ES1308117U - LIGHT EMITTING DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
DISPOSITIVO EMISOR DE LUZLIGHT EMITTING DEVICE
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓNTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invención se refiere en general a unos medios de iluminación. En particular la invención se refiere a un dispositivo emisor de luz, el cual, puede ser empleado en luminarias de alumbrado, tanto exterior, industrial o interior, con microleds de alta eficiencia. The present invention generally refers to lighting means. In particular, the invention refers to a light-emitting device, which can be used in lighting luminaires, whether exterior, industrial or interior, with high-efficiency microLEDs.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Actualmente las luminarias de alumbrado, exterior o interior, que se vienen utilizando incorporan, como equipo de producción de luz, lámparas de descarga de diversas tipologías o tecnologías led. Estas luminarias, en general, presentan una estructura compleja y un elevado consumo de energía. Currently, the outdoor or indoor lighting luminaires that are being used incorporate, as light production equipment, discharge lamps of various types or LED technologies. These luminaires, in general, have a complex structure and high energy consumption.
La tecnología de microled de alta eficiencia con muy baja potencia presenta con respecto a las anteriores tecnologías de iluminación de estado sólido, la mejora de que es capaz de soportar corrientes de cientos de miliamperios (mA) a través de sus multicomponentes semiconductores, llegando a soportar corrientes de incluso más de un Amperio en su conjunto, en comparación con las anteriores tecnologías, que solamente son o eran capaces de soportar corrientes de unas decenas de mA. The high-efficiency microLED technology with very low power presents, with respect to previous solid-state lighting technologies, the improvement that it is capable of supporting currents of hundreds of milliamps (mA) through its multi-component semiconductors, reaching currents of even more than one Ampere as a whole, compared to previous technologies, which are or were only capable of supporting currents of a few tens of mA.
Existen soluciones como la planteada en US-20110068354-A1 donde se muestra un dispositivo con encapsulado de LEDs de alta potencia, donde el encapsulado se hace con silicona, donde se pretende reducir el coste de fabricación del chip de LED de alta potencia y compactar y mejorar la interconexión entre el aislamiento de la capa dieléctrica y la capa de electrodo de interconexión. There are solutions such as the one proposed in US-20110068354-A1 where a device with high-power LED encapsulation is shown, where the encapsulation is made with silicone, where the aim is to reduce the manufacturing cost of the high-power LED chip and compact and Improve the interconnection between the insulation dielectric layer and the interconnecting electrode layer.
Aun así, se hace necesario ofrecer una solución alternativa a las soluciones existentes en el estado de la técnica que cubra las lagunas encontradas en el mismo, donde, dicha solución alternativa se centre en simplificar la estructura de una luminaria de exterior o interior, y a su vez, conseguir un notable ahorro energético frente a las luminarias convencionales, e incluso, las basadas en led. Even so, it is necessary to offer an alternative solution to the existing solutions in the state of the art that covers the gaps found therein, where said alternative solution focuses on simplifying the structure of an outdoor or indoor luminaire, and at the same time time, achieve notable energy savings compared to conventional luminaires, and even LED-based ones.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención muestra un dispositivo emisor de luz, para ser usado en luminarias con microled de alta eficiencia, que comprende una base de cobre recubierta en plata, una resina fluorescente sobre dicha base de cobre dispuesta para generar diferentes temperaturas de color y un recubrimiento de polímero de dicha base de cobre, donde dicho recubrimiento de polímero presenta dos puntos de conexión diferentes a dicha base de cobre, polos positivo y negativo, y dos agujeros dispuestos para pasar cables hacia la parte de atrás del microled y poder conectarlos a la toma de tensión, donde adicionalmente presenta cuatro agujeros para permitir la sujeción del dispositivo emisor de luz a un soporte, y donde sobre dicha base de cobre se disponen un conjunto de diodos de iluminación, donde dichos diodos de iluminación están conectados entre sí con hilo de oro en forma mulfiliar, de tal forma que se conectan en varias líneas en serie para conseguir voltaje y estas líneas en paralelo para alcanzar los vatios necesarios para su funcionamiento una vez conectado dicho microled a la red eléctrica. The present invention shows a light emitting device, to be used in high efficiency microLED luminaires, which comprises a copper base coated in silver, a fluorescent resin on said copper base arranged to generate different color temperatures and a coating of polymer of said copper base, where said polymer coating has two different connection points to said copper base, positive and negative poles, and two holes arranged to pass cables towards the back of the microled and be able to connect them to the power outlet. tension, where it additionally has four holes to allow the light-emitting device to be attached to a support, and where a set of lighting diodes are arranged on said copper base, where said lighting diodes are connected to each other with gold wire in mulfiliar form, in such a way that they are connected in several lines in series to obtain voltage and these lines in parallel to reach the watts necessary for its operation once said microLED is connected to the electrical network.
Una ventaja de la invención es que se logra un menor consumo de energía. Adicionalmente, tal y como se estructura el dispositivo, se gestiona eficientemente la generación del calor generado durante la emisión de la luz a través de la pletina o base de cobre, alargando la vida útil del dispositivo emisor de luz. An advantage of the invention is that lower energy consumption is achieved. Additionally, as the device is structured, the generation of heat generated during the emission of light through the copper plate or base is efficiently managed, extending the useful life of the light-emitting device.
Otra ventaja respecto a otras soluciones es que en este dispositivo los diodos de iluminación están conectados de tal forma que, aunque alguno de ellos tenga algún problema, el resto sigue operativo, lo que igualmente aumenta la vida operativa y prestaciones del dispositivo emisor de luz. Another advantage over other solutions is that in this device the lighting diodes are connected in such a way that, even if some of them have a problem, the rest remain operational, which also increases the operational life and performance of the light-emitting device.
Por tanto, se puede enfocar que la principal ventaja de este dispositivo es su rendimiento lumínico y durabilidad, siendo un rendimiento puro en torno a los 200 Lm/W, y una durabilidad con pruebas y ensayos realizados en laboratorio de hasta 100.000h. Therefore, it can be seen that the main advantage of this device is its lighting performance and durability, being a pure performance around 200 Lm/W, and a durability with tests and trials carried out in the laboratory of up to 100,000 hours.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Con el objetivo de ayudar a comprender las características de la invención, según una realización practica preferida de la misma y con el fin de complementar esta descripción, se adjunta las siguientes figuras como parte integral de la misma, que tienen un carácter ilustrativo y no limitativo: In order to help understand the characteristics of the invention, according to a preferred practical embodiment thereof and in order to complement this description, the following figures are attached as an integral part of the same, which have an illustrative and non-limiting nature. :
La Figura 1 muestra una representación correspondiente a una vista superior del dispositivo emisor de luz. Figure 1 shows a representation corresponding to a top view of the light emitting device.
La Figura 2 muestra una vista de perfil esquemática del dispositivo de la figura 1 con los distintos elementos que lo componen. Se incluye el disipador de calor a modo de información, aunque no forma parte del dispositivo reivindicado como tal. Figure 2 shows a schematic profile view of the device of Figure 1 with the different elements that compose it. The heat sink is included for information, although it is not part of the device claimed as such.
La Figura 3 muestra una vista lateral del dispositivo de la figura 1 incorporando, adicionalmente, una lente divergente. Por claridad también se muestra el disipador. Figure 3 shows a side view of the device of Figure 1 additionally incorporating a diverging lens. For clarity, the heatsink is also shown.
La Figura 4 muestra una vista en inferior del dispositivo de la figura 1 incorporando, adicionalmente, una lente divergente. Por claridad también se muestra el disipador. Figure 4 shows a bottom view of the device of Figure 1 additionally incorporating a diverging lens. For clarity, the heatsink is also shown.
Las Figuras 5A y 5B muestran ejemplos, de forma no excluyente, de las distintas formas de lentes que pueden usarse en el dispositivo mostrado en cualquiera de las figuras 3 y 4. Figures 5A and 5B show examples, but not limited to, of the different lens shapes that can be used in the device shown in any of Figures 3 and 4.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED STATEMENT OF THE INVENTION
Como se puede ver en las figuras 1 y 2, el dispositivo emisor de luz (1), para luminarias con microleds de alta eficiencia, comprende una base de cobre (1.2) que, preferiblemente, tiene 4 mm de espesor. As can be seen in Figures 1 and 2, the light emitting device (1), for luminaires with high efficiency microLEDs, comprises a copper base (1.2) that, preferably, is 4 mm thick.
La lamina, pletina o base de cobre (1.2) tiene un tratamiento o recubrimiento de pintura de plata (1.3), donde se van a fijar y posicionar todos los componentes que realizaran la función iluminadora del dispositivo emisor de luz (1). El recubrimiento de plata (1.3) proporciona una buena conservación de la base de cobre (1.2) dado que el cobre, en contacto con la atmósfera, adquiere propiedades oxidantes, y de esta manera, se evita la oxidación de la base de cobre (1.2). The copper sheet, plate or base (1.2) has a silver paint treatment or coating (1.3), where all the components that will perform the illuminating function of the light-emitting device (1) will be fixed and positioned. The silver coating (1.3) provides good conservation of the copper base (1.2) since copper, in contact with the atmosphere, acquires oxidizing properties, and in this way, oxidation of the copper base (1.2) is avoided. ).
La base o lámina de cobre (1.2) es además el elemento principal conductor del calor hacia una superficie disipadora de calor (3). The base or copper sheet (1.2) is also the main heat-conducting element towards a heat dissipating surface (3).
Adicionalmente, encima de la pletina o base de cobre (1.2) se instala un recubrimiento de polímero (1.4) con un diseño especial que protege el inserto de los chips interiores, así como, una resina fluorescente (1.5) que es la que permite obtener un buen grado de protección IP (Internal Protection) sobre los chips y también genera las diferentes temperaturas de color establecidas con grados kelvin. Additionally, on top of the copper plate or base (1.2), a polymer coating (1.4) with a special design is installed that protects the insert of the interior chips, as well as a fluorescent resin (1.5) which is what allows obtaining a good degree of IP protection (Internal Protection) on the chips and also generates the different color temperatures established with degrees kelvin.
Dichas temperaturas de color pueden variar desde los 1.800K hasta los 5.500K, siendo temperaturas de color preferidas para esta implementación: 1.800K, 2.400K, 3.000K, 3.800K, 4.500K y 5.500K. Adicionalmente su modo de emisión es en 120° de apertura de la luz, generando un espectro visible de entre 380nm y 800nm. These color temperatures can vary from 1,800K to 5,500K, with preferred color temperatures for this implementation being: 1,800K, 2,400K, 3,000K, 3,800K, 4,500K and 5,500K. Additionally, its emission mode is 120° light aperture, generating a visible spectrum between 380nm and 800nm.
En esta disposición del recubrimiento de polímero (1.4) sobre la base de cobre (1.2) existen sendos puntos de conexión (1.6), polos positivo y negativo, al descubierto para la entrada y salida en paralelo para otro dispositivo emisor de luz (1), y a su vez, hay dos agujeros transversales para poder pasar los cables de resina hacia la parte de atrás del microled para diferentes opciones de conexión. In this arrangement of the polymer coating (1.4) on the copper base (1.2), there are two connection points (1.6), positive and negative poles, exposed for the parallel input and output for another light-emitting device (1). , and in turn, there are two transversal holes to pass the resin cables towards the back of the microLED for different connection options.
Adicionalmente, el dispositivo emisor de luz (1) posee cuatro agujeros (1.7) en sus cuatro extremos, preferiblemente de unos 4,5 mm, para poder fijarlo con unos tornillos de sujeción (no mostrados en las figuras), interponiendo una pasta térmica (1.8) entre el aluminio del disipador de calor (3) y la base de cobre (1.2) del dispositivo emisor de luz (1), para que, esté último, quede perfectamente fijado y estructuralmente con gran robustez, siendo este un factor diferencial respecto a los conocidos COB (chip on board/chip en placa), los cuales, presentan una estructura de aluminio en vez de cobre, generalmente, de 1mm de espesor y que su estructura es muy débil y con solo dos tornillos de sujeción lo hace vulnerable con el calor, por lo tanto, se pone en peligro su durabilidad. Additionally, the light emitting device (1) has four holes (1.7) at its four ends, preferably about 4.5 mm, to be able to fix it with fixing screws (not shown in the figures), interposing a thermal paste ( 1.8) between the aluminum of the heat sink (3) and the copper base (1.2) of the light emitting device (1), so that the latter is perfectly fixed and structurally very robust, this being a differentiating factor with respect to to the well-known COB (chip on board/chip on board), which have an aluminum structure instead of copper, generally 1mm thick and its structure is very weak and with only two fastening screws makes it vulnerable with heat, therefore, its durability is jeopardized.
La pasta térmica (1.8) permite la transmitancia térmica del calor generado durante en funcionamiento del dispositivo emisor de luz (1) hacia el disipador de calor (3), para que pueda pasar entre los poros que pueda haber en dicho disipador de calor (3), incrementando y potenciando dicha disipación. The thermal paste (1.8) allows the thermal transmittance of the heat generated during operation of the light-emitting device (1) towards the heat sink (3), so that it can pass between the pores that may exist in said heat sink (3). ), increasing and enhancing said dissipation.
Sobre la base de cobre (1.2) recubierta con el recubrimiento de plata (1.3) está dispuesta una o varias líneas (1.9) en serie, donde, en función de la cantidad de líneas (1.9) que se dispongan sobre dicha base de cobre (1.2), se pueden obtener diferentes potencias para los microleds de alta eficiencia, con diodos de iluminación (1.1). On the copper base (1.2) covered with the silver coating (1.3), one or several lines (1.9) are arranged in series, where, depending on the number of lines (1.9) that are arranged on said copper base ( 1.2), different powers can be obtained for high efficiency microLEDs, with lighting diodes (1.1).
Las líneas (1.9) en serie disponen de varios diodos de iluminación (1.1) cada una, preferiblemente 10 o más, dispuestos para generar como mínimo 5W de potencia y están compuestos por Nitruro de Galio (GaN) (1.11) y Zafiro (AhO<3>) (1.12) que son materiales semiconductores dispuestos sobre la base de cobre (1.2). The lines (1.9) in series have several lighting diodes (1.1) each, preferably 10 or more, arranged to generate at least 5W of power and are composed of Gallium Nitride (GaN) (1.11) and Sapphire (AhO< 3>) (1.12) which are semiconductor materials arranged on a copper base (1.2).
De forma preferida, habrá al menos 3 líneas (1.9) en paralelo con conexión en cada línea de 10 diodos de iluminación (1.1) en serie para generar al menos 5W de potencia que es el microleds de menor potencia. Preferably, there will be at least 3 lines (1.9) in parallel with connection in each line of 10 lighting diodes (1.1) in series to generate at least 5W of power, which is the lowest power microLEDs.
Los diodos de iluminación (1.1) están conectados entre sí con hilo de oro en forma multifilar (1.10), generando una malla para su alta resistencia y flexibilidad. Durante el funcionamiento del dispositivo emisor de luz (1), las líneas (1.9) se alimentan en corriente continua, de forma preferida, con un voltaje de 32VDC para un correcto funcionamiento. Al aplicar esta tensión, en función de la potencia, se produce una intensidad de corriente que hace que a través de estas líneas (1.9) pasen cientos de miliamperios, siendo en cada línea (1.9) la intensidad en cualquier caso inferior a los 500 mA, lo cual, convierte a los elementos semiconductores (diodos de iluminación (1.1)) en micropuntos luminosos dentro del conjunto del microled de alta eficiencia. The lighting diodes (1.1) are connected to each other with multifilar gold wire (1.10), generating a mesh for its high resistance and flexibility. During the operation of the light emitting device (1), the lines (1.9) are supplied with direct current, preferably with a voltage of 32VDC for correct operation. By applying this voltage, depending on the power, a current intensity is produced that causes hundreds of milliamps to pass through these lines (1.9), with the intensity in each line (1.9) being in any case less than 500 mA. , which converts the semiconductor elements (lighting diodes (1.1)) into luminous microdots within the high-efficiency microLED assembly.
Otra particularidad del dispositivo emisor de luz (1) es que, dentro de cada uno de los diodos de iluminación (1.1), hay una conexión en paralelo para que en caso de que uno de los diodos de iluminación (1.1) sufriese una perturbación, la línea (1.9) que conecta los diodos de iluminación (1.1) entre sí siguiese operativa y en funcionamiento al dejar pasar la intensidad de corriente y además de seguir absorbiendo intensidad, lo cual, no repercute indirectamente en el correcto funcionamiento del microled y presenta una sustancial ventaja sobre la tecnología led anteriormente mencionada, cuyas conexiones en línea no permiten esta distinción y hace que las placas se quemen, impidiendo que los diodos estropeados absorban la intensidad y con ello el correcto funcionamiento de la placa. Las líneas (1.9) de conexión transportan la intensidad de corriente desde el contacto positivo al negativo (1.6), uniéndose una o varias líneas (1.9) para conformar, en serie para conseguir el voltaje, y luego, en paralelo para conseguir los watios, la conexión final que necesita de los 32VDC. Another peculiarity of the light emitting device (1) is that, within each of the lighting diodes (1.1), there is a parallel connection so that in the event that one of the lighting diodes (1.1) suffers a disturbance, The line (1.9) that connects the lighting diodes (1.1) to each other remains operational and in operation by allowing the current intensity to pass and in addition to continuing to absorb intensity, which does not indirectly affect the correct functioning of the microLED and presents a substantial advantage over the previously mentioned LED technology, whose in-line connections do not allow this distinction and causes the plates to burn out, preventing the damaged diodes from absorbing the intensity and thus the correct functioning of the plate. The connection lines (1.9) transport the current intensity from the positive to the negative contact (1.6), joining one or more lines (1.9) to form, in series to obtain the voltage, and then, in parallel to obtain the watts, the final connection that needs 32VDC.
El recubrimiento de polímero (1.4), que además de poder ir serigrafiado con la marca de la empresa fabricante, podría también incorporar un marcado de seguridad que indique las conexiones que deben hacerse en el dispositivo emisor de luz (1), en los puntos de conexión (1.6), es decir, el polo positivo, representado por un “+”, y el negativo, representado por un “-“. The polymer coating (1.4), which in addition to being screen printed with the brand of the manufacturing company, could also incorporate a security marking that indicates the connections that must be made in the light emitting device (1), at the points of connection (1.6), that is, the positive pole, represented by a “+”, and the negative, represented by a “-“.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, se prefiere que el dispositivo emisor de luz (1) se complemente a través de una lente divergente (2) que, preferiblemente, puede ser de vidrio (borosilicato), de cristal o de silicona (SIO3), la cual le confiere, en función del tipo de lente a utilizar (A, B, B1, C, D, E, F, G y H), una dispersión de la luz, modificando su apertura de los 120° del microled a oscilar, en función de cada lente a utilizar, entre los 50° hasta los 175° de apertura, siguiendo el principio de poderse utilizar en las luminarias, sin generar contaminación lumínica directa hacia el hemisferio superior. As shown in Figures 3 and 4, it is preferred that the light emitting device (1) be complemented through a diverging lens (2) which, preferably, can be made of glass (borosilicate), crystal or silicone ( SIO3), which gives it, depending on the type of lens to be used (A, B, B1, C, D, E, F, G and H), a dispersion of light, modifying its aperture from 120° of the microled to oscillate, depending on each lens to be used, between 50° and 175° aperture, following the principle of being able to be used in luminaires, without generating direct light pollution towards the upper hemisphere.
En otras palabras, en el dispositivo emisor de luz (1), se combina la utilización del diodo de iluminación (1.1) de tecnología de microled de alta eficiencia y una lente divergente (2), la cual, ventajosamente permite la apertura del haz lumínico emitido por el diodo de iluminación (1.1), y todo ello, formando un único bloque. In other words, in the light emitting device (1), the use of the lighting diode (1.1) of high-efficiency microLED technology and a diverging lens (2) is combined, which advantageously allows the opening of the light beam. emitted by the lighting diode (1.1), and all of this, forming a single block.
En la figura 5 se muestran distintos modelos de lentes divergente (2) preferidas para ser usadas en el dispositivo emisor de luz (1). Figure 5 shows different models of divergent lenses (2) preferred to be used in the light emitting device (1).
Igualmente, en el caso de que la lente divergente (2) a emplear sea de borosilicato, se prefiere que presente un 96% de pureza. Likewise, if the divergent lens (2) to be used is made of borosilicate, it is preferred that it be 96% pure.
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Legal Events
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| FG1K | Utility model granted |
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