ITMI20080480A1

ITMI20080480A1 - Dispositivo per insegne

Info

Publication number: ITMI20080480A1
Authority: IT
Inventors: Daniele Danieli
Original assignee: Ddue Srl
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-09-21
Also published as: WO2009115285A3; WO2009115285A2

Description

La presente invenzione riguarda lastre, piane o curve, illuminate da sorgenti luminose collocate su uno o più bordi (edge lit) che mostrano superfici aventi una migliorata luminosità, quest'ultima essendo uniforme su tutta la superficie illuminata della lastra.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce a lastre costituite da un polimero termoplastico, preferibilmente polìmeri acrilici e ottenibili con un processo semplice da realizzare industrialmente.

Le lastre secondo la presente invenzione sono utilizzabili per la preparazione dì insegne luminose, anche di notevoli dimensioni .

Sono noti nell'arte dispositivi formati da lastre aventi sorgenti luminose su uno o più bordi, che vengono utilizzati per illuminare in modo uniforme insegne luminose. Questi dispositivi, chiamati "backlight units" o "edge light units ", sono generalmente costituiti da una lastra guida-luce {light guiding piate) in grado di diffondere la luce sulle superfici del dispositivo. Per questo scopo la lastra può contenere opportuni additivi, o avere una o entrambe le superfici satinate, o trattate "dot-print ".

Il brevetto US 5. 584 .556 descrive un dispositivo per dif -fondere la luce comprendente una lastra guida-luce, una lastra di diffusione della luce posta sulla superficie superiore della lastra guida-luce (guardando il dispositivo dall'alto), una superficie riflettente posta su o adiacente alla superficie inferiore della lastra guida-luce, e una sorgente luminosa posta su uno o entrambi i lati opposti della lastra guida-luce (si vedano le figure). La superficie inferiore della lastra guida-luce presenta una serie di piccoli rilievi, oppure di piccole depressioni, oppure di intagli aventi superfici ruvide, Le figure illustrano che i rilievi, o le depressioni, o gli intagli, sono disposti secondo lìnee parallele al bordo della lastra guida-luce che viene illuminato dalla sorgente luminosa. Detta disposizione può essere anche nella forma di punti allineati secondo linee parallele, in cui la densità dei punti aumenta con l'aumentare della distanza dalla sorgente luminosa. I dispositivi descritti in questo brevetto non mostrano tuttavìa una elevata luminosità.

La domanda di brevetto WO 02/101.448 descrive una lastra guida-luce che comprende una serie di scanalature a V (V-shape). Esse sono definite "orizzontali" e sono perpendicolari alla sorgente luminosa posta su uno o entrambi i lati opposti della lastra. Le scanalature sono intervallate e sono disposte lungo la direzione di diffusione della luce. Sìa la larghezza che la profondità delle scanalature vengono gradualmente au una superficie riflettente disposta sulla superficie della lastra guida-luce, qui chiamata inferiore, che é opposta a quella da cui viene emessa la luce,

sulla superficie inferiore della lastra guida-luce sono presenti elementi concavi di forma conica o tronco conica con base circolare o ellittica, in cui la disposizione degli elementi concavi nella direzione parallela e perpendicolare rispetto al bordo della lastra guida-luce adiacente alla sorgente luminosa é tale che, per una lunghezza in ognuna delle due direzioni pari a 2,54 cm, vi sia un numero di detti elementi concavi compreso tra 3 e 25.

In una realizzazione preferita della presente invenzione, per una lastra guida di circa 10 mm di spessore, gli elementi concavi di forma conica o tronco conica con base circolare o ellittica sono caratterizzati dai seguenti parametri:

altezza compresa tra circa 0,05 mm e circa 3 mm, preferibilmente tra 0,1 mm e 2 mm,

dimensioni della base, espresse come lunghezza del diametro se la base ha forma di cerchio, oppure dell'asse maggiore nel caso dell'ellisse, comprese tra circa 0,05 mm e circa 3 mm, preferibilmente tra 0,1 mm e 2 mm.

Invece di una sola sorgente luminosa, preferibilmente vengono utilizzate due sorgenti luminose disposte su bordi paralleli della lastra guida-luce. Si possono utilizzare anche sorgenti luminose disposte su tutti i lati della lastra guidaluce .

Le dimensioni delle lastre guida-luce possono avere formati molto ridotti, come ad esempio il formato A4, fino a dimensioni molto elevate, ad esempio 2 m di larghezza e lunghezza a piacere, anche fino a 10 m di lunghezza, preferibilmente la lastra guida-luce ha dimensioni 500 mm (larghezza) x 700 mm (lunghezza), oppure 700 mm x 1.000 mm, oppure 1.000 mm x 2.000 mm.

Lo spessore delle lastre guida-luce varia in genere da circa 5 mm fino a circa 60 mm, preferibilmente da circa 8 mm a circa 15 mm. Con lastre aventi spessore di questo tipo, anche l'altezza e le dimensioni della base degli elementi concavi può essere anche incrementata. L'altezza, per esempio, può raggiungere anche valori di 5 mm. Le dimensioni della base come sopra indicate possono raggiungere valori anche, ad esempio, di 5 mm.

Preferibilmente la sezione della lastra guida- luce, sia in senso longitudinale che trasversale, é rettangolare.

In genere gli elementi concavi hanno una superficie ruvida .

In alternativa alla base circolare o ellittica, gli elementi concavi possono avere base poligonale. In questo caso gli elementi concavi hanno forma di piramide o tronco-piramidale .

Preferibilmente la base poligonale é quadrata o rettangolare. Generalmente due lati opposti possono avere anche un profilo arrotondato. Nel caso di base di forma rettangolare quelli più corti sono arrotondati. In questi casi le dimensioni della base vengono espresse tramite la diagonale del quadrato o del rettangolo.

Preferìbilmente per una lunghezza pari a 2,54 cm {1 pollice) nella direzione parallela e perpendicolare rispetto al bordo della lastra guida-luce che é adiacente alla sorgente luminosa, il numero di elementi concavi é compreso tra 4 e 15, più preferìbilmente tra 5 e 10.

Preferibilmente il numero degli elementi concavi sulla superficie inferiore della lastra guida-luce aumenta con l'aumentare della distanza dalla sorgente luminosa. In alternativa, o contemporaneamente, é possibile anche variare le dimensioni degli elementi concavi in base alla distanza dalla sorgente luminosa.

Generalmente le basi degli elementi concavi non sono a contatto tra di loro sulla superficie inferiore della lastra guida-luce.

La superficie riflettente é costituita da qualsiasi materiale che possa riflettere la luce, ad esempio si può utilizzare una superficie bianca. Si possono utilizzare come superficie riflettente polimeri termoplastici, ad esempio PVC espanso, noti come FOREX®; fogli metallici, in particolare una lamina di allumìnio, o compositi dì alluminio noti come DIBOND®.

Secondo un'altra realizzazione della presente invenzione, al posto della superficie riflettente si può utilizzare una lastra in materiale termoplastico trasparente. In questo modo si ottengono le insegne pubblicitarie aventi le due superfici dell 'insegna illuminate.

Il materiale termoplastico polimerico di cui é costituita la lastra guida-luce può essere, ad esempio, un (co)polimero (met)acrìlico, polietilentereftalato, polietilenetereftalato modificato con un glicole, come ad esempio dietilenglicole, butandiolo, esandiolo e 1,4-cicloesan dimetanolo, policarbonato, ecc. Si possono utilizzare anche miscele di vari materiali termoplastici. In particolare il (co)polimero termoplastico (met)acrilico può essere costituito da un omopolìmero di (met)acrilato di alchile o da un copolimero derivato da un (met)acrilato dì alchile con almeno un monomero avente una o più insaturazioni di tipo etilenico. Come (met)acrilato di alchile si possono menzionare quelli in cui l'alchile ha da 1 a 8 atomi di carbonio, preferibilmente da 1 a 4 atomi di carbonio, per esempio (met)acrilato di metile, etile, propile, isopropile e butile. Un monomero particolarmente preferito é il metacrilato di metile. Preferibilmente il polìmero termoplastico é costituito da omopolimeri di metacrilato di metile o copolimeri di metilmetacrilato con esteri (met)acrilici o acidi (met)acrilici, in particolare copolimeri metilmetacrilato/alchilacrilato, preferibilmente acrilato di etile. Il (co)polimero termoplastico (met)acrilico comprende dal 70% al 100% in peso di metacrilato di alchile e dallo 0% al 30% in peso, preferibilmente dal 3% al 10% in peso, di uno o più comonomeri contenenti una o più insaturazioni etileniche. I monomeri contenenti una o più insaturazioni etileniche sono ad esempio scelti tra C,-C8 alchil-acrilati , stirene, stirene sostituito, acrilonitrile, metacrilonitrile , C1-C8 alchil metacrilati diversi dal metacrilato di alchile usato come comonomero principale, acrilati e metacrilati dì idrossialchile , acrilati e metacrilati di alcossialchile o di arilossialchile in cui il gruppo alchilico possiede da 1 a 4 atomi di carbonio, acrilammide, metacrilammide, l'acido acrilico, l'acido metacrìlìco, le maleimmidi e i dimetacrìlati di alchilen glicol, I copolimeri acrilici possono essere ottenuti con i processi noti, per esempio per polimerizzazione in sospensione o in massa. La polimerizzazione avviene in presenza dì un trasferitore di catena, come ad esempio terpeni monociclici diinsaturi e terpeni biciclici monoinsaturi, come ad esempio terpinolene; mercaptani, come tert-dodecil mercaptano.

Opzionalmente la lastra guida- luce presenta una zona adiacente alla sorgente luminosa che non contiene gli elementi concavi. In genere la larghezza di questa zona varia da 2 cm a 10 cm, preferibilmente da 3 cm a 5 cm. La funzione dì questa zona é quella di costituire una cornice, generalmente non illuminata, per l'insegna luminosa. Nel caso in cui la lastra guida-luce sia in polimero acrilico, preferibilmente polimetilmetacrilato, la cornice si presenta opaca.

La lastra guida-luce secondo la presente invenzione può essere ottenìbile per estrusione, colata, oppure stampaggio a compressione.

La preparazione per colata viene effettuata nel caso di polimeri acrilici.

I bordi della lastra guida-luce sono preferibilmente lucidati secondo tecniche note.

Su uno o più dei bordi della lastra guida-luce della presente invenzione, sui quali non é posizionata alcuna sorgente luminosa, può essere collocato un film riflettente, ad esempio un film di poliestere, in particolare film Scotch 3M® polyester tape 850, oppure un film di alluminio riflettente, ecc.

Il polimero termoplastico della lastra guida-luce opzionalmente può contenere cariche diffondenti la luce. Esse possono essere sia di tipo polimerico organico che inorganico. Le cariche polimeriche, ad esempio PTFE, hanno dimensioni medie comprese tra 0,1 micron e 200 micron, preferibilmente da 0,1 micron a 50 micron, più preferibilmente da 1 micron a 15 micron. La quantità di cariche organiche é compresa tra 5 ppm e 1.000 ppm, preferibilmente da 100 ppm a 200 ppm. Le cariche inorganiche, ad esempio solfato di bario, hanno dimensioni medie comprese tra 0,1 micron e 50 micron, preferibilmente tra 0,5 micron e 10 micron. La loro quantità in peso é compresa tra 0,01% e 2%, preferibilmente tra 0,1% e 0,8%, ancora più preferibilmente tra 0,1% e 0,6%.

Opzionalmente, gli elementi concavi possono essere presenti anche sulla superficie della lastra guida-luce dalla quale la luce viene emessa. In alternativa, detta superficie può essere mattata.

Gli elementi concavi sulla superficie della lastra guidaluce possono essere realizzati con le apparecchiature comunemente disponibili nella tecnica del ramo, ad esempio mediante incisioni laser.

Per realizzare insegne luminose, sulla superficie del dispositivo della presente invenzione da cui viene emessa la luce viene collocato un foglio, generalmente in materiale plastico, recante un messaggio pubblicitario.

La sorgente luminosa utilizzata per illuminare l'insegna può essere di qualsiasi tipo, ad esempio può essere costituita da una serie di LEO, che vengono generalmente collocati su uno o più bordi.

Costituisce un ulteriore oggetto della presente invenzione insegne luminose comprendenti il dispositivo "backlight unit" o "edge lit unit" secondo la presente invenzione.

I dispositivi della presente invenzione possono anche essere utilizziti per preparare dispositivi LCD, ad esempio schermi

E' stato sorprendentemente e inaspettatamente trovato dalla Richiedente che con il dispositivo della presente invenzione é possibile ottenere un' illuminazione uniforme sulla superficie del dispositivo, senza l'impiego di lastre di diffusione che a questo scopo vengono utilizzate nei dispositivi dell'arte nota, oppure riempiendo gli elementi concavi con materiali diffondenti la luce, oppure utilizzando elementi concavi in cui gli angoli soddisfino le condizioni ben definite come indicato nell'arte nota.

Prove effettuate dalla Richiedente hanno sorprendentemente e inaspettatamente mostrato che, a parità di potenza erogata, con il dispositivo della presente invenzione si ottiene una illuminazione uniforme e più intensa dell'insegna rispetto ai dispositivi dell'arte nota, ad esempio quello descritto nella domanda dì brevetto WO 2007/147.517.

I seguenti esempi illustrano l'invenzione e non limitano l'ambito di applicazione della stessa.

ESEMPI

Sistema di illuminazione

Si utilizza un sistema di illuminazione formato da due strisce di LED, collocate su due bordi opposti della lastra guida- luce, detti LED aventi una potenza complessiva di 56 W.

Determinazione dell'intensità di luce diffusa sulla superficie emittente della lastra guida-luce

Si impiega un luxmetro modello RS 180-7133.

Il luxmetro viene spostato lungo una linea perpendicolare ai due bordi illuminati. Si misura, ad intervalli, la distanza da uno dei bordi, determinando ogni volta l'intensità luminosa .

Esempio 1

Misurazione dell'intensità luminosa sulla superficie emittente di un dispositivo "backlìght unit" secondo la presente invenzione

Il dispositivo utilizzato consiste in una lastra guidaluce avente dimensioni 500 min (larghezza) x 700 mm (lunghezza) e 10 mm di spessore. Su una superficie della lastra, mediante dispositivo laser, vengono realizzate tramite incisioni elementi concavi a forma conica aventi diametro della base compreso tra 0,8 mm e 1,1 mm e altezza del cono compresa tra 0,7 mm e 1,0 mm; la disposizione delle incisioni a forma conica nelle direzioni parallela e perpendicolare rispetto al bordo della lastra guida luce che é adiacente alla sorgente luminosa é tale che, per una lunghezza in ognuna delle due direzioni pari a 2,54 era, vi sia un numero di elementi concavi compreso tra 4 e 7. Gli elementi hanno una superfìcie ruvida.

Viene calcolato che l'area totale occupata dalle basi di queste incisioni é non inferiore al 7% e non superiore al 17% rispetto alla superficie inferiore della lastra.

Sulla superficie della lastra guida-luce con gli elementi concavi viene collocata una lastra riflettente, utilizzando una lastra di FOREX<®>(PVC espanso) bianco.

Utilizzando il metodo di determinazione dell'intensità di luce diffusa sopra descritto, si sono misurate le intensità luminose del dispositivo dell'esempio, che sono riportate in Tabella 1.

Esempio 2 confronto

Misurazione dell'intensità luminosa sulla superficie emittente di un dispositivo "backlight unit " secondo WO 2007/147,517 Il dispositivo utilizzato consiste in una lastra guidaluce avente dimensioni 500 mm (larghezza) x 700 mm (lunghezza) e 10 mm di spessore. Sulla superficie inferiore della lastra vengono effettuate, mediante dispositivo laser, incisioni aventi larghezza media di 1 mm e profondità 0,2 mm. Le incisioni sono distanziate in modo tale che l'area complessiva, misurata dalle proiezioni delle incisioni concave sulla superficie della lastra, rispetto alla superfìcie totale della lastra, é del 28%. Le incisioni hanno una superficie ruvida.

Sulla superficie della lastra guida-luce con le incisioni viene collocata una lastra riflettente, utilizzando una lastra di FOREX<®>(PVC espanso) bianco.

Utilizzando il metodo di determinazione dell'intensità di luce diffusa sopra descritto, si sono misurate le intensità luminose riportate in Tabella 2.

La Tabella 2 mostra che l'intensità luminosa del dispositivo dell'arte nota é uniforme sulla superficie emittente ma di intensità inferiore rispetto a quella del dispositivo dell'invenzione.

Dal confronto dei dati ottenuti con un dispositivo secondo la presente invenzione rispetto a quello dell'arte nota si osserva un incremento di luminosità, a parità di sorgente luminosa, di circa il 18-20%.

TABELLA 1

TABELLA 2

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo "backlight unit” e/o "edge lit unit" comprendente le seguenti parti: una lastra guida-luce in materiale termoplastico, una sorgente luminosa adiacente ad almeno un bordo della lastra guida-luce, una superficie riflettente disposta sulla superficie della lastra guida-luce, qui chiamata inferiore, che é opposta a quella da cui viene emessa la luce, sulla superficie inferiore della lastra guida-luce sono presentì elementi concavi, di forma conica o tronco conica, con base circolare o ellittica, in cui la disposizione degli elementi concavi nella direzione parallela e perpendicolare rispetto al bordo della lastra guida-luce adiacente alla sorgente luminosa é tale che, per una lunghezza in ognuna delle due direzioni pari a 2,54 cm, vi sia un numero di detti elementi concavi compreso tra 3 e 25.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui, per una lastra guida-luce di circa 10 mm di spessore, gli elementi concavi dì forma conica o tronco conica sono caratterizzati dai seguenti parametri: altezza compresa tra circa 0,05 mm e circa 3 mm, preferibilmente tra 0,1 mm e 2 mm, dimensioni della base, espresse come lunghezza del diametro se la base ha forma di cerchio, oppure dell'asse maggiore nel caso dell'ellisse, comprese tra circa 0,05 mm e circa 3 mm, preferibilmente tra 0,1 mm e 2 mm.
3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-2, in cui vi sono due sorgenti luminose disposte sui bordi paralleli della lastra guida-luce.
4. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-3, in cui le dimensioni della lastra guida-luce variano dal formato A4 fino a 2 m di larghezza e lunghezza a piacere.
5. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-4, in cui lo spessore della lastra guida-luce varia, in genere, da circa 5 mm fino a circa 60 mm, preferibilmente da circa 8 mm a circa 15 mm.
6. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-5, in cui la sezione della lastra guida-luce, sia in senso longitudinale che trasversale, é rettangolare.
7. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-6, in cui gli elementi concavi hanno una superficie ruvida.
8. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-7, in cui gli elementi concavi, in alternativa alla base circolare o ellittica, hanno base poligonale e gli elementi concavi hanno forma di piramide o tronco-piramidale.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, in cui la base poligonale é quadrata o rettangolare.
10. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-9, in cui, per una lunghezza pari a 2,54 cm nella direzione parallela e perpendicolare rispetto ai bordo della lastra guida-luce adiacente alla sorgente luminosa, il numero di elementi concavi é compreso tra 4 e 15, più preferìbilmente tra 5 e 10.
11. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-10, in cui il numero degli elementi concavi sulla superficie inferiore della lastra guida-luce aumenta con l'aumentare della distanza dalla sorgente luminosa.
12. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-11, in cui le basì degli elementi concavi non sono a contatto tra di loro sulla superficie inferiore della lastra guida-luce.
13. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-12, in cui la superficie riflettente é costituita da materiali scelti tra polimeri termoplastici, fogli metallici, preferibilmente alluminio, o compositi di alluminio.
14. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-13, in cui, al posto della superfìcie riflettente, si utilizza una lastra in materiale termoplastico trasparente.
15. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-14, in cui il materiale termoplastico polimerico dì cui é costituita la lastra guida-luce é un (co)polimero (met)acrilico, polietilentereftalato, polietilenetereftalato modificato, policarbonato o relative miscele.
16 Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-15, in cui la lastra guida-luce presenta una zona, che é adiacente alla sorgente luminosa, che non contiene gli elementi concavi.
17 Dispositivo secondo la rivendicazione 16, in cui la larghezza della zona che non contiene elementi concavi, misurata in direzione perpendicolare al bordo della lastra adiacente alla sorgente luminosa, varia da 2 cm a 10 cm, preferìbilmente da 3 cm a 5 cm.
18 Dispositivo secondo le rivendicazioni 16-17, in cui la lastra guida-luce é in polìmero acrilico, preferibilmente polimetilmetacrilato.
19. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-18, in cui i bordi della lastra guida-luce sono lucidati.
20. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-19, in cui, sui bordi della lastra guida-luce dove non é posizionata la sorgente luminosa, é collocato un film riflettente.
21 Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-20, in cui la lastra guida-luce contiene cariche diffondenti la luce, di tipo polimerico e/o inorganico.
22 Dispositivo secondo la rivendicazione 21, in cui le cariche polimeriche hanno dimensioni medie comprese tra 0,1 micron e 200 micron, preferibilmente da 0,1 micron a 50 micron, più preferibilmente da 1 micron a 15 micron.
23 , Dispositivo secondo le rivendicazioni 21-22, in cui la quantità di cariche organiche é compresa tra 5 ppm e 1.000 ppm, preferibilmente da 100 ppm a 200 ppm.
24 . Dispositivo secondo la rivendicazione 21, in cui le cariche inorganiche hanno dimensioni medie comprese tra 0,1 micron e 50 micron, preferibilmente tra 0,5 micron e 10 micron.
25 . Dispositivo secondo la rivendicazione 24, in cui la quantità in peso delle cariche inorganiche é compresa tra lo 0,01% e il 2%, preferibilmente tra lo 0,1% e lo 0,8%, ancora più preferìbilmente tra lo 0,1% e lo 0,6%.
26. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-25, in cui gli elementi concavi sono presenti sulla superficie della lastra guida-luce dalla quale la luce viene emessa, oppure detta superficie é mattata.
27. Insegne luminose e dispositivi LCD comprendenti i dispositivi secondo le rivendicazioni 1-26.