RU2813114C2

RU2813114C2 - Method and device for exposing starting material for pattern formation

Info

Publication number: RU2813114C2
Application number: RU2022104264A
Authority: RU
Inventors: Питер ЛЕНССЕНС; Фредерик ДЕФУР
Original assignee: Ксейкон Припресс Н.В.
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2024-02-06

Abstract

FIELD: printing plates.

SUBSTANCE: invention relates to the field of devices and methods for exposing the source material intended for pattern formation, in particular the source material for printing plates, and more specifically to exposing the reverse side of the source material for printing plates. A device for exposing the source material (P), intended for pattern formation, which contains a substrate layer and at least one photosensitive layer, said device contains a supporting structure (10) for transferring the source material, a LED matrix (20) configured to irradiate the photosensitive layer of source material carried by the supporting structure, wherein the LED matrix is configured to simultaneously irradiate a given surface area with a size of at least 900 cm², the LED matrix contains a plurality of subsets (25) of one or more LEDs (21), each from subsets with separate management; a control unit (40) for controlling a plurality of subsets (25) individually and in such a way that the difference in irradiation intensity values of a given surface area is within a given range.

EFFECT: improved control of the exposed area through the use of LEDs.

20 cl, 10 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение относится в общем к области устройств и способов для экспонирования исходного материала, предназначенного для формирования рельефа, в частности, исходного материала для печатных форм, а более конкретно, к экспонированию оборотной стороны исходного материала для печатных форм.The present invention relates generally to the field of devices and methods for exposing a starting material for forming a relief, in particular a starting material for printing plates, and more particularly to exposing the reverse side of a starting material for printing plates.

Уровень техникиState of the art

Рельефные структуры могут быть созданы путем переноса информации в виде изображений на слой, предназначенный для формирования изображений, и удаления частей указанного слоя для формирования изображений. Затем сформированный рельеф можно использовать для переноса информации на этапе печати на подложку. Примером исходного материала, предназначенного для формирования рельефа, является исходный материал для печатной формы. Исходные материалы для гибких печатных форм с цифровым формированием изображения известны и обычно содержат по меньшей мере опорный слой со стабильными размерами, фотополимеризуемый слой и слой для цифрового формирования изображения. Слой для цифрового формирования изображения может представлять собой, например, слой, удаляемый лазером. В случае обычных исходных материалов для печатных форм слой для цифрового формирования изображения заменяется маской, которая прикрепляется к фотополимеризуемому слою.Relief structures can be created by transferring information in the form of images to an image layer and removing portions of said image layer. The formed relief can then be used to transfer information during the printing stage to the substrate. An example of a starting material intended for forming a relief is a starting material for a printing plate. Starting materials for flexible digital imaging printing plates are known and typically comprise at least a dimensionally stable support layer, a photopolymerizable layer, and a digital imaging layer. The digital imaging layer may be, for example, a laser-removable layer. In the case of conventional printing plate materials, the digital imaging layer is replaced by a mask that is attached to the photopolymerizable layer.

Чтобы изготовить печатную форму из исходного материала, предназначенного для формирования рельефа печатной формы, в соответствии с существующими способами, сначала на слой для цифрового формирования изображения записывают маску на основе данных изображения, подлежащих печати. После записи маски пластину экспонируют через маску с помощью облучения таким образом, чтобы фотополимеризующийся слой подвергался полимеризации в областях, не закрытых маской. После экспонирования остатки маски и неполимеризованные части необходимо удалить. Это можно сделать с помощью одной или нескольких жидкостей в моечном аппарате.To produce a printing plate from a starting material for forming a relief of a printing plate, according to existing methods, first a mask is written on the digital imaging layer based on the image data to be printed. After the mask is written, the wafer is exposed through the mask using irradiation so that the photopolymerizable layer undergoes polymerization in areas not covered by the mask. After exposure, mask residues and uncured parts must be removed. This can be done using one or more liquids in the washer.

Известны устройства для экспонирования исходных материалов для печатных форм. Устройство экспонирования может содержать средство облучения для экспонирования передней стороны и средство облучения для экспонирования оборотной стороны. Экспонирование оборотной стороны, как правило, осуществляется с использованием набора ультрафиолетовых (УФ) ламп. Экспонирование оборотной стороны создает твердый слой (основание), на котором формируются рельефные структуры. Экспонирование передней стороны может быть также выполнено с использованием набора УФ-ламп или с использованием подвижного источника УФ-излучения, такого как подвижный лазер или светодиодная линейка. Некоторые устройства экспонирования выполняют экспонирование только передней стороны или только оборотной стороны, в зависимости от предъявляемых требований. В некоторых случаях устройство экспонирования способно экспонировать обе стороны, для этого либо переворачивают форму, либо одну сторону экспонируют через прозрачную подложку. При использовании УФ-ламп весь исходный материал одновременно подвергается экспонированию, и это часто называют сплошным экспонированием. Важной особенностью этого типа экспонирования является однородность светового потока по всей зоне экспонирования. Выходная интенсивность УФ-лампы довольно однородна вдоль ее оси, и при плотной упаковке ламп однородность является достаточной для изготовления печатных форм.Devices for exposing raw materials for printing plates are known. The exposure device may include irradiation means for exposing the front side and irradiation means for exposing the reverse side. Reverse exposure is typically done using a set of ultraviolet (UV) lamps. Exposing the reverse side creates a hard layer (base) on which relief structures are formed. Front side exposure can also be done using a set of UV lamps or using a moving UV light source such as a moving laser or LED bar. Some exposure devices expose only the front side or only the back side, depending on your requirements. In some cases, the exposure device is capable of exposing both sides by either inverting the plate or exposing one side through a transparent backing. When using UV lamps, the entire source material is exposed simultaneously, and this is often called continuous exposure. An important feature of this type of exposure is the uniformity of the light flux throughout the entire exposure area. The output intensity of a UV lamp is fairly uniform along its axis, and when the lamps are tightly packed, the uniformity is sufficient for making printing plates.

Использование светодиодов обусловлено их высокой выходной мощностью, узким спектром излучения и низким энергопотреблением. Из-за высокой интенсивности светодиодов в существующих решениях светодиоды монтируются линейным образом в виде так называемой светодиодной линейки, которая охватывает всю ширину печатной формы. Затем линейка перемещается по форме, и в результате перемещения обеспечивается однородность выходного излучения в направлении сканирования. Попытки использовать светодиоды для сплошного экспонирования до сих пор не увенчались успехом из-за различной мощности выходного излучения отдельных светодиодов. Для повышения однородности применялось относительное перемещение между светодиодной матрицей и подложкой (см., например, WO 2016160301 A1) или распределение интенсивности изменялось с помощью оптических средств и/или зеркал (смотри, например, WO 2017192499 A1). Эти способы сложны, подвержены ошибкам и являются дорогостоящими.The use of LEDs is due to their high output power, narrow emission spectrum and low energy consumption. Due to the high intensity of LEDs, in existing solutions the LEDs are mounted in a linear manner in a so-called LED strip that spans the entire width of the printing plate. The ruler then moves along the mold, and as a result of the movement, uniformity of the output radiation in the scanning direction is ensured. Attempts to use LEDs for continuous exposure have so far been unsuccessful due to the varying output power of individual LEDs. To increase uniformity, relative movement between the LED array and the substrate was applied (see, for example, WO 2016160301 A1) or the intensity distribution was changed using optical means and/or mirrors (see, for example, WO 2017192499 A1). These methods are complex, error-prone, and expensive.

В документе US 2018/0210345 A1 раскрыты способ и устройство для экспонирования фоточувствительных печатных форм с заданной плотностью излучения с основной стороны (сверху) и с заданной плотностью излучения с оборотной стороны (снизу). Способ включает выполнение основного экспонирования с временной задержкой после экспонирования оборотной стороны. Временная задержка между экспонированием оборотной стороны и экспонированием основной стороны оптимизируется для создания меньшего размера стабильных одноточечных элементов на фоточувствительной печатной форме после обработки и меньших размеров отдельных точечных элементов, напечатанных на подложке для печати. Основание пластины можно регулировать посредством экспонирования только оборотной стороны, перед тем как выполняется комбинированное экспонирование - оборотной и основной сторон - с временной задержкой.US 2018/0210345 A1 discloses a method and apparatus for exposing photosensitive printing plates with a given irradiance on the main side (top) and with a given irradiance on the reverse side (bottom). The method includes performing a main exposure with a time delay after exposure of the reverse side. The time delay between reverse side exposure and main side exposure is optimized to produce smaller stable single dots on the photosensitive printing plate after processing and smaller individual dots printed on the printing substrate. The plate base can be adjusted by exposing only the reverse side before a combined exposure of the reverse and main sides is performed with a time delay.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задача вариантов осуществления изобретения состоит в том, чтобы создать устройство и способы экспонирования исходных материалов, предназначенных для формирования рельефа, которые позволяют улучшить управление экспонируемой зоной за счет использовании светодиодов.The object of the embodiments of the invention is to create a device and methods for exposing source materials intended for the formation of relief, which allow improved control of the exposed area through the use of LEDs.

Согласно первому аспекту изобретения предложено устройство для экспонирования исходного материала (Р), предназначенного для формирования рельефа (далее также указан как «исходный материал»), который содержит слой подложки и по меньшей мере один фоточувствительный слой. Устройство содержит несущую конструкцию для переноса исходного материала для формирования рельефа, светодиодную матрицу и блок управления. Светодиодная матрица выполнена с возможностью облучения фоточувствительного слоя исходного материала для формирования рельефа, который несет несущая конструкция, предпочтительно через слой подложки исходного материала для формирования рельефа. Светодиодная матрица выполнена с возможностью одновременного облучения заданной зоны поверхности не менее 900 см², предпочтительно не менее 1000 см², более предпочтительно не менее 2000 см², наиболее предпочтительно не менее 5000 см². Светодиодная матрица содержит множество поднаборов из одного или более светодиодов, причем каждым поднабором можно управлять по отдельности. Блок управления выполнен с возможностью отдельного управления множеством поднаборов таким образом, чтобы изменение интенсивности излучения заданной зоны поверхности находилось в пределах заданного диапазона.According to a first aspect of the invention, there is provided a device for exposing a source material (P) intended for forming a relief (hereinafter also referred to as “starting material”), which contains a substrate layer and at least one photosensitive layer. The device contains a supporting structure for transferring the source material to form the relief, an LED matrix and a control unit. The LED matrix is configured to irradiate a photosensitive layer of the original relief material that is carried by the supporting structure, preferably through a substrate layer of the original relief material. The LED matrix is configured to simultaneously irradiate a given surface area of at least 900 cm ² , preferably at least 1000 cm ² , more preferably at least 2000 cm ² , most preferably at least 5000 cm ² . The LED array contains a plurality of subsets of one or more LEDs, each subset being individually controllable. The control unit is configured to separately control a plurality of subsets so that the change in the radiation intensity of a given surface area is within a given range.

Используя светодиодную матрицу с отдельно управляемыми поднаборами светодиодов, можно регулировать интенсивность излучения поднаборов для получения более или менее однородного облучения зоны поверхности, подлежащей облучению. Таким образом, можно получить основание с практически постоянной толщиной. Кроме того, в случае, когда светодиод выходит из строя, при наличии блока управления, выполненного с возможностью отдельного управления поднаборами, поднаборами можно управлять таким образом, чтобы скомпенсировать неисправные светодиоды, поэтому на однородность это не оказывает существенного влияния, в то время как неисправный светодиод может быть заменен.By using an LED array with separately controllable subsets of LEDs, the emission intensity of the subsets can be adjusted to produce more or less uniform irradiation of the surface area to be irradiated. In this way, it is possible to obtain a base with an almost constant thickness. Additionally, in the event that an LED fails, by having a control unit configured to control the subsets separately, the subsets can be controlled to compensate for the failed LEDs, so uniformity is not significantly affected while the failed LED may be replaced.

Кроме того, при наличии светодиодной матрицы, которая покрывает большую зону, устройство может быть спроектировано таким образом, чтобы исходный материал для формирования рельефа мог подвергаться экспонированию оборотной стороны или передней стороны за один шаг путем активации светодиодной матрицы. Следует отметить, что устройство может быть спроектировано для самых больших размеров исходных материалов для формирования рельефа, и в случае, когда необходимо экспонировать исходные материалы для формирования рельефа с меньшими размерами, например, в случае экспонирования оборотной стороны, может быть активирована только часть светодиодов светодиодной матрицы. Хотя устройство предпочтительно предназначено для экспонирования оборотной стороны через прозрачный слой подложки исходного материала для формирования рельефа, варианты осуществления изобретения также охватывают устройство, в котором светодиодная матрица используется для прямого экспонирования передней стороны без прохождения света через исходный материал для формирования рельефа и несущую конструкцию.In addition, if there is an LED array that covers a large area, the device can be designed such that the original material for relief formation can be exposed to the back side or the front side in one step by activating the LED array. It should be noted that the device can be designed for the largest sizes of original materials for the formation of relief, and in the case where it is necessary to expose the initial materials for the formation of relief with smaller dimensions, for example, in the case of exposure of the reverse side, only part of the LEDs of the LED matrix can be activated . Although the apparatus is preferably configured to expose the reverse side through a transparent layer of the embossing source material substrate, embodiments of the invention also include a device in which an LED array is used to directly expose the front side without passing light through the embossing source material and the supporting structure.

Выполняя управление таким образом, чтобы изменение интенсивности излучения заданной зоны поверхности находилось в определенном диапазоне, можно добиться точного управления изменением толщины основания.By performing control in such a way that the change in the radiation intensity of a given surface area is within a certain range, it is possible to achieve precise control over the change in the thickness of the base.

Кроме того, по сравнению с существующими решениями для экспонирования оборотной стороны с использованием, например, УФ-ламп, потребление энергии и стоимость устройств согласно вариантам осуществления изобретения можно снизить за счет использования светодиодной матрицы. Кроме того, процесс может быть более быстрым, так как нет необходимости в предварительном нагреве, как для УФ-ламп. Кроме того, так как поднаборы светодиодной матрицы можно активировать по отдельности в зависимости от размера исходного материала для формирования рельефа, потребление энергии для форм меньшего размера будет меньше по сравнению с существующими решениями, в которых активируются все УФ-лампы независимо от размера.In addition, compared to existing reverse side exposure solutions using, for example, UV lamps, the energy consumption and cost of devices according to embodiments of the invention can be reduced by using an LED array. In addition, the process can be faster since there is no need for preheating as with UV lamps. Additionally, since subsets of the LED array can be activated individually depending on the size of the source material to form the relief, power consumption for smaller shapes will be less compared to existing solutions in which all UV lamps are activated regardless of size.

Интенсивность излучения в точке заданной зоны поверхности может быть интенсивностью света, измеренной в этой точке в один момент времени и выраженной в Вт/см². Интенсивность излучения предпочтительно представляет собой интенсивность УФ-излучения, измеренную в заданном диапазоне длин волн, например, с использованием датчика, как описано ниже. Когда изменение интенсивности излучения в заданной зоне поверхности находится в пределах заданного диапазона, это означает, что разность между любыми двумя точками заданной зоны поверхности находится в пределах заданного диапазона.The radiation intensity at a point in a given surface area can be the light intensity measured at that point at one point in time and expressed in W/cm ² . The radiation intensity is preferably the intensity of UV radiation measured over a given wavelength range, for example, using a sensor as described below. When the change in radiation intensity in a given surface area is within a specified range, it means that the difference between any two points of a given surface area is within a specified range.

Заданная зона поверхности представляет собой зону поверхности, расположенную на расстоянии от светодиодной матрицы, параллельной плоскости светодиодной матрицы. Предпочтительно расстояние между светодиодной матрицей и заданной зоной поверхности составляет не менее 35 мм. Размеры заданной зоны поверхности являются примерно такими же, как у светодиодной матрицы. Однако в случае, если используется только часть светодиодов светодиодной матрицы, форма и размеры заданной зоны поверхности будут приблизительно соответствовать форме и размеру используемого участка светодиодной матрицы. Исходный материал для формирования рельефа, подлежащий экспонированию, может размещаться таким образом, чтобы заданная зона поверхности располагалась в исходном материале для формирования рельефа и, в частности, по меньшей мере в одном фоточувствительном слое, но заданная зона поверхности может также располагаться на маленьком расстоянии от исходного материала для формирования рельефа, поэтому изменение интенсивности излучения будет более или менее одинаковым для ряда параллельных участков поверхности в пределах определенного диапазона расстояний светодиодной матрицы.The predetermined surface area is a surface area located at a distance from the LED array parallel to the plane of the LED array. Preferably, the distance between the LED matrix and a given surface area is at least 35 mm. The dimensions of a given surface area are approximately the same as that of the LED matrix. However, in the event that only a portion of the LEDs of the LED array are used, the shape and dimensions of the given surface area will approximately correspond to the shape and size of the portion of the LED array being used. The embossing source material to be exposed may be positioned such that a predetermined surface area is located in the embossing source material and, in particular, at least one photosensitive layer, but the predetermined surface area may also be located at a small distance from the original embossing material. material to form a relief, so the change in radiation intensity will be more or less the same for a number of parallel surface areas within a certain distance range of the LED matrix.

Предпочтительно условие относительно того, что изменение интенсивности излучения заданной зоны поверхности находится в пределах заданного диапазона, справедливо для любой зоны поверхности, параллельной плоскости светодиодной матрицы, которая находится на расстоянии от светодиодной матрицы между первым расстоянием (d1) и вторым расстоянием (d2), причем разность между вторым и первым расстоянием (d2-d1) составляет по меньшей мере 1 мм, более предпочтительно не менее 2 мм, еще более предпочтительно не менее 5 мм и наиболее предпочтительно 7 мм.Preferably, the condition that the change in irradiance intensity of a given surface area is within a given range is valid for any surface area parallel to the plane of the LED array that is at a distance from the LED array between the first distance (d1) and the second distance (d2), wherein the difference between the second and first distance (d2-d1) is at least 1 mm, more preferably at least 2 mm, even more preferably at least 5 mm and most preferably 7 mm.

Предпочтительно каждый поднабор из множества поднаборов одного или более светодиодов содержит по меньшей мере четыре светодиода, более предпочтительно светодиодную матрицу по меньшей мере из двух рядов и по меньшей мере двух столбцов. Предпочтительно каждый поднабор содержит менее семнадцати светодиодов, более предпочтительно менее тринадцати светодиодов, еще более предпочтительно менее тринадцати светодиодов. Например, каждый поднабор может содержать массив из 2x2 светодиодов, соединенных последовательно, чтобы можно было совместно управлять интенсивностью излучения, подаваемого четырьмя светодиодами. Поддерживая поднабора относительно маленьким, и используя светодиодные матрицы, можно получить хорошую однородность. В возможном варианте осуществления расстояние между двумя соседними светодиодами одного и того же поднабора меньше, чем расстояние между двумя соседними светодиодами из разных поднаборов.Preferably, each subset of the plurality of subsets of one or more LEDs comprises at least four LEDs, more preferably an LED array of at least two rows and at least two columns. Preferably, each subset contains less than seventeen LEDs, more preferably less than thirteen LEDs, even more preferably less than thirteen LEDs. For example, each subset could contain an array of 2x2 LEDs connected in series so that the intensity of the four LEDs can be controlled together. By keeping the subset relatively small and using LED matrices, good uniformity can be achieved. In a possible embodiment, the distance between two adjacent LEDs of the same subset is less than the distance between two adjacent LEDs from different subsets.

Предпочтительно блок управления выполнен с возможностью управления множеством поднаборов таким образом, чтобы разница в интенсивности излучения заданной зоны поверхности составляла менее 10% от номинального значения, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5%.Preferably, the control unit is configured to control the plurality of subsets such that the difference in radiation intensity of a given surface area is less than 10% of the nominal value, preferably less than 5%, more preferably less than 4%, most preferably less than 1.5%.

Осуществляя управление таким образом, чтобы разница в интенсивности излучения заданной зоны поверхности составляла менее 10%, можно добиться того, чтобы изменение толщины основания экспонированного и проявленного исходного материала для формирования рельефа составляло менее 10%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5% относительно средней толщины основания.By controlling such that the difference in radiation intensity of a given surface area is less than 10%, it is possible to ensure that the change in the base thickness of the exposed and developed relief-forming source material is less than 10%, more preferably less than 4%, most preferably less than 1. 5% relative to the average base thickness.

Согласно второму аспекту изобретения предложено устройство для экспонирования исходного материала для формирования рельефа, которое содержит по меньшей мере один фоточувствительный слой. Устройство содержит несущую конструкцию для переноса исходного материала для формирования рельефа, светодиодную матрицу, по меньшей мере один датчик и блок управления. Светодиодная матрица выполнена с возможностью облучения фоточувствительного слоя исходного материала для формирования рельефа, переносимого несущей конструкцией. Светодиодная матрица содержит множество поднаборов из одного или более светодиодов, причем каждым поднабором можно управлять по отдельности. По меньшей мере один датчик выполнен с возможностью измерения, в множестве местоположений зоны поверхности, облучаемой светодиодной матрицей, значения, представляющего интенсивность излучения. Блок управления выполнен с возможностью отдельного управления множеством поднаборов на основе значений, измеренных по меньшей мере одним датчиком.According to a second aspect of the invention, there is provided a device for exposing a starting material to form a relief, which comprises at least one photosensitive layer. The device contains a supporting structure for transferring the source material to form the relief, an LED matrix, at least one sensor and a control unit. The LED matrix is configured to irradiate the photosensitive layer of the source material to form a relief transferred by the supporting structure. The LED array contains a plurality of subsets of one or more LEDs, each subset being individually controllable. The at least one sensor is configured to measure, at a plurality of locations of a surface area irradiated by the LED array, a value representing the intensity of the radiation. The control unit is configured to separately control a plurality of subsets based on values measured by at least one sensor.

Используя один или более датчиков для измерения интенсивности излучения, можно осуществить управление усовершенствованным способом поднаборами с тем, чтобы получить заданную картину облучения, как правило, однородную картину облучения. Например, когда по меньшей мере один датчик обнаруживает, что один из светодиодов неисправен, можно управлять возбуждением соседних светодиодов, чтобы компенсировать отказ светодиода. Кроме того, например, светодиоды могут стареть по-разному, и эта разница в старении может компенсироваться на основе значений, измеренных по меньшей мере одним датчиком.By using one or more sensors to measure radiation intensity, subsets can be controlled in an improved manner to obtain a given radiation pattern, typically a uniform radiation pattern. For example, when at least one sensor detects that one of the LEDs is faulty, the drive of adjacent LEDs can be controlled to compensate for the LED failure. In addition, for example, LEDs may age differently, and this difference in aging may be compensated based on values measured by at least one sensor.

По меньшей мере один датчик выполнен с возможностью измерения значения, представляющего интенсивность излучения. Это значение может представлять собой, например, интенсивность УФ-излучения (в мВт/см²) и/или общее количество УФ-излучения, то есть дозу облучения (в мДж/см²) в течение заданного периода экспонирования. При необходимости по меньшей мере один датчик может быть выполнен с возможностью измерения трехмерного распределения, покрывающего множество параллельных заданных зон поверхности. В дополнение или в качестве альтернативы, по меньшей мере один датчик может быть установлен таким образом, чтобы можно было регулировать расстояние между светодиодной матрицей и по меньшей мере одним датчиком.At least one sensor is configured to measure a value representing the radiation intensity. This value may represent, for example, the intensity of UV radiation (in mW/cm ² ) and/or the total amount of UV radiation, that is, the radiation dose (in mJ/cm ² ) during a given exposure period. If desired, the at least one sensor may be configured to measure a three-dimensional distribution covering a plurality of parallel predetermined surface areas. In addition or alternatively, the at least one sensor may be mounted such that the distance between the LED array and the at least one sensor can be adjusted.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодная матрица и несущая конструкция закреплены так, чтобы исходный материал для формирования рельефа не перемещался относительно светодиодной матрицы во время экспонирования светодиодной матрицей.In a preferred embodiment, the LED array and support structure are secured such that the patterning source material does not move relative to the LED array during exposure to the LED array.

В предпочтительном варианте осуществления каждый поднабор состоит из одного, двух, трех, четырех или пяти светодиодов. Сохраняя поднаборы достаточно малыми, можно добиться точного управления однородностью. Один или более светодиодов поднабора могут быть одинаковыми или разными.In a preferred embodiment, each subset consists of one, two, three, four or five LEDs. By keeping the subsets small enough, precise control of homogeneity can be achieved. One or more LEDs of a subset may be the same or different.

В предпочтительном варианте осуществления светодиодная матрица выполнена с возможностью экспонирования исходного материала для формирования рельефа через слой его подложки. Однако в других вариантах осуществления устройство можно использовать для прямого экспонирования передней стороны без прохождения света через исходный материал для формирования рельефа или несущую конструкцию.In a preferred embodiment, the LED matrix is configured to expose the source material to form a relief through its substrate layer. However, in other embodiments, the device can be used to directly expose the front side without passing light through the embossing source material or support structure.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство перемещения, выполненное с возможностью перемещения по меньшей мере одного датчика для выполнения измерений в множестве местоположений. Средство перемещения может содержать, например, ремни, рельсы, ходовые винты, ползуны, линейные двигатели и т.д.Preferably, the device further includes moving means configured to move the at least one sensor to perform measurements at multiple locations. The moving means may comprise, for example, belts, rails, lead screws, sliders, linear motors, etc.

Предпочтительно средство перемещения содержит привод, выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере одного датчика по поверхности, параллельной исходному материалу для формирования рельефа, поддерживаемому несущей конструкцией.Preferably, the moving means comprises an actuator configured to move the at least one sensor along a surface parallel to the relief forming source material supported by the supporting structure.

Предпочтительно, блок управления выполнен с возможностью управления светодиодами на основе значений измерений по меньшей мере одним датчиком в множестве местоположений таким образом, чтобы разница в интенсивности излучения в множестве местоположений находилась в пределах заданного диапазона.Preferably, the control unit is configured to control the LEDs based on measurement values of the at least one sensor at the plurality of locations such that the difference in irradiance intensity at the plurality of locations is within a predetermined range.

Множество местоположений может быть расположено вдоль сетки, которую можно выбирать независимо от позиции светодиодов. В качестве альтернативы, может существовать корреляция между позицией светодиодов и множеством местоположений. Предпочтительно количество из множества местоположений равно или превышает количество из множества поднаборов. Например, каждый поднабор может содержать один светодиод, и измерения датчика могут выполняться для каждого светодиода. Однако в зависимости от шаблона, в соответствии с которым размещаются светодиоды, количество местоположений также может быть меньше, чем количество из множества поднаборов.Multiple locations can be arranged along the grid, which can be selected independently of the position of the LEDs. Alternatively, there may be a correlation between the position of the LEDs and multiple locations. Preferably, the number of the plurality of locations is equal to or greater than the number of the plurality of subsets. For example, each subset may contain one LED, and sensor measurements may be performed on each LED. However, depending on the pattern in which the LEDs are placed, the number of locations may also be less than the number of multiple subsets.

Согласно примерному варианту осуществления блок управления выполнен с возможностью ассоциирования одного или более светодиодов с местоположением из множества местоположений. Как правило, один или более светодиодов вблизи местоположения измерения будут влиять на измеренную интенсивность излучения, и блок управления, используя связи между множеством местоположений и светодиодами светодиодной матрицы, сможет регулировать интенсивность излучения светодиодов, которые требуют регулировки для достижения желаемого облучения. Например, три или более светодиодов могут быть ближайшими к местоположению из множества местоположений, и эти три или более светодиодов могут ассоциироваться с этим местоположением. Контроллер может иметь возможность регулировать интенсивность излучения светодиодов вблизи первого местоположения, чтобы она была аналогична интенсивности излучения, измеренной в другом местоположении. Кроме того, контроллер может иметь возможность регулировать интенсивность излучения светодиодов таким образом, чтобы интенсивность излучения в множестве местоположений была аналогичной значению, измеренному в первом местоположении.According to an exemplary embodiment, the control unit is configured to associate one or more LEDs with a location of a plurality of locations. Typically, one or more LEDs near the measurement location will influence the measured irradiance, and the control unit, using the connections between the multiple locations and the LEDs of the LED array, will be able to adjust the irradiance of the LEDs that require adjustment to achieve the desired irradiation. For example, three or more LEDs may be closest to a location among a plurality of locations, and the three or more LEDs may be associated with that location. The controller may be able to adjust the intensity of the LEDs near the first location to be similar to the intensity measured at another location. In addition, the controller may be able to adjust the emission intensity of the LEDs such that the emission intensity at a plurality of locations is similar to the value measured at a first location.

Согласно примерному варианту осуществления контроллер выполнен с возможностью управления поднаборами таким образом, чтобы разница в интенсивности излучения между множеством местоположений составляла менее 10%, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5%.According to an exemplary embodiment, the controller is configured to control the subsets such that the difference in radiation intensity between multiple locations is less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 4%, most preferably less than 1.5%.

Согласно примерному варианту осуществления по меньшей мере один датчик содержит камеру, оптический датчик, датчик, чувствительный к температуре, или их комбинацию. Такие датчики могут включать в себя, например, фотодиоды, в том числе лавинные фотодиоды, фототранзисторы, фотоприемники на фотосопротивлении, линейки датчиков, ПЗС- детекторы, оптические КМОП-детекторы (включая матричные КМОП-детекторы), фотоумножители и матрицы фотоумножителей. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления датчик, такой как фотодиод или фотоумножитель, может содержать дополнительную электронику для формирования или обработки сигналов. Например, датчик может включать в себя по меньшей мере один предварительный усилитель, электронный фильтр или интегрирующую схему. Подходящие предварительные усилители включают в себя интегрирующие, трансимпедансные и токовые предусилители (токовое зеркало).According to an exemplary embodiment, the at least one sensor comprises a camera, an optical sensor, a temperature-sensitive sensor, or a combination thereof. Such sensors may include, for example, photodiodes, including avalanche photodiodes, phototransistors, photoresistive photodetectors, sensor arrays, CCD detectors, CMOS optical detectors (including CMOS array detectors), photomultipliers, and photomultiplier arrays. In accordance with some embodiments, a sensor, such as a photodiode or photomultiplier, may include additional electronics for generating or processing signals. For example, the sensor may include at least one preamplifier, electronic filter, or integrating circuit. Suitable preamplifiers include integrating, transimpedance, and current (current mirror) preamplifiers.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство регулировки расстояния, выполненное с возможностью регулировки расстояния между несущей конструкцией и светодиодной матрицей. Следует отметить, что светодиодную матрицу и/или несущую конструкцию можно перемещать.Preferably, the device further comprises a distance adjusting means configured to adjust the distance between the supporting structure and the LED matrix. It should be noted that the LED matrix and/or supporting structure can be moved.

Используя такие средства регулировки, можно дополнительно улучшить однородность облучения в желаемой плоскости. Например, в зависимости от толщины прозрачного слоя исходного материала для формирования рельефа можно регулировать расстояние между несущей конструкцией и светодиодной матрицей.By using such adjustment means, the uniformity of irradiation in the desired plane can be further improved. For example, depending on the thickness of the transparent layer of the source material for forming the relief, you can adjust the distance between the supporting structure and the LED matrix.

Предпочтительно светодиоды светодиодной матрицы выполнены с возможностью испускания электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от 200 до 2000 нм, более предпочтительно от 250 до 500 нм, еще более предпочтительно от 300 до 450 нм, наиболее предпочтительно от 270 до 410 нм, например, в основном на длине волны 365 нм. Затем по меньшей мере один датчик может быть чувствительным в соответствующем диапазоне длин волн, например, от 200 нм до 2000 нм.Preferably, the LEDs of the LED array are configured to emit electromagnetic radiation with a wavelength in the range from 200 to 2000 nm, more preferably from 250 to 500 nm, even more preferably from 300 to 450 nm, most preferably from 270 to 410 nm, for example, generally at a wavelength of 365 nm. The at least one sensor may then be sensitive in a suitable wavelength range, for example from 200 nm to 2000 nm.

Предпочтительно интенсивность излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности, находится в диапазоне от 0,1 до 2000 мВт/см². Для экспонирования оборотной стороны предпочтительно интенсивность излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности, составляет от 5 до 100 мВт/см², более предпочтительно от 8 до 60 мВт/см², наиболее предпочтительно от 10 до 50 мВт/см². Для экспонирования передней стороны предпочтительно интенсивность излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности, составляет от 30 до 500 мВт/см², более предпочтительно от 50 до 450 мВт/см², наиболее предпочтительно выше 100 мВт/см². Предпочтительно расстояние между светодиодной матрицей и заданной зоной поверхности составляет не менее 35 мм. Заданная зона поверхности может представлять собой зону поверхности в исходном материале для формирования рельефа при установке на/в несущей конструкции или на небольшом расстоянии от исходного материала для формирования рельефа.Preferably, the intensity of the LED radiation incident on a given surface area is in the range from 0.1 to 2000 mW/cm ² . For reverse side exposure, it is preferable that the intensity of LED radiation incident on a given surface area is from 5 to 100 mW/cm ² , more preferably from 8 to 60 mW/cm ² , most preferably from 10 to 50 mW/cm ² . For front side exposure, preferably the intensity of the LEDs incident on a given surface area is from 30 to 500 mW/cm ² , more preferably from 50 to 450 mW/cm ² , most preferably above 100 mW/cm ² . Preferably, the distance between the LED matrix and a given surface area is at least 35 mm. The predetermined surface area may be a surface area in the original patterning material when installed on/in a supporting structure or at a short distance from the original patterning material.

Предпочтительно доза облучения с использованием излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности находится в диапазоне от 0,01 до 200 Дж/см². Для экспонирования оборотной стороны доза облучения с использованием излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности, предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до 100 Дж/см², более предпочтительно от 0,5 до 50 Дж/см², наиболее предпочтительно от 0,5 до 30 Дж/см². Для экспонирования передней стороны доза облучения с использованием излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности, предпочтительно составляет более 10 Дж/см², более предпочтительно более 20 Дж/см².Preferably, the irradiation dose using LED radiation incident on a given surface area is in the range from 0.01 to 200 J/cm ² . For reverse side exposure, the irradiation dose using LED radiation incident on a given surface area is preferably in the range of 0.1 to 100 J/cm ² , more preferably 0.5 to 50 J/cm ² , most preferably 0. 5 to 30 J/ ^cm2 . For front side exposure, the irradiation dose using LED radiation incident on a predetermined surface area is preferably greater than 10 J/cm ² , more preferably greater than 20 J/cm ² .

Светодиодная матрица может быть размещена на одном или нескольких носителях, таких как печатные платы. Например, светодиодная матрица может состоять из наборов меньших по размеру матриц, размещенных на многочисленных светодиодных печатных платах, расположенных рядом друг с другом в одной плоскости. Схема возбуждения для возбуждения светодиодной матрицы может быть размещена на одной или более отдельных печатных платах драйверов. Одна или более печатных плат драйверов могут размещаться в плоскости, параллельной и на расстоянии от плоскости, в которой размещается множество светодиодных печатных плат. Когда исходный материал для формирования рельефа обращен к первой стороне многочисленных светодиодных печатных плат, то одна или более печатных плат драйверов могут быть обращены к другой стороне многочисленных светодиодных печатных плат.The LED matrix can be placed on one or more media, such as printed circuit boards. For example, an LED matrix may consist of sets of smaller matrices placed on multiple LED circuit boards located next to each other in the same plane. Drive circuitry for driving the LED array may be placed on one or more separate driver circuit boards. One or more driver circuit boards may be located in a plane parallel to and spaced from a plane in which a plurality of LED circuit boards are located. When the pattern forming source material faces a first side of the plurality of LED circuit boards, the one or more driver circuit boards may face the other side of the plurality of LED circuit boards.

Предпочтительно расстояние между отдельными светодиодами светодиодной матрицы составляет по меньшей мере 5 мм, более предпочтительно не менее 7 мм и предпочтительно менее 100 мм, более предпочтительно менее 30 мм. Такие расстояния позволяют получить достаточно однородную интенсивность излучения в заданной плоскости, параллельной плоскости, в которой расположена светодиодная матрица.Preferably, the distance between the individual LEDs of the LED array is at least 5 mm, more preferably at least 7 mm, and preferably less than 100 mm, more preferably less than 30 mm. Such distances make it possible to obtain a fairly uniform radiation intensity in a given plane parallel to the plane in which the LED matrix is located.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство охлаждения, выполненное с возможностью охлаждения светодиодной матрицы. Средство охлаждения может быть, например, средством охлаждения, выполненным с возможностью выработки газового потока, как правило, воздушного потока. Дополнительно или альтернативно может использоваться средство охлаждения с жидким хладагентом.Preferably, the device further comprises cooling means configured to cool the LED array. The cooling means may be, for example, a cooling means configured to generate a gas stream, typically an air stream. Additionally or alternatively, a cooling means with a liquid coolant can be used.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство возбуждения, выполненное с возможностью возбуждения светодиодной матрицы, предпочтительно с помощью сигналов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Как объяснено выше, средство возбуждения может содержать схему возбуждения, размещенную на одной или более отдельных печатных платах драйверов, и одна или более печатных плат драйверов могут быть расположены в плоскости, параллельной и на расстоянии от плоскости, в которой размещаются многочисленные светодиодные печатные платы. Более конкретно, блок управления может быть выполнен с возможностью изменения рабочего цикла ШИМ-сигналов для изменения интенсивности излучения, испускаемого поднабором одного или более светодиодов. Средство возбуждения может возбуждать поднаборы, используя ток или напряжение.Preferably, the device further comprises driving means configured to drive the LED array, preferably using pulse width modulation (PWM) signals. As explained above, the drive means may include drive circuitry disposed on one or more individual driver circuit boards, and the one or more driver circuit boards may be located in a plane parallel to and spaced from a plane in which the plurality of LED circuit boards are located. More specifically, the control unit may be configured to vary the duty cycle of the PWM signals to vary the intensity of radiation emitted by a subset of one or more LEDs. The drive means may drive the subsets using current or voltage.

Предпочтительно несущая конструкция содержит опорную конструкцию, на которую может опираться исходный материал для формирования рельефа, и опорная конструкция является по меньшей мере частично прозрачной для излучения, испускаемого светодиодной матрицей.Preferably, the support structure includes a support structure on which the source material can rest to form the relief, and the support structure is at least partially transparent to the radiation emitted by the LED array.

Предпочтительно несущая конструкция содержит любой из следующих компонентов: стеклянная пластина, полимерная пластина, сетка, набор роликов, барабан, конструкция, выполненная с возможностью подвешивания исходного материала для формирования рельефа, конструкция, выполненная с возможностью натяжения исходного материала для формирования рельефа.Preferably, the supporting structure comprises any of the following components: a glass plate, a polymer plate, a mesh, a set of rollers, a drum, a structure configured to suspend the source material for forming a relief, a structure configured to tension the source material to form a relief.

В примерном варианте осуществления устройство может содержать корпус с входом и выходом, и при необходимости исходный материал для формирования рельефа может автоматически подаваться через вход в положение на несущей конструкции, облучаться и затем удаляться из устройства через выход. Другими словами, варианты осуществления изобретения позволяют создать полностью автоматизированную поточную систему.In an exemplary embodiment, the device may include a housing with an inlet and an outlet, and, if desired, the patterning feed material can be automatically supplied through the inlet to a position on the support structure, irradiated, and then removed from the device through the outlet. In other words, embodiments of the invention make it possible to create a fully automated in-line system.

Вход и выход могут быть как с одной, так и с противоположных сторон. Вход и выход могут быть выполнены с возможностью соединения с другими блоками.The entrance and exit can be on one or opposite sides. The input and output may be configured to be connected to other blocks.

Устройство может содержать систему транспортировки для автоматической транспортировки исходного материала для формирования рельефа через устройство.The device may include a transport system for automatically transporting the starting material for forming the relief through the device.

Система транспортировки может содержать средство транспортировки, выбранное из группы, содержащей бесконечную конвейерную ленту, пару цепей или ремней (с толкающими блоками), пару ходовых винтов, ходовой привод, фрикционный привод и их комбинации.The conveyance system may comprise a conveyance means selected from the group consisting of an endless conveyor belt, a pair of chains or belts (with push blocks), a pair of lead screws, a ground drive, a friction drive, and combinations thereof.

Система транспортировки может дополнительно содержать по меньшей мере одно средство крепления для прикрепления исходного материала для формирования рельефа к средству транспортировки. Средство крепления может представлять собой транспортировочную пластину с множеством выводов, продолжающихся через край исходного материала для формирования рельефа. В качестве альтернативы, можно использовать зажимное средство для зажима исходного материала для формирования рельефа. Транспортировочная пластина может быть выполнена с возможностью присоединения к переднему краю исходного материала для формирования рельефа, при этом система транспортировки выполнена с возможностью протягивания транспортировочной пластины с присоединенным исходным материалом для формирования рельефа через корпус. Когда система транспортировки содержит два ходовых винта, концевые участки транспортировочной пластины могут быть снабжены выемками, приспособленными для соединения с ходовыми винтами.The transport system may further comprise at least one fastening means for attaching the starting material for forming a relief to the transport means. The fastening means may be a transport plate with a plurality of leads extending across the edge of the parent material to form a relief. Alternatively, clamping means can be used to clamp the starting material to form the relief. The transport plate may be configured to be attached to a leading edge of the patterning source material, wherein the transport system is configured to pull the transport plate with the attached patterning source material through the housing. When the transport system includes two lead screws, the end portions of the transport plate may be provided with recesses adapted to connect to the lead screws.

Дополнительные компоненты могут быть частью устройства. Такие дополнительные компоненты могут быть выбраны из группы, содержащей источник питания, дополнительный источник света для экспонирования передней стороны, дополнительные средства транспортировки, двигатели, датчики и их комбинации. Дополнительный источник света может быть выбран из группы, содержащей светодиод, люминесцентную лампу, лампу-вспышку, набор излучающих свет ламп, расположенных линейно, (сканирующий) лазер, ЖК-экран, проекционную систему (например, с подвижными зеркалами), лазеры и их комбинации (которые могут быть стационарными и/или подвижными). Additional components may be part of the device. Such additional components may be selected from the group consisting of a power supply, an additional front side exposure light source, additional transportation means, motors, sensors, and combinations thereof. The additional light source may be selected from the group consisting of an LED, a fluorescent lamp, a flash lamp, a set of light-emitting lamps arranged in a linear arrangement, a (scanning) laser, an LCD screen, a projection system (for example, with movable mirrors), lasers, and combinations thereof (which can be stationary and/or mobile).

В возможном варианте осуществления дополнительным источником света может быть дополнительная светодиодная матрица, предпочтительно дополнительная светодиодная матрица, которая описана выше. Другими словами, изобретение охватывает варианты осуществления, в которых светодиодная матрица, как описано выше, используется для экспонирования оборотной стороны, варианты осуществления, в которых светодиодная матрица, как описано выше, используется для экспонирования передней стороны, и варианты осуществления, в которых первая светодиодная матрица, как описано выше, используется для экспонирования оборотной стороны, и вторая светодиодная матрица, как описано выше, используется для экспонирования передней стороны.In a possible embodiment, the additional light source may be an additional LED array, preferably an additional LED array as described above. In other words, the invention covers embodiments in which the LED array as described above is used for exposing the reverse side, embodiments in which the LED array as described above is used for exposing the front side, and embodiments in which the first LED array , as described above, is used to expose the back side, and the second LED array, as described above, is used to expose the front side.

В предпочтительном варианте осуществления экспонирование оборотной стороны выполняют одновременно с экспонированием передней стороны. Например, экспонирование оборотной стороны может быть выполнено с использованием светодиодной матрицы согласно любому из вариантов осуществления, раскрытых выше, и экспонирование передней стороны может быть выполнено с использованием светодиодной матрицы или другого подходящего источника света одновременно с экспонированием оборотной стороны, то есть одно и то же место исходного материала для формирования рельефа может подвергаться экспонированию как с оборотной стороны, так и с передней стороны.In a preferred embodiment, exposure of the reverse side is performed simultaneously with exposure of the front side. For example, exposure of the reverse side may be performed using an LED array according to any of the embodiments disclosed above, and exposure of the front side may be performed using an LED array or other suitable light source simultaneously with exposure of the reverse side, i.e., at the same location source material for relief formation can be exposed both from the reverse side and from the front side.

При необходимости блок управления управляет компонентами устройства, а также компонентами других блоков в технологической цепочке. Таким образом, различные операции, которые необходимо выполнять над исходным материалом для формирования рельефа, могут координироваться одним блоком управления. Следует отметить, что блок управления также может быть распределенным средством управления с рядом модулей управления, осуществляющих управление независимым или зависимым образом.If necessary, the control unit controls the components of the device, as well as components of other blocks in the process chain. In this way, the various operations that need to be performed on the source material to form the relief can be coordinated by one control unit. It should be noted that the control unit may also be a distributed control with a number of control modules exercising control in an independent or dependent manner.

Блок управления также может быть выполнен с возможностью управления синхронизацией экспонирования передней и оборотной сторон с тем, чтобы экспонирование оборотной стороны выполнялось с использованием светодиодной матрицы согласно любому из вариантов осуществления, раскрытых выше, и экспонирование передней стороны выполнялось с использованием светодиодной матрицы или другого подходящего источника света одновременно с экспонированием оборотной стороны, то есть одно и то же пятно исходного материала для формирования рельефа может экспонироваться как с оборотной стороны, так и с передней стороны.The control unit may also be configured to control the timing of exposure of the front and back sides such that exposure of the back side is performed using an LED array according to any of the embodiments disclosed above, and exposure of the front side is performed using an LED array or other suitable light source simultaneously with the exposure of the reverse side, that is, the same spot of the source material for the formation of relief can be exposed both from the reverse side and from the front side.

Согласно примерному варианту осуществления зона облучаемой поверхности разделена по меньшей мере на две зоны, которые облучаются с разной интенсивностью излучения, причем разница в интенсивности излучения в разных местоположениях в пределах каждой зоны предпочтительно составляет менее 10%, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5%; или разница по толщине основания экспонированного и проявленного исходного материала для формирования рельефа составляет менее 10%, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5% толщины основания.In an exemplary embodiment, the area of the irradiated surface is divided into at least two zones that are irradiated at different radiation intensities, wherein the difference in radiation intensity at different locations within each zone is preferably less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 4% , most preferably less than 1.5%; or the difference in base thickness of the exposed and developed relief forming source material is less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 4%, most preferably less than 1.5% of the base thickness.

За счет разделения зоны облучаемой поверхности по меньшей мере на две зоны можно использовать различную интенсивность излучения в этих зонах, так что можно получить по меньшей мере два основания с различной толщиной.By dividing the zone of the irradiated surface into at least two zones, it is possible to use different radiation intensities in these zones, so that at least two bases with different thicknesses can be obtained.

В соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ экспонирования исходного материала для формирования рельефа, который содержит слой подложки, предпочтительно прозрачный слой подложки, и по меньшей мере один фоточувствительный слой. Способ содержит этапы: использования светодиодной матрицы, при необходимости светодиодной матрицы устройства в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления, для испускания излучения на фоточувствительный слой исходного материала для формирования рельефа, предпочтительно через слой подложки исходного материала для формирования рельефа, таким образом, чтобы одновременно облучалась заданная зона поверхности фоточувствительного слоя по меньшей мере 900 см², причем упомянутая светодиодная матрица содержит множество поднаборов из одного или более светодиодов, при этом каждым поднабором можно управлять по отдельности; отдельного управления множеством поднаборов и таким образом, чтобы изменение интенсивности излучения заданной зоны поверхности находилось в заданном диапазоне, и предпочтительно таким образом, чтобы различие в интенсивности излучения составляло менее 10%, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5%. According to another aspect of the invention, there is provided a method for exposing a starting material to form a relief, which comprises a substrate layer, preferably a transparent substrate layer, and at least one photosensitive layer. The method comprises the steps of: using an LED array, optionally an LED array device in accordance with any of the previous embodiments, to emit radiation onto a photosensitive layer of a patterning source material, preferably through a substrate layer of the patterning source material, such that it is simultaneously irradiated a predetermined surface area of the photosensitive layer of at least 900 cm ² , wherein said LED array comprises a plurality of subsets of one or more LEDs, each subset being individually controllable; separately controlling a plurality of subsets and such that the change in radiation intensity of a given surface area is within a predetermined range, and preferably such that the difference in radiation intensity is less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 4%, most preferably less than 1 ,5%.

В соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ калибровки устройства экспонирования, содержащего светодиодную матрицу, например, устройства экспонирования в соответствии с любым из приведенных выше вариантов осуществления. Способ содержит этапы: использования светодиодной матрицы для испускания излучения на заданную зону поверхности; причем упомянутая светодиодная матрица содержит множество поднаборов из одного или более светодиодов, при этом каждым поднабором можно управлять по отдельности; измерения, в множестве местоположений заданной зоны поверхности, значения, характеризующего интенсивность излучения; определения схемы управления для управления множеством поднаборов на основе значений, измеренных по меньшей мере одним датчиком, для получения желаемой картины облучения заданной зоны поверхности.In accordance with another aspect of the invention, there is provided a method for calibrating an exposure device comprising an LED array, for example, an exposure device in accordance with any of the above embodiments. The method comprises the steps of: using an LED matrix to emit radiation onto a given surface area; wherein said LED matrix comprises a plurality of subsets of one or more LEDs, each subset being individually controllable; measuring, at a plurality of locations of a given surface area, a value characterizing the intensity of the radiation; determining a control scheme for controlling the plurality of subsets based on the values measured by the at least one sensor to obtain a desired irradiation pattern of a given surface area.

Способ калибровки можно периодически повторять, и она позволяет компенсировать старение или выход из строя светодиодов светодиодной матрицы. Предпочтительно, чтобы настройки интенсивности излучения для отдельных светодиодов сохранялись и/или применялись для экспонирования других исходных материалов для формирования рельефа, при этом предпочтительно, чтобы перед повторным выполнением процедуры калибровки экспонировалось большое количество исходных материалов для формирования рельефа.The calibration method can be repeated periodically and can compensate for aging or failure of the LEDs in the LED array. Preferably, the irradiance settings for individual LEDs are stored and/or used to expose other patterning materials, and it is preferred that a large number of patterning stocks be exposed before repeating the calibration procedure.

Предпочтительно желаемая картина облучения является по существу однородной картиной облучения.Preferably, the desired irradiation pattern is a substantially uniform irradiation pattern.

Предпочтительно измерение в множестве местоположений выполняется путем перемещения по меньшей мере одного датчика таким образом, чтобы по меньшей мере один датчик выполнял измерения в множестве местоположений. Множество местоположений может быть выбрано, как объяснено выше, в связи с другим аспектом изобретения.Preferably, the multi-location measurement is performed by moving the at least one sensor such that the at least one sensor performs multiple-location measurements. Multiple locations may be selected, as explained above, in connection with another aspect of the invention.

В примерном варианте осуществления измерение и управление содержит этапы:In an exemplary embodiment, measurement and control comprises the steps:

позиционирования по меньшей мере одного датчика в первой позиции в плоскости, параллельной плоскости светодиодной матрицы, причем упомянутая первая позиция ассоциируется с одним или несколькими первыми соседними светодиодами светодиодной матрицы;positioning at least one sensor at a first position in a plane parallel to the plane of the LED array, said first position being associated with one or more first adjacent LEDs of the LED array;

измерения излучения в первом местоположении, ассоциированном с первой позицией по меньшей мере одного датчика;measuring radiation at a first location associated with a first position of the at least one sensor;

позиционирования по меньшей мере одного датчика в дополнительной позиции в упомянутой плоскости, причем упомянутая дополнительная позиция ассоциируется с одним или несколькими дополнительными соседними светодиодами светодиодной матрицы;positioning at least one sensor at an additional position in said plane, said additional position being associated with one or more additional adjacent LEDs of the LED array;

измерения интенсивности излучения в другом местоположении, ассоциированном с дополнительной позицией по меньшей мере одного датчика;measuring radiation intensity at another location associated with an additional position of the at least one sensor;

регулировки излучения одного или нескольких первых и/или дополнительных соседних светодиодов таким образом, чтобы уменьшить разность между интенсивностью излучения в первом местоположении и в другом местоположении;adjusting the radiation of one or more first and/or additional adjacent LEDs so as to reduce the difference between the radiation intensity at the first location and at the other location;

где при необходимости вышеописанные этапы повторяются для одного и того же и/или для других местоположений.where, if necessary, the above steps are repeated for the same and/or for other locations.

При необходимости, облучаемая зона может быть покрыта сеткой, в которой расстояние между линиями сетки равно или больше, чем наименьшее расстояние между светодиодами светодиодной матрицы, и по меньшей мере один датчик может позиционироваться на пересечении линий сетки.If desired, the irradiated area may be covered with a grid, in which the distance between the grid lines is equal to or greater than the smallest distance between the LEDs of the LED array, and at least one sensor may be positioned at the intersection of the grid lines.

Предпочтительно первая и последующие позиции по меньшей мере одного датчика выбираются таким образом, чтобы по меньшей мере один соседний светодиод в первой позиции был соседним светодиодом в дополнительной позиции. Preferably, the first and subsequent positions of the at least one sensor are selected such that at least one adjacent LED in the first position is an adjacent LED in the additional position.

Согласно примерному варианту осуществления измеренные значения излучения в множестве местоположений собираются и сохраняются, и для регулировки интенсивности отдельных светодиодов до целевого значения используется алгоритм с тем, чтобы разность между различными местоположениями составляла менее 10% от интенсивности излучения в первой позиции, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5%. In an exemplary embodiment, measured irradiance values at multiple locations are collected and stored, and an algorithm is used to adjust the intensity of individual LEDs to a target value such that the difference between the various locations is less than 10% of the irradiance at the first position, preferably less than 5%, more preferably less than 4%, most preferably less than 1.5%.

Изобретение также относится к способу экспонирования исходного материала для формирования рельефа, который содержит слой подложки и по меньшей мере один фоточувствительный слой, причем упомянутый способ содержит способ калибровки в соответствии с любым из вышеприведенных вариантов осуществления и этап облучения фоточувствительного слоя исходного материала для формирования рельефа с желаемой картиной облучения с использованием определенной схемы управления.The invention also relates to a method for exposing a starting material to form a relief, which comprises a substrate layer and at least one photosensitive layer, said method comprising a calibration method in accordance with any of the above embodiments and a step of irradiating the photosensitive layer of the starting material to form a relief with the desired irradiation pattern using a specific control scheme.

В соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ калибровки устройства экспонирования, содержащего светодиодную матрицу, например, устройства экспонирования в соответствии с любым из приведенных выше вариантов осуществления. Способ содержит этапы: использования светодиодной матрицы для испускания излучения в заданной зоне фоточувствительного слоя исходного материала для формирования рельефа таким образом, чтобы отверждались упомянутые заданные зоны; причем упомянутая светодиодная матрица содержит множество поднаборов из одного или более светодиодов, при этом каждым поднабором можно управлять по отдельности; удаления отвержденного участка исходного материала для формирования рельефа; измерения изменений толщины отвержденного участка; определение схемы управления для управления множеством поднаборов на основе измеренных изменений толщины для получения желаемой картины облучения в заданной зоне.In accordance with another aspect of the invention, there is provided a method for calibrating an exposure device comprising an LED array, for example, an exposure device in accordance with any of the above embodiments. The method comprises the steps of: using an LED matrix to emit radiation in a predetermined zone of a photosensitive layer of the source material to form a relief so that said predetermined zones are cured; wherein said LED matrix comprises a plurality of subsets of one or more LEDs, each subset being individually controllable; removing the cured portion of the starting material to form a relief; measuring changes in thickness of the cured area; defining a control scheme to control multiple subsets based on measured thickness changes to obtain a desired irradiation pattern in a given area.

Процедуру калибровки можно периодически повторять, и она позволяет компенсировать старение или выход из строя светодиодов светодиодной матрицы. Предпочтительно, чтобы настройки интенсивности излучения для отдельных светодиодов сохранялись и/или применялись для экспонирования других исходных материалов для формирования рельефа.The calibration procedure can be repeated periodically and compensates for aging or failing LEDs in the LED array. It is preferable that the irradiance settings for individual LEDs be stored and/or used to expose other source materials to form a relief.

Удаление отвержденного участка исходного материала для формирования рельефа можно выполнить с помощью растворителя или путем термического проявления.Removal of the cured portion of the starting material to form the relief can be accomplished using a solvent or by thermal development.

При необходимости облучаемая зона может быть покрыта сеткой, в которой расстояние между линиями сетки равно или больше наименьшего расстояния между светодиодами, и можно измерить толщину в точках пересечения линий сетки. Позиции измерений толщины могут быть выбраны таким образом, чтобы по меньшей мере один соседний светодиод, ассоциированный с первой позицией, также является соседним светодиодом в дополнительной позиции.If necessary, the irradiated area can be covered with a grid in which the distance between the grid lines is equal to or greater than the smallest distance between the LEDs, and the thickness can be measured at the points of intersection of the grid lines. Thickness measurement positions may be selected such that at least one adjacent LED associated with the first position is also an adjacent LED in the additional position.

Согласно примерному варианту осуществления измеренные значения толщины собираются и сохраняются, и для регулировки интенсивности отдельных светодиодов до целевого значения используется алгоритм с тем, чтобы разность между различными местоположениями составляла менее 10% от интенсивности излучения в первой позиции, предпочтительно менее 5%, более предпочтительно менее 4%, наиболее предпочтительно менее 1,5%.In an exemplary embodiment, measured thickness values are collected and stored, and an algorithm is used to adjust the intensity of individual LEDs to a target value so that the difference between different locations is less than 10% of the irradiance at the first position, preferably less than 5%, more preferably less than 4 %, most preferably less than 1.5%.

Изобретение также относится к способу экспонирования исходного материала для формирования рельефа, который содержит слой подложки и по меньшей мере один фоточувствительный слой, упомянутый способ содержит способ калибровки в соответствии с любым из вышеприведенных вариантов осуществления и этап облучения фоточувствительного слоя другого исходного материала для формирования рельефа с желаемой картиной с использованием определенной схемы управления.The invention also relates to a method of exposing a starting material to form a relief, which contains a substrate layer and at least one photosensitive layer, said method comprising a calibration method in accordance with any of the above embodiments and the step of irradiating a photosensitive layer of another starting material to form a relief with the desired picture using a specific control scheme.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложен способ экспонирования исходного материала для формирования рельефа, содержащий следующие этапы:In accordance with yet another aspect of the invention, there is provided a method for exposing a starting material to form a relief, comprising the following steps:

a) предоставление устройства согласно любому из вариантов осуществления, описанных выше,a) providing a device according to any of the embodiments described above,

b) выполнение процедуры калибровки согласно любому из вариантов осуществления, описанных выше,b) performing a calibration procedure according to any of the embodiments described above,

b) предоставление исходного материала для формирования рельефа, содержащего слой подложки и по меньшей мере один фоточувствительный слой,b) providing a starting material for forming the relief, comprising a substrate layer and at least one photosensitive layer,

d) при необходимости выполнение предварительного экспонирования с использованием дополнительного источника света,d) if necessary, perform preliminary exposure using an additional light source,

e) при необходимости позиционирование исходного материала для формирования рельефа на по меньшей мере частично прозрачной подложке,e) optionally positioning the starting material to form the relief on the at least partially transparent substrate,

f) выполнение экспонирования исходного материала для формирования рельефа с настройками интенсивности, полученными на этапе b),f) performing exposure of the source material to form the relief with the intensity settings obtained in step b),

g) при необходимости выполнение экспонирования с использованием дополнительного источника света,g) if necessary, performing exposure using an additional light source,

h) при необходимости дополнительные этапы.h) additional steps if necessary.

Этап b) может быть выполнен после этапа c), d) или e).Step b) can be performed after step c), d) or e).

Этап f) может быть выполнен через слой подложки исходного материала для формирования рельефа. Этап f) и этап g) могут выполняться одновременно или последовательно. Этап f) может представлять собой экспонирование оборотной стороны, и этап g) может представлять собой экспонирование передней стороны или наоборот. Step f) may be performed through a base material substrate layer to form a relief. Step f) and step g) can be performed simultaneously or sequentially. Step f) may be exposing the back side, and step g) may be exposing the front side, or vice versa.

Предварительное экспонирование на этапе d) может быть выполнено с использованием источника света, выбранного из группы, содержащей светодиод, флуоресцентную лампу, лампу-вспышку, набор трубчатых ламп, расположенных линейным образом, (сканирующий) лазер, ЖК-экран, световая проекционная система (например, с подвижными зеркалами) и их комбинации. Во время этапа предварительного экспонирования, коэффициент пропускания слоя исходного материала для формирования рельефа изменяется способом формирования изображения (включая абляцию и изменение коэффициента пропускания).The pre-exposure in step d) may be performed using a light source selected from the group consisting of an LED, a fluorescent lamp, a flash lamp, an array of tube lamps arranged in a linear pattern, a (scanning) laser, an LCD screen, a light projection system (eg , with movable mirrors) and their combinations. During the pre-exposure step, the transmittance of the pattern-forming source material layer is changed by the imaging method (including ablation and transmittance modification).

Необязательные дополнительные этапы этапа h) могут быть выбраны из группы, состоящей из удаления неотвержденного материала, промывки, сушки, нагревания, последующего экспонирования, шлифовки и их комбинаций.The optional additional steps of step h) may be selected from the group consisting of removal of uncured material, washing, drying, heating, post-exposure, grinding, and combinations thereof.

a) предоставление исходного материала для формирования рельефа со слоем подложки и по меньшей мере одним фоточувствительным слоем,a) providing a starting material for forming a relief with a substrate layer and at least one photosensitive layer,

b) экспонирование исходного материала для формирования рельефа однородным излучением, испускаемым светодиодной матрицей через слой подложки,b) exposing the source material to form a relief with uniform radiation emitted by the LED matrix through the substrate layer,

c) при необходимости дополнительные этапыc) additional steps if necessary

где на этапе b) не используется маска или средство формирования изображения, при этом разница в интенсивности излучения в различных местоположениях исходного материала для формирования рельефа составляет менее 10%.wherein step b) does not use a mask or imaging means, and the difference in radiation intensity at different locations of the original relief material is less than 10%.

Любой из признаков, описанных выше, может быть объединен с этим способом, когда это возможно. Предпочтительно однородная интенсивность излучения находится в диапазоне 0,1-2000 мВт/см². Предпочтительно доза облучения, доставляемая на этапе b), находится в диапазоне 0,01-200 Дж/см².Any of the features described above can be combined with this method whenever possible. Preferably, the uniform radiation intensity is in the range of 0.1-2000 mW/cm ² . Preferably, the radiation dose delivered in step b) is in the range of 0.01-200 J/cm ² .

При необходимости перед этапом b) можно выполнить предварительное экспонирование с использованием источника света, выбранного из группы, содержащей светодиод, флуоресцентную лампу, лампу-вспышку, набор трубчатых ламп, расположенных линейным образом, (сканирующий) лазер, ЖК-экран, световая проекционная система (например, с подвижными зеркалами) и их комбинации. При необходимости могут быть выполнены дополнительные этапы, например, этапы, выбранные из группы, состоящей из удаления неотвержденного материала, промывки, сушки, нагревания, последующего экспонирования, шлифовки и их комбинации.If necessary, prior to step b), a pre-exposure can be performed using a light source selected from the group consisting of an LED, a fluorescent lamp, a flash lamp, an array of tube lamps arranged in a linear pattern, a (scanning) laser, an LCD screen, a light projection system ( for example, with movable mirrors) and their combinations. Additional steps may be performed as necessary, for example steps selected from the group consisting of removal of uncured material, washing, drying, heating, post-exposure, grinding, and combinations thereof.

Исходные материалы для формирования рельефа могут быть исходным материалом для элемента, выбранного из группы, включающей: форму для флексографской печати, форму для рельефной печати, форму для высокой печати, форму для глубокой печати, (гибкую) печатную плату, электронный элемент, микрожидкостный элемент, микрореактор, форетическую ячейку, фотонный кристалл и оптический элемент, линзу Френеля.The starting materials for forming the relief may be the starting material for an element selected from the group consisting of: a flexographic printing plate, a relief printing plate, a letterpress printing plate, an intaglio printing plate, a (flexible) printed circuit board, an electronic element, a microfluidic element, microreactor, phoretic cell, photonic crystal and optical element, Fresnel lens.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Сопроводительные чертежи используются для иллюстрации предпочтительных в настоящее время неограничивающих примерных вариантов осуществления устройства и способа согласно настоящему изобретению. Вышеупомянутые и другие преимущества, признаки и задачи изобретения станут более очевидными, и изобретение станет более понятным из последующего подробного описания после его прочтения совместно с сопроводительными чертежами, на которых:The accompanying drawings are used to illustrate currently preferred non-limiting exemplary embodiments of the apparatus and method of the present invention. The above and other advantages, features and objects of the invention will become more apparent and the invention will be better understood from the following detailed description after reading the same in conjunction with the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 – схематичный вид в перспективе примерного варианта осуществления устройства для экспонирования исходного материала для формирования рельефа;fig. 1 is a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a device for exposing a source material to form a relief;

фиг. 1А – вид в разрезе исходного материала для формирования рельефа;fig. 1A – cross-sectional view of the source material for forming the relief;

фиг. 1В – вид светодиодной матрицы, иллюстрирующий позицию заданной зоны поверхности на расстоянии светодиодной матрицы;fig. 1B is a view of the LED matrix illustrating the position of a given surface area at a distance from the LED matrix;

фиг. 2А – вид сверху примерного варианта осуществления светодиодной матрицы;fig. 2A is a top view of an exemplary LED array embodiment;

фиг. 2В – вид сверху другого примерного варианта осуществления светодиодной матрицы;fig. 2B is a top view of another exemplary LED array embodiment;

фиг. 3 – вид в перспективе примерного варианта осуществления устройства для экспонирования исходного материала для формирования рельефа;fig. 3 is a perspective view of an exemplary embodiment of a device for exposing a source material to form a relief;

фиг. 4 – подробный вид в перспективе примерного варианта осуществления, показанного на фиг. 3;fig. 4 is a detailed perspective view of the exemplary embodiment shown in FIG. 3;

фиг. 5 – подробный вид в перспективе сенсорного средства примерного варианта осуществления, показанного на фиг. 3;fig. 5 is a detailed perspective view of the sensor means of the exemplary embodiment shown in FIG. 3;

фиг. 6 – подробный вид в перспективе печатных плат для светодиодов и их драйверов примерного варианта осуществления, показанному на фиг. 3; иfig. 6 is a detailed perspective view of the printed circuit boards for the LEDs and their drivers of the exemplary embodiment shown in FIG. 3; And

фиг. 7А и 7В – схематичные виды в разрезе двух дополнительных примерных вариантов осуществления изобретения.fig. 7A and 7B are schematic cross-sectional views of two additional exemplary embodiments of the invention.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

На фиг. 1 схематично показано устройство для экспонирования исходного материала Р для формирования рельефа. Исходный материал Р для формирования рельефа показан в разрезе на фиг. 1А и содержит слой Ls подложки, в данном случае слой подложки, прозрачный для излучения светодиодов, смотри далее, и по меньшей мере один фоточувствительный слой Lp. Устройство содержит несущую конструкцию 10 для переноса исходного материала Р для формирования рельефа, светодиодную матрицу 20, средство 30 возбуждения для возбуждения светодиодной матрицы 20, блок 40 управления для управления средством 30 возбуждения и по меньшей мере один датчик 50. Светодиодная матрица 20 выполнена с возможностью облучения фоточувствительного слоя Lp исходного материала Р для формирования рельефа, который переносится несущей конструкцией 10.In fig. 1 schematically shows a device for exposing the source material P to form a relief. The starting material P for forming the relief is shown in section in FIG. 1A and comprises a substrate layer Ls, in this case a substrate layer transparent to the emission of the LEDs, see below, and at least one photosensitive layer Lp. The device contains a supporting structure 10 for transferring the source material P for forming a relief, an LED matrix 20, an excitation means 30 for exciting the LED matrix 20, a control unit 40 for controlling the excitation means 30 and at least one sensor 50. The LED matrix 20 is configured to be irradiated photosensitive layer Lp of the source material P to form a relief that is transferred by the supporting structure 10.

Несущая конструкция 10 обеспечивает горизонтальную опору для исходного материала для формирования рельефа и может представлять собой, например, прозрачную пластину. Однако в других вариантах осуществления несущая конструкция 10 может быть выполнена с возможностью обеспечения наклонной опоры, или вертикального подвешивания исходного материала для формирования рельефа или натяжения исходного материала для формирования рельефа таким образом, чтобы исходный материал для формирования рельефа продолжался в плоскости. Несущая конструкция 10 выполнена таким образом, чтобы исходный материал для формирования рельефа, переносимый несущей конструкцией, простирался по существу параллельно плоскости, в которой расположена светодиодная матрица 20.The supporting structure 10 provides horizontal support for the source material for forming the relief and can be, for example, a transparent plate. However, in other embodiments, the support structure 10 may be configured to provide an inclined support, or to vertically suspend the embossing material, or to tension the embossing material so that the embossing material continues in a plane. The support structure 10 is configured such that the relief material carried by the support structure extends substantially parallel to the plane in which the LED array 20 is located.

Светодиодная матрица 20 выполнена с возможностью одновременного облучения заданной зоны поверхности S по меньшей мере 900 см², смотри также фиг. 1В. Светодиодная матрица 20 содержит множество поднаборов 25 из одного или более светодиодов 21, причем управление каждым поднабором 25 осуществляется по отдельности в том смысле, что интенсивность излучения, подаваемого первым поднабором 25, можно регулировать независимо от интенсивности другого поднабора 25. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и 2А, каждый поднабор 25 содержит один светодиод 21, которым можно управлять отдельно. Однако, как показано на фиг. 2В, ряд светодиодов 21 может быть сгруппировано в поднабор 25, например, ряд светодиодов 21, соединенных последовательно, при этом управление поднабором 25 может осуществляться по отдельности. В примере, показанном на фиг. 2В, каждый поднабор 25 содержит четыре светодиода 21, при этом можно управлять интенсивностью, подаваемой совместно четырьмя светодиодами.The LED matrix 20 is configured to simultaneously irradiate a given surface area S of at least 900 cm ² , see also FIG. 1B. The LED array 20 includes a plurality of subsets 25 of one or more LEDs 21, with each subset 25 being individually controlled in the sense that the intensity of the radiation supplied by the first subset 25 can be adjusted independently of the intensity of the other subset 25. In the exemplary embodiment shown in fig. 1 and 2A, each subset 25 contains one LED 21 that can be controlled separately. However, as shown in FIG. 2B, a row of LEDs 21 may be grouped into a subset 25, such as a row of LEDs 21 connected in series, and the subset 25 may be controlled individually. In the example shown in FIG. 2B, each subset 25 contains four LEDs 21, and the intensity supplied collectively by the four LEDs can be controlled.

Светодиодная матрица 20 выполнена с возможностью облучения фоточувствительного слоя Lp исходного материала Р для формирования рельефа через слой Ls подложки исходного материала Р для формирования рельефа, то есть устройство предназначено для экспонирования оборотной стороны. Однако, как показано на схематичном виде на фиг. 7А, можно также реализовать светодиодную матрицу 20’ со светодиодами 21’ для экспонирования передней стороны или, как показано на фиг. 7В, реализовать две светодиодные матрицы 20, 20’ для экспонирования передней и оборотной сторон. Светодиоды 21 могут быть размещены на одной или более печатных платах светодиодов.The LED matrix 20 is configured to irradiate the photosensitive layer Lp of the source material P to form a relief through the substrate layer Ls of the source material P to form a relief, that is, the device is designed to expose the reverse side. However, as shown in the schematic view in FIG. 7A, it is also possible to implement an LED array 20' with LEDs 21' for front side exposure or, as shown in FIG. 7B, implement two LED matrices 20, 20’ to expose the front and back sides. The LEDs 21 may be placed on one or more LED circuit boards.

Блок 40 управления выполнен с возможностью управления множеством поднаборов 25 по отдельности таким образом, чтобы изменение интенсивности излучения заданной зоны поверхности находилось в пределах заданного диапазона. Заданная зона поверхности может соответствовать, например, опорной плоскости исходного материала для формирования рельефа или плоскости на маленьком расстоянии над упомянутой опорной плоскостью. В идеальном случае заданная зона поверхности соответствует плоскости, в которой расположен фоточувствительный слой Lp, подлежащий облучению.The control unit 40 is configured to control a plurality of subsets 25 individually so that the change in the radiation intensity of a given surface area is within a given range. The predetermined surface area may correspond, for example, to a reference plane of the source material for forming the relief or a plane at a small distance above said reference plane. Ideally, a given surface area corresponds to the plane in which the photosensitive layer Lp to be irradiated is located.

Светодиодная матрица 20 с отдельно управляемыми поднаборами 25 светодиодов 21 позволяет регулировать интенсивность излучения поднаборов 21 для получения управляемого излучения и, в частности, более или менее однородного облучения заданной зоны S поверхности, подлежащей облучению. Таким образом, можно получить основание с управляемой толщиной и, в частности, основание по существу с постоянной толщиной. Кроме того, когда светодиод 21 выходит из строя, при наличии блока 40 управления, выполненного с возможностью отдельного управления поднаборами 21, поднаборами 21 можно управлять таким образом, чтобы компенсировать выход из строя светодиода, поэтому на однородность это не оказывает существенного влияния.The LED matrix 20 with separately controllable subsets 25 of LEDs 21 makes it possible to adjust the emission intensity of the subsets 21 to obtain controlled radiation and, in particular, more or less uniform irradiation of a given area S of the surface to be irradiated. In this way, it is possible to obtain a base with a controlled thickness and, in particular, a base with a substantially constant thickness. In addition, when the LED 21 fails, with the control unit 40 configured to control the subsets 21 separately, the subsets 21 can be controlled to compensate for the failure of the LED, so the uniformity is not significantly affected.

Как показано на фиг. 1В, заданная зона S поверхности представляет собой зону поверхности, расположенную на расстоянии от светодиодной матрицы 20, параллельной плоскости светодиодной матрицы. Расстояние ds между светодиодной матрицей 20 и заданной зоной S поверхности предпочтительно составляет не менее 35 мм. Размеры заданной зоны S поверхности примерно такие же, как у светодиодной матрицы 20. Однако, если используется только часть светодиодов 21 светодиодной матрицы 20, форма и размеры заданной зоны S поверхности будут приблизительно соответствовать форме и размеру используемого участка светодиодной матрицы 20. Исходный материал Р для формирования рельефа, подлежащий экспонированию, может быть расположен таким образом, чтобы заданная зона S поверхности располагалась в исходном материале Р для формирования рельефа и, в частности, по меньшей мере в одном фоточувствительном слое Lp, но заданная зона поверхности также может быть расположена на маленьком расстоянии от исходного материала для формирования рельефа, так как изменение интенсивности излучения будет более или менее одинаковым для ряда параллельных зон поверхности в пределах определенного диапазона расстояний светодиодной матрицы. Предпочтительно условие относительно того, что изменение интенсивности излучения заданной зоны S поверхности находится в пределах заданного диапазона, справедливо для любой зоны поверхности, параллельной плоскости светодиодной матрицы 20, которая находится на расстоянии от светодиодной матрицы между первым расстоянием d1 и вторым расстояние d2, при этом разность между вторым и первым расстоянием (d2-d1) составляет не менее 1 мм, более предпочтительно не менее 2, еще более предпочтительно не менее 5 мм и наиболее предпочтительно 7 мм. На фиг. 1B показано, что для всех зон S поверхности между S1 и S2 выполняется это условие. Таким образом, условие можно легко выполнить во всем слое Lp, подлежащем отверждению.As shown in FIG. 1B, a predetermined surface area S is a surface area located at a distance from the LED array 20 parallel to the plane of the LED array. The distance ds between the LED array 20 and the predetermined surface area S is preferably at least 35 mm. The dimensions of the predetermined surface area S are approximately the same as that of the LED array 20. However, if only a portion of the LEDs 21 of the LED array 20 are used, the shape and dimensions of the predetermined surface area S will approximately correspond to the shape and size of the used portion of the LED array 20. Raw material P for The relief forming material to be exposed may be positioned such that the predetermined surface area S is located in the relief forming source material P and in particular in at least one photosensitive layer Lp, but the predetermined surface area can also be located at a small distance from the source material to form the relief, since the change in radiation intensity will be more or less the same for a number of parallel surface zones within a certain distance range of the LED matrix. Preferably, the condition that the change in irradiance intensity of a given surface area S is within a given range is valid for any surface area parallel to the plane of the LED array 20, which is located at a distance from the LED array between the first distance d1 and the second distance d2, wherein the difference between the second and first distance (d2-d1) is at least 1 mm, more preferably at least 2, even more preferably at least 5 mm and most preferably 7 mm. In fig. 1B shows that for all zones S of the surface between S1 and S2 this condition is satisfied. Thus, the condition can be easily satisfied in the entire Lp layer to be cured.

По меньшей мере один датчик 50 выполнен с возможностью измерения, в множестве точек L1, L2, L3, L1", L2", L3" и т.д. (смотри фиг. 2А) зоны поверхности, облучаемой светодиодной матрицей 20, значения, представляющего интенсивность излучения в упомянутом множестве местоположений L1, L2, L3, L1", L2", L3". Эта зона поверхности может быть такой же, как упомянутая выше заданная зона поверхности, или может быть расположена в другой плоскости, параллельной плоскости светодиодной матрицы 20. Затем блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления множеством поднаборов 25 по отдельности на основе значений, измеренных по меньшей мере одним датчиком. Множество местоположений может соответствовать позициям, расположенным над множеством светодиодов 21, как показано на фиг. 2А, но измерения также могут выполняться в других местоположениях L1, L2, L3, как показано на фиг. 2В. В более общем плане можно использовать любую схему расположения, которая позволяет получить репрезентативное изображение облучения на соответствующем участке поверхности. Устройство содержит средство перемещения (не показано), выполненное с возможностью перемещения по меньшей мере одного датчика 50 в плоскости, параллельной матрице 20 светодиодов, в направлении X и в направлении Y для выполнения измерений в множестве местоположений. Средство перемещения может содержать привод, выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере одного датчика 50 в плоскости, параллельной исходному материалу Р для формирования рельефа, который несет несущая конструкция 10. Плоскость, в которой перемещается по меньшей мере один датчик 50, может быть плоскостью исходного материала Р для формирования рельефа, плоскостью, расположенной на расстоянии выше упомянутого исходного материала Р для формирования рельефа или на расстоянии ниже упомянутого исходного материала Р для формирования рельефа. При необходимости по меньшей мере один датчик 50 может быть выполнен с возможностью измерения трехмерного распределения, покрывающего множество параллельных заданных зон S поверхности между S1 и S2. В дополнение или в качестве альтернативы, по меньшей мере один датчик 50 может быть установлен таким образом, чтобы можно было регулировать расстояние в направлении Z между светодиодной матрицей 20 и по меньшей мере одним датчиком 50.At least one sensor 50 is configured to measure, at a plurality of points L1, L2, L3, L1", L2", L3", etc. (see FIG. 2A) the area of the surface irradiated by the LED array 20, a value representing radiation intensity at said plurality of locations L1, L2, L3, L1", L2", L3". This surface area may be the same as the above-mentioned predetermined surface area, or may be located in a different plane parallel to the plane of the LED array 20. Then, the control unit 40 may be configured to control a plurality of subsets 25 individually based on the values measured by at least one sensor. The plurality of locations may correspond to positions located above the plurality of LEDs 21, as shown in FIG. 2A, but measurements can also be made at other locations L1, L2, L3, as shown in FIG. 2B. More generally, any arrangement can be used that provides a representative image of the irradiation at the relevant surface area. The device includes moving means (not shown) configured to move at least one sensor 50 in a plane parallel to the LED array 20 in an X direction and in a Y direction to perform measurements at multiple locations. The moving means may comprise an actuator configured to move at least one sensor 50 in a plane parallel to the source material P to form a relief carried by the supporting structure 10. The plane in which the at least one sensor 50 moves may be the plane of the source material P for forming a relief, a plane located at a distance above said source material P for forming a relief or at a distance below said source material P for forming a relief. If necessary, at least one sensor 50 may be configured to measure a three-dimensional distribution covering a plurality of parallel predetermined surface areas S between S1 and S2. In addition or alternatively, the at least one sensor 50 may be mounted such that the distance in the Z direction between the LED array 20 and the at least one sensor 50 can be adjusted.

Блок 40 управления может быть выполнен с возможностью управления светодиодами 21 на основе значений измерений по меньшей мере одним датчиком 50 в множестве местоположений таким образом, чтобы разница в интенсивности излучения в множестве местоположений находилась в пределах заданного диапазона, когда желательно получить по существу однородное облучение и, таким образом, по существу постоянную толщину слоя полимеризованного фоточувствительного слоя Lp.The control unit 40 may be configured to control the LEDs 21 based on measurement values from at least one sensor 50 at a plurality of locations such that the difference in irradiance intensity at the multiple locations is within a predetermined range where it is desired to obtain substantially uniform irradiation and, thus, the layer thickness of the polymerized photosensitive layer Lp is substantially constant.

При необходимости устройство дополнительно содержит средство регулировки расстояния (не показано), выполненное с возможностью регулировки расстояния d между несущей конструкцией 10 и светодиодной матрицей 20. Таким образом, расстояние d можно оптимизировать для того, чтобы излучение было максимальным в зоне, подлежащей облучению.If necessary, the device further includes a distance adjusting means (not shown) configured to adjust the distance d between the supporting structure 10 and the LED array 20. Thus, the distance d can be optimized so that the radiation is maximum in the area to be irradiated.

Предпочтительно светодиоды 21 светодиодной матрицы 20 выполнены с возможностью испускания электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от 270 до 410 нм. Предпочтительно светодиоды 21 излучают УФ-излучение. Интенсивность излучения светодиодов, падающего на заданную зону поверхности, предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 200 мВт/см², и/или доза облучения с использованием светодиодов 21 составляет от 1 до 100 Дж/см². Расстояние dl между отдельными светодиодами 21 светодиодной матрицы 20, смотри фиг. 2А, может составлять по меньшей мере 5 мм, предпочтительно не менее 7 мм и предпочтительно менее 100 мм.Preferably, the LEDs 21 of the LED array 20 are configured to emit electromagnetic radiation with a wavelength in the range from 270 to 410 nm. Preferably, the LEDs 21 emit UV radiation. The irradiation intensity of the LEDs incident on a given surface area is preferably in the range of 1 to 200 mW/cm ² , and/or the irradiation dose using the LEDs 21 is from 1 to 100 J/cm ² . The distance dl between the individual LEDs 21 of the LED matrix 20, see FIG. 2A may be at least 5 mm, preferably at least 7 mm and preferably less than 100 mm.

Устройство дополнительно содержит средство 60 охлаждения, выполненное с возможностью охлаждения светодиодной матрицы 20. Средство 60 охлаждения может быть выполнено с возможностью направления воздушного потока под светодиодную матрицу 20 и, в частности, под одну или более светодиодных печатных плат, на которых установлены светодиоды 21.The device further includes cooling means 60 configured to cool the LED array 20. Cooling means 60 may be configured to direct air flow under the LED array 20 and, in particular, under one or more LED printed circuit boards on which the LEDs 21 are mounted.

Средство 30 возбуждения выполнено с возможностью возбуждения светодиодной матрицы 20 предпочтительно с помощью сигналов с широтно-импульсной модуляцией. Средство 30 возбуждения может содержать одну или более печатных плат драйверов, на которых установлена схема возбуждения. Печатные платы драйверов могут быть расположены в плоскости, параллельной печатным платам светодиодов, под печатными платами светодиодов.The drive means 30 is configured to drive the LED array 20 preferably using pulse width modulated signals. The drive means 30 may comprise one or more driver circuit boards on which the drive circuit is mounted. The driver circuit boards can be located in a plane parallel to the LED circuit boards, underneath the LED circuit boards.

Используя светодиодную матрицу с отдельно управляемыми поднаборами светодиодов, интенсивность излучения поднаборов можно регулировать таким образом, чтобы получить более или менее однородное облучение зоны поверхности, подлежащей облучению. Таким образом, можно получить основание по существу с постоянной толщиной. Кроме того, когда светодиод выходит из строя, при наличии блока управления, выполненного с возможностью отдельного управления поднаборами, поднаборами можно управлять таким образом, чтобы скомпенсировать неисправные светодиоды, поэтому на однородность это не оказывает существенного влияния, в то время как неисправный светодиод может быть заменен.By using an LED array with separately controllable subsets of LEDs, the emission intensity of the subsets can be adjusted to provide more or less uniform irradiation of the surface area to be irradiated. In this way, it is possible to obtain a base with a substantially constant thickness. Additionally, when an LED fails, by having a control unit configured to control the subsets separately, the subsets can be controlled to compensate for the failed LEDs, so uniformity is not significantly affected, while the failed LED can be replaced .

Кроме того, при наличии светодиодной матрицы, которая покрывает большую зону, устройство может быть спроектировано таким образом, чтобы исходный материал для формирования рельефа мог подвергаться экспонированию оборотной стороны за один этап путем активации светодиодной матрицы. Следует отметить, что устройство может быть спроектировано для самых больших исходных материалов для формирования рельефа, и в случае, когда необходимо экспонировать меньшие по размеру исходные материалы для формирования рельефа, например, в случае экспонирования оборотной стороны, может быть активирована только часть светодиодов (достаточная для покрытия размера меньшей пластины) светодиодной матрицы Хотя устройство предпочтительно предназначено для экспонирования оборотной стороны через прозрачный слой подложки исходного материала для формирования рельефа, варианты осуществления изобретения также охватывают устройство, в котором светодиодная матрица используется для экспонирования передней стороны.In addition, if there is an LED array that covers a large area, the device can be designed so that the original material for the relief formation can be exposed to the reverse side in one step by activating the LED array. It should be noted that the device can be designed for the largest original materials for the formation of relief, and in the case where it is necessary to expose smaller source materials for the formation of relief, for example, in the case of exposure of the reverse side, only a part of the LEDs can be activated (enough for coating of a smaller wafer size) of the LED matrix. Although the device is preferably configured to expose the reverse side through a transparent base material substrate layer to form a relief, embodiments of the invention also encompass a device in which the LED matrix is used to expose the front side.

Кроме того, по сравнению с существующими решениями для экспонирования оборотной стороны с использованием, например, УФ-ламп, потребление энергии и стоимость вариантов осуществления изобретения могут быть ниже при использовании светодиодной матрицы. Кроме того, процесс может быть более быстрым, так как нет необходимости в предварительном нагреве, как в случае УФ-ламп. Кроме того, так как поднаборы светодиодной матрицы можно активировать по отдельности в зависимости от размера исходного материала для формирования рельефа, потребление энергии для пластин меньшего размера будет меньше по сравнению с существующими решениями, в которых активируются все УФ-лампы независимо от размера.In addition, compared to existing reverse side exposure solutions using, for example, UV lamps, the energy consumption and cost of embodiments of the invention can be lower when using an LED array. In addition, the process can be faster since there is no need for preheating as is the case with UV lamps. Additionally, since subsets of the LED array can be activated individually depending on the size of the source material to form the relief, power consumption for smaller wafers will be less compared to existing solutions that activate all UV lamps regardless of size.

Согласно примерному варианту осуществления устройство, показанное на фиг. 1, можно использовать следующим образом. Управление светодиодной матрицей 20 осуществляется для испускания излучения на фоточувствительный слой исходного материала Р для формирования рельефа через слой подложки исходного материала Р для формирования рельефа таким образом, чтобы заданная зона поверхности облучалась одновременно, при этом управление множеством поднаборов осуществляется по отдельности, и поэтому изменение интенсивности излучения заданной зоны поверхности находится в пределах заданного диапазона.According to an exemplary embodiment, the device shown in FIG. 1 can be used as follows. The LED array 20 is controlled to emit radiation onto the photosensitive layer of the pattern-forming source material P through the substrate layer of the pattern-forming source material P so that a predetermined surface area is irradiated simultaneously, with multiple subsets being controlled separately and therefore changing the irradiation intensity of a given surface area is within a given range.

Перед использованием устройства его можно откалибровать любым из следующих способов. Согласно первому возможному варианту осуществления способ калибровки содержит использование светодиодной матрицы 20 для испускания излучения на заданную зону поверхности; измерение в множестве точек L1, L2, L3 и т.д. заданной зоны поверхности значения, характеризующего интенсивность излучения, с использованием по меньшей мере одного датчика 50; определение схемы управления для управления множеством поднаборов 21 на основе измеренных значений для получения желаемой картины облучения заданной зоны поверхности. Желаемая картина облучения может быть по существу однородной картиной облучения для того, чтобы получить основание по существу с постоянной толщиной, но также может быть картиной с разными зонами облучения, чтобы получить основание с разной толщиной.Before using your device, you can calibrate it using any of the following methods. According to a first exemplary embodiment, the calibration method comprises using an LED array 20 to emit radiation onto a predetermined surface area; measurement at multiple points L1, L2, L3, etc. a given surface area of a value characterizing the radiation intensity using at least one sensor 50; determining a control scheme for controlling the plurality of subsets 21 based on the measured values to obtain a desired irradiation pattern of a given surface area. The desired irradiation pattern may be a substantially uniform irradiation pattern in order to obtain a base with a substantially constant thickness, but can also be a pattern with different irradiation zones in order to obtain a base with different thicknesses.

Измерение в множестве местоположений L1, L2, L3 и т.д. может быть выполнено путем перемещения по меньшей мере одного датчика 50 таким образом, чтобы по меньшей мере один датчик выполнял измерения в множестве местоположений. Например, измерение и управление могут содержать:Measurement at multiple locations L1, L2, L3, etc. may be accomplished by moving at least one sensor 50 such that the at least one sensor takes measurements at multiple locations. For example, measurement and control may include:

позиционирование по меньшей мере одного датчика 50 в первой позиции в плоскости, параллельной плоскости светодиодной матрицы, причем упомянутая первая позиция ассоциируется с одним или несколькими первыми соседними светодиодами светодиодной матрицы;positioning at least one sensor 50 at a first position in a plane parallel to the plane of the LED array, said first position being associated with one or more first adjacent LEDs of the LED array;

измерение интенсивности излучения в первом местоположении L1, ассоциированном с первой позицией по меньшей мере одного датчика 50;measuring radiation intensity at a first location L1 associated with a first position of at least one sensor 50;

позиционирование по меньшей мере одного датчика 50 в дополнительной позиции в упомянутой плоскости, причем упомянутая дополнительная позиция ассоциируется с одним или несколькими дополнительными соседними светодиодами светодиодной матрицы;positioning at least one sensor 50 at an additional position in said plane, said additional position being associated with one or more additional adjacent LEDs of the LED array;

измерение интенсивности излучения в другом местоположении L2, ассоциированном с дополнительной позицией по меньшей мере одного датчика;measuring radiation intensity at another location L2 associated with an additional position of the at least one sensor;

регулировку интенсивности излучения одного или нескольких первых и/или дополнительных соседних светодиодов таким образом, чтобы уменьшить разницу между интенсивностью излучения в первом местоположении L1 и в другом местоположении L2;adjusting the emission intensity of one or more first and/or additional adjacent LEDs so as to reduce the difference between the emission intensity at the first location L1 and the other location L2;

Описанные выше этапы можно повторять для одних и тех же местоположений L1, L2 и/или для других местоположений L3 и т.д. до тех пор, пока не будет достигнута желаемая картина облучения.The steps described above can be repeated for the same locations L1, L2 and/or other locations L3, etc. until the desired irradiation pattern is achieved.

Согласно другому возможному варианту осуществления способ калибровки содержит:According to another possible embodiment, the calibration method comprises:

использование светодиодной матрицы 20 для испускания излучения в заданной зоне фоточувствительного слоя исходного материала для формирования рельефа таким образом, чтобы отверждалась упомянутая заданная зона;using the LED array 20 to emit radiation in a predetermined area of the photosensitive layer of the starting material to form a relief so that said predetermined area is cured;

удаление отвержденного участка исходного материала для формирования рельефа;removing the hardened portion of the starting material to form a relief;

измерение изменений толщины отвержденного участка;measuring changes in thickness of the cured area;

определение схемы управления для управления множеством поднаборов на основе измеренных изменений толщины для получения желаемой картины облучения в заданной зоне.defining a control scheme to control multiple subsets based on measured thickness changes to obtain a desired irradiation pattern in a given area.

На фиг. 3-6 подробно показан примерный вариант осуществления, в котором используются те же основные компоненты, что и в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, и эти компоненты повторно не описываются. Устройство содержит корпус 100 с нижней частью 130 корпуса, содержащей средство экспонирования оборотной стороны, и верхней частью 110 корпуса, содержащей средство экспонирования передней стороны. Исходный материал Р для формирования рельефа может быть вручную или автоматически перенесен на несущую конструкцию 10 таким образом, чтобы исходный материал Р для формирования рельефа располагался между средством экспонирования оборотной стороны в нижней части 130 корпуса и средством экспонирования передней стороны в верхней части 110 корпуса. При необходимости устройство может содержать дополнительное средство 120 экспонирования передней стороны, содержащее подвижную светодиодную линейку. Подвижная конструкция 120 светодиодной линейки может перемещаться справа налево и назад.In fig. 3-6 show in detail an exemplary embodiment that uses the same basic components as the embodiment shown in FIG. 1, and these components are not described again. The device includes a housing 100 with a lower housing portion 130 containing back side exposure means and an upper housing portion 110 containing front side exposure means. The relief forming source material P may be manually or automatically transferred to the support structure 10 so that the relief forming source material P is disposed between the reverse side exposure means in the lower housing portion 130 and the front side exposure means in the upper housing portion 110. If desired, the device may include additional front side exposure means 120 comprising a movable LED bar. The movable LED bar structure 120 can move from right to left and backward.

На фиг. 4 показан вид в разрезе нижнего участка 130 корпуса. Светодиодная матрица 20 размещается в нижней части 130 корпуса и содержит множество печатных плат 22 светодиодов, в данном случае 3x6 печатных плат 22 светодиодов, расположенных рядом друг с другом в плоскости, параллельной стеклянной пластине 10, которая поддерживает исходный материал Р для формирования рельефа. На фиг. 4 и 6 дополнительно показано средство 30 возбуждения, содержащее множество печатных плат 32 драйверов, несущих схему возбуждения. Печатные платы 32 драйверов расположены в плоскости под платами 22 светодиодов. Множество кабелей 31 соединяют схему возбуждения на плате 32 драйвера с разъемом на плате 22 светодиодов, расположенной выше, для подключения светодиодов 21, расположенных на печатной плате 22 светодиодов. Печатные платы 22 светодиодов и печатные платы 32 драйверов установлены на противоположных сторонах опорной конструкции 65, предпочтительно выполненной из теплопроводного материала. Средство охлаждения (не показано) может быть выполнено с возможностью создания воздушного потока через каналы 61 опорной конструкции 65 для охлаждения печатных плат 22 светодиодов и связанных с ними светодиодов 21.In fig. 4 is a sectional view of the lower housing portion 130. The LED array 20 is located in the lower housing portion 130 and contains a plurality of LED circuit boards 22, in this case 3x6 LED circuit boards 22, arranged adjacent to each other in a plane parallel to the glass plate 10 that supports the patterning source material P. In fig. 4 and 6 further show a drive means 30 comprising a plurality of driver circuit boards 32 carrying the drive circuit. Printed circuit boards 32 drivers are located in a plane under the boards 22 LEDs. A plurality of cables 31 connect the drive circuit on the driver board 32 to a connector on the LED board 22 located above for connecting LEDs 21 located on the LED circuit board 22. LED circuit boards 22 and driver circuit boards 32 are mounted on opposite sides of a support structure 65, preferably made of a thermally conductive material. Cooling means (not shown) may be configured to provide air flow through passages 61 of support structure 65 to cool LED circuit boards 22 and associated LEDs 21.

Верхняя часть 130 корпуса содержит множество основных УФ-ламп 112 для экспонирования передней стороны исходного материала Р для формирования рельефа способом, известным специалистам в данной области техники.The upper housing portion 130 contains a plurality of main UV lamps 112 for exposing the front side of the source material P to form a relief in a manner known to those skilled in the art.

На фиг. 5 подробно показано сенсорное средство 50. Сенсорное средство 50 содержит подвижную опорную конструкцию 51, которая несет опорную пластину 52 для датчиков, на которой установлено множество датчиков, как правило, УФ-датчиков, например, диодов (на фиг. 5 не показаны, так как датчики установлены на нижней стороне опорной пластины 52 датчиков). Опорная конструкция 51 может перемещаться в направлении X и в направлении Y в плоскости, параллельной плоскости светодиодной матрицы 20. При необходимости опорная конструкция 51 может быть подвижно прикреплена к средству 120 экспонирования передней стороны, которое может перемещаться в направлении X, причем опорная конструкция может перемещаться в направлении Y относительно средства 120 экспонирования передней стороны.In fig. 5 shows the sensor means 50 in detail. The sensor means 50 includes a movable support structure 51 which carries a sensor support plate 52 on which are mounted a plurality of sensors, typically UV sensors such as diodes (not shown in FIG. 5 because the sensors are mounted on the underside of the sensor support plate 52). The support structure 51 can be moved in the X direction and in the Y direction in a plane parallel to the plane of the LED array 20. If necessary, the support structure 51 can be movably attached to the front side exposure means 120, which can be moved in the X direction, and the support structure can be moved in the Y direction relative to the front side exposure means 120.

Способы, поясненные выше в связи с предыдущими вариантами осуществления изобретения, также могут быть выполнены с помощью устройства, показанного на фиг. 3-6.The methods explained above in connection with the previous embodiments of the invention can also be performed using the apparatus shown in FIG. 3-6.

В непроиллюстрированных вариантах осуществления может быть предусмотрена последующая обработка для выполнения последующей обработки исходного материала для формирования рельефа, например, промывка, сушка, последующее экспонирование, нагревание, охлаждение, удаление материала и т.д. Кроме того, в непроиллюстрированных вариантах осуществления, может быть предусмотрена предварительная обработка для выполнения предварительной обработки исходного материала для формирования рельефа, причем упомянутая предварительная обработка выбирается из группы, содержащей: резку, абляцию, экспонирование электромагнитным излучением и их комбинации.In non-illustrated embodiments, post-processing may be provided to perform post-processing of the starting material to form the relief, such as washing, drying, post-exposure, heating, cooling, material removal, etc. Additionally, in non-illustrated embodiments, a pre-treatment may be provided to perform pre-treatment of the starting material to form a relief, said pre-treatment being selected from the group consisting of cutting, ablation, electromagnetic radiation exposure, and combinations thereof.

Исходный материал для формирования рельефа обычно содержит опорный слой и по меньшей мере один фоточувствительный слой. Опорный слой может быть гибким металлом, натуральным или искусственным полимером, бумагой или их комбинацией. Предпочтительно опорный слой представляет собой гибкую металлическую или полимерную пленку или лист. В случае гибкого металла опорный слой может содержать тонкую пленку, структуру подобную ситу, структуру подобную сетке, тканую или нетканую структуру или их комбинацию. Предпочтительными являются стальные, медные, никелевые или алюминиевые листы, толщина которых может быть приблизительно равна 50-1000 мкм. В случае полимерной пленки пленка является стабильной по размерам, но способна сгибаться и может быть изготовлена, например, из полиалкиленов, полиэфиров, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата, полиамидов и поликарбонатов, полимеров, армированных ткаными, неткаными или слоистыми волокнами (например, стеклянными волокнами, углеродными волокнами, полимерными волокнами) или их комбинаций. Предпочтительно используют полиэтиленовую фольгу и полиэфирную фольгу, и их толщина может находиться в диапазоне примерно от 100 до 300 мкм, предпочтительно в диапазоне от 100 до 200 мкм.The starting material for forming the relief usually contains a support layer and at least one photosensitive layer. The support layer may be a flexible metal, a natural or artificial polymer, paper, or a combination thereof. Preferably, the support layer is a flexible metal or polymer film or sheet. In the case of flexible metal, the support layer may comprise a thin film, a screen-like structure, a mesh-like structure, a woven or non-woven structure, or a combination thereof. Preferred are steel, copper, nickel or aluminum sheets, the thickness of which can be approximately 50-1000 microns. In the case of a polymer film, the film is dimensionally stable but bendable and can be made from, for example, polyalkylenes, polyesters, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamides and polycarbonates, polymers reinforced with woven, non-woven or laminated fibers (e.g. glass fibers, carbon fibers , polymer fibers) or combinations thereof. Preferably, polyethylene foil and polyester foil are used, and their thickness may be in the range of about 100 to 300 μm, preferably in the range of 100 to 200 μm.

В дополнение к фоточувствительному слою и опорному слою исходный материал для формирования рельефа может содержать один или несколько дополнительных слоев. Например, дополнительным слоем может быть слой, поддающийся прямой гравировке (например, с помощью лазера), или слой, проявляемый растворителем или водой, или слой, проявляемый термическим способом, или маскирующий слой, или покрывающий слой, или барьерный слой и т.д. Между различными слоями, описанными выше, может быть расположен один или несколько адгезионных слоев, которые обеспечивают надлежащее адгезию различных слоев.In addition to the photosensitive layer and the support layer, the starting material for forming the relief may contain one or more additional layers. For example, the additional layer may be a direct engravable layer (eg, using a laser), or a solvent or water developable layer, or a thermally developable layer, or a mask layer, or a covering layer, or a barrier layer, etc. Between the various layers described above, one or more adhesive layers may be provided to ensure proper adhesion of the various layers.

Хотя принципы изобретения были изложены выше в связи с конкретными вариантами осуществления, следует понимать, что это описание приведено только в качестве примера, а не как ограничение объема защиты, который определяется прилагаемой формулой изобретения.Although the principles of the invention have been set forth above in connection with specific embodiments, it should be understood that this description is provided by way of example only and not as a limitation on the scope of protection, which is defined by the appended claims.

Claims

1. A device for exposing the source material intended for forming a relief, the source material contains at least one photosensitive layer containing:

- supporting structure (10) for transferring the starting material;

- an LED matrix (20) configured to irradiate a photosensitive layer of the source material carried by the supporting structure, said LED matrix comprising a plurality of subsets of one or more LEDs, each subset with a separate control;

- at least one sensor (50) configured to measure a value characterizing the irradiation intensity in a plurality of locations (L1, L2, L3) of a given surface area irradiated by the LED matrix;

- a control unit (40) for separately controlling subsets of said plurality of subsets based on values measured by said at least one sensor;

- moving means configured to move said at least one sensor to perform measurements at said plurality of locations.

2. The device according to claim 1, wherein the moving means comprises a drive configured to move said at least one sensor on a surface parallel to the source material carried by the supporting structure.

3. The apparatus of claim 1 or 2, wherein the control unit is configured to control the LEDs based on measurement values made by said at least one sensor at a plurality of locations, such that the difference in irradiation intensity at said plurality of locations is within specified range.

4. Device according to any one of paragraphs. 1-3, wherein said plurality of locations is equal to or greater than said plurality of subsets.

5. The device according to any of the previous paragraphs, further comprising a distance adjusting means configured to adjust the distance (d) between the supporting structure and the LED matrix.

6. The device as claimed in any one of the preceding claims, wherein the LEDs of the LED array are configured to emit electromagnetic radiation having a wavelength in the range of 200 to 2000 nm, preferably 270 to 410 nm.

7. The device according to any of the previous paragraphs, in which the irradiation intensity generated by the LEDs in a given surface area is in the range from 0.1 to 2000 mW/cm ² , preferably from 5 to 50 mW/cm ² for exposure of the reverse side and preferably from 30 to 500 mW/cm ² for front side exposure.

8. The device according to any of the previous claims, wherein the distance (ds) between a given area (S) of the surface and the LED matrix (20) is at least 35 mm.

9. The device according to any of the previous paragraphs, in which for any given zone (S) of the surface, which is located from the LED matrix at a distance between the first distance (d1) and the second distance (d2), the change in irradiation intensity in the given zone (S ) of the surface is within said predetermined range, wherein the difference between the second and first distances (d2-d1) is at least 1 mm, more preferably at least 2 mm, even more preferably at least 5 mm and most preferably 7 mm.

10. The device according to any of the previous claims, wherein the distance between the individual LEDs of the LED array is at least 5 mm, preferably at least 7 mm and preferably less than 100 mm.

11. The device according to any of the previous paragraphs, further comprising cooling means (60) configured to cool the LED matrix.

12. The apparatus of any one of the preceding claims, further comprising driving means configured to drive the LED array, preferably using pulse width modulated signals.

13. The device as claimed in any one of the preceding claims, wherein the supporting structure comprises a support structure that is at least partially transparent to the radiation emitted by the LED array.

14. The device according to any of the previous paragraphs, in which the supporting structure contains any of the following components: a glass plate, a polymer plate, a mesh, a set of rollers, a drum, a structure configured to suspend the source material, a structure configured to tension the source material.

15. A method for calibrating an exposure device containing an LED matrix, characterized in that

- using an LED matrix to emit radiation onto a predetermined area of the surface, wherein said LED matrix contains a plurality of subsets of one or more LEDs, each of the subsets having a separate control;

- measuring a value characterizing the irradiation intensity at a plurality of locations of a given surface area by moving at least one sensor so that said at least one sensor performs measurements at said plurality of locations;

- defining a control circuit for controlling said plurality of subsets based on the measured values to obtain a given irradiation pattern in said given surface area.

16. The calibration method of claim 15, wherein the target irradiation pattern is a substantially uniform irradiation pattern.

17. The calibration method of claim 15 or 16, wherein said measurement at a plurality of locations is performed by moving the at least one sensor such that the at least one sensor performs measurements at said plurality of locations.

18. Calibration method according to any one of paragraphs. 15-17, in which when performing the specified measurement and control:

- positioning at least one sensor at a first position in a plane parallel to the plane of the LED array, said first position being associated with one or more first adjacent LEDs of the LED array;

- measuring the irradiation intensity at a first location associated with a first position of said at least one sensor;

- positioning said at least one sensor at an additional position in said plane, said additional position being associated with one or more additional adjacent LEDs of the LED matrix;

- measuring the irradiation intensity at an additional location that is associated with said additional position of said at least one sensor;

- adjusting the irradiation intensity of one or more LEDs of said first and/or additional adjacent LEDs in such a way as to reduce the difference between the irradiation intensity at the first location and at the specified additional location.

19. The calibration method of claim 18, wherein the first and additional positions of said at least one sensor are selected such that at least one adjacent LED of said first position is an adjacent LED of said additional position.

20. A method for exposing a source material intended for forming a relief, the source material contains a substrate layer and at least one photosensitive layer, characterized in that it includes a calibration method according to any one of claims. 15-19 and the step of irradiating the photosensitive layer of the starting material using the resulting specified irradiation pattern.