CN102800797A - 具有远离荧光结构的蝙蝠翼透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有远离荧光结构的蝙蝠翼透镜及其制造方法。LED发射器使用具有荧光材料的模制透镜，该荧光材料内嵌在圆环沟槽中，从而生成蝙蝠翼光束图案。在具有连接在其上的LED管芯的封装基板的上方模制透镜以后，模制、注入荧光材料，或者将荧光材料涂布在圆环沟槽中。将模制透镜成形，从而通过顶表面将由一个或多个LED管芯发出的大部分光穿过荧光材料反射到侧表面。

Description

具有远离荧光结构的蝙蝠翼透镜
技术领域
本发明总体上涉及半导体器件，更具体地，涉及半导体发光二极管(LED)。
背景技术
本文所使用的发光二极管(LED)为半导体光源，用于生成具有特定波长或波长范围内的光。传统上，将LED用于指示灯，并且不断增加地用于显示器。当在通过相反掺杂的半导体化合物层所形成的p-n结上施加电压时，LED发光。可以通过改变半导体层的带隙并通过在p-n结内制造活性层而使用不同材料生成不同波长光。
传统上，通过在生长基板上生长发光结构来制造LED。将发光结构及其下层生长基板分离为独立LED管芯。在分离以前或以后的某点处，将电极或导电焊盘添加至LED管芯中的每个，从而允许通过该结构导电。然后，通过添加封装基板、可选荧光材料、以及诸如透镜和反射器的光学器件来封装LED管芯，从而变成光发射器。
光发射器规格通常识别通过光发射器所输出的专用辐射图案。通用光束图案为用于在交通信号应用中照射平面、或者用于显示器的背光单元中的蝙蝠翼光束图案。可以通过具有在坎德拉(candela)分布曲线中的两个大致相等的波峰和在波峰之间的约0度处的波谷来限定蝙蝠翼光束图案。
将光发射器设计为满足这些规格。虽然现有的光发射器的设计能够满足蝙蝠翼光束图案的要求，但是不能在每一方面完全满足。更容易制造的可靠的和更有效的设计是人们继续的追求。
发明内容
本发明的一方面包括：光发射器，包括一个或多个发光二极管(LED)管芯；封装基板，接合至一个或多个LED管芯的一个侧面；电连接件，在一个或多个LED管芯和位于封装基板上的端子之间；模制透镜，与一个或多个LED管芯直接接触，接合至封装基板；以及荧光材料，以圆环柱体嵌入模制透镜中。光发射器通过模制透镜输出蝙蝠翼光束图案。
本发明的另一方面包括制造光发射器的方法。该方法包括：将一个或多个发光二极管(LED)管芯接合至封装基板；电连接一个或多个LED管芯和位于封装基板上的端子；在封装基板和一个或多个LED管芯的上方模制透镜，其中，透镜包括圆环沟槽，并且通过荧光材料填充该圆环沟槽。模制透镜的顶表面或顶表面的一部分可以涂覆有高反射率材料。
该方法进一步包括通过高反射率材料涂覆模制透镜的顶表面。
其中，在封装基板和LED管芯的上方模制透镜，包括：将透镜铸模置于封装基板和一个或多个LED管芯的上方；将透镜胶添加在透镜铸模中；固化模制透镜。
其中，添加透镜胶包括排空在透镜铸模内部的空间。
其中，通过荧光材料填充环形沟槽包括：注入荧光粉和胶混合物并且固化荧光粉和胶混合物。
该方法进一步包括：将封装基板切割成多个光发射器。
其中，电连接一个或多个LED管芯和封装基板包括：串联连接一个以上的LED管芯，并且将LED管芯的端部连接至位于封装基板上的端子。
该方法进一步包括：使用与第一荧光材料不同的第二荧光材料形成荧光元件。
圆环沟槽和随后的荧光圆环柱体可以具有均匀或变化的圆环。圆柱壁部分可以厚于其他部分。该壁可以向内线性倾斜或者以曲线方式倾斜。模制透镜连同可选的高反射表面反射通过一个或多个LED透镜所发出的，横向穿过圆环荧光柱体的光。
以下，参照相关附图讨论本发明的这些和其他特征。
附图说明
当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明的多方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。
图1为示出根据本发明的各个方面制造光发射器的方法的流程图。
图2A至图2F示出了根据各种实施例在各个制造阶段的光发射器的截面图。
图3A至图3C示出了本发明的各种实施例的实例的截面图和顶视图。
图4A至图4C示出了本发明的各种实施例的实例的截面图和顶视图。
图5A至图5C示出了本发明的各个实施例的实例的截面图和顶视图。
具体实施方式
据了解为了实施各种实施例的不同部件，以下发明提供了许多不同的实施例或示例。以下描述元件和布置的特定示例以简化本发明。当然这些仅仅是示例并不打算限定。例如，以下描述中一部件形成在另一部件上方或上可包括其中一部件和另一部件以直接接触形成的实施例，并且也可包括其中额外的部件形成插入到一部件和另一部件中的实施例，使得这些部件不直接接触。当然，描述确定地陈述了部件是否直接接触。再者，本发明可在各个示例中重复参照数字和/或字母。该重复是为了简明和清楚，而且其本身没有规定所述各种实施例和/或结构之间的关系。
通常，本文还将LED封装称作光发射器，该LED封装包括：接合至封装基板的LED管芯；荧光材料层；以及一些光学元件，例如，透镜和/或反射器。以多种方式将LED管芯电连接至位于封装基板上的电路。发明人已知的一种连接方法包括：将管芯的生长基板部接合至封装基板；并且形成电极焊盘，将该电极焊盘连接至位于管芯上的发光结构中的p型半导体层和n型半导体层，然后将来自电极焊盘的引线接合至位于封装基板上的接触焊盘。另一种连接方法包括：翻转LED管芯并且使用焊料凸块将位于发光结构上的电极焊盘直接连接至封装基板。这种方法被称作覆晶封装(flip-chip package)。又一种连接方法包括使用混合连接器。可以将一个半导体层(例如，p型层)引线接合至封装基板，同时在去除生长基板以后，可以将其他层(n型层)焊接或金属接合至封装基板。
LED封装可以包括：一种或多种荧光材料，通常将该荧光材料直接施加在LED管芯的上方。传统的施加一种或多种荧光材料的方法包括：将浓缩的粘稠流体介质(例如，液体胶)的荧光材料喷涂在LED管芯的表面上，所生成的光穿过该管芯的表面。当粘稠流体固定或固化的时候，荧光材料变成LED封装的一部分。然而，喷涂荧光材料的剂量和均匀性难以控制。此外，将荧光材料设置为紧密接近LED管芯并且经受热循环，该热循环随着时间减少光输出和改变颜色输出，使荧光材料劣化。
将诸如反射器和透镜的光学元件用于将辐射图案，或光束图案成形。通常将若干光学元件用于实现期望图案，例如，蝙蝠翼光束图案。透镜可以由塑料、环氧树脂、或者硅树脂制成，并且通过将其边缘粘贴至封装基板而接合至封装基板。通常，将透镜制造为与LED管芯分离并且具体尺寸和形状可用。
传统的蝙蝠翼光发射器使用两个透镜实现蝙蝠翼图案。第一透镜(或称初级光学器件)为直接接合或直接形成在LED芯片上的透明透镜。第一透镜通常为半椭球体，并且基本上用于从LED管芯提取尽可能多的光。第二透镜(或称二级光学器件)安装并接合至第一透镜的上方，并且用于成形光束图案。因此，使用发明人已知的该方法，可以通过改变第二透镜设计而不是改变LED封装的其他部分来生成各种光束图案。通过LED管芯所生成的光穿过蓝宝石生长基板，一层或多层荧光材料，穿过第一透镜(可能地，第一透镜和第二透镜之间的间隙)，并且最后穿过用于将蝙蝠翼图案成形的第二透镜。多个界面可以均少量减少光输出，但是共同地，大幅减少来自LED管芯的光输出。
使用结合初级光学器件和二级光学器件的发明人已知的蝙蝠翼光发射器存在制造、成本、以及设计的几个问题。因为第二透镜与LED封装的剩余部分隔离，所以在装配期间，将第二透镜安装在第一透镜的上方。这些光学元件的对准影响生成的光束图案，因此，对准公差非常小。低公差提出了制造问题并且影响成品率。蝙蝠翼光发射器的成本包括：两个透镜，致使蝙蝠翼光发射器比其他光发射器(生成其他光束图案)更昂贵。因为LED管芯变的更有效，并且其尺寸减小，分离制造的第二透镜和对准问题使总LED封装的尺寸减小更困难。虽然可以制造更小的第二透镜，但是更小的透镜放大了未对准的问题，并且在最终装配期间呈现处理困难。此外，荧光粉与LED管芯接近降低了器件可靠性并且随时间改变了颜色。
根据本发明的光发射器包括：直接在一个或多个LED管芯上模制的仅一个透镜，其中，荧光材料没有直接位于LED管芯的上方。图1示出了根据本发明的各种实施例用于制造光发射器的方法101的流程图。图2A至图2F为根据图1的方法101的一个实施例在各个制造阶段期间光发射器的示意性部分截面侧视图。光发射器可以为独立器件，或者集成电路(IC)芯片或芯片上系统(SoC)的一部分，该光发射器可以包括各种无源或有源微电子器件，例如，电阻器、电容器、电感器、二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、双极结型晶体管(BJT)、横向扩散MOS(LDMOS)晶体管、高功率MOS晶体管、或者其他类型的晶体管。据了解，为了更好地理解本发明的发明概念，已经简化了图2A至图2F。因此，应该注意，在图1的方法101之前、之中、以及之后可以提供额外工艺，并且本文仅简单描述了一些其他工艺。
参照图1，方法101从框103开始，其中，将一个或多个发光二极管(LED)管芯接合至封装基板。图2示出了封装基板201的截面图。封装基板201为硅基板、陶瓷基板、氮化镓基板、金属芯印刷电路板(MCPCB)、或者用于封装LED的其他封装基板。封装基板可以包括金属焊盘203和基板通孔205。在晶圆级封装期间在封装基板上使用金属焊盘203和基板通孔(TSV)205，从而导电和/导热。虽然对于在本发明中所述的实施例没有必要，但是位于硅基板上的金属焊盘和基板通孔的使用改善了热传导性和导电性。
图2B示出了接合至封装基板201的LED管芯211。在某些实施例中，在LED管芯的生长基板侧面接合至封装基板的情况下，根据要接合的LED管芯的侧面和封装基板是否导电以及是否需要隔离，通过使用任何适当导电或非导电胶简单地粘贴LED管芯来实施接合。在将与生长基板相反的LED管芯侧面接合至封装基板的实施例中，该接合可以包括通过将位于LED上的电极焊盘接合至位于封装基板上的接触焊盘来电连接LED管芯。该接合可以包括焊接或其他金属接合。在一些实施例中，去除生长基板，并且将LED管芯的一个侧面接合和电连接至基板。在这种情况下，可以使用金属接合(例如，共晶接合)来完成该接合。
在一实例中，通过焊接将LED管芯接合至管芯。为了通过焊接结合LED管芯，在封装基板上印刷焊料并且回流，同时与LED管芯接触。在另一实例中，通过使用热导电胶而被粘贴至基板来接合LED管芯。
LED管芯211包括发光结构(未示出)和用于电连接至封装基板的一个或多个电极片。在图2B中没有示出其细节。虽然以下发明指的是具有蓝色LED的光发射器，但是只要将荧光粉用于将从LED所发出的光的至少一部分变换为不同波长，就可以将本文描述的概念应用于其他颜色的LED。发光结构具有两种掺杂层和在掺杂层之间的多个量子阱层。掺杂层为相反掺杂的半导体层。在一些实施例中，第一掺杂层包括n型氮化镓材料，并且第二掺杂层包括p型材料。在其他实施例中，第一掺杂层包括p型氮化镓材料，并且第二掺杂层包括n型氮化镓材料。MQW层包括活性材料的交替(周期)层。例如，氮化镓和氮化铟镓。例如，在一个实施例中，MQW层包括十层氮化镓和十层氮化铟镓，其中，在氮化镓层上形成氮化铟镓层，并且在氮化铟镓层上形成另一氮化镓层，如此等等。
掺杂层和MQW层均由外延生长工艺形成。在完成外延生长工艺以后，基本形成了p-n结(或者p-n二极管)。当将电压施加在掺杂层之间时，电流流经发光结构，并且MQW层发光。通过MQW层所发出的光的颜色与所发出的辐射波长相关联，可以通过改变形成MQW层的材料的组成和结构来调节该波长。发光结构可选地包括：附加层，例如，在基板和第一掺杂层之间的缓冲层；反射层；以及欧姆接触层。适当的缓冲层可以由第一掺杂层的未掺杂材料或者其他类似材料制成。光反射层可以为金属，例如，铝、铜、钛、银、这些金属的合金、或者其组合。欧姆接触层可以为氧化铟锡(ITO)层、氮化钛层、或者对于LED所发出的光基本上透明的其他导电材料的薄层。光反射层和欧姆接触层可以由物理气相沉积(PVD)工艺或化学气相沉积(CVD)或者其他沉积工艺形成。
在将LED管芯接合至封装基板以后，在图1的操作105中，将LED管芯电连接至封装基板。进行至少两种电连接，对于p型掺杂层和n型掺杂层进行各自一种电连接。在一些情况下，为了电流扩散，对于p型层进行两种电连接。如所讨论的，电连接可以包括：引线接合、焊接、金属接合、或者其组合。图2B进一步示出了在LED管芯211和金属焊盘203之间的引线接合213。引线接合213将位于LED上的电极连接至金属焊盘203，通过TSV 205将金属焊盘电连接至位于封装基板201的背侧上的端子。虽然图2B示出了水平封装，但是LED管芯可以以多种方法接合至封装基板，包括仅使用一种引线接合的垂直封装或者没有使用引线的覆晶封装。因为电连接213可以采用各种形式，所以图2B中所示的结构仅为示例性的(电连接213不必为引线接合)。
再次参照图1，在操作107中，在LED管芯和封装基板的上方模制透镜。透镜包括圆环沟槽。可以通过注塑成形或压膜成形来形成透镜。可以将各种材料用作透镜。适当材料具有高光电容率(透明度)、适用于模制的粘性、对于封装基板的适当粘合力、以及良好的导热性和稳定性(即，在热循环期间没有退化或改变颜色)。材料实例包括：硅树脂、环氧树脂、某些聚合物、树脂、以及包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的塑料。用于模制成透镜的适当材料易流动并且可以固化为确定形状。一些适当材料可以具有热膨胀系数，该热膨胀系数与封装基板的热膨胀系数类似和/或可以吸收通过在热循环期间热膨胀偏差所导致的应力。适当透镜材料的实例包括：SCR和KER硅树脂的信越生产线(Shin-Etsu’s line)和硅凝胶、弹性体、以及硅树脂的道康宁各种生产线(Dow Cornings’s lines)。如所理解的，当消费者指定时，本行业的厂商可以调节透镜材料的折射率。因此，除了首先选择折射率，然后指定在可以通过厂商所提供的范围内的折射率以外，本领域的技术人员可以基于适当材料性能选择适当透镜材料。
在某些实施例中，如2C所示，使用压模成形方法。将透镜前体材料221涂布在LED管芯和封装基板的上方，然后将透镜铸模(mold)223置于透镜前体材料221的上方。透镜铸模223包括圆环沟槽225，并且可以包括：一个或多个开口，用于当逆着封装基板压缩铸模223时，过多的透镜材料和空气可以漏出铸模223。位于透镜铸模223上方的开口的位置和数量取决于工艺条件和所包括的材料性能。可以使用多个开口，并且开口可以位于不同位置处。虽然图2C示出了位于两个LED管芯上方的一个透镜腔体，但是透镜铸模可以包括多个铸模腔体，该多个铸模腔体位于具有接合至其上的多个LED管芯的封装基板上，从而同时形成用于多个封装的透镜。封装基板201可以包括在独立LED管芯之间的对准标记，从而确保透镜腔体精确地位于LED管芯的上方。
为了确保良好的填充，可以通过一个或多个开口排出透镜腔体内部的气体。备选地，在真空环境中实施该操作，其中，可能不需要直接开口。可以对透镜前体材料/胶221进行加热或加压。透镜前体材料221填充透镜腔体，从而当逆着封装基板按压铸模223时，形成透镜。
固化固定透镜前体材料，从而使得该材料保持其形状并且结合至所示的封装基板和LED管芯。可以将辐射或其他能量施加给透镜铸模，该透镜铸模允许辐射穿过。辐射可以为紫外线(UV)辐射、热辐射(红外线)、微波、或者是可以固化透镜胶的其他辐射。在UV光和热应用下固化的胶材料为市售的。在一些情况下，可以仅通过热能完成固化，不需要以辐射形式施加该热能。可以通过封装基板201或通过加热透镜铸模223施加传导热能。
在固化透镜以后，如图2D所示，可以去除透镜铸模。去除透镜铸模，从而从封装基板201去除透镜231。在一个实施例中，可以经由一个或所有的铸模开口添加一些气体，从而有助于将透镜231与透镜铸模223隔离。其他技术包括改变模制透镜或透镜铸模的温度，从而使得存在温度偏差，或者使用透镜铸模223的去除模板。在另一实施例中，将圆环沟槽制造为具有不同沟槽宽度。沟槽在底部更窄并且在顶部更宽，从而使得更容易去除透镜铸模。
因此，在透镜231中形成圆环沟槽233。注意，图2D示出了通过相同铸模所形成的临近圆环沟槽235和237。这些邻近圆环沟槽235和237属于邻近光发射器。最终，将封装基板在圆环沟槽之间的位置处切成独立的光发射器，例如，在沟槽233和237之间，通过透镜材料形成独立光发射器。
再次参照图1，在操作109中，通过荧光材料填充圆环沟槽。如图2E所示，可以通过将荧光材料涂布或注入圆环沟槽中来填充荧光材料。可以通过在透镜材料的上方压印含有荧光粉的粘性液体来完成该涂布，并且通过经由封装基板的物理移动或声波/超声波的振动使液体流入沟槽。还可以通过将整个部分制造的封装浸没在含荧光材料的液体介质中来完成该分配。可以通过注射枪或注射笔跟踪沟槽来完成注入。可以通过使用包括具有与圆环沟槽相同形状的输出部的注射枪来注入整个圆环沟槽。此外，在过多材料剥离透镜的表面的情况下，可以通过旋涂工艺填充圆环沟槽。本领域的技术人员之一能够选择具有荧光粉的适当材料，从而形成荧光材料，从而使得可以基于要使用的填充技术适当填充该沟槽。
在将荧光材料施加给圆环沟槽以后，如在图2E中的241所示，荧光材料凝固为圆环柱体。荧光粉可以与硅(silicone)、环氧树脂、聚合物、树脂、硅树脂(silicone resin)、以及包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的塑料混合。优选地，选择具有类似热膨胀系数的材料作为透镜，从而将在两种材料之间的热循环导致的应力最小化。当然，可以使用相同的基体材料(仅有的偏差为荧光粉的添加)。根据混合物的材料性能，可以通过辐射或者热固化并且通过固定和允许化学反应从而形成基质(matrix)来固化荧光材料。然后，将荧光圆筒嵌入透镜中。
如果圆环沟槽具有不同宽度，则所形成的圆环柱体还具有不同厚度。该荧光粉壁用于改变LED发出的光和反射光的波长，从而使得在光发射器的外部感知发出的不同颜色的光。厚度变化可以取决于在不同的圆柱位置处的期望光，以产生均匀颜色分布。例如，在期望更多反射光的情况下，圆柱壁可以更厚，所以不管感知角多大，通过荧光粉所变换的光保持相同比率。还可以结合另一荧光层使用该荧光圆筒241，例如，与第一荧光圆筒(243和245)同心的另一荧光圆筒或者直接施加在LED管芯的荧光层，从而生成各种颜色，例如，白色。为了生成自光，当仅使用一种荧光圆筒时，荧光粉可以为磷，当通过蓝光激发时磷生成黄光。当使用两种荧光层时，一种荧光层可以为绿色荧光粉并且另一荧光层可以为红色荧光粉。在其他实施例中，荧光圆筒243和245为属于不同光发射器的分离圆柱。
在一些实施例中，可以顺序或共同产生用于荧光圆筒和透镜的固化。可以通过软固化形成和固定透镜，从而保持其形状。然后，可以将荧光材料添加至圆环沟槽。可以以“硬烤(hard bake)”的方式一起固化这两种材料，从而完成固化工艺。
在其他实施例中，在添加荧光材料以前，可以完全地形成和固化透镜。可以将荧光圆筒设计为比透镜材料更软。然后，在热循环期间，荧光圆筒可以吸收一些热膨胀应力，该热膨胀应力降低了热循环应力将透镜与封装基板分层的机会。
再次参照图1，在形成透镜和荧光圆筒以后，在操作111中，透镜的顶表面可以任选地涂覆有反射材料。如以上所述的，涂覆材料的表面需要的反射率取决于蝙蝠翼光束图案需求，并且可以使用各种涂覆材料。可以涂布、溅射、旋涂表面涂覆材料，或者相反，可以在透镜顶表面上沉积该表面涂覆材料。实例为使用涂布在透镜顶表面上的含有反射添加剂的凝胶，例如，硅凝胶。添加剂可以包括：金属颗粒，例如银或其他金属；一些金属氧化物，例如，氧化钛、氧化锌、以及氧化锆。可以使用其他高反射添加剂。其他高反射涂层的实例包括介电膜，适用于反射LED管芯所发出的特定波长光。在一些实施例中，所选择的表面涂层反射大于80％的入射光、或者约90％的入射光、或者大于90％的入射光。在一些情况下，表面涂层仅涂覆顶表面的一部分。在其他情况下，表面涂层可以涂覆整个顶表面。图2F示出了涂覆在透镜的部分上的反射器251。
在其他实施例中，没有使用反射涂层。可以将透镜成形，从而使得从LED管芯到达顶表面的光以全内反射(TIR)的方式基本全被该表面反射出去。TIR为当光线以关于表面的法线大于特定临界角的角到达两种介质之间的边界时，产生的光现象。在该较大角处，如果折射率在边界的另一侧更低，则没有光可以穿过并且反射所有的光。临界角为大于发生全内反射的入射角。如果入射角大于(即，光线更接近于与边界平行)临界角(折射该光从而光沿着边界传播的入射角)，则光将完全停止穿过该边界，而不是全部反射回内部。根据本发明的各种实施例的顶部透镜表面具有一表面，使大部分入射角大于临界角。因为顶表面的另一侧面的折射率低于(例如，空气具有为约1的折射率)透镜的折射率(例如，硅模制透镜具有约1.4至1.55的折射率)，所以可以以TIR的方式反射来自LED的大部分光。可以将表面涂层和透镜形状设计的结合用于确保通过顶表面反射通过LED管芯所发出的大部分光。
再次参照图1，在操作113中，可以将封装基板切成多个光发射器。如图2F所示，光发射器将位于荧光圆筒外部的邻近光发射器分离。还可以使用例如锯或切割的机械装置切割封装基板。还可以使用辐射能(例如激光)切割封装基板。激光的使用使得可以使用非线性切割。例如，光发射器可以具有圆形基底，而不是矩形基底。
应用根据本发明的各种实施例的光发射器，以具有仅一个LED管芯，以及若干LED管芯。可以将LED管芯配置为线性阵列、矩形阵列、或者圆形或者其他形状。图3A至图3C示出了多个实施例。图3A为图3B或3C的截面图，具有通过光发射器中心的45度角。图3A至图3C的实施例包括：在透镜301的顶表面上没有反射涂层。在这些实施例中，将4个LED管芯303安装在基板305上。在图3B中，每个管芯具有最接近光发射器的中心的侧面。在图3C中，每个管芯具有最接近光发射器的角。管芯的位置取决于导致TIR的透镜的剖面。注意，光发射器的封装基板可以为如图3B所示矩形或正方形；或者如图3C所述的圆形或椭圆形。荧光圆环柱体311根据LED管芯的形状和位置和透镜形状还可以为圆形或椭圆形。在顶视图中，透镜具有圆形或椭圆形。当形成透镜时，可以通过铸模实现该形状。还可以通过随后的切割或蚀刻来形成该形状。
图4A至图4C示出了多个其他实施例。图4A为图4B或图4C的截面图，具有通过光发射器的中心的45度角。图4A至图4C的实施例包括位于透镜401的顶表面上的一部分的反射涂层。该部分可以为中心部分。涂料可以部分填充如图4A所示的腔体，或者可以作为薄层施加涂料。在这些实施例中，将四个LED管芯403安装在基板405的上方。在图4B中，每个管芯具有最接近光发射器的中心的侧面。在图4C中，每个管芯具有最接近光发射器的中心的角。反射涂层、透镜的形状、以及管芯的位置共同导致远离透镜顶表面的TIR。注意，用于光发射器的封装基板可以为如图4B所示的矩形或正方形；或者如图4C所示的圆形或椭圆形。
图5A至图5C也示出了多个其他实施例。图5A为图5B或图5C的截面图，具有通过光发射器的中心的45度角。图5A至图5C的实施例包括位于透镜501的顶表面的一部分上反射涂层。该部分可以为中心部。涂料可以填充如图5A所示的腔体，或者作为薄层施加在透镜的整个顶表面上。在这些实施例中，将四个LED管芯503安装在基板505上。在图5B中，每个管芯具有最接近光发射器的中心的侧面。在图5C中，每个管芯具有最接近光发射器的中心的角。反射涂层导致通过LED管芯所生成的所有光远离顶表面的TIR，从而从侧面脱离光发射器。注意，用于光发射器的封装基板可以为如图5B所示的矩形或正方形；或者如图5C所示的圆形或椭圆形。
在本发明的其他实施例中，使用不同数量的LED管芯。例如，可以将三个LED管芯配置为形成等边三角形的顶点。在另一实施例中，可以将LED管芯配置为形成两行(一行两个LED管芯和一行三个LED管芯)。在这些多个LED管芯结构的每个中，在LED管芯的上方形成一个透镜。
上面论述了若干实施例的部件，使得本领域普通技术人员可以更好地理解本发明的以下详细描述。本领域普通技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或更改其他用于达到与这里所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点的处理和结构。然而，这些优点不是为了限定，而是其他实施例可以提供其他优点。本领域技术人员也应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的主旨和范围，并且在不背离本发明的主旨和范围的情况下，可以进行多种变化、替换、以及改变。

Claims (10)

1.一种光发射器，包括：
一个或多个发光二极管LED管芯；
封装基板，接合至所述一个或多个LED管芯的一侧；
电连接件，位于所述一个或多个LED管芯与所述封装基板上的端子之间；
模制透镜，接合至所述封装基板，与所述一个或多个LED管芯直接接触，所述模制透镜被配置为以蝙蝠翼图案传输来自所述一个或多个LED管芯的光；以及
以圆环柱体形状将荧光材料内嵌在所述模制透镜中。
2.根据权利要求1所述的光发射器，进一步包括：位于所述模制透镜的顶表面上的高反射率涂层。
3.根据权利要求2所述的光发射器，其中，所述高反射率涂层包括金属或金属氧化物。
4.根据权利要求2所述的光发射器，其中，所述高反射率涂层覆盖所述模制透镜的整个顶表面。
5.根据权利要求1所述的光发射器，其中，所述一个或多个LED管芯为设置在所述封装基板上的中点周围的至少四个LED管芯。
6.根据权利要求1所述的光发射器，其中，将所述一个或多个LED管芯配置为发蓝光。
7.根据权利要求6所述的光发射器，其中，所述圆环柱体具有变化的厚度。
8.根据权利要求1所述的光发射器，其中，所述模制透镜包括具有一腔体的顶表面，用于将由所述一个或多个LED管芯发出的光内部反射至所述透镜的侧表面。
9.一种制造光发射器的方法，包括：
将一个或多个发光二极管LED管芯接合至封装基板；
电连接所述一个或多个LED管芯和位于所述封装基板上的端子；
在所述封装基板和所述一个或多个LED管芯的上方模制透镜，其中，所述透镜包括圆环沟槽；以及
通过第一荧光材料填充所述圆环沟槽。
10.一种显示器，包括：
多个光发射器，每个光发射器包括：
多个发光二极管LED管芯；
封装基板，接合至所述多个LED管芯的一侧；
电连接件，连接所述LED管芯和所述封装基板；
模制透镜，接合至所述封装基板，与所述一个或多个LED管芯直接接触，所述模制透镜被配置为以蝙蝠翼图案传输来自所述一个或多个LED管芯的光；以及
荧光材料，以圆环形状内嵌在所述模制透镜中。
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