CN102574149A - 多列式可缩放led-uv模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紫外光发光二极管(LED-UV)灯，其可在紫外光固化工艺中容易地更换，并可以精细的分辨率在长度上进行缩放，从而使所述紫外光发光二极管灯可容易地针对任何紫外光固化应用而定制。所述紫外光发光二极管灯可包含多列发光二极管，并可包含对应的光学元件，所述光学元件有效地将辐射功率递送至几英寸距离处的基板。

Description

多列式可缩放LED-UV模块

本申请主张于2009年8月27日提出申请的美国临时专利申请案第61/237,455号的权利，2009年12月5日提出申请的美国临时专利申请案第61/267,021号的权利，以及2009年8月27日提出申请的美国临时专利申请案第61/237,436号的权利，这些临时专利申请案以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(light emitting diode；LED)-紫外光(UV)灯。更具体而言，本发明适宜用于其中具有紫外光光敏引发剂的油墨、涂层及粘合剂的紫外光(UV)固化应用中。

背景技术

紫外光发光二极管灯永久性地安装于紫外光固化工艺内。根据所使用的光学元件，可要求将紫外光发光二极管灯相对于基板而定位于特定位置处，以使均匀性及强度最佳。某些紫外光发光二极管灯可以粗糙的分辨率在长度上缩放。

紫外光发光二极管灯在紫外光固化工艺内的安装方式使得在为进行清洁、维护等而移除紫外光发光二极管灯时较为困难并且耗费时间。紫外光发光二极管灯安装于紫外光固化工艺内的固定的位置中，在所述位置(position)内的部位(location)常常取决于紫外光固化发光二极管灯所集成到的加工机械。

紫外光固化工艺内的不同位置可能会要求紫外光发光二极管灯相对于基板处于不同的部位。灯的光学元件所需要的部位与紫外光固化工艺的机械所决定的部位之间可能会产生冲突，从而可能使紫外光发光二极管灯不适合安置于紫外光固化工艺内的特定位置中。

若需要在替代部位处安装灯，则须将现有的灯自现有的部位拆下并将其重新安装于所期望的部位处，或者须购买可能具有重新设计的光学元件的新灯，前一种选择仅适用于当紫外光发光二极管灯的光学元件所需要的部位与在所期望的位置中可获得的位置可共存时。不同波长的紫外光发光二极管灯还将不容易相互替换。

粗的长度可缩放性分辨率可导致可获得的灯长度选项对特定的应用而言过短或过长的现象，从而可能使紫外光发光二极管灯难以或无法安装于某些紫外光固化应用中。例如，若紫外光发光二极管灯的长度可以3英寸的增量进行缩放且需要40英寸的灯，则可用的选项将为39英寸(13×3英寸)或42英寸(14×3英寸)。39英寸的灯将过短且可导致处于灯的端部处的产品不被固化。而42英寸的灯可过长而不能安装于在紫外光固化工艺内所具有的轮廓(envelope)内。

发明内容

发光二极管(LED)安装于可按各种长度制成的短的子总成区段上，所述各区段接着以沿紫外光发光二极管模块的长度延伸的列形式容易地安装于紫外光发光二极管模块内。

通过将发光二极管组装于容易安装至紫外光发光二极管模块内的区段中，将会简化发光二极管的更换过程，并可能降低工艺成本。若发光二极管出现故障，则可将上面组装有该故障发光二极管的区段分离并移除，接着可在其位置上安装新的区段。

发光二极管可能随着使用时间的增加而劣化，且其输出功率可能降低至低于其应用所能接受的水平。在此种情况下，紫外光发光二极管灯的所有者将会选择用新的区段替换原有区段，而不需要更换整个模块。

发光二极管为固态半导体器件。发光二极管的效率及功率输出可随着科学的突破及制造工艺的改良而逐代增加。通过将旧区段替换为具有改良的运行特性的新区段，紫外光发光二极管模块的所有者可容易地对模块进行升级。

提供具有各种长度的区段可使得区段的列的长度以与所有区段均为相同长度时更精细的分辨率进行缩放，同时还可减少组装一列发光二极管所需的部件总数。例如，区段可按3英寸型式、4英寸型式及6英寸型式进行配置。然后，可通过连接2个6英寸的区段来组装成12英寸的一列区段。可通过连接一6英寸的区段、一4英寸的区段及一3英寸的区段来组装成13英寸的一列区段。可通过连接一6英寸的区段及2个4英寸的区段来组装成14英寸的一列区段。发光二极管区段的列可以1英寸的分辨率而组装成各种长度。另一方面，假如仅制作一种区段，例如3英寸型式的，则可能存在的发光二极管列的长度的分辨率将为3英寸，从而使可供定制的长度选项减少。区段可按1英寸的型式制造以获得1英寸的分辨率，但这样做会使形成一列所需要的部件数量增加，从而使组装更复杂。

主模块本体包含沿模块长度延伸的表面，在所述表面上可安装发光二极管区段。

此表面为发光二极管区段提供正确的定位且使发光二极管区段容易安装。

所述主模块本体包含具有冷却剂通道的整体式散热器特征，所述冷却剂通道贯穿所述模块的长度，并被定位成使其通过上面安装有发光二极管区段的所述表面的附近。

所述散热器特征提供一种自发光二极管有效地吸取出热量的简单方法。此可使发光二极管接面温度保持于可接受的低水平，从而使发光二极管的使用寿命最大化。

所述模块被设计成可互换的，从而使其可快速且容易地安装于对接口(docking port)内或自对接口移除而不需要使用工具，所述对接口是刚性地安装于紫外光固化工艺内。

可互换性使得模块能够容易地自紫外光固化工艺移除，以进行清洁、修理、维护等。不同波长的紫外光发光二极管模块均可安装于紫外光固化工艺内，且只要具有对接口，所述模块便可在紫外光固化工艺内的不同位置之间移动。紫外光发光二极管模块自紫外光固化工艺内的相关联对接口的移除和安装过程无需使用工具，且可由不具专业技能的人员完成。

所有必要的连接(例如电源、通信、液体冷却)均是在将紫外光发光二极管模块安装至对接口内时自动形成，并在此后在自对接口移除紫外光发光二极管模块的过程中自动断开。

在紫外光发光二极管模块插入和移除时紫外光发光二极管模块与对接口之间的连接的自动啮合和分离能确保正确地形成连接，且节省时间，并使用户更方便地进行紫外光固化工艺的整个操作。

所有连接装置(例如电气插脚或冷却剂阀门)均被定位成使其不会突出于紫外光发光二极管模块的外表面之外。

通过将所述连接设计成使其不突出于模块的外表面之外，能保护其不被损坏。因为将紫外光发光二极管模块设计成可容易地自紫外光固化工艺中移除，所以将明显地降低因搬运所述模块而可能对连接造成的损坏。

紫外光发光二极管模块可包含使用抛物面形或椭圆形槽式反射器的常见光学设计，所述光学设计允许相对于被固化的基板具有不同的距离及安装位置而不会使均匀性或光学(发光)强度出现明显损失。

发光二极管自身通常显示出郎伯(Lambertian)辐射图案，在此种辐射图案中，发光二极管芯片所输出的光的强度正比于观察点与发光二极管芯片的表面法线之间夹角的余弦。椭圆形或抛物面形槽式反射器可有效地聚集光，并将其非常均匀地投射至相对于紫外光发光二极管模块的底座处于不同距离(即，从几分之一英寸至几英寸)处的基板上而且强度损失非常小。

若不使用反射器，则可能需要将紫外光发光二极管模块放置于距离基板为与光学元件相关的固定距离处，或者比某些紫外光固化工艺或紫外光固化工艺中的某些位置所允许的距离更靠近基板的位置处。可列举单张纸印刷机(sheet-fed printing press)作为实例。在单张纸印刷中，在将纸张递送至纸堆前，要在印刷机端部施用可紫外光固化的涂层，为在施用可紫外光固化的涂层之前“固定”或“干燥”可紫外光固化的油墨或漆点，通常期望在印刷机的喷墨单元施用一种或多种可紫外光固化的油墨后立即对一个或多个紫外光发光二极管模块进行定位。对于喷墨单元固化位置(紧跟于输墨单元后)，为更容易安装，可将紫外光发光二极管模块定位成更靠近(通常为1至3英寸)基板，以便符合由各种类型及型号的印刷机所提供的空间约束。然而，在印刷机端部固化位置处，大部分印刷机所提供的纸张转移方法禁止穿过印刷机端部的纸张递送区域而进行更近的机械定位，并将要求紫外光发光二极管模块安装至远离基板3至5英寸的位置处。假如紫外光发光二极管模块的放置位置过于靠近基板，则紫外光发光二极管模块会碰撞印刷机的移动的机械部分。反射器型光学元件的使用使得本发明紫外光发光二极管模块的单一的可互换式设计能够安装于相对于基板为不同距离处的多个对接位置或安装位置而不会在紫外光固化工艺中造成明显的光学均匀性或发光强度损失，原本在紫外光固化工艺中将具有无法达到的或不切实际的安装位置和/或在工艺的各种位置之间需要使用多种不可互换的紫外光发光二极管模块光学设计。

可获得多种紫外光波长的紫外光发光二极管模块，且每一波长的模块均可与其他模块互换，因此可应用于紫外光固化工艺中的任何对接口。

不同类型的可紫外光固化的产品可在不同波长的紫外光照射下最有效地固化。例如，透明的产品可通过较长波长的紫外光而最有效地固化，而被更重地着色的较暗的产品则可通过较短波长的紫外光而最有效地固化。根据被固化的可紫外光固化的产品的偏好而定，在紫外光固化工艺中互换不同波长的紫外光发光二极管模块的能力可使整个系统的性能最大化。

紫外光发光二极管模块可包含相邻且平行的多列发光二极管，且每一列均照射入对应的槽式反射器。

包含相邻且平行的多列发光二极管会使紫外光发光二极管模块所输出的发光功率增加与发光二极管的列数相等的倍数，其中每一列均照射入对应的槽式反射器。本实施例的单一的灯可具有与单列实施例的多个灯相同的发光功率输出，并且与单列实施例的多个灯相比，具有成本更低及形体因数更小的附加优点。

附图说明

图1为本发明紫外光发光二极管模块的一个实施例的等距视图；

图2a为图1的实施例的俯视图；

图2b为图1的实施例的侧视图；

图2c为图1的实施例的端视图；

图3为图1及图2所示的紫外光发光二极管模块的实施例沿图2b的线A-A的剖面图；

图4为本发明发光二极管区段总成的一个实施例的立体图；

图5为应用槽式反射器来帮助将发光二极管的紫外光传递至基板上的一个实施例的剖面图；

图6为本发明的包含相邻且平行的多列发光二极管及多个槽式反射器的紫外光发光二极管模块的另一实施例的等距视图；

图7a为图6中所示的紫外光发光二极管模块的俯视图；

图7b为图6的紫外光发光二极管模块的侧视图；

图7c为图6中所示的紫外光发光二极管模块的端视图；

图8为图6及图7a至图7c中所示的紫外光发光二极管模块的实施例沿图7b的线A-A的剖面图；以及

图9为应用多个槽式反射器来帮助将发光二极管的紫外光传递至基板上并使可得到的发光功率倍增的一个实施例的图。

应理解，上述各图仅用以例示本发明而非用以限制本发明的范围。

具体实施方式

下文将说明本发明紫外光发光二极管(LED-UV)模块的可能的实施例。以下实例及图式用以教示所属领域的技术人员如何有效地设计及实施本发明，而非用以限制本发明的范围。在本具体说明中所披露的特征及方法可单独使用或与其他特征及方式结合使用来提供本发明的改良装置及其制造方法。本具体说明中所披露的特征及方法可能并非是在最广意义上实践本发明所必需的，提供这些特征及方法是为了使所属领域的技术人员能够更好地理解本发明的细节。

有关本发明紫外光发光二极管灯及用于安装此种灯的对接系统的另一说明存在于代理档案号为第1013.09US02号且名称为“可互换的紫外光发光二极管固化系统(Interchangeable UV LED Curing System)”的美国专利申请案XX/XXX,XXX中，该美国专利申请案是与本申请案同时提交申请且其全部披露内容以引用的方式并入本文中。

参见图1、图2a至图2c及图3，其中显示紫外光发光二极管(LED-UV)模块100，紫外光发光二极管模块100具有电性连接102、冷却剂阀门104、模块本体106、模块罩108、连接端帽110、交叉端帽(cross over end cap)112、对准销114、透明罩116、槽式反射器118、冷却剂通道120、发光二极管区段122及模块本体106上用以安装发光二极管区段122的表面124。

电性连接102位于紫外光发光二极管模块100的连接端126上，并可安装至连接端帽110上。为在操纵紫外光发光二极管模块100的过程中保护电性插脚102不受损坏，电性连接102可按凹陷方式安装至连接端帽110，从而使其不会突出于连接端帽110的外表面之外。电性连接102用以于紫外光固化工艺中将来自紫外光发光二极管模块100的功率以及有可能将通信传送至存在于对接口中的匹配的电性连接。电性连接可为插脚—插孔型连接(pin and socket typeconnection)。

冷却剂阀门104位于紫外光发光二极管模块100的连接端126上，并可安装至连接端帽110上。为在操纵紫外光发光二极管模块100的过程中保护冷却剂阀门104不受损坏，冷却剂阀门104可位于连接端帽110上，从而使其不会突出于连接端帽110的外表面之外。冷却剂阀门104连接至存在于对接口中的匹配的冷却剂阀门，并实现冷却流体的供应及返回以流经紫外光发光二极管模块100。冷却剂阀门104与对接口中的匹配的冷却剂阀门可为弹簧驱动的提升阀型阀门(spring actuated poppet style valve)，其在被啮合时会被推动而自动开启、并在被解除啮合时自动地被弹簧关闭。

模块本体106为紫外光发光二极管模块100的主支撑组件。模块本体106上的两个重要的特征可为用于设置发光二极管区段122的表面124及冷却剂通道120。模块本体106可支撑透明罩116的一个边缘。模块本体106可由例如铝等作为良好热导体的材料通过挤压而形成。

模块罩108用作紫外光发光二极管模块100组装的最后组件，并覆盖所有内部组件。模块罩108可包含使槽式反射器118保持于正确位置及形状的特征。模块罩108可支撑透明罩116的一个边缘。模块罩108可通过挤压形成，且材料可适宜与模块本体106的材料相同。

连接端帽110用作电性连接102、冷却水阀门104及对准销114的安装结构。连接端帽110安装至模块本体106的适当末端，以形成紫外光发光二极管模块100的连接端126。功率及通信通过电性连接102而经连接块110进入紫外光发光二极管模块100内。液体冷却剂在界面128处于冷却剂阀门104与冷却剂通道120之间流动，连接块110在界面128处安装至模块本体106。此界面可使用例如O形圈(o-ring)等垫圈来密封，以防止液体冷却剂在界面128处泄露。

交叉端帽112安装至模块本体106的与连接块110相对的端，以形成紫外光发光二极管模块100的交叉端130。交叉端帽包含通道，此通道将冷却剂通道120中的一者连接至另一者而形成回路，以使液体冷却剂通过冷却剂阀门104中的一者、水通道120中的一者、交叉端帽112中的通道、及水通道120中的另一者而流入紫外光发光二极管模块100内，并接着通过冷却剂阀门104中的另一者流出紫外光发光二极管模块100。交叉端帽112与模块本体106之间的界面132可使用例如O形圈等垫圈来密封，以防止液体冷却剂自界面132处泄露。

对准销114位于紫外光发光二极管模块的连接端上，并可安装至连接块110。对准销114可用于在连接102及104与对接口中所存在的匹配连接进行啮合之前，使连接102及104对准。

透明罩116最适宜由例如石英、玻璃及丙烯酸等具有高的紫外光透明性的耐用材料制成。透明罩116用作保护窗，以保护紫外光发光二极管模块的内部组件、同时允许发光二极管产生的光穿过透明罩。透明罩在一个边缘上可由模块本体106支撑，且在另一相对的边缘上可由模块罩108支撑。透明罩116的端134在一个端上可由连接端帽110所限制，且在另一端上可由交叉端帽112所限制。

反射器118由例如丙烯酸反射镜、抛光金属等对紫外光具有高的反射性的材料制成，并可在安装于紫外光发光二极管模块100内之前成型。反射器118可通过模块罩108中的匹配的特征来保持其位置及形状。反射器可为槽形的，并可包含用于将发光二极管发出的紫外光传递至基板上的抛物面形或椭圆形几何结构。

冷却剂通道120贯穿模块本体106的长度，并被放置成使其经过上面安装有发光二极管区段122的表面124附近。冷却剂通道120有利于移除发光二极管产生的热量，且其尺寸及位置可被确定成使模块本体106的温度在此模块的长度上实质均匀。发光二极管的P/N接面所产生的热量自发光二极管区段122传导至模块本体106内，然后在模块本体106中通过在冷却剂通道120的表面处的对流被传递至液体冷却剂。冷却剂通道可包含突伸入液体冷却剂内的鳍片特征136。鳍片特征136用以增加冷却剂通道120的对流表面积，以及在液体冷却剂中产生湍流，所述湍流将增加相关的对流系数。鳍片特征还可提高模块本体的热传导速率。冷却剂通道120中的鳍片特征136的存在用以增加自模块本体106至液体冷却剂的热对流速率，从而最终降低发光二极管接面温度。降低发光二极管接面温度可使发光二极管的寿命延长。

图4中显示发光二极管区段122的一个实施例。发光二极管区段122可由传热板138、多个发光二极管封装或区段140、热界面材料142及用以将发光二极管封装140附装至传热板138的扣件144组成。发光二极管封装140可为现货供应的封装或者可为定制设计的封装。发光二极管封装140的规格可适宜为：具有低的热阻、具有高功率的紫外光输出、且具有可快速断开的电源端子146。发光二极管区段122可包含例如螺栓孔148等安装特征，从而使其能够以使热量从发光二极管区段122最大程度地传递至模块本体106的方式紧固至模块本体106。多个发光二极管区段122可适宜沿长度方向以端对端配置方式安装至模块本体，以形成长的一长列发光二极管。发光二极管区段140以使发光二极管行密度(即每英寸的LED数目)最大化的方式进行设计，且发光二极管区段140可设计成各种长度，从而当沿长度方向以端对端配置方式组装发光二极管区段140以形成一长列发光二极管时，能实现更精细的长度分辨率。更精细的长度分辨率有利于在各种不同长度的紫外光固化应用中实现可定制性(customizability)。提供各种长度的区段140可使区段140的列的长度能够以比所有区段140均为相同长度时更精细的分辨率进行缩放、同时可减少组装一列发光二极管所需要的部件总数。例如，区段140可配置成3英寸型式、4英寸型式及6英寸型式。然后，可通过连接2个6英寸的区段来组装成12英寸的一列区段140。可通过连接一个6英寸的区段、一个4英寸的区段及一个3英寸的区段来组装成13英寸的一列区段140。可通过连接一个6英寸的区段及2个4英寸的区段来组装成14英寸的一列区段140。发光二极管区段140的列可以1英寸的分辨率而组装成各种长度。另一方面，若仅制造一种区段140，例如3英寸型式的区段140，则可能的发光二极管列长度的分辨率将为3英寸，从而使可供用于实现可定制性的长度选项减少。区段140可按1英寸的型式制造以获得1英寸分辨率，但这样做会使构成一列所需要的部件数量增加，从而使组装更复杂。

图5描绘槽式反射器118的实施方案如何有效地将来自发光二极管的光150传递至几英寸距离处的基板152上。此种类型的光学构造将非常适用于其中无法将紫外光发光二极管模块紧靠基板放置的紫外光固化应用。

某些紫外光固化应用所需要的紫外光功率可能高于仅具有单列发光二极管区段122的紫外光发光二极管模块100所能提供的功率。本发明紫外光发光二极管模块100的替代实施例可由两列或更多列相邻且平列的发光二极管区段122组成，这两列或更多列发光二极管区段122分别照射入单独的槽式反射器118中。

参见图6、图7a至图7c及图8，其中显示紫外光发光二极管模块200，紫外光发光二极管模块200具有电性连接202、冷却剂阀门204、第一模块罩206、第二模块罩208、连接端帽210、交叉端帽212、对准销214、透明罩216、多个槽式反射器218、冷却剂通道220、发光二极管区段122、散热器224及位于散热器224上的用以安装发光二极管区段122的表面226。

电性连接202位于紫外光发光二极管模块200的连接端228上，并可安装至连接端帽210上。电性连接202用以在紫外光固化工艺中将来自紫外光发光二极管模块200的功率及有可能将通信传送至存在于对接口中的匹配的电性连接。电性连接可为插脚—插孔型连接。

冷却剂阀门204位于紫外光发光二极管模块200的连接端228上，并可安装至连接端帽210上。为在操纵紫外光发光二极管模块200的过程中保护冷却剂阀门204不被损坏，冷却剂阀门204可位于连接端帽210上，使其不会突出于连接端帽210的外表面之外。冷却剂阀门204连接至存在于对接口中的匹配的冷却剂阀门，并实现冷却流体的供应及返回以流经紫外光发光二极管模块200。冷却剂阀门204与对接口中的匹配的冷却剂阀门可为弹簧驱动的提升阀型阀门，其在被啮合时会被推动而自动开启，且在被解除啮合时自动地被弹簧关闭。

第一模块罩206覆盖紫外光发光二极管模块200的一侧。第一模块罩206可包含使槽式反射器218中的一者保持于正确的位置及形状的特征，且第一模块罩206可支撑透明罩216的一个边缘。第一模块罩206可由例如铝或塑料等材料通过挤压制成。

第二模块罩208覆盖紫外光发光二极管模块200的另一侧。第二模块罩208可包含使槽式反射器218中的另一者保持于正确的位置及形状的特征，且第二模块罩208可支撑透明罩216的另一边缘。第二模块罩208可由例如铝或塑料等材料通过挤压制成。

连接端帽210用作电性连接202、冷却水阀门204及对准销214的安装结构。连接端帽210安装至紫外光发光二极管模块200的适当末端，以形成紫外光发光二极管模块200的连接端228。功率及通信通过电性连接202而经连接块210到达紫外光发光二极管模块200内部。液体冷却剂在界面230处于冷却剂阀门204与冷却剂通道220之间流动，连接块210在界面230处安装至散热器224。此界面可使用例如O形圈等垫圈来密封，以防止液体冷却剂在界面230处泄露。

交叉端帽212安装至紫外光发光二极管模块200的与连接块210相对的端，以形成紫外光发光二极管模块200的交叉端232。交叉端帽212包含用于将冷却剂通道220中的一者连接至另一者的通道以形成回路，从而使液体冷却剂通过冷却剂阀门204中的一者、水通道220中的一者、交叉端帽212中的通道、及水通道220中的另一者而流入紫外光发光二极管模块200内，并接着通过冷却剂阀门204中的另一者流出紫外光发光二极管模块200。交叉端帽212与模块本体206之间的界面234可使用例如O形圈等垫圈来密封，以防止液体冷却剂自界面234处泄露。

对准销214位于紫外光发光二极管模块的连接端上，并可安装至连接块210。对准销214可用以在连接202及204与对接口中存在的匹配的连接进行啮合之前，使连接102及104对准。

透明罩216最适宜由具有高的紫外光透明性的耐用材料制成。透明罩216用作保护窗，用于保护紫外光发光二极管模块的内部组件、同时允许发光二极管产生的光穿过透明罩216。透明罩216可在一个边缘上由第一模块罩206支撑，且在另一相对的边缘上由第二模块罩208支撑。透明罩216的端234可在一个端上由连接端帽210所限制，且在另一端上由交叉端帽212所限制。

反射器218由对紫外光具有高的反射性的材料制成，并可在安装于紫外光发光二极管模块200内之前成型。反射器218可通过第一模块罩206及第二模块罩208中的匹配特征来保持其位置及形状。反射器218可为槽形的，并可包含用于将发光二极管发出的紫外光传输至基板上的抛物面形或椭圆形几何结构。

冷却剂通道220贯穿散热器224的长度，并被定位成使其经过上面安装有发光二极管区段122的表面226附近。冷却剂通道220有利于移除发光二极管产生的热量。在发光二极管的P/N接面处产生的热量自发光二极管区段122传导至散热器224内，然后在散热器224中通过在冷却剂通道220的表面处的对流被传递至液体冷却剂。冷却剂通道可包含突伸入液体冷却剂内的鳍片特征238。鳍片特征238用以增加冷却剂通道220的对流表面积，以及于液体冷却剂中产生湍流，所述湍流将增加相关的对流系数。鳍片特征238还可提高模块本体的热传导速率。冷却剂通道220中的鳍片特征238的存在用以增加自散热器224至液体冷却剂的热对流速率，从而最终降低发光二极管接面温度。降低发光二极管接面温度可使发光二极管的寿命延长。

图9描绘如何应用多个槽式反射器218来有效地将来自相邻且平行的多列发光二极管的光240传递至几英寸距离244处的基板242上。此种类型的光学构造非常适用于其中无法将紫外光发光二极管模块紧靠基板放置且其中在单一位置需要多个紫外光发光二极管灯100的功率的紫外光固化应用。

本发明的紫外光发光二极管模块100及200可按各种型号生产，其中根据在发光二极管区段122中所使用的发光二极管而定，每一型号均于其光谱输出中具有不同的峰值波长或者可具有多个峰值波长。为在紫外光发光二极管模块100及200的光谱输出中获得多个峰值，可在每一发光二极管区段122中以交错的图案形式混合使用具有不同紫外光波长的发光二极管。在其光谱输出中仅具有单一峰值波长的单一紫外光发光二极管模块100及200属于本发明的精神及范围内。另外，在其光谱输出中具有多个峰值波长的单一紫外光发光二极管模块100及200也属于本发明的精神及范围内。

通过具备分别具有不同峰值波长输出或发出多个峰值波长的不同型号紫外光发光二极管模块100及200、且使紫外光发光二极管模块100及200可在紫外光固化工艺中互换，可提高紫外光固化系统的灵活性。可获得许多具有各种紫外光波长的紫外光发光二极管灯，且某些紫外光发光二极管灯在其光谱输出中具有多种峰值选项。本发明的紫外光发光二极管模块100及200被设计成使其可快速地插入紫外光固化工艺中以及从紫外光固化工艺中移除而不需使用工具，只要相关的对接口被安装于紫外光固化工艺内即可。不具专业技能的人员在几分钟内便可将具有一种紫外光光谱输出的某一型号的紫外光发光二极管模块100及200移除，并插入具有不同紫外光光谱输出的某一型号的模块。

所属领域的一般技术人员将容易理解，在本发明的各种实施例中显示的个别组件可在一定程度上互换，且可附加于其他实施例中或在其他实施例中互换，此并不背离本发明的精神和范围。

在不背离本发明精神的条件下，还可作出许多修改，因此本发明的范围并非仅限于所示及所述的实施例。相反，本发明的范围将由随附权利要求书及其等价范围来决定。

Claims (20)

1.一种紫外光发光二极管灯，包括：

连接端帽，具有电接头及流体接头以及对准销；

交叉端帽；以及

灯本体，设置于所述连接端帽与所述交叉端帽之间，并具有第一多个发光二极管、第一反射器、及散热器，所述第一多个发光二极管发出紫外光辐射，所述第一反射器被定位成将来自所述第一多个发光二极管的紫外光辐射反射并聚焦至基板上，所述散热器用于吸收由所述发光二极管产生的热量。

2.如权利要求1所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，还包括第二多个发光二极管及第二反射器，所述第二反射器被定位成将来自所述第二多个发光二极管的紫外光辐射反射并聚焦至所述基板上。

3.一种紫外光发光二极管灯，包括：

一对端帽；

散热器，安装于所述端帽之间；

第一多个发光二极管子总成部分，安装至所述散热器的第一表面；以及

反射器，被定位成将所述发光二极管子总成部分的辐射反射并聚焦至基板上，

其中所述第一多个发光二极管子总成部分的数量可有所变化，以适应于所述基板的可变宽度或长度。

4.如权利要求3所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，还包括安装至所述散热器的第二表面的第二多个发光二极管子总成部分，其中所述第二多个发光二极管子总成部分的数量可有所变化，以适应于所述基板的所述可变宽度或长度。

5.如权利要求4所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，所述第二多个发光二极管子总成部分所发出的辐射波长不同于所述第一多个发光二极管子总成部分的辐射波长。

6.如权利要求3所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，还包括自所述端帽其中的一者延伸出的多个对准销。

7.如权利要求3所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，还包括一对流体阀门，用于允许冷却剂进入及流出所述散热器。

8.如权利要求7所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，所述散热器界定一对冷却剂通道，其中所述冷却剂通道其中的一者允许冷却剂进入所述散热器，且其中所述冷却剂通道其中的另一者允许冷却剂流出所述散热器。

9.如权利要求7所述的紫外光发光二极管灯，其特征在于，所述冷却剂通道其中的每一者均由突伸入所述液体冷却剂内的鳍片特征进行限界。

10.一种构造用于对基板表面进行紫外光固化的紫外光发光二极管灯的方法，所述方法包括：

选择第一多个发光二极管子总成部分，以适应于所述基板表面的长度或宽度；以及

将所述多个所选的发光二极管子总成部分放置于所述紫外光发光二极管灯内。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

选择第二多个发光二极管子总成部分，以适应于所述基板表面的所述长度或所述宽度；以及

将所述多个所选的发光二极管子总成部分放置于所述紫外光发光二极管灯内。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括对反射器进行定位，以使所述反射器将来自所述发光二极管子总成部分的紫外光辐射反射至所述基板表面。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述发光二极管子总成部分附装至具有一对冷却剂通道的散热器。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将所述反射器及所述发光二极管子总成部分设置于一对端帽之间。

15.一种对沉积于基板上的材料进行固化的方法，所述材料具有紫外光光敏引发剂，所述方法包括将紫外光辐射射向所述基板，所述紫外光辐射由如权利要求1所述的紫外光发光二极管灯发出。

16.一种对沉积于基板上的材料进行固化的方法，所述材料具有紫外光光敏引发剂，所述方法包括将紫外光辐射射向所述基板，所述紫外光辐射由如权利要求3所述的紫外光发光二极管灯发出。

17.一种对沉积于基板上的材料进行固化的方法，所述材料具有紫外光光敏引发剂，所述方法包括将紫外光辐射射向所述基板，所述紫外光辐射由如权利要求4所述的紫外光发光二极管灯发出。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述子总成其中的每一者均固化不同的材料，所述子总成发出不同波长的紫外光辐射。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括冷却所述紫外光子总成部分。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，通过使冷却剂循环流过位于所述散热器中的一对冷却剂通道来冷却所述紫外光子总成部分。

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