[发明专利]多元件LED灯封装

说明书

技术领域

本发明涉及包括可以彼此独立开关的多个LED元件的光源封 装，该光源封装对于包括车辆前灯以及开动指示灯的各种应用都是 有用的。

背景技术

在机动车辆的外部以及内部照明领域，由于LED具有较长的使 用寿命、将电能转换成可见光谱范围中的辐射能的较高效率、较低 的热发散特性、以及缩减的空间需求，所以，正在日益增加地使用 发光二极管(LED)而取代传统的白炽灯(特别是用于尾灯和制动 灯)。

利用LED灯取代白炽灯的实际优点有许多。LED的工作寿命 (在这种情况下，定义为连续照明使用)约为10年或超过50000 小时，而白炽灯在使用约2000小时之后经常会烧坏。另外，LED 灯相当地更加耐用。当受到机械震动或应力、化学应力(例如，诸 如可以由清洁化工品或道路盐引起的)时，或在户外环境中经常遇 到的存在温度变化时，LED与白炽灯相比不太可能出故障。当在机 动车辆(其中，由于持续的振动运动，白炽灯脆弱的灯丝频繁地损 坏)使用灯时，这个属性尤为重要。此外，构造白炽灯和荧光灯具 有玻璃外壳(其的破损会损害灯的工作效用)。相反，固态LED灯 没有可损坏的灯丝并且通常被安置在耐用的塑料壳内，因此对于极 端户外环境应力展现了高水平的不受干扰性。LED进一步的优点在 于相对于传统的照明产品，其具有更迅速的接通时间并且每流明光 产生较少的热量。LED紧凑的尺寸及形式的灵活性还在放宽空间局 限以及为设计者采用新式样的布局提供自由度方面呈现进一步的优 点，诸如对于建立品牌识别可以是有用的。

LED是具有PN结半导体二极管(当施加电流时，其发光)的 固态器件。LED在相对低的电流和电压下工作并且与标准的卤素灯 或高强度放电(HID)灯相比每流明发射相当少的热量。LED可以 很容易地被密封在树脂材料中以保护该器件并且因此使其持久且耐 用。半导体LED的使用解决了许多与白炽灯有关的问题，包括但不 限于：高捕获热量、有限的灯寿命、频繁的灯替换以及较高电流工 作。

近来，较高亮度白光LED灯对于制造已日益成为负担得起并且 现在对于白炽灯、卤素、以及高强度放电(氙放电灯)(HID)的车 辆灯源是当前具有吸引力的替代品。当前存在三种用于生产发射白 光的LED的方法。第一和第二种方法使用发射单一辐射波长的单一 蓝色、紫罗兰色或紫外线LED管芯(die)，在其上具有含磷涂层或 在密封材料与透镜之间具有含磷层，利用该磷光质将部分光转换至 导致感知白光的较长波长。第三种方法在同一封装中使用独立的红 色、蓝色、以及绿色管芯。当三个全部加电时，就感知到了白光。

尽管处于以上列举的理由作为光源而具有更多的吸引力，但是 对于前灯以及其他照明源，LED还没有成为占优势的光源。例如， 车辆前灯的光分布特性(特别地对于近光前灯)已经标准化，需要 水平线来减少对迎面而来的车辆的刺眼的光。另外，在正面视野中 8000cd或更大的最低中心光照强度有助于驾驶员的远距离能见度。 使用本领域已知的单一元件反射杯封装(element reflector cup package)不能容易地满足这些需求。

已提出包括多个LED封装的前灯来实现期望的总亮度和/或方 向性水平。每个LED封装均包括LED管芯加专用的引线框架、反 射杯、密封剂、以及透镜。多个封装(特别是对切换方向性所需要 的那些冗余的封装)的存在实质上增加了整体前灯组件的费用并且 耗费大量的体积，因此降低了封装效率并减少了设计选择。

因此，在本领域对于经改进的多LED的光源组件仍然存在需 求，其使灯封装数量和所占面积最小化而同时实现对于车辆和/或其 他照明应用的方向切换。

发明内容

一方面，本发明在涉及多LED光源组件，其中，该多LED光 源组件在单一封装中使用多个LED元件，每个LED元件均能够彼 此独立地被切换。在相同封装组件中可以排列至少两个LED以使光 聚焦在相同或不同的方向上而没有改变组件的位置。

在另一方面，本发明涉及发光二极管(LED)灯，包括：具有 顶点、焦点、主轴、内表面、以及开口面(open face)的反射杯； 布置在反射杯内处于反射器的焦点处的第一位置处的第一LED管 芯；以及布置在反射杯内处于不同于第一位置的位置处的至少一个 附加LED管芯。不同于第一位置的位置可以是不沿主轴，或可以是 沿主轴但与焦点不一致(coincident，重合)。