用于胶印机的ＵＶ　ＬＥＤ面光源及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种用于胶印机的ＵＶ？ＬＥＤ面光源，是一种直接产生紫外光的半导体发光器件，属于胶印机印刷领域，主要特点是按照一定的比例集成发光波长为２００ｎｍ至４５０ｎｍ的大功率ＬＥＤ芯片形成峰值波长为２００ｎｍ至４５０ｎｍ波段中某个波长的面光源或者线光源，光源的发射光谱同感光胶材料中的感光剂的吸收光谱相匹配，即ＵＶ？ＬＥＤ面光源发射的波长较为集中地分布在感光剂吸收波长周围，可以有效地提高吸收率，高效的触发感光胶中的感光剂，通过感光剂和紫外光的作用，使得胶体与感光剂相结合，便产生不溶于水的固体物质。由于面光源或者线光源是ＬＥＤ半导体光源组件，和超高压水银灯及碘镓灯相比，不会产生红外光造成得能量损失，耗损及小，而且温升不大，不用考虑温度对印刷材料的影响，无毒物，为绿色产品；在实际使用中可以根据需要设计成线、面以及立体等任何几何形状。本发明专利技术具有很强的使用性和显著的经济效益、产业革新效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于胶印机的UV LED面光源及其制作方法，其发出感光胶中感光 剂敏感波长的紫外光，使得聚乙烯醇与敏感光剂相结合，产生不溶于水的固体物质。光源的 光谱峰值波长为200nm 450nm紫外光区和紫光区的某个特定波长。
技术介绍
目前，用于胶印印刷的紫外光源主要是碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源。 随着在工业生产中广泛应用，传统的紫外固化光源日益暴露出一些缺点 (1)碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源需采用高压驱动，耗电高，电源功率 多为几十千瓦，并且开机后预热，寿命不长。 一般工作1000小时左右就要更换灯管。而无 极灯由于微波传送通道的需要，灯具体积较大，价格昂贵。 (2)碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源波长范围大，放热量大，固化效率较 低。表面看来碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源产生的UV光亮度和热量很高，其实 该光源光谱很宽，真正用于感光固化的紫外光谱段只占其中一部分能量，而很大一部分是 可见光和红外辐射光，无功效光很多。 (3)碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源均需要配置冷却设备。冷却设备的体 积往往远于光源本身，致使辅助装备多，操作复杂，同时提高了运行成本。另外，冷却备的性 能对光源的正常运行起着重要作用，并将直接影响固化效果。 (4)辐照不均匀。碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源灯管长度方向，两端的 发光强度较中间部分弱，不能均匀发光，无法达到对平面物体均匀照射，使得固化材料吸收 的光强不同，影响固化效果。 (5)可调性差。碘镓灯、超高压水银灯等传统的紫外光源辐照强度调节一般是通过 改变多灯管光源中点亮灯管的数目来实现，相应辐照强度在有限几个值之间转变，应用不 够灵活。例如，对于曲面物体各位置只能"一刀切"同等对待，发射固定的紫外光，致使曲面 不同位置吸收的光强有明显差异；而针对不同辐照要求的UV材料，也无法依照材料的需求调整辐射强度。 半导体发光器件大功率UV LED由于具有体积小、耗电少、寿命长、放热少且无需专 门配置冷却设备、光谱集中、固化效率高和绿色环保等特性，可用于作为晒版机制版工艺的 理想光源，其发光原理为在以空穴为主的P型半导体和以电子为主的N型半导体之间有一 个过渡层，称为PN结。在PN结处，空穴和电子复合时以光子的形式把多余的能量释放，发 出一定波长的光。光的波长与现成PN结的材料有关。为了提高感光胶的效率，同时降低能 耗，本专利技术提供一种辐照均匀稳定并且灵活可调的基于大功率UV LED紫外光源，其主要发 出适合于感光胶中感光剂吸收的光(光谱为200 450nm的紫外光和紫光区，峰值波长为 200nm 450nm区间的某个波长，例如峰值波长为403nm或者417nm的光源)，减少其它波 段的光，提高胶印机印刷效率，降低成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种辐照均匀稳定并且灵活可调的用于胶印机的UV LED面光源系统， 其主要发出感光胶中感光剂敏感的光(位于光谱为200nm 450nm的紫外光和紫光区)，减 少其它波段的光，提高胶印机印刷效率，降低固化成本。 本专利技术人为了达成上述目的而进行专心研究，结果发现通过一定的比例集成 200nm 450nm波段内的发出某些特定波长的光的大功率LED,所集成的各大功率LED采用 混联的形式，并且采用有效的光学系统、驱动电源系统和散热系统可以解决上述课题，从而 完成了本专利技术。 即，本专利技术用于胶印机的UV LED面光源系统，其特征在于，包括用于固定大功率UV LED芯片固定基板、在基板上侧配置的驱动电源系统，光学系统以及散热系统。 同现有的固化光源相比，用胶印机的UV LED面光源系统具有以下优点胶印机的 UV LED面光源既可以为点光源，也可以为线光源和面光源，主要发出适合感光胶中感光剂 吸收波长的光，减少或者避免光感光剂不吸收的波段的光。具有寿命长、能耗低、环保、高 效、无污染，基本上不发热，发出的光基本上位于紫外光波段内等特点。附图说明 图1 :用于胶印机的UV LED面光源模组芯片固定基板 图2 :用于胶印机的UV LED面光源模组硅树脂密封框； 图3用于胶印机的UV LED面光源封装模组 图4:散热系统；具体实施例方式下面，参照附图说明本专利技术的具体实施例方式 1、UV LED面光源芯片固定基板 UV LED面光源芯片固定基板用于固定发出位于200nm 450nm波段内的各种波长 的大功率LED芯片，为板状部件。 UV LED面光源芯片固定基板的底部主体材料为铝合金，也可以使用其它热传导性 能高的金属材料或者复合材料，如紫铜，陶瓷等材料。UV LED面光源芯片固定基板上的芯片 固定位置称为金突点，金突点的基体材料为铜，表层镀金，也可采用其它热传导性能高的材 料且表层镀金的方式。金突点表层镀金的作用是当采用银胶粘结大功率LED芯片时，可以 有效的增加大功率LED芯片的粘结效果。金突点和UV LED面光源芯片固定基板的底部主 体材料用耐高温绝缘胶隔离，UV LED面光源芯片固定基板表层均匀涂敷硅树脂胶。 2、驱动电源系统 驱动电源系统为可调的恒流源驱动系统。本专利设计了负反馈放大器与恒流器件 相结合的压控恒流源。恒流源是由放大器和调整管组成的电压-电流变换模块，采样电阻 和基于差分大器的反馈网络组成的负反馈回路。正常工作时，流过大功率LED的负载电流 I经采样电阻产生采样电压，通过反馈网络将其与输入的基准电压进行比较，二者不等时控 制电压-电流变换器调整输出电流信号，从而改变采样电阻的压降，直至采样压与基准电 压之差为零。恒流源的输出电流仅由基准电压和采样电阻决定，而和负载电阻的变化无关。单片机控制系统只需调整基准电压输出电流。 采用集成运算放大器和大功率管做主要器件。集成运放工作在闭环状态，外接少 数几个电阻，构成具有深度负反馈的放大器，因而可用作恒流源。用集成运算放大器作比较 器，有助于提高恒流源的各项性能指标。调整管采用大功率MOS增强型场效应管。场效应 管不同于三极管，采用半导体表面的电场效应进行工作，是电压控制器件，由于它的栅极处 于绝缘状态，输入电阻大大提高，可以有效的提高恒流源的输出精度。 3、光学系统 光学系统可以将UV LED面光源发出的紫外光集中用于感光胶中感光剂吸收。从 大功率LED发出的紫外光本身为发散光，其发散角取决于选取的大功率LED技术参数，这时 辐射范围较大，光功率密度低，单管大功率LED辐射功率一般很难满足实用要求。因此，必 须对大功率LED阵列的发光进行有效处理，以保证足够的辐射强度实现快速有效的胶印印 刷效率，是胶印机的UV LED面光源系统的重要组成部分。 本系统采用了两片式准直系统与阵列排布相结合的方式，利用空间大功率LED阵 列分布的光学结构设计实现全部大功率LED在辐照面上的光功率累加。将大功率LED排布 在基板上，采用材料为石英玻璃、形状为椭圆面、具有角度调节功能的反射聚焦光学镜面， 合理计算空间排布结构尺寸可以有效地对辐照光斑尺寸及均匀性等光束质量进行控制。同 时，通过可控恒流源调节阵列中各大功率LED驱动电流可以控制辐照面的形状以及辐照面 上各处的光功率密度，实现辐照度可调的点光源，线光源和面光源。 4、散热系统 散热系统主要实本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于胶印机的ＵＶ　　ＬＥＤ面光源，是一种直接产生紫外线光的半导体发光器件，属于胶印印刷领域，主要特点是按照一定的比例集成发光波长为２００ｎｍ至４５０ｎｍ的大功率ＬＥＤ芯片形成峰值波长为４００ｎｍ－４２０ｎｍ波段内某个波长的具有一定功率的面光源或者线光源。主要包括固态半导体发光面光源或者线光源、散热基座、驱动电源以及光学聚焦系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志平，
申请(专利权)人：徐志平，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]