IT201600111812A1

IT201600111812A1 - LIGHTING DEVICE IN LED TECHNOLOGY AND ITS MANUFACTURING PROCEDURE

Info

Publication number: IT201600111812A1
Application number: IT102016000111812A
Authority: IT
Inventors: Piana Giacomo Loro; Guido Nanni Falk
Original assignee: Philed S R L
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2018-05-07

Description

“DISPOSITIVO DI ILLUMINAZIONE IN TECNOLOGIA LED, E RELATIVO PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE“ "LIGHTING DEVICE IN LED TECHNOLOGY, AND RELATED MANUFACTURING PROCESS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione dell’invenzione Field of application of the invention

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di illuminazione in tecnologia LED, e relativo procedimento di fabbricazione. The present invention refers to a lighting device in LED technology, and related manufacturing process.

Stato della tecnica State of the art

Sono identificabili quattro tipi noti di tecnologie di dispositivi di illuminazione: Four known types of lighting device technologies are identifiable:

- ad incandescenza - incandescent

- alogene - halogen

- al NEON - to the NEON

- a LED o filament-LED. - LED or filament-LED.

Per nessuno di questi tipi di tecnologie è nota la possibilità di realizzare forme compiute all’interno del proprio bulbo tramite gli elementi generatori di illuminazione, continuando, comunque, a soddisfare lo scopo principale dell’elemento di illuminazione stesso, ovvero quello di illuminare. For none of these types of technologies is the possibility of creating completed shapes within one's bulb through the lighting generating elements known, while continuing, however, to satisfy the main purpose of the lighting element itself, namely to illuminate.

Nell’ambito della categoria di dispositivi di illuminazione ad incandescenza, si possono individuare solo alcuni tentativi di risalenti a inizio ‘900 di inserire delle vere e proprie scritte al loro interno. La soluzione trovata fu quella di modellare il filamento incandescente per realizzare delle parole. Questa soluzione presentava però molti limiti, vale a dire, elevato costo di produzione, inefficienza energetica, impossibilità di distinguere i caratteri a lampadina accesa, se non tramite limitazione eccessiva della luminosità. Within the category of incandescent lighting devices, we can identify only a few attempts dating back to the early 1900s to insert real writings inside them. The solution found was to model the incandescent filament to make words. However, this solution had many limitations, namely, high production cost, energy inefficiency, impossibility of distinguishing characters when the light bulb is on, if not through excessive limitation of brightness.

Nelle categorie di dispositivi di illuminazione al NEON e alogene, viste le caratteristiche specifiche di queste tecnologie, non sono noti prototipi o tentativi conosciuti di rappresentare forme compiute o meno al proprio interno. In the categories of NEON and halogen lighting devices, given the specific characteristics of these technologies, there are no known prototypes or attempts to represent completed shapes or not internally.

Per quanto riguarda la tecnologia LED è necessario distinguere due sotto-famiglie: tecnologia LED e FILAMENT-LED. As far as LED technology is concerned, it is necessary to distinguish two sub-families: LED technology and FILAMENT-LED.

Per la tecnologia LED, viste le caratteristiche specifiche, come nel caso del NEON, non è mai stato fatto alcun tentativo di rappresentare alcuna forma al loro interno. For LED technology, given the specific characteristics, as in the case of NEON, no attempt has ever been made to represent any shape inside them.

Per la tecnologia FILAMENT LED, esistono alternative di forme estetiche, ma interamente focalizzate sul finissaggio estetico della lampadina, in particolare il suo bulbo: dalle trasparenti, alle smerigliate, dalle ambrate alle lampadine a specchio, dai bulbi dalla forma inconsueta ai filamenti LED disposti in forme geometriche particolari. Ma nulla esiste che si avvicini all’idea di inserire una forma compiuta all’interno della lampadina stessa. For the FILAMENT LED technology, there are alternatives of aesthetic shapes, but entirely focused on the aesthetic finishing of the bulb, in particular its bulb: from transparent, to frosted, from amber to mirror bulbs, from bulbs with an unusual shape to LED filaments arranged in particular geometric shapes. But there is nothing that comes close to the idea of inserting a complete shape inside the bulb itself.

Più in particolare nell’ambito della tecnologia FILAMENT LED, le soluzioni note (si veda la figura 1) consentono la disposizione dei filamenti 1 (ad esempio composti da una struttura, diritta o curvilinea, o a supporto di strisce di micro led, imbevuti in una soluzione gommosa) in figure geometriche e sorretti da un’anima centrale 2 ad esempio in metallo o ceramica, all’interno del bulbo. Ma i singoli filamenti luminosi, essendo rigidi ed avendo a loro volta una struttura di sostegno, impediscono di realizzare liberamente forme compiute. More specifically in the field of FILAMENT LED technology, the known solutions (see Figure 1) allow the arrangement of the filaments 1 (for example composed of a structure, straight or curved, or in support of strips of micro LEDs, soaked in a rubbery solution) in geometric figures and supported by a central core 2, for example in metal or ceramic, inside the bulb. But the single luminous filaments, being rigid and having in turn a support structure, prevent the creation of complete forms freely.

Il problema tecnico di “rappresentare” e contemporaneamente illuminare efficacemente era insormontabile a causa delle caratteristiche tecniche intrinseche delle lampadine a incandescenza, alogene, neon e LED di prima generazione. The technical problem of “representing” and simultaneously lighting effectively was insurmountable due to the intrinsic technical characteristics of first generation incandescent, halogen, neon and LED bulbs.

Quindi al momento non è possibile creare lampadine da illuminazione a tecnologia LED che presentino all’interno del proprio bulbo vitreo delle forme compiute e non, come ad esempio stella, nuvola, frecce, numeri, lettere, simboli, icone etc. Therefore, at the moment it is not possible to create LED technology lighting bulbs that have completed and non-completed shapes within their glass bulb, such as star, cloud, arrows, numbers, letters, symbols, icons etc.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Pertanto scopo della presente invenzione è quello proporre un dispositivo di illuminazione in tecnologia LED, e relativo procedimento di fabbricazione, volto a superare tutti gli inconvenienti suddetti. Therefore, the object of the present invention is to propose a lighting device in LED technology, and relative manufacturing process, aimed at overcoming all the aforementioned drawbacks.

E’ oggetto della presente invenzione un dispositivo di illuminazione in tecnologia LED, comprendente un attacco di base a sua volta comprendente un circuito di conversione della tensione alternata di rete in tensione continua adatta per l’alimentazione dei LED, e comprendente un elemento di contenimento adattato per contenere elementi a tecnologia LED, caratterizzato da ciò che comprende: The subject of the present invention is a lighting device in LED technology, comprising a base socket which in turn comprises a circuit for converting the alternating mains voltage into direct voltage suitable for powering the LEDs, and comprising an adapted containment element to contain elements with LED technology, characterized by what it includes:

- uno o più supporti a piastrina rigida in detto elemento di contenimento; - one or more rigid plate supports in said containment element;

- una o più serie di LED depositate su una faccia di ognuno di detti uno o più supporti a piastrina (5, 12) e connesse elettricamente a detto circuito di conversione in detto attacco di base. - one or more series of LEDs deposited on one face of each of said one or more plate supports (5, 12) and electrically connected to said conversion circuit in said base attachment.

E’ pure oggetto della presente invenzione un procedimento per la realizzazione del dispositivo di illuminazione. The present invention also relates to a process for manufacturing the lighting device.

E’ particolare oggetto della presente invenzione un dispositivo di illuminazione in tecnologia LED, e relativo procedimento di fabbricazione, come meglio descritto nelle rivendicazioni che formano parte integrante della presente descrizione. A particular object of the present invention is a lighting device in LED technology, and its manufacturing process, as better described in the claims which form an integral part of the present description.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti), e con riferimento ai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui: Further objects and advantages of the present invention will become clear from the following detailed description of an example of embodiment of the same (and of its variants), and with reference to the attached drawings given purely for explanatory and non-limiting purposes, in which:

nella figura 1 è mostrata una lampadina in tecnologia filament-LED di tipo noto; Figure 1 shows a filament-LED light bulb of a known type;

nelle figure da 2 a 4 è mostrato un esempio di realizzazione di una lampadina in tecnologia LED in accordo con l’invenzione, nel caso di presenza di un supporto a piastrina per le serie di LED; Figures 2 to 4 show an example of realization of a light bulb in LED technology in accordance with the invention, in the case of the presence of a plate support for the series of LEDs;

nelle figure da 5 a 8 è mostrato un esempio di realizzazione di una lampadina in tecnologia LED in accordo con l’invenzione, nel caso di presenza di due supporti a piastrina per le serie di LED. Figures 5 to 8 show an example of realization of a light bulb in LED technology in accordance with the invention, in the case of the presence of two plate supports for the series of LEDs.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. The same reference numbers and letters in the figures identify the same elements or components.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione Detailed description of examples of realization

Nel seguito per dispositivo di illuminazione in tecnologia LED si intenderà non solo una lampada o lampadina comprendente un attacco di base e bulbo in vetro, ma anche altre forme quali a tubo in vetro o altro, in cui è presente un elemento di contenimento adattato per contenere gli elementi a tecnologia LED. In the following, LED technology lighting device will mean not only a lamp or bulb comprising a base attachment and glass bulb, but also other forms such as a glass tube or other, in which there is a containment element adapted to contain LED technology elements.

Secondo la presente invenzione, uno o più sequenze di LED (o micro LED) sono depositati, incollati con resina, spalmati e sagomati a piacimento su uno o più supporti a piastrina, ad esempio in vetro trasparente. L’inserimento del supporto a piastrina nel dispositivo di illuminazione permette di creare uno spazio su cui “scrivere” o “disegnare” nitidamente e direttamente con i micro LED imbevuti in una soluzione gommosa. According to the present invention, one or more sequences of LEDs (or micro LEDs) are deposited, glued with resin, coated and shaped as desired on one or more plate supports, for example in transparent glass. The insertion of the plate support in the lighting device allows you to create a space on which to "write" or "draw" clearly and directly with the micro LEDs soaked in a rubbery solution.

Dette una o più sequenze di LED sono collegate elettricamente tra loro in serie tramite fili elettrici che sono connessi ai due poli di alimentazione. Said one or more LED sequences are electrically connected to each other in series by means of electric wires which are connected to the two power supply poles.

Il funzionamento è lo stesso di una lampadina a tecnologia FILAMENT LED, ma si permette in questo modo di realizzare rappresentazioni chiare di forme compiute. The operation is the same as a bulb with FILAMENT LED technology, but in this way it is possible to create clear representations of completed shapes.

Inoltre è pure possibile collegare le serie di LED in parallelo, consentendo anche di creare effetti dinamici illuminando in alternanza varie parti della forma complessiva. E’ poi necessario creare una opportuna programmazione del circuito di controllo dell’illuminazione, all’interno oppure all’esterno della lampadina. Furthermore, it is also possible to connect the series of LEDs in parallel, also allowing the creation of dynamic effects by alternately illuminating various parts of the overall shape. It is then necessary to create an appropriate programming of the lighting control circuit, inside or outside the light bulb.

Volendo inoltre rendere visibile correttamente il disegno o forma da più angolazioni o per inserire più disegni, o potenziare la luminosità della lampadina è possibile inserire più piastrine nella lampadina stessa. Nel caso di due piastrine appaiate, le piastrine di vetro saranno specchiate e opportunamente distanziate, in cui ogni piastrina riporta la relativa forma della sequenza di LED sulla faccia specchiata esterna alla coppia. If you also want to make the design or shape visible correctly from multiple angles or to insert multiple designs, or to enhance the brightness of the bulb, you can insert more plates in the bulb itself. In the case of two paired plates, the glass plates will be mirrored and suitably spaced, in which each plate shows the relative shape of the LED sequence on the mirrored face external to the pair.

In questo caso è preferibile creare uno spazio vuoto tra le due piastrine, in modo da consentire una migliore dissipazione di calore, creando una circolazione di aria nello spazio vuoto. In this case it is preferable to create an empty space between the two plates, in order to allow better heat dissipation, creating a circulation of air in the empty space.

E’ possibile utilizzare più di due piastrine affiancate a formare un poliedro. Le piastrine possono anche essere non solo piane ma anche curve. Anche in questi casi le piastrine di vetro saranno specchiate e opportunamente distanziate, in cui ogni piastrina riporta la relativa forma della sequenza di LED sulla faccia specchiata esterna. It is possible to use more than two plates side by side to form a polyhedron. Platelets can also be not only flat but also curved. Also in these cases the glass plates will be mirrored and suitably spaced, in which each plate shows the relative shape of the LED sequence on the external mirrored face.

La specchiatura delle piastrine permette di visualizzare il disegno da più angolazioni senza sovrapposizioni ottiche e di irraggiare la luce in modo più omogeneo in tutte le direzioni Si descrive nel seguito più in particolare, con riferimento alle figure 2–8, il procedimento di fabbricazione di una lampadina secondo l’invenzione. The mirroring of the plates allows the drawing to be viewed from multiple angles without optical overlapping and to irradiate the light more homogeneously in all directions. light bulb according to the invention.

Ci si riferisce al caso di una lampadina che comprende un bulbo 3 in vetro trasparente, anche se un’altra forma di bulbo è possibile, ed un attacco di base 4, atto ad essere avvitato al supporto della lampadina, e nel quale è presente un circuito in sé noto di conversione della tensione alternata di rete in tensione continua adatta per l’alimentazione dei LED. We are referring to the case of a light bulb which comprises a bulb 3 in transparent glass, even if another bulb shape is possible, and a base attachment 4, adapted to be screwed to the bulb support, and in which there is a known circuit in itself for converting alternating mains voltage into direct voltage suitable for powering the LEDs.

Si crea una superficie 5 a mo’ di piastrina rigida (figure 2-4), preferibilmente piana in vetro, la cui dimensione sarà tale da essere contenuta nel bulbo di vetro della lampadina in cui dovrà essere inserita, e tale da ospitare la forma che si vuole creare. A surface 5 is created as a rigid plate (figures 2-4), preferably flat in glass, whose size will be such as to be contained in the glass bulb of the bulb in which it will be inserted, and such as to accommodate the shape that you want to create.

Su di essa si depone una o più serie di LED (o Micro-Led) 6 disposti secondo la forma che si vuole realizzare. I LED della serie vengono connessi elettricamente tra loro in modo in sé noto con una connessione elettrica con due terminali 7, 8 anch’essi fissati sulla piastrina, ai poli positivo (+) e negativo (-) di alimentazione della serie di LED. One or more series of LEDs (or Micro-LEDs) 6 are placed on it, arranged according to the shape to be created. The LEDs of the series are electrically connected to each other in a known way with an electrical connection with two terminals 7, 8 also fixed on the plate, to the positive (+) and negative (-) power supply poles of the LED series.

I micro led della serie vengono poi ricoperti da resina che serve sia per incollaggio alla piastrina, sia per consentire di irradiare la luce in maniera omogena. La resina è di materiale in sé noto. The micro LEDs of the series are then covered with resin which is used both for gluing to the plate and to allow the light to be radiated homogeneously. The resin is of known material.

Poi i terminali 7, 8 sono saldati direttamente ai contatti elettrici 9, 10 realizzati con un filo metallico abbastanza spesso e rigido che permette loro di supportare senza altri elementi, la piastrina stessa. Then the terminals 7, 8 are welded directly to the electrical contacts 9, 10 made with a sufficiently thick and rigid metal wire that allows them to support the plate itself without other elements.

I contatti elettrici 9, 10 della piastrina 5 vengono connessi elettricamente ai due poli di alimentazione elettrica che provengono dalla base 4, con due fili elettrici normalmente annegati nel supporto 11 in vetro della base 4. The electrical contacts 9, 10 of the plate 5 are electrically connected to the two power supply poles coming from the base 4, with two electrical wires normally embedded in the glass support 11 of the base 4.

La piastrina collegata ai contatti elettrici viene chiusa e sigillata all’interno del bulbo 5 al fine di completare il processo di produzione della lampadina, le cui altre fasi sono in sé note. The plate connected to the electrical contacts is closed and sealed inside the bulb 5 in order to complete the production process of the bulb, the other phases of which are in themselves known.

E’ possibile realizzare anche strutture più complesse comprendenti più unità di illuminazione , oppure realizzare conformazioni di serie di LED che rappresentano figure complesse, ad esempio più lettere che compongono una parola. Sono possibili varianti realizzative in base al numero di piastrine che si vogliono inserire nel bulbo: in questo caso ogni piastrina è composta da vetro specchiato 12 (figura 6) , in modo da emettere luce verso una sola direzione, ed ha la propria coppia di connessioni elettriche alla relativa serie di LED applicati su di essa. It is also possible to create more complex structures including several lighting units, or to create series conformations of LEDs that represent complex figures, for example several letters that make up a word. Implementation variants are possible based on the number of plates to be inserted in the bulb: in this case each plate is made of mirrored glass 12 (figure 6), so as to emit light in one direction only, and has its own pair of connections to the relative series of LEDs applied on it.

Nelle figure 5-8 è rappresentato il caso di due piastrine affacciate 12, 13 in cui le connessioni elettriche su di una faccia sono realizzate con fili paralleli 9, 10 che formano anche il sostegno meccanico per la relativa faccia, come nel caso di una piastrina sola. Per le connessioni elettriche dell’altra piastrina 13 sono previsti due fili elettrici 14, 15 che si incrociano, opportunamente isolati in modo da evitare il contatto reciproco sia tra loro che con la coppia di fili dell’altra faccia. L’incrocio è utile per minimizzare la probabilità di contatto con l’altra coppia di fili 9, 10. Figures 5-8 show the case of two facing plates 12, 13 in which the electrical connections on one face are made with parallel wires 9, 10 which also form the mechanical support for the relative face, as in the case of a plate alone. For the electrical connections of the other plate 13 there are two electrical wires 14, 15 that cross, suitably insulated so as to avoid mutual contact both with each other and with the pair of wires on the other side. The crossing is useful for minimizing the probability of contact with the other pair of wires 9, 10.

Le piastrine sono opportunamente distanziate, con elementi opportunamente frapposti, creando uno spazio vuoto 16 tra le due piastrine, in modo da consentire una migliore dissipazione di calore, creando una circolazione di aria in esso. The plates are suitably spaced, with elements suitably interposed, creating an empty space 16 between the two plates, so as to allow better heat dissipation, creating a circulation of air therein.

Nel caso , sopra riportato, di più di due piastrine, queste possono essere semplicemente affiancate, e l’intercapedine tra di loro è automaticamente creata nello spazio vuoto che si crea tra di esse. Ogni piastrina costituisce una faccia su cui viene realizzata una forma, ed è dotata delle relative connessioni elettriche alla base 4, 11. In the case, reported above, of more than two plates, these can simply be placed side by side, and the gap between them is automatically created in the empty space that is created between them. Each plate constitutes a face on which a shape is made, and is equipped with the relative electrical connections at the base 4, 11.

Sono possibili varianti realizzative all'esempio non limitativo descritto, senza per altro uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, comprendendo tutte le realizzazioni equivalenti per un tecnico del ramo. Implementation variants of the described non-limiting example are possible, without however departing from the scope of protection of the present invention, including all equivalent embodiments for a person skilled in the art.

Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite possono essere combinati tra loro senza peraltro uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione. The elements and features illustrated in the various preferred embodiments can be combined with each other without however departing from the scope of protection of the present invention.

Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo è in grado di realizzare l’oggetto dell’invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi. From the above description, the person skilled in the art is able to realize the object of the invention without introducing further construction details.

Claims

CLAIMS 1. Lighting device in LED technology, comprising a base attachment (4, 11) in turn comprising a circuit for converting the alternating mains voltage into direct voltage suitable for powering the LEDs, and comprising a containment element ( 3) adapted to contain LED technology elements, characterized by what it includes: - one or more rigid plate supports (5, 12, 13) in said containment element (3); - one or more series of LEDs (6) deposited on one face of each of said one or more plate supports (5, 12) and electrically connected to said conversion circuit in said base attachment (4, 11).

2. Lighting device in LED technology as in claim 1, wherein said containment element (3) is a glass bulb or a glass tube.

3. Lighting device in LED technology as in claim 1, in which said one or more rigid plate supports (5, 12, 13) are in transparent glass, in the case of a single plate, and in mirrored glass in the case of more platelets.

4. Lighting device in LED technology as in claim 3, in which in the case of two rigid plates (12, 13) these are arranged in pairs, and spaced apart by means of an empty space, in which each plate shows the relative shape of the LED sequence on the mirrored face outside the couple.

5. Lighting device in LED technology as in claim 1, in which in the case of more than two rigid plates these are arranged to form a polyhedron, in which each plate shows the relative shape of the LED sequence on the mirrored face external to the polyhedron.

6. Process for manufacturing a lighting device in LED technology, according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises the steps of: - providing said one or more rigid plate supports (5, 12, 13); - depositing said one or more series of LEDs (6) on one face of each of said one or more rigid plate supports (5, 12, 13) by gluing with resin; - electrically connecting said one or more series of LEDs (6) to said conversion circuit in said base socket (4, 11); - arranging said one or more rigid plate supports (5, 12, 13) with said one or more series of LEDs (6) in said containment element (3).

7. A manufacturing process according to claim 6, wherein in the case of a rigid plate support it is made of transparent glass, or in the case of more than one rigid plate support, they are made of mirrored glass.

8. Manufacturing process according to claim 7, wherein each chip shows the relative shape of the LED sequence on the external mirrored face.