TWI644591B

TWI644591B - 光照射裝置

Info

Publication number: TWI644591B
Application number: TW104110782A
Authority: TW
Inventors: 小林紀雄
Original assignee: 日商豪雅冠得光電股份有限公司
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2018-12-11
Also published as: CN204534498U; KR20150116780A; KR102097736B1; CN104806991A; TW201540123A; CN104806991B; JP6067612B2; JP2015201329A

Abstract

本發明之目的在於提供一種光照射裝置，其採用以密封殼體將光照射裝置整體覆蓋的構成，且在內部不產生結露。

本發明之光照射裝置係具備有：基板；光源模組，其具有裝設於基板表面的發光元件，且對照射目標物射出光線；散熱器，其以抵接於基板背面的方式設置，並在內部具有可使冷媒流動之流路；密封殼體，其以將光源模組與散熱器密封的方式設置；濕度調節構件，其貼附於散熱器上，以調節密封殼體內的濕度。

Description

光照射裝置

本發明係關於一種光照射裝置，其在密封殼體內具有光源，且對照射目標物照射光線。

以往，係使用以紫外光照射而硬化之紫外線硬化型墨水，作為單片式平板印刷(Offset printing)用之墨水。另外，係使用紫外線硬化樹脂，作為液晶面板或有機EL(Electro Luminescence)面板等平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)之密封劑。對於硬化此種紫外線硬化型墨水或紫外線硬化樹脂，一般係使用照射紫外光之紫外光照射裝置，特別是單片式平板印刷或FPD的用途，因必須對寬廣的矩形照射區域照射高照射強度的紫外線，故使用「將複數發光元件並排於基板上且將其以與照射區域相對的方式配置」的光照射裝置。

在此種使用大量發光元件之光照射裝置中，因發光元件的發熱導致溫度上升，進而發生發光元件的發光效率明顯降低的問題。因此採用下述構成：以與基板密合的方式設置散熱器等的散熱手段，並使冷卻水等冷媒在散熱器內部形成的流路中流動，藉此強制對發光元件所產生的熱進行散熱(例如，專利文獻1)。

【專利文獻】日本特開2008-288456號公報

根據專利文獻1之光照射裝置，因為係散熱手段(散熱裝置)從基板吸收發光元件(LED晶片)的熱以進行散熱，故可有效冷卻發光元件。此種散熱手段，由散熱性或維修的觀點來看，宜使其曝露於外部，故在專利文獻1之光照射裝置中，採取「包含發光元件及基板皆曝露於外部」的構成。然而，若發光元件曝露在外部，則具有因為使用環境而被水分、霧氣、塵埃等汙染，進而導致照射強度降低，最差的情況則會引起發光元件短路的問題。

為解決此問題，雖有人考量以密封殼體覆蓋光照射裝置整體的構成，但若根據此種構成，散熱手段會造成密封殼體內的空氣冷卻，因而使密封殼體的內部與外部產生溫差，進而在密封殼體內部產生結露，而發生使光線射出的射出窗變得渾濁的問題。另外，若密封殼體內部產生結露使得密封殼體內部的濕度上升，則構成基板上之電路圖案之金屬(例如：銅)的水分吸收變快，加速離子遷移的發生，如此一來，電路圖案之間(亦即，發光元件的陽極與陰極之間)變得容易短路之問題亦成為疑慮。

本發明係鑒於上述情事所完成者，其目的係在於提供一種光照射裝置，其採用密封殼體覆蓋光照射裝置整體之構成且內部不產生結露。

為達成上述之目的，本發明之光照射裝置係具備：基板；光源模組，其具有裝設於基板表面之發光元件，且對照射目標物射出光線；散熱器，其以抵接的方式設置設於基板背面，並在內部具有可使冷媒流動的流路；密封殼體，其以將光源模組與散熱器密封的方式設置；濕度調節構件，其配置於散熱器上，以調節密封殼體內的濕度。

根據此構成，因藉由濕度調節構件適當地調整密封殼體內部的濕度，故可確實防止在密封殼體內部發生結露的情況。

另外，濕度調節構件，期望在密封殼體內的濕度超過既定值時，吸附空氣中的水分，並在變為既定值以下時，將所吸附的水分釋放至空氣中。又，在此情況下，期望濕度調節構件包含多孔性二氧化矽。

另外，濕度調節構件期望為一種片狀構件。又，在此情況下，濕度調節構件可以圍住散熱器周圍的方式配置。

另外，冷媒期望為水，或乙二醇、丙二醇，或是該等化合物與水的混合物。

另外，其具有複數之光源模組，並期望該等光源模組以在既定方向上至少並排一列的方式配置。

另外，發光元件，期望發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。

如以上所述，根據本發明，可實現採用以密封殼體覆蓋光照射裝置整體的構成，且在內部不會產生結露的光照射裝置。

1‧‧‧光照射裝置

100‧‧‧光照射單元

110‧‧‧光源模組

115‧‧‧陶瓷基板

120‧‧‧LED晶粒

125‧‧‧電極板

131、132‧‧‧端子台

131a‧‧‧端子台頂面

132a‧‧‧端子台底面

135、136‧‧‧電極端子

135a、136a‧‧‧陽極端子

135b、136b‧‧‧陰極端子

150‧‧‧散熱器

150a‧‧‧散熱器正面

150b‧‧‧散熱器背面

160‧‧‧流路

170‧‧‧供給口

175‧‧‧排出口

200‧‧‧密封殼體

210‧‧‧殼體本體部

210a‧‧‧開口

220‧‧‧窗部

300‧‧‧濕度調節片

A-A‧‧‧線

第1圖係本發明之實施態樣的光照射裝置之前視圖。

第2圖係將本發明之實施態樣的光照射裝置根據第1圖之A-A線切開之剖面圖。

第3圖係搭載於本發明之實施態樣的光照射裝置之光照射單元的放大前視圖。

第4圖係搭載於本發明之實施態樣的光照射裝置之光照射單元的後視圖與俯視圖。

以下，參照圖式，詳細說明本發明之實施態樣。此外，對於圖中相同或是相當的部份賦與相同的符號，並且不重複其說明。

第1圖為本發明之實施態樣的光照射裝置1之前視圖。第2圖為將本發明之實施態樣的光照射裝置1根據圖1之A-A線切開之剖面圖。本實施態樣之光照射裝置1，係搭載於使「作為單片式平板印刷用之墨水使用的紫外線硬化型墨水」及「在FPD(Flat Panel Display)等之中作為密封劑使用的紫外線硬化樹脂」硬化的光源裝置，其以與圖中未顯示之照射目標物相對向的方式配置，並對照射目標物的既定區域射出線狀紫外光。

如第1圖及第2圖所示，光照射裝置1係由線狀射出紫外光之光照射單元100與收納光照射單元100之密封殼體200所構成。以下，在本說明書中，將從光照射裝置1射出線狀紫外光的長邊(線長度)方向定義為X軸方向，短邊方向(亦即，第1圖的上下方向)定義為Y軸方向，與X軸及Y軸垂直的方向定義為Z軸方向以進行說明。

如第2圖所示，密閉殼體200係由正面具有開口210a之鋁製的殼體本體部210，與嵌入於開口210a之玻璃製的窗部220所構成，並密封地收納光照射單元100。

如第1圖所示，光照射單元100具備32個光源模組110、一對端子台131、132、散熱器150、濕度調節片300等。其中，各光源模組110係射出紫外光的矩形單元，在本實施態樣中構成下述態樣：以16個(X軸方向)×2列(Y軸方向)之密集排列的態樣配置於散熱器150上，進而從光照射裝置1射出與X軸方向平行的線狀紫外光。

第3圖及第4圖係說明本實施態樣之光照射單元100的圖。第3圖為光照射單元100的放大前視圖，其放大顯示2個×2列的光源模組110。另外，第4(a)圖為光照射單元100的後視圖，第4(b)圖為光照射單元100的俯視圖。又，在第3圖及第4圖中，為了方便說明，省略密閉殼體200。

散熱器150係在固定各光源模組110的同時，用以使各光源模組110 所產生的熱進行散熱的構件，其係以熱傳導率高的銅等金屬所形成。如第2圖及第4圖所示，散熱器150係在X軸方向上延伸之方形柱狀構件，而散熱器150的正面150a(第3圖)成為光源模組110的安裝面。另外，如第2圖所示，端子台131及132分別以複數之固定螺絲(圖中未顯示)安裝在散熱器150的頂面及底面。

本實施態樣之散熱器150，如第2圖所示，係所謂的水冷式散熱器，其在內部形成有可讓冷媒流動之流路160，在散熱器150的背面150b側，設置有用以供給冷媒的供給口170與用以排出冷媒的排出口175。另外，詳細內容雖於後段中敘述，在散熱器150的背面150b上，貼附有濕度調節片300。又，作為冷媒，可使用水或防凍液(例如，乙二醇、丙二醇，或是該等化合物與水的混合物)，而防凍液亦可使用添加鉬酸鈉水合物或碳混合水等防腐劑的材料。

如第3圖所示，端子台131為一樹脂製的板狀構件，其沿著X軸方向，支撐多個由陽極端子135a與陰極端子135b所構成的一對電極端子135。一對電極端子135(亦即，陽極端子135a與陰極端子135b)係用以將電力供給至各光源模組110而與各光源模組110的電極板125連接的端子。本實施態樣中，為了將電力供給至配置於端子台131側(亦即散熱器150的頂面側)的16個光源模組110，而沿著X軸方向交互設置16個陽極端子135a與16個陰極端子135b。又，詳細內容雖於後段敘述，在端子台131的頂面131a上，貼附有濕度調節片300。

端子台132與端子台131相同地為樹脂製的板狀構件，其沿著X軸方向，支撐多個由陽極端子136a與陰極端子136b所構成的一對電極端子136。一對電極端子136(亦即，陽極端子136a與陰極端子136b)係為了將電力供給至各光源模組110，而與各光源模組110的電極板125連接之端子。本實施態樣中，為了使電力供給至配置於端子台132側(亦即散熱器150的底面側)之16個光源模組110，而沿著X軸方向交互地設置16個陽極端子136a與16個陰極端子136b。又，詳細內容雖於後段敘述，在端子台132的底面 132a上，貼附有濕度調節片300。

如第3圖所示，各光源模組110具備：矩形陶瓷基板115，其以熱傳導率高的氮化鋁所形成；複數LED(Light Emitting Diode)晶粒120，其在陶瓷基板115以晶粒接合的方式配置成正方格狀；一對矩形電極板125，其以焊接等(例如，導電性黏著劑(銀膠)、硬銲材料、熔接熔著、擴散接合等)方式，分別與陶瓷基板115上形成的陽極圖案(圖中未顯示)和陰極圖案(圖中未顯示)電性連接。

電極板125為一板狀構件，係以銅、或是黄銅、磷銅、鈹銅等銅合金所形成，其具有高導電率及柔軟性。如上所述，電極板125的前端部，係在陶瓷基板115表面的一側的端部附近，藉由焊接等與陽極圖案或陰極圖案電性連接；基端部係以在陶瓷基板115外側突出的方式被拉出，而與陽極端子135a(或是136a)或是陰極端子135b(或是136b)電性連接。

各光源模組110係在X軸方向上配置20個、在Y軸方向上配置11個LED晶粒120，並以正方格狀排列於陶瓷基板115的表面，其光軸方向與陶瓷基板115表面垂直的方向(亦即，Z軸方向)一致。各LED晶粒120的陽極端子(圖中未顯示)及陰極端子(圖中未顯示)，係藉由圖中未顯示之接合線分別與陽極圖案和陰極圖案電性連接。接著，若供應驅動電流(亦即，陽極電流)至與陽極圖案連接之電極板125，則驅動電流會流過各光源模組110搭載的所有LED晶粒120，而從各LED晶粒120射出光量與驅動電流對應的紫外光。又，本實施態樣的各LED晶粒120，係以具有大致相等的電特性，且從各LED晶粒120射出的紫外光的照射強度分布大致相等的方式所構成。流過各LED晶粒120的驅動電流，通過陰極圖案，而回歸電流(亦即，陰極電流)則從與陰極圖案連接之電極板125回流。

如此，若使驅動電流流過各光源模組110搭載的所有LED晶粒120，而從各LED晶粒120射出紫外光，則LED晶粒120因本身發熱而使溫度上升，進而發生發光效率明顯降低的問題。因此，本實施態樣中，將散熱器 150以密合的方式設置於各光源模組110上，以強制對LED晶粒120所產生的熱進行散熱。

然而，本實施態樣中，如第1圖及第2圖所示，因光照射單元100被密封殼體200以密封的方式覆蓋，故密封殼體200的內部和外部會產生溫差。接著，若密封殼體200的內部和外部產生溫差，會使得密封殼體200的內部產生結露，進而發生射出紫外光之窗部220變得混濁的問題。於是，為解決此一問題，本實施態樣的光照射裝置1，在密封殼體200的內部具備濕度調節片300。

濕度調節片300，係含有多孔性二氧化矽(mesoporous silica)的片狀構件，例如，日本化成股份有限公司所製造的產品名稱「Mesopure®」(註冊商標)。多孔性二氧化矽係以二氧化矽(silica)作為材料，具有規則且均勻的細孔(介孔洞)，並具有高吸濕性的物質，而含有多孔性二氧化矽之濕度調節片300，係有在濕度超過既定值時吸附水蒸氣，在變為既定值以下時釋放水蒸氣之特性(亦即遲滯(Hysteresis)特性)。因此，若將其配置於密封殼體200內，則可適當地調節密封殼體200內的濕度。此外，在本實施態樣之光照射裝置1中，因為在密封殼體200內，散熱器150表面的溫度最低，導致散熱器150最容易結露，故將濕度調節片300貼附於散熱器150的背面150b(第4(a)圖)。另外，從濕度調整的觀點來看，濕度調節片300的面積盡可能越廣越好。因此，在本實施態樣中，以圍住散熱器150周圍的方式，在與散熱器150鄰接配置的端子台131的頂面131a及132的底面132a，亦貼附有濕度調節片300。

如此，本實施態樣之光照射裝置1，因在密封殼體200內部具備有濕度調節片300，故即使採用以密封殼體200將光照射單元100(亦即，光源模組110及散熱器150)覆蓋之構成，也能適當地調整密封殼體200內部的濕度。因此，可一方面確實地冷卻各光源模組110，一方面防止密封殼體200內部的結露。另外，因密封殼體200內部的濕度受到控制，故亦不會加速陶瓷基板115上的圖案發生離子遷移的情形。

以上雖說明本實施態樣，但本發明並非係限定於上述構成者，可在本發明的技術思想的範圍內進行各種變化。

例如，在本實施態樣中，係以圍住散熱器150的方式配置濕度調節片300，但並非係限定於此構成，為了增加濕度調節片300的面積，例如，亦可適當地配置在密封殼體200的內面。

另外，本實施態樣之濕度調節片300，雖係含有多孔性二氧化矽的片狀構件，但亦可使用其他吸附型吸濕劑。作為用於濕度調節片300的吸附型吸濕劑，宜至少含有一種矽化物，例如，可列舉：二氧化矽、沸石、多孔性玻璃、磷灰石、矽藻土、高嶺石、海泡石、英石、伊毛縞石、活性白土、二氧化矽-氧化鋁複合氧化物、二氧化矽-二氧化鈦複合氧化物、二氧化矽-氧化鋯、二氧化矽-氧化鎂、二氧化矽-氧化鑭、二氧化矽-氧化鋇、二氧化矽-氧化鍶等的複合金屬氧化物等。

另外，本實施態樣中，雖引用日本化成股份有限公司所製造之產品名稱「Mesopure®」(註冊商標)作為濕度調節片300的例子，但亦可應用具有遲滯特性的同類產品。

此外，本次所揭示之實施態樣中，所有的點皆為例示，不應被認為係限制本發明者，本發明的範圍，並非僅為上述之說明，更包含在申請專利範圍所表示的範圍內，以及與申請專利範圍均等的意義及範圍內的所有變化。

Claims

一種光照射裝置，包含：一光源模組，其具有一基板以及裝設於該基板表面的一發光元件，且對照射目標物射出光線；一散熱器，其以抵接於該基板背面的方式設置，並在內部具有可使冷媒流動的流路；一密封殼體，其以將該光源模組與該散熱器密封的方式設置；以及一濕度調節構件，其配置於遠離該基板背面之該散熱器的表面上，以調節該密封殼體內的濕度。
如申請專利範圍第1項所述之光照射裝置，其中，該濕度調節構件在該密封殼體內的濕度超過既定值時，吸附空氣中的水分；在變為既定值以下時，將該所吸附之水分釋放至空氣中。
如申請專利範圍第2項所述之光照射裝置，其中，該濕度調節構件包含多孔性二氧化矽。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光照射裝置，其中，該濕度調節構件係片狀構件。
如申請專利範圍第4項所述之光照射裝置，其中，該濕度調節構件係以圍住該散熱器周圍的方式配置。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光照射裝置，其中，該冷媒為水，或是乙二醇、丙二醇，或是該等化合物與水的混合物。
如申請專利範圍第4項所述之光照射裝置，其中，該冷媒為水，或是乙二醇、丙二醇，或是該等化合物與水的混合物。
如申請專利範圍第5項所述之光照射裝置，其中，該冷媒為水，或是乙二醇、丙二醇，或是該等化合物與水的混合物。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光照射裝置，其中更包含：複數光源模組；該些光源模組係以在既定方向上至少並排一列的方式配置。
如申請專利範圍第4項所述之光照射裝置，其中更包含：複數光源模組；該些光源模組係以在既定方向上至少並排一列的方式配置。
如申請專利範圍第5項所述之光照射裝置，其中更包含：複數光源模組；該些光源模組係以在既定方向上至少並排一列的方式配置。
如申請專利範圍第6項所述之光照射裝置，其中更包含：複數光源模組；該些光源模組係以在既定方向上至少並排一列的方式配置。
如申請專利範圍第7項所述之光照射裝置，其中更包含：複數光源模組；該些光源模組係以在既定方向上至少並排一列的方式配置。
如申請專利範圍第8項所述之光照射裝置，其中更包含：複數光源模組；該些光源模組係以在既定方向上至少並排一列的方式配置。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光照射裝置，其中，該發光元件發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。
如申請專利範圍第4項所述之光照射裝置，其中，該發光元件發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。
如申請專利範圍第5項所述之光照射裝置，其中，該發光元件發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。
如申請專利範圍第6項所述之光照射裝置，其中，該發光元件發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。
如申請專利範圍第7項所述之光照射裝置，其中，該發光元件發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。
如申請專利範圍第8項所述之光照射裝置，其中，該發光元件發出作用於紫外線硬化樹脂之波長的光線。