SemiconductorLightMatrix™テクノロジー

優れたパフォーマンスのための特許技術

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SemiconductorLightMatrix™テクノロジー

優れたパフォーマンスのための特許技術

2002年以来、Phoseon Technologyは、UV LED硬化技術に焦点を当てた100%で、UV硬化アプリケーション用のLEDの使用を開拓してきました。 Phoseonが特許を取得したSemiconductorLight Matrix(SLM)™テクノロジーは、LED、アレイ、光学系、および冷却をカプセル化して、UVLED硬化性能を最大化します。これらの4つのコンポーネントはそれぞれ、要求の厳しいアプリケーションの長期的な堅牢性を高めながら、最大のUVエネルギーと優れたパフォーマンスを提供するシステムに厳密に設計されています。


発光ダイオード(LED)

LED

発光ダイオード(LED)は、電流が回路の正(アノード)側から負(カソード)側に流れるときに光を生成するソリッドステートデバイスです。 Phoseonは、事前にパッケージ化されたLEDを使用するのではなく、個々のダイオードから完全なライトエンジンを構築します。これにより、Phoseonは個々のLED特性を他のコンポーネントと一致させて、総UVエネルギーを最大化することができます。

基本的な構成要素として、これはUVLEDランプサプライヤーが最初に選択しなければならないものです。これは、システムアーキテクチャと設計の残りの部分に影響を与える重要な選択です。簡単に言えば、LEDは、回路の正(アノード)側から負(カソード)側に電流が流れると光を生成するソリッドステートデバイスです。

すべてのLEDが同じように作られているわけではなく、同じ特性を示すわけでもありません。 UV LEDランプのサプライヤーは、システムのLEDの品質、タイプ、材料、および形状に関して重要な選択を行う必要があります。各UVLEDランプサプライヤーが検討する主要なLED特性には、波長とUV出力が含まれます。

波長:LEDから放出される波長は、LEDの製造中に、アルミニウム、ガリウム、インジウム誘導体などのさまざまな量のドーパントを使用して制御されます。一般的な経験則では、波長が短いほど、ダイから得られるピークUV出力は低くなります。

UV LEDサプライヤーは、波長と関連する総エネルギーとのトレードオフを硬化率と比較検討する必要があります。この議論では化学が重要な役割を果たします。一部のアプリケーションは、その特定の化学的性質により、特定の波長を必要とします。ただし、多くのアプリケーションでは、反応を開始する光開始剤によるUVの吸収は広い吸収範囲を持つため、ピーク波長のわずかなシフトは影響を与えません。

単一のUVLEDの出力は、公称入力電圧および電流でミリワット(mW)で測定されます。近年、UV LED出力は大幅に改善されており、さまざまなベンダーのLEDの仕様が大幅に改善されています。この改善は、LEDベンダーがUV LEDの出力を改善しており、今後も改善し続けることを示しています。これは、それらを利用するUVLED硬化ランプのより良い基盤を提供するだけです。


配列

LEDアレイ

アレイは、個々のLEDのグループ化またはクラスタリングです。 LEDの数、タイプ、およびサイズ。配列の形状。 LEDを電気的に接続する方法はすべてアレイに影響を与えます。 Phoseonのアレイアーキテクチャは、空冷または水冷の製品と、システムメーカーに最適なパフォーマンスと信頼性を保証するためのターゲットアプリケーションの両方を対象としています。

アレイは、サプライヤが製品の差別化を開始できる2番目の領域です。 LEDの組み合わせ方、選択したLEDの数と種類、アレイの形状、LEDの電気的接続方法、さらにはLEDのサイズさえも、システムのパフォーマンスに大きな影響を与えます。正しく構築されていれば、高出力UVLEDアレイになります。

ほとんどのアプリケーションでは、必要なスループットを達成するだけでなく、メディアの幅が1〜2 mになる硬化アプリケーションの需要を満たすために、複数のLEDまたはLEDアレイで構成されるUVLED硬化システムが必要です。したがって、重要な問題は、LEDアレイを均一にスケーリングできるかどうかです。 UV LED硬化ランプは、より優れた均一性を提供する連続スケーラブルアレイ、またはスケーリング可能なディスクリートアレイパッケージを備えていますが、出力の同じ均一性は提供しません。

一部のLEDメーカーは、UV出力を最大化すると思われるアレイまたはアセンブリに事前にパッケージ化されたLEDのみを販売しています。あらかじめパッケージ化されたアレイを購入するUVLEDランプシステムのサプライヤは、通常、市場投入までの時間がわずかに長く、UV電力を最大化するのに対して、市場投入までの時間の短縮と差別化の少ないランプの間でトレードオフを行っています。これは、UV LEDランプのサプライヤが、サプライヤのアーキテクチャとエンジニアリング能力に基づいて差別化できる領域であり、2つのサプライヤが同じバッチのLEDを使用して、最終製品で非常に異なるパフォーマンスを実現できます。


光学

OpticsLight

個々のダイオードを選択し、アプリケーション固有のアレイを実装した後、Phoseonは光学技術を階層化して、硬化する基板または材料にエネルギーを向けます。この光学系の使用には3つの利点があります。1)材料に適用されるUVエネルギーの量を最大化し、2)アレイによって生成される熱を低減し、3)アプリケーション固有の集束エネルギーを提供します。

UV LED光学系は、ランプの最も重要な差別化要因の1つです。 LEDを光学的に改善してUV出力を最大化する科学は、ランプの最終的な機能の鍵となります。最終用途に基づいて、光学エンジニアは、LEDの固有の特性を最大限に活用する形状、形状、および材料を決定する必要があります。次に、LEDが「フラッド」タイプの光であるという事実のバランスをとる必要があります。これは、光が反射器によって捕捉され、特定のポイント、焦点距離に向けられる集束水銀ランプとは異なります。

光学技術者は、窓/ガラスを通って材料に向かって所望の放射照度で最大量の光が「逃げる」ことを確実にする方法を使用するように挑戦されている。 LEDランプのサプライヤーは、UV LEDライトを最大化するために、さまざまな機密方法を使用してきました。

エンドユーザーまたはOEMは、UV LEDランプで光学部品がどのように提供されるかを必ずしも気にする必要はありませんが、サプライヤーが特定のアプリケーションのニーズに合わせて設計を改善できるかどうかを理解する必要があります。


冷却

UV LEDは、適切な動作温度を維持していれば、20,000時間を超えて持続します。 LEDはより多くのエネルギーを放出するため、より多くの熱を生成するため、管理する必要があります。 Phoseonは、特許取得済みの熱管理技術を使用して、システムから過剰な熱を取り除き、ダイオードが動作寿命全体にわたって最大のパフォーマンスで機能するように一貫した動作温度を提供します。

LED冷却はUV光源にとって非常に重要です。ノートパソコンを膝の上で長時間使用した後、読者なら誰でも知っているように、ソリッドステートデバイスの副産物は熱です。 UV LEDは、受け取った電気エネルギーの約15〜25%を光に変換します。残りの75-85%は熱として伝達されます。したがって、LEDアレイを冷却する必要があります。

現在、UVLEDアレイは空気または液体で冷却されています。 LEDがより高い出力電力を放出するにつれて、より多くの熱が生成されることに注意することが重要です。したがって、これまで以上に高い放射照度の製品を構築する競争において、熱を制御および除去するサプライヤの能力は、信頼性の高いシステムを構築するためにより重要になっています。 LEDの品質が向上し、放射照度が増加するにつれて、熱を取り除く必要もあります。 OEMおよびエンドユーザーは、光源のLED冷却にこれ以上費やすことを望んでいません。