基于现代印刷技术的UVLED程控固化光源的制作方法

文档序号:13769292阅读:167来源:国知局

技术领域:

本发明涉及一种紫外线固化光源,特别是一种基于现代印刷技术的uvled程控固化光源,该固化光源与传统的固化光源相比,更节能、环保、快速、高效,可取代现有的紫外线固化光源。



背景技术:

固化是指油墨、涂料、胶粘剂、密封剂等由液体状态转化为固体状态的过程,紫外线固化是利用紫外线和加入到油墨、涂料、密封剂中的光引发剂产生光化学反应实现快速固化的方法,

油墨的快速固化是印刷过程的重要环节,但在印刷行业中,大多利用高压水银灯和金属卤素灯构成的点光源和线光源实现紫外线固化,高压水银灯和金属卤素灯都存在耗能高、含重金属污染物和寿命短的特点,在使用中需要频繁更换高压水银灯和金属卤素灯,因此利用高压水银灯和金属卤素灯实现紫外线固化,成本高、能耗大还会形成重金属环境污染,既不节能也不环保,

近年来人们把紫外光发光二极管引入到紫外线固化领域,开发出了紫外光发光二极管固化装置,

和高压水银灯和金属卤素灯紫外线固化方法相比,紫外光发光二极管固化方法能够大幅度降低能源消耗、固化过程不产生臭氧和易挥发有机物质排放、光源使用寿命长、不需要预热及冷却,但现有的紫外光发光二极管固化装置的光源照射范围、光源照射强度、紫外光频率和各频率紫外光的比例都是固定不变的,不能根据印刷品的宽度、印刷速度和固化效果适时调整光源照射范围、光源照射强度和各频率紫外光的比例,能源消耗较大、系统稳定性和控制精度不高、紫外线固化效果较差,

因此,根据印刷品的宽度、印刷速度和固化效果适时调整光源照射范围、光源照射强度和各频率紫外光的比例,可进一步降低紫外光固化装置的能源消耗、提高系统稳定性和控制精度、并且大幅提高紫外线固化效果和固化速度。

近些年来随着印刷电子技术的快速发展,已经可以把薄膜二级管、薄膜晶体管、电阻、电感和电容等薄膜电子元件印刷在纸类,布类,pvc塑料、皮革、金属薄膜等底材上,发光二极管大多采用真空沉积、有机气相沉积和喷墨打印三种方法。



技术实现要素:
:

为了进一步降低紫外光固化装置的能源消耗、提高系统稳定性和控制精度、提高紫外线固化效果,本发明利用现代印刷技术取代传统的焊接方式,提出了一种基于现代印刷技术的uvled程控固化光源,该装置将多种频率的有机发光二极管、薄膜双向模拟开关以调幅网点的形式通过现代印刷技术印制在氮化铝薄膜底面上,该程控固化光源,光线强度和光线密度更均匀,并可实现照射范围、照射强度和各频率紫外光的比例适时可调,

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种基于现代印刷技术的uvled程控固化光源,由氮化铝薄膜面光源和光源控制系统构成,

氮化铝薄膜面光源由氮化铝薄膜底面、覆盖在氮化铝薄膜底面上的导热绝缘薄膜、印制在导热绝缘薄膜上的调幅网点、印制在导热绝缘薄膜上的薄膜双向模拟开关、印制在导热绝缘薄膜上的行线、印制在导热绝缘薄膜上的列线、印制在导热绝缘薄膜上的行控制线和印制在导热绝缘薄膜上的列控制线构成,印制在导热绝缘薄膜上的行线、列线、行控制线和列控制线由透明导电油墨印制而成,根据紫外光二极管的波长,印制在氮化铝薄膜底面上的有机紫外线发光二极管分为四种,第一种波长为365nm、第二种波长为385nm、第三种波长为395nm和第四种波长为405nm,

印制在导热绝缘薄膜上的n*m个调幅网点在氮化铝薄膜底面上被分为n行m列,调幅网点在氮化铝薄膜底面上整齐的呈矩阵排列,从第一行开始,每一行从左到右每16个调幅网点分为一组,每一行每一组中的第一个到第四个调幅网点上都印制有一个波长为365nm有机紫外线发光二极管,每一行每一组中的第五个到第八个调幅网点上都印制有一个波长为385nm有机紫外线发光二极管,每一行每一组中的第九个到第十二个调幅网点上都印制有一个波长为395nm有机紫外线发光二极管,每一行每一组中的十二个到第十六个调幅网点上都印制有一个波长为405nm有机紫外线发光二极管,

印制在导热绝缘薄膜上的列线有m条,印制在导热绝缘薄膜上的列控制线有m条,印制在导热绝缘薄膜上的行线有n条,印制在导热绝缘薄膜上的行控制线有n条,印制在导热绝缘薄膜上的列线和行线相互垂直,

印制在导热绝缘薄膜上的薄膜双向模拟开关分为行控制薄膜双向模拟开关和列控制薄膜双向模拟开关两部分,行控制薄膜双向模拟开关有n个,列控制薄膜双向模拟开关有m个,印制在导热绝缘薄膜上的每一个薄膜双向模拟开关都有一个输入端、一个输出端和一个输入输出通断控制端,行控制薄膜双向模拟开关通过导热绝缘薄膜印制在氮化铝薄膜底面的左侧,列控制薄膜双向模拟开关通过导热绝缘薄膜印制在氮化铝薄膜底面的上面,

让i取1到n,让j取1到m,印制在导热绝缘薄膜上的第j条列线与印制在导热绝缘薄膜上的第j列的每一个调幅网点上的有机紫外线发光二极管的阴极底表面电连接,印制在导热绝缘薄膜上的第i条行线与导热绝缘薄膜上的第i行的每一个调幅网点上的有机紫外线发光二极管的阳极上表面电连接,

导热绝缘薄膜上的第j个列控制薄膜双向模拟开关位于导热绝缘薄膜上的第j条列线的一端,第j个列控制薄膜双向模拟开关通过输入端和输出端串联在第j条列线上,第j个列控制薄膜双向模拟开关的输入输出通断控制端与第j条列控制线电连接,

导热绝缘薄膜上的第i个行控制薄膜双向模拟开关位于导热绝缘薄膜上的第i条行线的一端,第i个行控制薄膜双向模拟开关通过输入端和输出端串联在第i条行线上,第i个行控制薄膜双向模拟开关的输入输出通断控制端与第i条行控制线电连接,

光源控制系统由宽度信号采集器、速度信号采集器、湿度信号采集器、温度信号采集器、中央处理器、行控制器、列控制器、行驱动器和列驱动器构成,

印制在导热绝缘薄膜上的第i条行线与行驱动器的第i条行输出驱动线电连接,印制在导热绝缘薄膜上的第i条行控制线与行控制器的第i条行输出控制驱动线电连接,印制在导热绝缘薄膜上的第j条列线与列驱动器的第j条列输出驱动线电连接,印制在导热绝缘薄膜上的第j条列控制线与列控制器的第j条列输出控制驱动线电连接,

当程控固化光源进入工作状态时,中央处理器首先通过行控制器将1到n条行控制线置为高电平,通过行驱动器对1到n条行线加电,使印制在导热绝缘薄膜上的每一个有机紫外线发光二极管的阳极接入高电位,并通过列控制器将1到m条列控制线置为高电平,通过列驱动器对1到m条列线加电,使印制在导热绝缘薄膜上的每一个有机紫外线发光二极管的阴极接入低电位,使得印制在导热绝缘薄膜上的每一个有机紫外线发光二极管加电发光,程控固化光源进行自检,

在工作状态,中央处理器接收宽度信号采集器输出的纸张宽度信号,判断纸张的宽度,并依据纸张宽度信号通过列控制器对k到m-k条列控制线置为高电平,使得k到m-k列调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,其余列调幅网点上的有机紫外线发光二极管不加电发光,这里k大于等于1小于等于m,,使得光照宽度与纸张宽度一致,可有效降低能耗,

在工作状态,中央处理器接收温度信号采集器输出的纸张温度信号和速度信号采集器输出的纸张移动速度信号,判断纸张的温度和移动速度,当纸张的温度高和移动速度快时,通过行控制器对满足公式a1+(i-1)d的行控制线置低电平,使得满足公式a1+(i-1)d行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管不加电发光,其余行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,当纸张的温度低和移动速度慢时,通过行控制器对满足公式a1+(i-1)d的行控制线置高电平,使得满足公式a1+(i-1)d行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,其余行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,使得纸张保持恒温和满足不同速度下的固化效果,并可有效降低能耗,这里a1、d取正整数,i取1到e正整数,并且a1+(e-1)d小于等于n,

在工作状态,从第一列开始每16条列线分为一组,通过列控制器对每一组中的第1、3、5、7、9、11、13、15列置高电平,其他列控制线置低电平,使得每一组中第1、3列调幅网点上波长为365nm的有机紫外线发光二极管加电发光,每一组中第5、7列调幅网点上波长为385nm的有机紫外线发光二极管加电发光,每一组中第9、11列调幅网点上波长为395nm的有机紫外线发光二极管加电发光,每一组中第13、15列调幅网点上波长为405nm的有机紫外线发光二极管加电发光,从而使得光源中波长为365nm、波长为385nm、波长为395nm和波长为405nm四种成份的比例设定为基本值2:2:2:2,

中央处理器接收湿度信号采集器输出的纸张湿度信号,判断纸张的湿度,当纸张的湿度较高时,通过列控制器对满足公式a1+(j-1)d的列控制线置高电平,使得满足公式a1+(j-1)d列的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,当纸张的湿度较低时,通过列控制器对满足公式a1+(j-1)d条列控制线置低高电平,使得满足公式a1+(j-1)d列的调幅网点上的有机紫外线发光二极管不加电发光,可将光源中波长的比例调整到最佳值,这里a1、d取正整数,j取1到e正整数,并且a1+(e-1)d小于等于m。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构图。

图2是本发明金属薄膜面光源的结构图。

图3是本发明的a-a剖面图。

图4是本发明薄膜双向模拟开关的结构图。

图5是本发明光源控制系统的流程图。

一种基于现代印刷技术的uvled程控固化光源,由氮化铝薄膜面光源和光源控制系统构成,

在图2和图3中,氮化铝薄膜面光源由氮化铝薄膜底面9-2、覆盖在氮化铝薄膜底面上的导热绝缘薄膜9-1、印制在导热绝缘薄膜9-1上的调幅网点、印制在导热绝缘薄膜9-1上的n个行控制薄膜双向模拟开关6-1到6-n、印制在导热绝缘薄膜9-1上的m个列控制薄膜双向模拟开关4-1到4-m、印制在导热绝缘薄膜9-1上的n条行线1-1到1-n、印制在导热绝缘薄膜9-1上的m条列线2-1到2-m、印制在导热绝缘薄膜9-1上的n条行控制线7-1到7-n和印制在导热绝缘薄膜9-1上的m条列控制线5-1到5-m构成,印制在导热绝缘薄膜9-1上的行线1-1到1-n、列线2-1到2-m、行控制线7-1到7-n和列控制线5-1到5-m由透明导电油墨印制而成,并且列线和行线相互垂直,根据紫外光二极管的波长,印制在氮化铝薄膜底面上的有机紫外线发光二极管分为四种,第一种波长为365nm、第二种波长为385nm、第三种波长为395nm和第四种波长为405nm,

在图2和图3中,印制在导热绝缘薄膜9-1上的n*m个调幅网点在氮化铝薄膜9-1底面上被分为n行m列,调幅网点在氮化铝薄膜9-1底面上整齐的呈矩阵排列,从第一行开始,每一行从左到右每16个调幅网点分为一组,每一行每一组中的第一个到第四个调幅网点上都印制有一个波长为365nm有机紫外线发光二极管,每一行每一组中的第五个到第八个调幅网点上都印制有一个波长为385nm有机紫外线发光二极管,每一行每一组中的第九个到第十二个调幅网点上都印制有一个波长为395nm有机紫外线发光二极管,每一行每一组中的十二个到第十六个调幅网点上都印制有一个波长为405nm有机紫外线发光二极管,

在图2和图4中,印制在导热绝缘薄膜9-1上的薄膜双向模拟开关分为行控制薄膜双向模拟开关和列控制薄膜双向模拟开关,行控制薄膜双向模拟开关有n个,列控制薄膜双向模拟开关有m个,印制在导热绝缘薄膜9-1上的每一个薄膜双向模拟开关都有两个输入输出端i/o1和i/o2、一个输入输出通断控制端in1,行控制薄膜双向模拟开关通过导热绝缘薄膜9-1印制在氮化铝薄膜底面9-2的左侧,列控制薄膜双向模拟开关通过导热绝缘薄膜9-1印制在氮化铝薄膜底面9-2的上面,

在图2和图3中,让i取1到n,让j取1到m,印制在导热绝缘薄膜9-1上的第j条列线与印制在导热绝缘薄膜9-1上的第j列的每一个调幅网点上的有机紫外线发光二极管的阴极底表面电连接,印制在导热绝缘薄膜9-1上的第i条行线与印制在导热绝缘薄膜9-1上的第i行的每一个调幅网点上的有机紫外线发光二极管的阳极上表面电连接,

由图3可以看出,印制在导热绝缘薄膜9-1第m列调幅网点上有n个有机紫外线发光二极管3-m、3-2m、3-3m、3-4m到3-nm,印制在导热绝缘薄膜9-1上的第m条列线2-m与有机紫外线发光二极管3-m、3-2m、3-3m、3-4m到3-nm的阴极3-m-1、3-2m-1、3-3m-1、3-4m-1到3-nm-1的底表面电连接,印制在导热绝缘薄膜9-1上的n条行线1-1、1-2、1-3、1-4到1-n与印制在导热绝缘薄膜9-1上的有机紫外线发光二极管3-m、3-2m、3-3m、3-4m到3-nm的阳极3-m-3、3-2m-3、3-3m-3、3-4m-3到3-nm-3的上表面电连接,激发光层3-m-2、3-2m-2、3-3m-2、3-4m-2到3-nm-2分别印制在有机紫外线发光二极管3-m、3-2m、3-3m、3-4m到3-nm的阴极和阳极之间,印制在导热绝缘薄膜其他列调幅网点上的有机紫外线发光二极管结构和连接方法与第m列相同,

在图2和图3中,导热绝缘薄膜9-1上的第j个列控制薄膜双向模拟开关位于导热绝缘薄膜9-1上的第j条列线的上端,第j个列控制薄膜双向模拟开关通过输入输出端i/o1和i/o2串联在第j条列线上,第j个列控制薄膜双向模拟开关的输入输出通断控制端in1与第j条列控制线电连接,

导热绝缘薄膜9-1上的第i个行控制薄膜双向模拟开关位于导热绝缘薄膜导热绝缘薄膜9-1上的第i条行线的左侧,第i个行控制薄膜双向模拟开关通过输入输出端i/o1和i/o2串联在第i条行线上,第i个行控制薄膜双向模拟开关的输入输出通断控制端in1与第i条行控制线电连接,

在图2中,光源控制系统由温度信号采集器8-1、宽度信号采集器8-2、速度信号采集器

8-3、湿度信号采集器8-4、中央处理器8-5、行控制器8-6、行驱动器8-7、列控制器8-8和列驱动器8-9构成,

印制在导热绝缘薄膜9-1上的第i条行线与行驱动器8-7的第i条行输出驱动线电连接,印制在导热绝缘薄膜9-1上的第i条行控制线与行控制器8-6的第i条行输出控制驱动线电连接,印制在导热绝缘薄膜9-1上的第j条列线与列驱动器8-9的第j条列输出驱动线电连接,印制在导热绝缘薄膜9-1上的第j条列控制线与列控制器8-8的第j条列输出控制驱动线电连接,

在图1和图5中,当程控固化光源进入工作状态时,中央处理器8-5首先通过行控制器8-6将1到n条行控制线置为高电平,通过行驱动器8-7对1到n条行线加电,使印制在导热绝缘薄膜9-1上的每一个有机紫外线发光二极管的阳极接入高电位,并通过列控制器8-8将1到m条列控制线置为高电平,通过列驱动器8-9对1到m条列线加电,使印制在导热绝缘薄膜9-1上的每一个有机紫外线发光二极管的阴极接入低电位,使得印制在导热绝缘薄膜9-1上的每一个有机紫外线发光二极管加电发光,程控固化光源进行自检,

在工作状态,中央处理器8-5接收宽度信号采集器8-2输出的纸张宽度信号,判断纸张的宽度,并依据纸张宽度信号通过列控制器8-8对k到m-k条列控制线置为高电平,使得k到m-k列调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,其余列调幅网点上的有机紫外线发光二极管不加电发光,使得光照宽度与纸张宽度一致,可有效降低能耗,这里k大于等于1小于等于m,

在工作状态,中央处理器8-5接收温度信号采集器8-1输出的纸张温度信号和速度信号采集器8-3输出的纸张移动速度信号,判断纸张的温度和移动速度,当纸张的温度高和移动速度快时,通过行控制器8-6对满足公式a1+(i-1)d的行控制线置低电平,使得满足公式a1+(i-1)d行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管不加电发光,其余行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,当纸张的温度低和移动速度慢时,通过行控制器8-6对满足公式a1+(i-1)d的行控制线置高电平,使得满足公式a1+(i-1)d行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,其余行的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,使得纸张保持恒温和满足不同速度下的固化效果,并可有效降低能耗,这里a1、d取正整数,i取1到e正整数,并且a1+(e-1)d小于等于n,

在工作状态,从第一列开始每16条列线分为一组,通过列控制器8-8对每一组中的第1、3、5、7、9、11、13、15列置高电平,其他列控制线置低电平,使得每一组中第1、3列调幅网点上波长为365nm的有机紫外线发光二极管加电发光,每一组中第5、7列调幅网点上波长为385nm的有机紫外线发光二极管加电发光,每一组中第9、11列调幅网点上波长为395nm的有机紫外线发光二极管加电发光,每一组中第13、15列调幅网点上波长为405nm的有机紫外线发光二极管加电发光,从而使得光源中波长为365nm、波长为385nm、波长为395nm和波长为405nm四种成份的比例设定为基本值2:2:2:2,

中央处理器8-5接收湿度信号采集器8-4输出的纸张湿度信号,判断纸张的湿度,当纸张的湿度较高时,通过列控制器8-8对满足公式a1+(j-1)d的列控制线置高电平,使得满足公式a1+(j-1)d列的调幅网点上的有机紫外线发光二极管加电发光,当纸张的湿度较低时,通过列控制器8-8对满足公式a1+(j-1)d条列控制线置低高电平,使得满足公式a1+(j-1)d列的调幅网点上的有机紫外线发光二极管不加电发光,可将光源中波长的比例调整到最佳值,这里a1、d取正整数,j取1到e正整数,并且a1+(e-1)d小于等于m。

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