專利名稱：自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管透鏡，尤其涉及一種發(fā)光二極管透鏡的制作方法。
背景技術：
發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)為一種微型的固態(tài)光源，具有體積小、 耐用、省電、使用壽命長及光色多元等優(yōu)點。該發(fā)光二極管可滿足于各式新的應用，為一種日常生活中常見的光源。隨著發(fā)光二極管的效率不斷的提升，且其演色性及色溫越來越好及價格降低，發(fā)光二極管被廣泛地應用在照明領域。光學組件，如透鏡，可用以提高該發(fā)光二極管的發(fā)光效率，并且，通過設計該光學透鏡的形狀、(光)折射率及排列方式可增加光通量及出光效率。然而，使用模具成型的透鏡的制作成本增加，因此，如何提供一種不使用模具成型的透鏡的制作方法成為本領域的人員急欲解決的問題。

發(fā)明內容
鑒于現有技術所述，本發(fā)明的一目的，在于提供一種自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，為一種無須使用模具成型的透鏡的制作方法。本發(fā)明提供的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，包含提供一具有一第一黏度的第一液體及一具有第二黏度的第二液體，該第一液體的(光)折射率相同于該第二液體的(光)折射率。接著，混合該第一液體及該第二液體使產生一具有第三黏度的第三液體，其中該第三黏度為3至300帕.秒。之后，將該第三液體配置于一發(fā)光二極管上，其中該發(fā)光二極管設置于一基板；固化該第三液體使形成一透鏡，該透鏡位于該發(fā)光二極管上， 其中該第三黏度控制該透鏡的形狀。其中，將該第三液體配置于該發(fā)光二極管上的步驟包含將該第三液體填充于一注入器，定位該注入器，配置一預定量的該第三液后拉回該注入器，其中當點注該預定量的該第三液體時，該注入器的一點注口浸沒于該第三液體。根據本發(fā)明的一具體實施例，該方法還包含添加一熒光粉于該第三液體。根據本發(fā)明的一具體實施例，該方法還包含配置一第四液體于該透鏡上。根據本發(fā)明的一具體實施例，其中該透鏡的直徑為0. 1至50毫米。根據本發(fā)明的一具體實施例，該第一液體及該第二液體為樹脂、硅氧樹脂、環(huán)氧樹脂或高分子聚合物。根據本發(fā)明的一具體實施例，一較佳的固化溫度為攝氏20至200度。根據本發(fā)明的一具體實施例，一較佳的固化壓力為0. 1至5大氣壓。根據本發(fā)明的一具體實施例，該自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法還包含于該基板設置一凹槽，該發(fā)光二極管設置于該凹槽。該液體的黏度是決定該透鏡的形狀，因此，模具成型工藝可以被省略；并且，通過調整該第一液體及該第二液體的混合比例可以調整決定該透鏡形狀的該第三黏度。此外，各種不同形式的透鏡可以利用本發(fā)明所述的混合該第一液體及該第二液體而形成。以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明的一實施例的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法的流程圖；圖2(a) 圖2(e)為本發(fā)明的第三液體配置于發(fā)光二極管的步驟的示意圖；圖3為本發(fā)明另一實施例的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法的流程圖；圖4為本發(fā)明第一實施例的利用該方法制得的透鏡的示意圖；圖5為本發(fā)明第二實施例的利用該方法制得的透鏡的示意圖；圖6為本發(fā)明第三實施例的利用該方法制得的透鏡的示意圖；圖7為本發(fā)明第一實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖；圖8為本發(fā)明第二實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖；圖9為本發(fā)明第三實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖；圖10為本發(fā)明第四實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖；圖11為本發(fā)明的一利用該方法制得的的發(fā)光二極管結構的示意圖；圖12為本發(fā)明的另一利用該方法制得的的發(fā)光二極管結構的示意圖；圖13為本發(fā)明的一利用該方法制得的遠程熒光粉發(fā)光二極管結構的示意圖；圖14為本發(fā)明的利用該方法制得的發(fā)光二極管陣列的示意圖；圖15為本發(fā)明的一實施例的發(fā)光二極管封裝結構的示意圖；圖16為本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光二極管封裝結構的示意圖。其中，附圖標記110 150自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法的步驟210第三液體220注入器222 點注口230、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110、1210 發(fā)光二極管240、320、420、520、620、720、820、1120、1220 基板330、430、530、1020、1150、1250 透鏡440、850、950 熒光粉540、640、740、920 凹槽630、730、830、930 第一透鏡650、750、840 第二透鏡940凸透鏡960熒光層1000發(fā)光二極管陣列1130、1230 圍欄1140、1240 樹月旨
具體實施方式
參閱附圖，本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點將通過本發(fā)明的較佳實施例的以下闡釋性及非限制性詳述描述與以更好地理解，在附圖標記中，相同參考數字為用于同一組件或類似組件。本發(fā)明提供一種制作不同種類的透鏡的方法，該制作方法通過混合二具有不同黏度比例的液體，該混合液體的黏度可視所需形狀的透鏡的不同而調整，并通過固化流程即可形成該透鏡而不需任何模具成型工藝。配合參閱圖1，為本發(fā)明的一實施例的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法的流程圖。步驟110，提供一具有一第一黏度的第一液體。步驟120，提供一具有一第二黏度的第二液體，該第一液體的(光)折射率相同于該第二液體的(光)折射率，該第一黏度不同于該第二黏度，于本實施例中，該第一液體的該第一黏度高于該第二液體的該第二黏度，于實際實施時則不以此限。該第一液體及該第二液體可以使用為樹脂、硅氧樹脂、環(huán)氧樹脂或高分子聚合物制作而成，且該第一液體與該第二液體可以使用相同材料制作而成。步驟130，以一預定比例混合該第一液體及該第二液體使產生一第三液體，該第三液體具有一第三黏度。該第三黏度是介于該第一黏度及該第二黏度之間，且該第三黏度可以依該發(fā)光二極管透鏡所需的形狀而決定，且該第一液體及該第二液體的混合比例是依該第三黏度而決定。舉例來說，假若所需求的該透鏡的外型輪廓較高，則該第三黏度則對應的必需提高；而若所需求的該透鏡的外型輪廓較低，則該第三黏度則對應的需降低。該第三黏度較佳的為 3 至 300 帕·秒(Pa. s)，即 3000 至 300000 厘泊(centipoises, cps)。步驟140，配置該第三液體于一發(fā)光二極管上，其中該發(fā)光二極管設置于一基板上；該第三液體配置于該發(fā)光二極管及該基板并包覆該發(fā)光二極管，且所需的該透鏡的直徑是決定該第三液體的配置量。步驟150，固化該第三液體使形成一透鏡，該透鏡設置于該發(fā)光二極管上，該第三黏度是控制該透鏡的形狀。該固化步驟可以使用紫外線固化(UVcuring)，紅外線熱固化( heat curing)、濕氣固化(moisture curing)或化學固化(chemical curing)，且一較佳的固化溫度(curing temperature)為攝氏20度至攝氏200度，一較佳的固化壓力(curing pressure)為 1 大氣壓(atmosphere，atm)至 5 大氣壓。配合參閱圖2(a) 圖2(e)，為本發(fā)明的第三液體配置于發(fā)光二極管的步驟的示意圖。首先，填充該第三液體210于一注入器220，如圖2 (a)所示。接著，定位該注入器220， 如圖2(b)所示；該注入器220設置于該發(fā)光二極管230上方，其中該發(fā)光二極管230設置于該基板MO ；該注入器220設置貼近于該發(fā)光二極管230但不接觸該發(fā)光二極管230，且該注入器220的的該點注口 222與該發(fā)光二極管230之間的距離d極短。接著，點注一預定量的該第三液體210，于點注該第三液體210時，該點注口 222是浸沒于該第三液體210，如圖2(c)所示。之后，拉回該注入器220，如圖2(d)所示；此時， 配置于該發(fā)光二極管230上的該第三液體210是于該注入器220被移開的瞬間產生一尖端。最后，使該第三液體210成型，如圖2(e)所示；該第三液體210是由表面張力(surface energy)而于一段時間后成型。該第三液體的黏度是決定該透鏡的成型的形狀。該第三液體210更經由固化后形成所需的透鏡。于本實施例中，可以通過控制該第三黏度以增加該透鏡的尺寸，該第三黏度較佳的為3至300帕.秒(Pa. s)，該透鏡的直徑較佳的介于0. 1至50毫米(millimeter，mm)。
配合參閱圖3，為本發(fā)明另一實施例的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法的流程圖。步驟110，提供一具有一第一黏度的第一液體。步驟120，提供一具有一第二黏度的第二液體，其中該第一液體的(光)折射率相同于該第二液體的(光)折射率，該第一黏度不同于該第二黏度。于本實施例中，該第一液體的該第一黏度高于該第二液體的該第二黏度，于實際實施時則不以此限。該第一液體及該第二液體可以使用為樹脂、硅氧樹脂、環(huán)氧樹脂或高分子聚合物制作而成，且該第一液體與該第二液體可以使用相同材料制作而成。步驟130，以一預定比例混合該第一液體及該第二液體使產生一第三液體，該第三液體具有一第三黏度，且該第三黏度較佳的為3至300帕.秒(Pa. s)。步驟132，混合一熒光粉于該第三液體，該熒光粉可以依據所需的發(fā)光光色做選擇。步驟140，配置該第三液體于一發(fā)光二極管上，其中該發(fā)光二極管設置于一基板上；該第三液體配置于該發(fā)光二極管及該基板上并包覆該發(fā)光二極管，且所需的該透鏡的直徑是決定該第三液體的配置量。步驟150，固化該第三液體使形成一透鏡，該透鏡設置于該發(fā)光二極管上，該第三黏度是控制該透鏡的形狀。該固化過程可以為紫外線固化、紅外線熱固化、濕氣固化或化學固化。本實施例是通過混合該熒光粉于該第三液體中以調整由該發(fā)光二極管發(fā)出的光線的發(fā)光光色。固化的該第三液體及具有該熒光粉的透鏡可以用以調整由該發(fā)光二極管的發(fā)出的光線的發(fā)光光色。該第三黏度同時控制該透鏡的形狀。配合參閱圖4，為本發(fā)明第一實施例的利用該方法制得的透鏡的示意圖。一發(fā)光二極管310設置于一基板320，一透鏡330形成于發(fā)光二極管310及該基板320上并包覆該發(fā)光二極管310，其中該透鏡330是經由固化一具有一第三黏度的第三液體所形成。配合參閱圖5，為本發(fā)明第二實施例的利用該方法制得的透鏡的示意圖。一發(fā)光二極管410設置于一基板420上，一第三液體混合一熒光粉440，具有該熒光粉440的一透鏡 430是形成于該發(fā)光二極管410上并包覆該發(fā)光二極管410。配合參閱圖6，為本發(fā)明第三實施例的利用該方法制得的透鏡的示意圖。一基板 520具有一凹槽M0，一發(fā)光二極管510設置于該凹槽M0，一透鏡530形成于該發(fā)光二極管 510上。其中，制成該透鏡的液體的黏度、對應該基板520特性的表面張力及該凹槽MO的直徑是控制該第一透鏡630的形狀。于本實施例中，該透鏡為一凸透鏡。此外，形成于該透鏡530的該第三液體可以包含一熒光粉(未圖示)，用以改變由該發(fā)光二極管發(fā)出的光線的發(fā)光光色。又，本發(fā)明的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法同時可以適用于制作復透鏡， 該復透鏡是于該第一透鏡上配置一第四液體，該第四液體經固化后形成一第二透鏡，其中該第四液體的黏度是控制該第二透鏡的形狀。配合參閱圖7，為本發(fā)明第一實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖。一基板 620具有一凹槽640，該發(fā)光二極管610設置于該凹槽640。一第一透鏡630形成于該發(fā)光二極管610上，其中，該第一液體的黏度、該凹槽的直徑及對應該基板620本身特性的表面張力是控制該第一透鏡630的形狀。一第四液體是配置于該第一透鏡630上，該第四液體經固化后形成一第二透鏡650，該第二透鏡650形成于該第一透鏡630上，且該第四液體的黏度是控制該第二透鏡650的形狀。該第一透鏡630的(光)折射率大于該第二透鏡650 的(光)折射率。此外，該第一透鏡630或該第二透鏡650還可以包含有一熒光粉(未圖示)，用以改變由該發(fā)光二極管610發(fā)出的光線的發(fā)光光色。配合參閱圖8，為本發(fā)明第二實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖。一基板720具有一凹槽740，一發(fā)光二極管710設置于該凹槽740，一第一透鏡730形成于該發(fā)光二極管710上，其中，該第一液體的黏度、該凹槽的直徑及對應該基板720本身特性的表面張力是控制該第一透鏡730的形狀。于本實施例中，該第一透鏡730為一凹透鏡。一第四液體是配置于該第一透鏡730上，該第四液體經固化后形成一第二透鏡750，該第二透鏡 750是位于該第一透鏡730上；其中，該第四液體的黏度是控制該第二透鏡750的形狀。該第一透鏡730的(光)折射率大于該第二透鏡750的(光)折射率。此外，該第一透鏡730 或該第二透鏡750還可以包含一熒光粉(未圖示)，用以改變由該發(fā)光二極管710發(fā)出的光線的發(fā)光光色。配合參閱圖9，為本發(fā)明第三實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖。一發(fā)光二極管810設置于一基板820，一第三液體配置于該發(fā)光二極管810上，該第三液體經固化后形成一第一透鏡830，該第一透鏡830位于該發(fā)光二極管810上并包覆該發(fā)光二極管 810。一第四液體配置于該第一透鏡830上以形成一第二透鏡840，于本實施例中，該第四液體包含有一熒光粉850，用以改變由該發(fā)光二極管810發(fā)出的光線的發(fā)光光色。配合參閱圖10，為本發(fā)明第四實施例的利用該方法制得的復透鏡的示意圖。一發(fā)光二極管810設置于一基板820，一第三液體配置于該發(fā)光二極管810上，該第三液體經固化后形成一第一透鏡830，該第一透鏡830位于該發(fā)光二極管810上并包覆該發(fā)光二極管 810。一第四液體配置于該第一透鏡830上，于本實施例中，該第三液體包含一熒光粉850。配合參閱圖11，為本發(fā)明的一利用該方法制得的發(fā)光二極管結構的示意圖。該發(fā)光二極管結構包含一凹槽920，一發(fā)光二極管910設置于該凹槽920，具有一熒光粉950的一第一透鏡930填充于該凹槽920，其中該熒光粉950是均勻地設置于該第一透鏡930。具有預定黏度的該第三液體是配置于該第一透鏡930上以形成一凸透鏡940。配合參閱圖12，為本發(fā)明的另一利用該方法制得的發(fā)光二極管結構的示意圖。該發(fā)光二極管結構包含一凹槽920，一發(fā)光二極管910設置于該凹槽920，具有一熒光粉950 的一第一透鏡930填充于該凹槽920，該熒光粉950設置鄰近于該發(fā)光二極管910并環(huán)繞于該發(fā)光二極管910以產生具有均勻厚度(uniform thickness)配置的一均厚(conformal distribution)熒光層。具有一預定黏度的該第三液體配置于該第一透鏡930上以形成一凸透鏡940。配合參閱圖13，為本發(fā)明的利用該方法制得的遠程熒光粉(remote phosphor)發(fā)光二極管結構的示意圖。該遠程熒光粉發(fā)光二極管包含一凹槽920，一發(fā)光二極管910設置于該凹槽920，一第一透鏡930填充于該凹槽920，一熒光層960設置于該第一透鏡930上， 其中該發(fā)光二極管910與該熒光層960之間具有一間隙(gap)，意即該熒光層960并未直接地接觸該發(fā)光二極管910。具有預定黏度的該第三液體配置于該第一透鏡930以形成一凸透鏡940。配合參閱圖14，為本發(fā)明的利用該方法制得的發(fā)光二極管陣列的示意圖。該發(fā)光二極管陣列1000包含多個發(fā)光二極管1010及多個分別形成于該多個發(fā)光二極管1010上的透鏡1020，其中，該多個透鏡1020是經由固化混合多黏度的液體所形成。配合參閱圖15，為本發(fā)明的一實施例的發(fā)光二極管封裝結構的示意圖。該發(fā)光二極管封裝結構包含一基板1120，一發(fā)光二極管1110設置于該基板1120，一圍欄1130、一樹脂1140及一透鏡1150。該圍欄1130是由透明材料制成，該圍欄1130形成于該基板1120 上，該圍欄1130定義一區(qū)域，該樹脂1140填充于該區(qū)域并包覆該發(fā)光二極管1110，該透鏡 1150是經由固化一混合液體而成，其中該混合液體包含多的具有不同黏度的液體。該透鏡 1150設置于該樹脂1140及該圍欄1130上。于本發(fā)明中，該圍欄1130是使用透明材料制成，且于本實施例中，且由該圍欄 1130定義的該區(qū)域可以為圓形、矩形或橢圓形，于實際實施時，該區(qū)域可以為任意的幾何形狀。于本實施例中，該圍欄1130為矩形板狀結構，且該圍欄1130大致垂直于該基板1120。 然而，該圍欄1130可以具有一角度傾斜地設置于該基板1120上。此外，該樹脂1140或該透鏡1150可以包含一熒光粉(未圖示)。配合參閱圖16，為本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光二極管封裝結構的示意圖。該發(fā)光二極管封裝結構包含一基板1220、一發(fā)光二極管1210設置于該基板1220、一圍欄1230、一樹脂1240及一透鏡1250。該圍欄1230是使用透明材料制成并形成于該基板1220上。該圍欄1230定義一區(qū)域。該發(fā)光二極管2320設置于該區(qū)域。該樹脂1240填充于該區(qū)域并包覆該發(fā)光二極管1210。該透鏡1250是經由固化一混合液體而成，其中該混合液體包含多種具有不同黏度的液體。該透鏡1250設置于該樹脂1240及該圍欄1230上。于本實施例中，該圍欄1230的剖面設計為梯形。此外，該樹脂1240或該圍欄1230可以包含一熒光粉 (未圖示)。于實際實施時，該圍欄1230可以設計為任意的幾何形狀及具有不同的設置角度。綜合以上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點，該透鏡的形狀可以通過該液體的黏度成型， 可省略模具成型的流程，藉以降低制作成本。并且，該第一液體及該第二液體的混合比例是調整用以決定該透鏡形狀的該第三黏度。又，本發(fā)明的混合二液體以形成透鏡的方法可以適用于制作各種不同形式的透鏡。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，包含a.提供一第一液體；b.提供一第二液體，其中該第一液體的折射率相同于該第二液體的折射率；c.混合該第一液體及該第二液體使形成一第三液體，其中該第三黏度為3至300 帕.秒；d.配置該第三液體于一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管設置于一基板；e.固化該第三液體使形成一設置于該發(fā)光二極管上的透鏡，其中該第三黏度為控制該透鏡的形狀。
2.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，該第三液體配置于該發(fā)光二極管的方法還包含dl.將該第三液體填充于一注入器；d2.定位該注入器，其中該注入器接近于該發(fā)光二極管但不接觸該發(fā)光二極管；d3.點注一預設體積的該第三液體；d4.拉回該注入器。
3.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，該第三液體包含有一熒光粉。
4.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，還包含點注一第四液體于該透鏡上。
5.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，該透鏡的直徑為0.1毫米至50毫米。
6.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，該第一液體及該第二液體為樹脂、硅樹脂、環(huán)氧樹脂或高分子聚合物。
7.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，該固化溫度為攝氏20至200度。
8.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于，該固化壓力為0. 1至5大氣壓。
9.根據權利要求1所述的自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，其特征在于還包含一凹槽，形成于該基板上，該發(fā)光二極管設置于該凹槽。
全文摘要
一種自成型的發(fā)光二極管透鏡的制作方法，包含提供一具有一第一黏度的第一液體及一具有第二黏度的第二液體，該第一液體的折射率與該第二液體的折射率相同；以一預定比例混合該第一液體及該第二液體使產生一具有第三黏度的第三液體；將該第三液體配置于一設置于一基板的發(fā)光二極管上并固化該第三液體使形成一設置于該發(fā)光二極管上的透鏡，其中該第三黏度控制該透鏡的形狀。
文檔編號H01L33/00GK102376828SQ20111021754
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權日2010年8月11日
發(fā)明者恰克·愛德華, 李裕民, 楊健理, 鄭子淇 申請人:英特明光能股份有限公司