CN104678465A - 一种微结构透镜的一体化制备方法及其模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微结构透镜的一体化制备方法及其模具，将分离膜平放在模具上，分离膜上放置表面具有阵列微结构的薄膜；通过真空吸附，使分离膜和微结构薄膜紧密贴合于模腔内。在模腔内灌封透镜所用胶体材料，通过热压板加压与加热固化，将薄膜表面微结构转印至胶体表面，一体化制备得表面具有微结构的透镜。由于阵列结构的衍射作用，能有效改善白光LED的色温空间分布，并具有操作简单，生产效率高，灵活性强，节约成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及LED制备领域，尤其涉及一种微结构透镜的一体化制备方法及其模具。
背景技术
发光二极管(英文为Light Emitting Diode，简称LED)是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电(英文缩写为HID)灯(如高压钠灯和金卤灯)之后的第四代新光源。
近年来，由于材料及技术的突破，发光二极管的发光亮度已经有了非常多的提升，尤其是白光发光二极管的出现，更使得发光二极管渐渐的取代目前传统照明设备。白光LED的一种混光方式为蓝光LED蓝光激发荧光粉发出黄光并与其他蓝光混合出白光，而荧光粉的使用对LED的色温有极大影响。现有的一些新兴技术，如远程荧光技术对LED的出光性能具有一定提升，但成本高，技术应用不广泛，因此传统工艺封装的LED仍占据主要市场，同时需对其成本和性能进行进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种制备工艺简单、成本低廉，并且能有效改善白光LED的色温与光强空间的微结构透镜的一体化制备方法及其模具。
本发明通过下述技术方案实现：
一种一体化制备微结构透镜的中使用的模具，所述模具包括模具本体1，模具本体1具有一平面，在平面上阵列分布有凹陷的模腔2，模腔2通过抽真空通道3与真空泵连接；平面上平铺有分离膜4，分离膜4上平铺有表面具有阵列微结构的薄膜5；通过真空泵对模腔2内抽真空，使分离膜4及薄膜5被吸入模腔内2，并与模腔2内壁紧密贴合。
所述抽真空通道3开设在每个模腔2的两侧或者底部。
所述抽真空通道3与真空泵的气路上设置有阀门。
一体化制备微结构透镜的方法如下：
(1)将分离膜4平放在模具本体1的平面上；
(2)在分离膜4上贴合表面具有阵列微结构的薄膜5；若薄膜5与制备透镜的胶体材料一致时，则薄膜5的阵列微结构面朝下；若薄膜5与制备透镜的胶体材料不同时，则薄膜5的阵列微结构面向上；
(3)对模腔2预热至60-80℃并进行抽真空，使分离膜4及薄膜5与模腔2内壁紧密贴合；
(4)向模腔2内灌满胶体材料6，接着将固定在LED支架上的LED阵列8，分别对准各模腔；
(5)再通过热压板7下压，使LED被压合封装在胶体材料6内；
(6)待胶体材料6固化后，经脱模便可得到一体化表面具有阵列微结构的透镜。
上述骤(5)所述通过热压板7下压，使LED被压合封装在胶体材料6内，此时，若薄膜5与制备透镜的胶体材料6一致时，则薄膜5的阵列微结构面朝下，此时薄膜5与胶体材料6融合为一体，薄膜5的阵列微结构即为透镜表面的阵列微结构。
上述步骤(5)所述通过热压板7下压，使LED被压合封装在胶体材料6内，此时，若薄膜5与制备透镜的胶体材料6不同时，则薄膜5的阵列微结构面向上，并在阵列微结构面上涂覆离模剂，以便胶体材料6与薄膜5分离，此时薄膜5的阵列微结构转印至胶体材料6上，待胶体材料6固化后，经脱模便可得到一体化表面具有阵列微结构的透镜。
上述步骤(5)所述热压板7温度为80-180℃，并保压保温6-30分钟。
上述步骤(6)透镜的阵列微结构为凸起或凹陷的圆锥形、圆柱形、球形、矩形中的一种或多种组合，结构尺度为1-100μm。
上述步骤(3)模腔2的抽真空通道3内压强为-0.1MPa。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
能在制备成型LED透镜的同时，在其表面制备微纳结构，省却对透镜进行二次结构的制备。
阵列微结构的衍射作用，这种结构的透镜能有效改善白光LED的空间色温分布，为LED灯具的配光设计减少压力，提高灯具的质量。
制备方法简便易行，生产效率高，灵活性强，工艺成本低廉；在提高了LED制备工艺技术的同时、大大的降低了LED生产成本等优点。
附图说明
图1为本发明一体化微结构透镜制备步骤1；
图2为本发明一体化微结构透镜制备步骤2；
图3为本发明一体化微结构透镜制备步骤3；
图4为本发明一体化微结构透镜制备步骤4；
图5为本发明一体化微结构透镜制备步骤4、5；
图6为本发明一体化微结构透镜制备步骤6；
图7为本发明一体化制备微结构透镜的中使用的模具结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至7所示。本发明一种一体化制备微结构透镜的中使用的模具，所述模具包括模具本体1，模具本体1具有一平面，在平面上阵列分布有凹陷的模腔2，模腔2通过抽真空通道3与真空泵连接；平面上平铺有分离膜4，分离膜4上平铺有表面具有阵列微结构的薄膜5；通过真空泵对模腔2内抽真空，使分离膜4及薄膜5被吸入模腔内2，并与模腔2内壁紧密贴合。
表面具有阵列微结构的薄膜5可通过旋涂、热压印技术获得，固化后可承受最高温度为150-300℃，可重复使用。微结构可以是凸起或凹陷的圆锥形、圆柱形、球形、矩形等。
所述抽真空通道3开设在每个模腔2的两侧或者底部。
所述抽真空通道3与真空泵的气路上设置有阀门，真空泵及阀门无特殊结构要求，故图中未示出。
一体化制备微结构透镜的方法如下：
(1)将分离膜4平放在模具本体1的平面上；
(2)在分离膜4上贴合表面具有阵列微结构的薄膜5；若薄膜5与制备透镜的胶体材料一致时，则薄膜5的阵列微结构面朝下；若薄膜5与制备透镜的胶体材料不同时，则薄膜5的阵列微结构面向上；
(3)对模腔2预热至60-80℃并进行抽真空，使分离膜4及薄膜5与模腔2内壁紧密贴合；
(4)向模腔2内灌满胶体材料6，接着将固定在LED支架上的LED阵列8，分别对准各模腔；
(5)再通过热压板7下压，使LED被压合封装在胶体材料6内；
(6)待胶体材料6固化后，经脱模便可得到一体化表面具有阵列微结构的透镜。
上述骤(5)所述通过热压板7下压，使LED被压合封装在胶体材料6内，此时，若薄膜5与制备透镜的胶体材料6一致时，则薄膜5的阵列微结构面朝下，此时薄膜5与胶体材料6融合为一体，薄膜5的阵列微结构即为透镜表面的阵列微结构。
上述步骤(5)所述通过热压板7下压，使LED被压合封装在胶体材料6内，此时，若薄膜5与制备透镜的胶体材料6不同时，则薄膜5的阵列微结构面向上，并在阵列微结构面上涂覆离模剂(使薄膜作为模板供反复使用)，以便胶体材料6与薄膜5分离，此时薄膜5的阵列微结构转印至胶体材料6上，待胶体材料6固化后，经脱模便可得到一体化表面具有阵列微结构的透镜。离模剂按13:1比例调配。
上述步骤(5)所述热压板7温度为80-180℃，并保压保温6-30分钟，优选12分钟。
上述步骤(6)透镜的阵列微结构为凸起或凹陷的圆锥形、圆柱形、球形、矩形中的一种或多种组合，结构尺度为1-100μm。
上述步骤(3)模腔2的抽真空通道3内压强为-0.1MPa。
上述薄膜5材料为7040型硅胶，透镜的胶体材料6为925型硅胶。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种一体化制备微结构透镜的中使用的模具，其特征在于：所述模具包括模具本体(1)，模具本体(1)具有一平面，在平面上阵列分布有凹陷的模腔(2)，模腔(2)通过抽真空通道(3)与真空泵连接；平面上平铺有分离膜(4)，分离膜(4)上平铺有表面具有阵列微结构的薄膜(5)；通过真空泵对模腔(2)内抽真空，使分离膜(4)及薄膜(5)被吸入模腔(2)内，并与模腔(2)内壁紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述抽真空通道(3)开设在每个模腔(2)的两侧或者底部。
3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于：所述抽真空通道(3)与真空泵的气路上设置有阀门。
4.采用权利要求1至3中任一项所述模具一体化制备微结构透镜的方法，其特征在于制备步骤如下：
(1)将分离膜(4)平放在模具本体(1)的平面上；
(2)在分离膜(4)上贴合表面具有阵列微结构的薄膜(5)；若薄膜(5)与制备透镜的胶体材料一致时，则薄膜(5)的阵列微结构面朝下；若薄膜(5)与制备透镜的胶体材料不同时，则薄膜(5)的阵列微结构面向上；
(3)对模腔(2)预热至60-80℃并进行抽真空，使分离膜(4)及薄膜(5)与模腔(2)内壁紧密贴合；
(4)向模腔(2)内灌满胶体材料(6)，接着将固定在LED支架上的LED阵列(8)，分别对准各模腔；
(5)再通过热压板(7)下压，使LED被压合封装在胶体材料(6)内；
(6)待胶体材料(6)固化后，经脱模便可得到一体化表面具有阵列微结构的透镜。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述通过热压板(7)下压，使LED被压合封装在胶体材料(6)内，此时，若薄膜(5)与制备透镜的胶体材料(6)一致时，则薄膜(5)的阵列微结构面朝下，此时薄膜(5)与胶体材料(6)融合为一体，薄膜(5)的阵列微结构即为透镜表面的阵列微结构。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述通过热压板(7)下压，使LED被压合封装在胶体材料(6)内，此时，若薄膜(5)与制备透镜的胶体材料(6)不同时，则薄膜(5)的阵列微结构面向上，并在阵列微结构面上涂覆离模剂，以使胶体材料(6)与薄膜(5)分离，此时薄膜(5)的阵列微结构转印至胶体材料(6)上，待胶体材料(6)固化后，经脱模便可得到一体化表面具有阵列微结构的透镜。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(5)所述热压板(7)温度为80-180℃，并保压保温6-30分钟。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(6)透镜的阵列微结构为凸起或凹陷的圆锥形、圆柱形、球形、矩形中的一种或多种组合，结构尺度为1-100μm。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(3)模腔(2)的抽真空通道(3)内压强为-0.1MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |