示一种由上述方法所制造的光学元件。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该形成光学叠层物的步骤包括：提供第一与第二模仁，其中，每一模仁内具有镜头阵列；将该荧光膜与该第一或第二模仁的镜头阵列接合；将该第一与第二模仁组合，其中，该荧光膜夹置于该第一模仁的镜头阵列与该第二模仁的镜头阵列间；以及进行脱膜步骤以脱去该第一与第二模仁。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该提供第一与第二模仁的步骤包括：将光学材料注入每一模仁内以形成多个镜头，其中，每一模仁内的多个镜头构成镜头阵列。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该使用胶材而将该光学叠层物与发光二极管晶粒接合的步骤包括：形成该荧光膜于基板上；使该荧光膜面向该第一或第二模仁的镜头阵列而与该基板接合；以及从该荧光膜处移除该基板。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该将光学材料注入每一模仁内以形成多个镜头的步骤是采用网状印刷工艺。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该第一与第二模仁的材料包括金属材料、塑胶材料、或陶瓷材料。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该层叠的镜头未与该荧光膜接触的表面作成凸面状或凹面状。
根据上述的光学元件的制造方法，其中，该层叠的镜头是使用透明高分子材料。
本发明实施例还揭示了一种光学元件，包括：发光二极管晶粒，位于基座上；胶材，覆盖该发光二极管晶粒；以及光学叠层物，由层叠的镜头与位于其间的荧光膜构成，其中，该光学叠层物位于该发光二极管晶粒上且通过该胶材而与其接合。
根据上述的光学元件，其中，该层叠的镜头未与该荧光膜接触的表面作成凸面状或凹面状。
根据上述的光学元件，其中，该层叠的镜头是使用透明高分子材料。
利用本发明，荧光膜不会与发光二极管晶粒接触，因而不会导致发光二极管晶粒的发光效率降低，从而提高了光学元件的发光效率。
附图说明
图1A与图1B是显示公知的光学元件的剖面图。
图2A～图2G是显示本发明实施例的光学元件的制造方法的剖面图。
图3是显示脱膜工艺的示意图。
图4是显示本发明实施例的光学叠层物阵列的示意图，其中，该光学叠层物阵列由多个独立的光学叠层物构成。
图5是显示经过可靠性测试的光学元件的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10～反射杯；             12～发光二极管晶粒；            14～荧光粉层；
16～胶；                 18～环氧树脂；                  100～反射杯；
102～次黏着基台晶粒；    104～发光二极管晶粒；           106～荧光粉层；
108～胶；                110～环氧树脂；                 200～模仁；
202～镜头；              204～机床；                     206～荧光膜；
208～基板；              210～模仁；                     212～镜头；
2000～结构；             2000a～光学叠层物；             500～基底；
502～发光二极管晶粒；    504～胶材。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置是为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
请参考附图，其中相似的参考符号是通过不同角度说明相似的元件，且下列附图说明本发明的实施例。这些附图并不需要被缩放，而且为了说明的目的而在某些例子中这些附图已经被放大或简化。所属领域技术人员应该了解根据本发明下列的实施可以做一些可能的应用及变动。
图2A～图2G是显示本发明实施例的光学元件的制造方法的剖面图。
如图2A所示，首先，提供一模仁200。模仁200例如由金属材料、塑胶材料、或陶瓷材料构成。同时，另一模仁(例如，图2F所示的模仁210)亦可在此步骤中一起制备。
如图2B所示，将一光学材料依序注入模仁200与210，因而分别在模仁200与210内形成多个镜头202与212。多个镜头202与212分别构成一镜头阵列；且多个镜头202与212是采用透明高分子材料。上述将一光学材料注入每一模仁内以形成多个镜头的步骤是采用一网状印刷工艺。请注意，为了简化说明起见，在此仅绘示具有多个镜头202的模仁200。
如图2C所示，之后，将具有多个镜头202的模仁200置于一机床204上。机床204可由金属构成。
如图2D所示，于基板208上形成荧光膜206，接着，使荧光膜206面向模仁200的镜头阵列而与基板208接合。结果，荧光膜206与模仁200的镜头阵列接合。在此实施例中，可以使用任何适合的胶材而使荧光膜206与模仁200的镜头阵列接合。
之后，如图2E所示，从荧光膜206处移除基板208。在此实施例中，可以使用任何适合的方法而从荧光膜206处移除基板208。基板208是由透明材料构成。在其它实施例中，亦可不移除基板208。
如图2F所示，将具有朝下的多个镜头212的模仁210与荧光膜206接合，其中，每一个镜头212皆与每一个镜头202对应。在此实施例中，可以采用任何适当的胶材而使具有朝下的多个镜头212的模仁210与荧光膜206接合。在此实施例中，多个镜头212可以在图2A～图2B所示的步骤中与多个镜头202同时制作。
如图2G所示，接着，进行一脱膜步骤以使模仁210脱离多个镜头212与荧光膜206。
图3是显示脱膜工艺的示意图。在图3中，模仁200与210已经过脱膜程序，因此，可以得到结构2000。在此实施例中，结构2000包括彼此连结的光学叠层物，而每一光学叠层物是由上面的镜头212、下面的镜头202与夹置于其间的荧光膜206所构成。
如图4所示，经过一裁切步骤后，可以得到众多独立的光学叠层物2000a。每一光学叠层物2000a可用于光学元件的封装。
如图5所示，由上面的镜头212、下面的镜头202与夹置于其间的荧光膜206所构成的光学叠层物2000a可借由胶材504而与上方具有发光二极管晶粒502的基底500接合。如此一来，荧光膜206不会与发光二极管晶粒502接触，因而不会导致发光二极管晶粒502的发光效率降低。
虽然层叠的镜头202与212未与荧光膜206接触的表面是作成凸面状；但是，在其它实施例中，亦可作成凹面状或其它形状。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种光学元件的制造方法，包括下列步骤：
形成光学叠层物，其中，该光学叠层物由层叠的镜头与位于其间的荧光膜构成；以及
使用胶材而将该光学叠层物与发光二极管晶粒接合，其中，该发光二极管晶粒位于基座上。
2.如权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，该形成光学叠层物的步骤包括：
提供第一与第二模仁，其中，每一模仁内具有镜头阵列；
将该荧光膜与该第一或第二模仁的镜头阵列接合；
将该第一与第二模仁组合，其中，该荧光膜夹置于该第一模仁的镜头阵列与该第二模仁的镜头阵列间；以及
进行脱膜步骤以脱去该第一与第二模仁。
3.如权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，该提供第一与第二模仁的步骤包括：
将光学材料注入每一模仁内以形成多个镜头，其中，每一模仁内的多个镜头构成镜头阵列。
4.如权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，该使用胶材而将该光学叠层物与发光二极管晶粒接合的步骤包括：
形成该荧光膜于基板上；
使该荧光膜面向该第一或第二模仁的镜头阵列而与该基板接合；以及
从该荧光膜处移除该基板。
5.如权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，该将光学材料注入每一模仁内以形成多个镜头的步骤是采用网状印刷工艺。
6.如权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，该第一与第二模仁的材料包括金属材料、塑胶材料、或陶瓷材料。
7.如权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，该层叠的镜头未与该荧光膜接触的表面作成凸面状或凹面状。
8.如权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，该层叠的镜头是使用透明高分子材料。
9.一种光学元件，包括：
发光二极管晶粒，位于基座上；
胶材，覆盖该发光二极管晶粒；以及
光学叠层物，由层叠的镜头与位于其间的荧光膜构成，其中，该光学叠层物位于该发光二极管晶粒上且通过该胶材而与其接合。
10.如权利要求9所述的光学元件，其中，该层叠的镜头未与该荧光膜接触的表面作成凸面状或凹面状。
11.如权利要求9所述的光学元件，其中，该层叠的镜头是使用透明高分子材料。
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