ESTRUCTURA LUMINOSA QUE COMPRENDE AL MENOS UN DIODO ELECTROLUMINISCENTE, SU FABRICACION Y SUS APLICACIONES.

Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500,

510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) que comprende: al menos un diodo electroluminiscente (3, 3', 3a a 3c), apto para emitir una radiación comprendida en el espectro ultravioleta, llamado UV y/o en el espectro visible, un elemento de vidrio (1) sensiblemente plano, que presenta caras principales (11, 12) y un canto (13), comprendiendo el elemento de vidrio un agujero (2, 2', 2'') que aloja el diodo, un elemento metálico (4, 4', 4'', 450) unido al diodo, siendo dicho elemento metálico además elegido de entre un elemento de conexión eléctrica (4, 4', 4'') y/o un elemento de mantenimiento (4, 4', 4'', 450) del diodo en dicho agujero, caracterizado porque dicho elemento metálico está acoplado con dicho elemento de vidrio para una evacuación del calor

Estructura luminosa que comprende al menos un diodo electroluminiscente, su fabricación y sus aplicaciones.

El presente invento se refiere a una estructura luminosa y en particular a una estructura luminosa que incluye al menos un primer diodo electroluminiscente, al procedimiento de fabricación de esta estructura y a sus aplicaciones.

Existen diversas estructuras planas iluminantes que incorporan una pluralidad de diodos electroluminiscentes llamados corrientemente DEL (o LED en inglés).

Se conocen en primer lugar estructuras luminosas de alumbrado directo. En una primera configuración conocida, los diodos electroluminiscentes están dispuestos sobre una cara principal de un vidrio plano monolítico portador de electrodos transparentes, estando unidos los electrodos a los contactos eléctricos de los diodos por hilos soldados. En una segunda configuración conocida, los diodos son ensamblados sobre un circuito impreso (PCB en inglés) de plástico que está intercalado en un vidrio en láminas o estratificado.

Se conocen por otra parte estructuras luminosas de alumbrado por el canto. Comprenden una pluralidad de diodos electroluminiscentes alojados en una ranura de perfil cóncavo practicada en el canto de un vidrio plano. Los diodos son ensamblados sobre un soporte plano, de resina epoxídica, paralelo al canto. El documento US 2004/070989 describe el preámbulo de la reivindicación 1.

La solicitante ha comprobado que estas estructuras luminosas de la técnica anterior presentan al menos uno de los siguientes inconvenientes:

- falta de compacidad, en particular problema de volumen,

- complejidad de la concepción (número y forma de las piezas, número y etapas de fabricación, dificultades de realización)

- riesgo de rotura o daño de los diodos y/o de los elementos de conexión eléctrica

- problemas de calentamiento de los diodos y de sensibilidad de los diodos a la temperatura (lo que reduce la duración de vida de los diodos y/o su fiabilidad) o a la humedad o a cualquier otro factor corrosivo.

El presente invento pretende una estructura luminosa de diodo o diodos electroluminiscentes -de alumbrado directo y/o por el canto- a la vez fiable, de concepción simple y lo más compacta y/o ligera posible.

El presente invento pretende así una estructura luminosa de diodo o diodos electroluminiscentes que satisfaga las exigencias industriales (en términos de rendimiento, por tanto de coste, de cadencia, de automatización...), que haga así posible una producción de "bajo coste" sin sacrificar las prestaciones.

El invento se propone también ampliar la gama de los productos disponibles, productos dotados de nuevas funcionalidades y/o dedicados a nuevas aplicaciones.

A este efecto, el presente invento propone una estructura luminosa que incluye:

- al menos un diodo electroluminiscente, apto para emitir una radiación comprendida en el espectro ultravioleta, llamado UV y/o en el espectro visible,

- un elemento de vidrio sensiblemente plano, que presenta caras principales y un canto y que comprende un agujero que aloja el diodo,

- un elemento metálico unido al diodo y acoplado con dicho elemento de vidrio para una evacuación del calor,

siendo dicho elemento metálico además elegido de entre un elemento de conexión eléctrica y/o un elemento de mantenimiento del diodo en dicho agu- jero.

Así el presente invento propone una estructura luminosa de diodo electroluminiscente de concepción simple, compacta, robusta y con un buen comportamiento térmico.

La estructura luminosa puede ser de gran dimensión. Por ejemplo, las caras principales son de superficies de al menos 1 m².

El elemento metálico puede estar, totalmente o en parte, en contacto directo con al menos una de las caras principales y/o con el canto y/o con la o las paredes laterales que forman el agujero.

El elemento metálico puede también estar, enteramente o en parte, en contacto indirecto con al menos una de las caras principales y/o con el canto y/o con la o las paredes que forman el agujero.

Por ejemplo hay intercalado entre el elemento de vidrio y el elemento metálico un elemento funcional de capa o y/o de hilo o hilos, en particular uno o más electrodos, un órgano de alimentación eléctrica, un reflector, un decorado en particular a base de esmalte no conductor blanco o coloreado.

Este elemento funcional es suficientemente delgado y/o de naturaleza adecuada para dejar que el calor se evacúe por el elemento de vidrio.

Este elemento funcional, de preferencia plano, está por ejemplo situado sobre una o sobre las caras principales.

La estructura puede así integrar todas las funciones conocidas en el dominio del acristalamiento. Entre las funcionalidades se pueden citar: capa hidrófoba/oleófoba, hidrófila/oleófila, fotocatalítica antisuciedad, apilamiento reflectante de la radiación térmica (control solar) o de la infrarroja (baja emisividad), antirreflectante.

En el presente invento, el término capa puede significar sólo una capa o bien una multitud de capas.

Y, para optimizar el acoplamiento, el elemento metálico puede presentar de preferencia una superficie de contacto lo mayor posible, por ejemplo una superficie redondeada.

La superficie de contacto puede ser de preferencia superior a 5 mm², en particular cuando los diodos son de alta potencia, es decir superior a 0,2 w y por ejemplo hasta 5 w o de alta luminosidad es decir superior a 5 lúmenes y por ejemplo hasta 500 lúmenes.

Para más compacidad, el elemento metálico puede estar integrado en el agujero o enrasado con el agujero.

Para mayor compacidad y/o una concepción simplificada y/o un mejor acoplamiento térmico, el elemento metálico puede presentar además una o las características siguientes:

- ser de una sola pieza, monobloque por ejemplo,

- ser una pieza discontinua, en varias partes, en particular dos partes, con una extremidad plana y en contacto (directo o indirecto) con una cara principal o con el canto con el agujero de preferencia para cada parte, estando esta extremidad (patas, etc.) de preferencia en contacto con un electrodo o un órgano de alimentación eléctrica,

- ser alargado, ser un perfil,

- tener una sección en L, en T o en E, o dos secciones en L, en particular para hacer el papel de elemento de mantenimiento o de alineación óptica del o de los diodos, ser flexible, o estar plegado en particular para hacer el papel de elemento de mantenimiento,

- ser delgado, en particular de espesor inferior o igual a 0,2 mm,

- ser opaco, ser de cobre o de acero inoxidable,

- ser reflectante, por ejemplo de aluminio, o tener una superficie reflectante, por ejemplo una capa de aluminio o de plata, para redirigir la radiación,

- estar asociado a varios diodos, en particular como elemento de mantenimiento común o como elemento eléctrico común a conectar a un solo electrodo,

- abrir el o los diodos para protegerlos y/o enmascararlos, siendo eventualmente perforado para llenar el agujero por resina de índice o de sellado (silicona, etc.),

- extenderse a lo largo de un agujero formando una ranura.

En particular, el elemento metálico que es un elemento de conexión eléctrica puede estar unido por una cola o pegamento conductor -en particular a la plata, por un punto de soldadura- directamente a la cara posterior del chip semiconductor - o a la cara lateral si el chip es de emisión lateral. Esta unión puede extenderse sobre toda, o una parte de la cara del chip (en el borde, en el centro). Esta unión directa es sólida, permite limitar el número de uniones eléctricas, y la longitud del circuito de conexión (en particular suprimir hilos), y evitar cualquier disipación o cortocircuito, cualquier riesgo de rotura de contacto en la proximidad del diodo.

En particular, el elemento metálico que es un elemento de mantenimiento, puede:

- ser ensamblado con una base conductora, plana y delgada, que soporta el o los diodos,

- ser autobloqueable en el agujero elegido con perfil de retención, por ejemplo tener una parte que tiene una forma sensiblemente complementaria a la de la pared lateral que forma el agujero, ser montado a la fuerza, ser entrinquetado, ser deformado, por ejemplo con patas coplanarias que se repliegan durante la aplicación en el agujero,

- comprender, para la alineación y la fijación del diodo, un resorte en contacto con el diodo, sensiblemente perpendicular...

1. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) que comprende: al menos un diodo electroluminiscente (3, 3', 3a a 3c), apto para emitir una radiación comprendida en el espectro ultravioleta, llamado UV y/o en el espectro visible, un elemento de vidrio (1) sensiblemente plano, que presenta caras principales (11, 12) y un canto (13), comprendiendo el elemento de vidrio un agujero (2, 2', 2'') que aloja el diodo, un elemento metálico (4, 4', 4'', 450) unido al diodo, siendo dicho elemento metálico además elegido de entre un elemento de conexión eléctrica (4, 4', 4'') y/o un elemento de mantenimiento (4, 4', 4'', 450) del diodo en dicho agujero, caracterizado porque dicho elemento metálico está acoplado con dicho elemento de vidrio para una evacuación del calor.

2. Una estructura luminosa (310) según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento metálico (450) está en contacto directo con al menos una de las caras principales y/o con el canto y/o con la pared lateral que forma el agujero.

3. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque un elemento funcional de capa o capas y/o de hilo o hilos, en particular un electrodo (51, 51', 51'', 52, 52', 52''), un órgano de alimentación eléctrica (51'a a 51'c), un reflector o espejo, un decorado está intercalado entre el elemento de vidrio (1) y el elemento metálico (4, 4', 4'').

4. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el elemento metálico (4, 4', 4'', 450) está integrado en el agujero o al ras con el agujero.

5. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el elemento metálico (4, 4', 4'', 450) es una pieza con una sección en T, en E o en L o una pieza en dos partes (41, 42, 451, 452) de sección en L, siendo la o las piezas de preferencia de espesor inferior o igual a 0,2 mm.

6. Una estructura luminosa (1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento metálico que es un elemento de mantenimiento (4'') es autobloqueable en el agujero (2'') elegido con perfil de retención.

7. Una estructura luminosa (910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento metálico que es de mantenimiento comprende un resorte (43') en contacto con el diodo (3).

8. Una estructura luminosa (800, 810) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque, cuando el agujero está en el canto (13), el elemento metálico (4) que es de mantenimiento comprende tres tramos sensiblemente planos: dos tramos principales (410, 420) en contacto con las caras principales, y un tramo lateral (420, 430) en contacto con un borde del canto, siendo apto dicho elemento de mantenimiento para apretar el canto o los dos tramos principales que están provistos de patas que se aplican en muescas practicadas sobre las caras principales.

9. Una estructura luminosa (600) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento metálico (4) está cubierto por un elemento aislante eléctrico (91) y conductor térmico, de preferencia a base de silicona que incluye cargas minerales, estando dispuesto este elemento aislante eléctrico bajo una lámina metálica (92).

10. Una estructura luminosa (900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agujero (2'') es de anchura superior o igual a 2 mm.

11. Una estructura luminosa (300, 310, 910) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agujero está vaciado para recibir el elemento metálico y de preferencia uno o varios electrodos y/o un órgano de alimentación eléctrica.

12. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende una pluralidad de diodos alimentados con corriente (700) o con tensión.

13. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende un primer y segundo electrodos (5, 5', 5'', 51, 51', 51'', 52, 52', 52''), eventualmente en contacto con el elemento metálico, respectivamente dispuestos sobre una misma cara principal, o sobre las dos caras principales, y/o en el fondo del agujero (2) y fuera del agujero.

14. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según la reivindicación 13 caracterizada porque al menos uno de entre el primer y segundo electrodos es elegido entre una red conductora en particular de transparencia global o una capa conductora (5, 5', 5'', 51, 51', 52, 52') en particular transparente, eventualmente recubierta de una o más capas dieléctricas delgadas y/o con fugas.

15. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende al menos un electrodo y/o un órgano de alimentación eléctrica que es una pista de chorro de tinta (5', 51', 51'1 a 51'c) con (nano)partículas metálicas o que está serigrafiada (61 a 62').

16. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el diodo (3, 3') es elegido por uno o los diodos siguientes: un diodo con contactos eléctricos sobre las caras opuestas del chip (31) o sobre una misma cara del chip o un diodo de emisión lateral, un diodo con una lentilla de focalización (32) o un diodo que comprende un chip sin encapsulado, un diodo en el que la dirección principal de emisión es perpendicular u oblicua o un diodo que presenta dos direcciones principales de emisión oblicuas con relación a la cara emisora del chip que da una forma de ala de murciélago o un diodo que presenta únicamente dos direcciones principales de emisión oblicuas, un diodo dispuesto para un guiado en el canto o para una emisión directamente por una o varias caras, o por el agujero.

17. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende una pluralidad de diodos (3, 3') y medios de pilotaje de los diodos para emitir la radiación ya sea permanentemente, ya sea por intermitencia, de un color dado, o de diferentes colores, o dirigir individualmente diodos.

18. Una estructura luminosa (400, 410, 500) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque es móvil para formar una puerta vidriera, y porque la estructura comprende una pluralidad de diodos (3, 3a a 3c) alineados en el agujero que forma una ranura y formada en la cara principal dotada de un primer y segundo electrodos (51, 52, 52''), y medios de pilotaje de los diodos para emitir la radiación por intermitencia en función de la posición de la puerta, por ruptura de alimentación eléctrica.

19. Una estructura luminosa (710) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende: una pluralidad de primeras pistas conductoras, de preferencia sensiblemente paralelas, pistas unidas a un órgano de alimentación eléctrica común, y una pluralidad de segundas pistas conductoras, de preferencia sensiblemente paralelas, pistas en alternancia, con las primeras pistas conductoras, y alimentadas por otro órgano de alimentación eléctrica común, una pluralidad de agujeros, de preferencia que forman ranuras, cada una intercalada entre la primera y segunda pistas adyacentes que forman el primer y segundo electrodos, alojando los agujeros diodos y elementos metálicos que sirven de elementos de conexión eléctrica y de preferencia de mante- nimiento.

20. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el elemento de vidrio es de vidrio silico-sodocálcico, de preferencia transparente o extra-transparente.

21. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque al menos un borde del canto que no es un borde de acoplamiento de la radiación al interior de la guía es reflector, de preferencia metalizado.

22. Una estructura luminosa (200, 310) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende una capa difusora mineral (70) asociada a una de las caras principales que es una cara luminosa.

23. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque la guía es monolítica para formar una estructura monolítica y de preferencia un acristalamiento simple.

24. Una estructura luminosa (310) según una de las reivindicaciones 1 a 23 caracterizada porque la estructura comprende un acristalamiento estratificado formado por dicha guía mineral elegida lámina de vidrio, por un elemento intercalado de estratificación elegido difusor, y por un contra vidrio eventualmente con una cara principal externa difusora.

25. Una estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque forma un acristalamiento luminoso, decorativo, arquitectónico, de señalización.

26. Aplicación de la estructura luminosa (100, 110, 200, 300, 310, 400, 410, 500, 510, 600, 700, 710, 800, 810, 900, 910, 1000, 1010) según una de las reivindicaciones precedentes a una estructura, en particular un acristalamiento, destinada a la construcción, tal como una ventana luminosa, o una fachada de edificio o un acristalamiento estructural, a una puerta vidriera de seguridad, en particular corredera, a un vehículo de transporte, tal como la luneta trasera, cristal lateral o de techo de automóvil, a cualquier otro vehículo terrestre, acuático o aéreo, al mobiliario urbano tal como marquesina de parada de autobús, panel de señalización o publicitario, una barandilla, un expositor, un escaparate o vitrina, un elemento de estantería, al alumbrado de carreteras y calles o urbano, a un acuario, una vitrina, un invernadero, al mobiliario exterior, en particular de cocina o de cuarto de baño, como tabique, un espejo, a una pantalla de sistema de visualización del tipo ordenador, televisión, teléfono, a un sistema gestionable eléctricamente, a un dispositivo de retroiluminación de una pantalla de cristales líquidos, para la fototerapia, a una estructura integrada en un equipamiento electrodoméstico, como una tableta de refrigerador, tableta de cocina.

27. Un procedimiento de fabricación de la estructura luminosa de diodo (1010) según una de las reivindicaciones precedentes que comprende las etapas siguientes: mecanización del agujero (2, 2', 2''), depósito de una capa conductora que forma dos electrodos (51, 52) sobre una de las caras principales (11).

28. Un procedimiento de fabricación de la estructura luminosa según la reivindicación 27 caracterizado porque comprende una etapa de templado del elemento de vidrio.

29. Un procedimiento de fabricación de la estructura luminosa según una de las reivindicaciones 27 a 28 caracterizado porque la mecanización confiere un perfil de retención al agujero (2'').

30. Un procedimiento de fabricación de la estructura luminosa según una de las reivindicaciones 27 a 29 caracterizado porque la mecanización del agujero comprende un ánima (22) para recibir dicho elemento metálico.