ES2378067T3 - Fuente de luz de estado sólido de alta eficacia y métodos de uso y fabricación - Google Patents

Abstract

Un sistema para inducir una transformación de material predeterminada en un material diana predeterminado, comprendiendo el sistema: - un sustrato acoplado termicamente a un disipador de calor y circuito excitador para proporcionar potencia a una disposición de dispositivos que emiten luz de estado sólido dispuesta superficialmente sobre el sustrato, produciendo el sistema una densidad de potencia de salida de la luz de al menos aproximadamente 50 mW/cm2 caracterizado por que el sistema es capaz de producir luz en una longitud de onda menor que aproximadamente 425 nm y el sistema comprende ademas al menos un elemento óptico que incluye una disposición de microlente reflectiva, refractiva o difractiva que colima la salida de la luz.

Description

Fuente de luz de estado s6lido de alta eficacia y metodos de uso y fabricaci6n

Campo Tecnico

Esta invenci6n se refiere en general a una fuente de luz de estado s6lido con una densidad de radiaci6n 5 electromagnetica suficiente para realizar una variedad de funciones en una variedad de aplicaciones de producci6n y comerciales.

Antecedentes de la Invenci6n

Se usan lamparas de arco de alta presi6n de diversas variedades (por ejemplo, haluro de metal, mercurio y hal6geno) y otras fuentes de luz de alta intensidad en la mayorfa de aplicaciones comerciales e industriales que 10 implican, por ejemplo proyecci6n, iluminaci6n y visualizaci6n, inspecci6n, iniciaci6n de procesos qufmicos o biol6gicos, reproducci6n de la imagen, fluorescencia, exposici6n, esterilizaci6n, polimerizaci6n de fotopolfmeros, irradiaci6n y limpieza. En cada una de las aplicaciones anteriores, una bombilla de alta irradiaci6n genera una amplia salida espectral de alta intensidad de luz incoherente que se filtra y se modifica espacialmente por el uso de 6pticas complicadas para permitir la emisi6n de una banda de luz espectral estrecha, tal como luz ultravioleta (UV) con la

15 intensidad y propiedades espaciales apropiadas para la aplicaci6n deseada. Desafortunadamente, las fuentes de luz de alta intensidad convencionales presentan una variedad de desventajas, como se ilustra en los siguientes ejemplos.

La luz UV es una herramienta eficaz en muchas aplicaciones de producci6n en muchas industrias. Por ejemplo, se usa luz UV para polimerizaci6n de fotopolfmeros, un procedimiento usado ampliamente para diversos procesos, 20 tales como, impresi6n, litograffa, revestimientos, adhesivos, procedimientos usados en fabricaci6n, publicaci6n y envasado de semiconductores y placas de circuito impreso. La luz UV debido a su alta energfa del fot6n, tambien es util para excitaci6n molecular, iniciaci6n qufmica y procedimientos de disociaci6n, incluyendo, fluorescencia para cometidos de inspecci6n y medida, procedimientos de limpieza y esterilizaci6n y procedimientos de iniciaci6n medica, qufmica y biol6gica y se usa en una variedad de industrias, tales como industrias de electr6nica, de

25 medicina y qufmicas. La eficacia y duraci6n de fuentes de luz convencionales para estas aplicaciones es extremadamente baja. Por ejemplo, se usan fuentes de lampara ultravioleta de 8.000 W (despues de filtrado) en la exposici6n de materias protectoras polimericas, pero proporcionan s6lo 70 W de potencia en el intervalo espectral requerido por el procedimiento. Por lo tanto, se requieren fuentes de luz mas eficaces.

Las disposiciones de fuentes de luz de semiconductores tales como los LED (por sus siglas en ingles) y los diodos

30 laser son mas eficaces que las fuentes de luz de alta presi6n y ofrecen ventajas sobre las lamparas y la mayorfa de otras fuentes de luz de alta intensidad. Por ejemplo, tales disposiciones de fuentes de luz de semiconductores son de cuatro a cinco veces mas eficaces que la de fuentes de luz de alta intensidad. Otras ventajas de las disposiciones de fuentes de luz de semiconductores son que producen un nivel mucho mayor de pureza espectral que las fuentes de luz de alta intensidad, son mas seguras que las fuentes de luz de alta intensidad puesto que los voltajes y las

35 corrientes asociadas a tales diodos son menores que los asociados a fuentes de luz de alta intensidad y proporcionan densidades de potencia aumentadas debido a menores requerimientos de envasado. Ademas, las disposiciones de fuentes de luz de semiconductores emiten niveles inferiores de interferencia electromagnetica, son significativamente mas fiables y presentan salidas mas estables a lo largo del tiempo, requiriendo menos mantenimiento, intervenci6n y sustituci6n que con fuentes de luz de alta intensidad. Las disposiciones de fuentes de

40 luz de semiconductores se pueden configurar y controlar para permitir el direccionamiento individual producir una variedad de longitudes de onda e intensidades y permitir el comienzo rapido y el control de la pulsaci6n para funcionamiento continuo.

La Patente de EE.UU. N° 5.436.710 describe una disposici6n de LED funcionando a una longitud de onda de salida de 940 nm (para imagenes de colorante organico de fijaci6n en una lamina) y la Patente de EE.UU. N° 5.527.704

45 describe una disposici6n de LED funcionando a una longitud de onda de salida de aproximadamente 620-670 nm (para virus de inactivaci6n). La patente internacional WO-A-02/26270 describe un aparato para la inactivaci6n de contaminantes usando disposiciones de dispositivos de estado s6lido que emiten radiaci6n UV.

Desafortunadamente, ninguna de la tecnica anterior describe una fuente de luz de semiconductores que se puede adaptar para una variedad de aplicaciones y/o proporcionar densidades de alta potencia requeridas por una variedad

50 de aplicaciones.

Sumario de la Invenci6n

La presente invenci6n supera los problemas en la tecnica anterior proporcionando una fuente de luz de estado s6lido segun la reivindicaci6n 1. Se definen realizaciones preferidas en las reivindicaciones adjuntas. La fuente de luz de estado s6lido segun la invenci6n se puede adaptar para una variedad de aplicaciones y/o con salida de densidad de 55 relativamente alta potencia. Por ejemplo, la presente invenci6n como se reivindica se puede usar en aplicaciones de transformaci6n de material, que requiere longitudes de onda menores que aproximadamente 425 nm. Ciertas

ventajas de la presente invenci6n se consiguen mediante una unica disposici6n de emisores de luz de estado s6lido que se disponen en una configuraci6n densa capaz de producir salida de potencia de alta intensidad que previamente a esta invenci6n requerfa lamparas de alta intensidad ineficaces y/o dispositivos caros y de laser o de estado s6lido complejos .

El dispositivo de esta invenci6n es capaz de producir densidades de potencia mayores que aproximadamente 50 mW/cm2. El dispositivo de esta invenci6n se puede usar para producir densidades de potencia dentro del intervalo de entre aproximadamente 50 mW/cm2 y 6.000 mW/cm2. El dispositivo se puede configurar de manera diferente para una variedad de aplicaciones, cada una de las cuales puede presentar diferentes requerimientos, tales como densidad de salida de potencia 6ptica, longitud de onda, 6ptica, circuito excitador y transferencia de calor. Por ejemplo, el dispositivo puede incluir un circuito excitador para suministrar la potencia necesaria para conseguir la densidad de salida de potencia para una aplicaci6n particular. Adicionalmente, el dispositivo incluye un elemento 6ptico que colima la salida de la luz.

La presente invenci6n proporciona un m6dulo de luz de estado s6lido con un sustrato termicamente conductor con multiples chips de los LED montados en una disposici6n espacialmente densa de manera que la iluminaci6n se consigue a intensidades suficientes para realizar procesos ffsicos. La fuente de luz de estado s6lido de la presente invenci6n se puede utilizar para realizar funciones en una variedad de aplicaciones en tales areas de, por ejemplo, exposici6n, curado, esterilizaci6n, limpieza y ablaci6n de material. La fuente de luz de estado s6lido consigue alta eficacia, pureza espectral, densidades de potencia y caracterfsticas espaciales para cada una de las aplicaciones descritas anteriormente, asf como otras aplicaciones que requieren producci6n de luz eficaz.

La presente invenci6n proporciona una fuente de luz de estado s6lido que es independiente, eliminandose asf la necesidad de mecanismos de acoplamiento 6ptico intrincados requeridos por muchos dispositivos de la tecnica anterior. Ademas, la fuente de luz de estado s6lido de la presente invenci6n optimiza la salida de la luz y es ventajosa en el diseno de sistemas proyectores LED rentables, pequenos.

Las realizaciones y caracterfsticas anteriores son para fines ilustrativos y no se desea que sean limitantes, siendo los expertos en la materia capaces de apreciar otras realizaciones del alcance y espfritu de las explicaciones anteriores.

Breve Descripci6n de los Dibujos

La Figura 1 muestra una vista esquematica de un m6dulo de luz de estado s6lido basico que comprende parte del sistema de la presente invenci6n.

La Figura 2 muestra una vista en despiece ordenado de una realizaci6n del dispositivo de luz de estado s6lido.

La Figura 3 es una vista transversal de otra realizaci6n del dispositivo de luz de estado s6lido.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de una barra de luz de estado s6lido.

La Figura 5 es una vista transversal parcial de la barra de luz de estado s6lido de la Fig. 4.

La Figura 6 es una vista desde un extremo transversal de la barra de luz de estado s6lido de la Fig. 4.

La Figura 7 es una vista desde un extremo transversal de otra realizaci6n de un dispositivo de luz de estado s6lido para uso en el sistema de la presente invenci6n.

Las Figuras 8 y 9 son ilustraciones graficas de diversas ondas de luz para una variedad de aplicaciones.

La Figura 10 es una vista esquematica de una realizaci6n para aumentar la intensidad de salida de la luz desde un m6dulo de luz de estado s6lido.

La Figura 11 es una vista esquematica de otra realizaci6n de la Fig. 10 que utiliza elementos 6pticos plurales para aumentar la intensidad de salida de la luz.

La Figura 12 es un esquema de un suministro de potencia para conducir la realizaci6n de la Fig. 7.

La Figura 14 muestra un metodo para equilibrar y controlar las variaciones de la intensidad de la luz a traves de la disposici6n LED.

La Figura 15 muestra una realizaci6n de la presente invenci6n para litograffa de proyecci6n donde una imagen en una mascara se proyecta sobre un fotopolfmero formando una imagen positiva o negativa de la mascara en el fotopolfmero curado.

La Figura 16 muestra una realizaci6n de la presente invenci6n para limpieza y modificaci6n de superficie donde la intensidad de la luz de semiconductores maxima aumenta ademas mediante tanto aumento 6ptico como tecnicas de pulsaci6n para conseguir densidades de potencia suficientes para ablaci6n, disociaci6n y otros efectos.

La Figura 17 es un esquema de un control de potencia en que las lfneas individuales de la disposici6n se pueden controlar.

Las Figuras 18 y 19 son vistas de un dispositivo de inspecci6n por visi6n de maquina para medir y ensayar la intensidad de salida de la luz de un dispositivo de luz de estado s6lido de la presente invenci6n.

Descripci6n Detallada de la Invenci6n

La presente invenci6n proporciona un sistema que sirve como fuente de luz de estado s6lido capaz de realizar operaciones en una variedad de aplicaciones que requieren salida de potencia de alta densidad. El dispositivo de la presente invenci6n incluye una disposici6n chip-on board densa de emisores de luz de estado s6lido que producen salida de potencia de alta intensidad e incluye ademas transferencia de calor; circuito excitador, intensidad de la luz, pureza espectral, uniformidad espacial y direccionalidad requerida para una variedad de aplicaciones. Tales aplicaciones son tfpicamente las que requieren una salida de densidad de potencia de mas de aproximadamente 50 mW/cm2. La mayorfa de las aplicaciones requiere tfpicamente entre aproximadamente 50 mW/cm2 y aproximadamente 6.000 mW/cm2 y la presente invenci6n puede proporcionar salida de potencia en este intervalo. Sin embargo, se considera que el m6dulo del alumbrado de la presente invenci6n se puede utilizar en aplicaciones que requieren una salida de densidad de potencia mayor que aproximadamente 6.000 mW/cm2. Las aplicaciones que requieren salida de densidad de potencia de entre aproximadamente 50 mW/cm2 y aproximadamente 6.000 mW/cm2 incluyen lo siguiente:

aplicaciones de proyecci6n que proporcionan iluminaci6n para operaciones de inspecci6n y para pantallas y proyectores que proyectan y controlan la luz;

aplicaciones de formaci6n de imagenes, tales como litograffa, impresi6n, pelfcula y reproducciones de la imagen y otras aplicaciones que transfieren imagenes y

aplicaciones de transformaci6n de material, tales como iniciaci6n de procesos qufmicos o biol6gicos, fotopolimerizaci6n (incluyendo curado de revestimientos, adhesivos, tintas y exposici6n litografica de fotopolfmeros para crear un patr6n), limpieza, esterilizaci6n, ionizaci6n y ablaci6n (eliminaci6n de material con luz).

El sistema de la presente invenci6n incluye una disposici6n de emisores de luz de estado s6lido que se puede seleccionar de fuentes comercialmente disponibles o configurar para producir la longitud de onda e intensidad de la luz requeridas para cada aplicaci6n de uso. Como se usa en la presente memoria, la expresi6n "emisor de luz de estado s6lido" significa cualquier dispositivo que convierte energfa electrica en radiaci6n electromagnetica por la recombinaci6n de huecos y electrones. Ejemplos de emisores de luz de estado s6lido incluyen diodos que emiten luz de semiconductores (los LED), diodos laser de semiconductores, laser de emisi6n superficial con cavidad vertical (los VCSEL, por sus siglas en ingles), diodos emisores de luz polimericos y dispositivos electroluminiscentes (es decir, dispositivos que convierten energfa electrica en luz mediante un f6sforo s6lido sometido a un campo electrico alternante). En la siguiente descripci6n, se usan los LED para ilustrar emisores de luz de estado s6lido.

Los LED se disponen en una disposici6n densa sobre un sustrato, como se discute mas adelante. La densidad de la disposici6n de chips o, en otras palabras, el espaciamiento de los chips en el sustrato puede variar segun la aplicaci6n de uso deseado. Cada aplicaci6n de uso deseado puede requerir una salida de densidad de potencia diferente que se puede conseguir basandose en el espaciamiento (o densidad) de los chips en el sustrato, dependiendo de la potencia de chip usada. Adicionalmente, cada aplicaci6n puede requerir diferentes longitudes de onda de la luz. La Tabla I mas adelante muestra ejemplos de salidas de densidad de potencia que se pueden conseguir mediante diversas densidades de disposiciones de chip o espaciamiento usando chips de 12 mW y 16 mW. Por ejemplo, una disposici6n de chips de 12 mW formada sobre un sustrato con una densidad de 494 chips/cm2 (22 chips/cm) produce una salida de densidad de potencia de 5.037 mW/cm2. Esta salida de densidad de potencia se puede requerir para aplicaciones de limpieza usando longitudes de onda de la luz de entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 400 nm. Para aplicaciones de limpieza que requieren una salida de densidad de potencia mayor, una disposici6n de chips de aproximadamente 16 mW formada con la misma densidad descrita anteriormente produce una salida de densidad de potencia de 6.716 mW/cm2. Aunque los semiconductores de la tecnica anterior envasados individualmente como los LED, los VCSEL y diodos laser se disponen tfpicamente en pasos de centro a centro de 4 mm o mayores, esta invenci6n consigue inesperadamente aumentos significativos en la densidad de potencia mediante la disposici6n de los dispositivos en pasos de centro a centro por debajo de aproximadamente 3 mm y mas tfpicamente entre pasos de centro a centro de aproximadamente 1 mm y aproximadamente 2 mm. A la vista de las explicaciones en la presente memoria, deberfa ser evidente para un experto en la materia que otras densidades de potencia, otras longitudes de onda y otros espaciamientos de los dispositivos son posibles, limitado s6lo por la disponibilidad futura de los dispositivos. Como se define en la presente memoria, se dispone una disposici6n densa de emisores de estado s6lido es una pluralidad de emisores de estado s6lido en una disposici6n de espaciamiento de centro a centro de aproximadamente 3 mm o menos para proporcionar preferiblemente una salida de densidad de potencia de al menos aproximadamente 50 mW/cm2.

Densidad de potencia (mW/cm2) como una funci6n de espaciamiento del chip y potencia del chip

Paso 450 650 850 1.050 1.250 1.450 1.650 1.850 2.050 2.250 2.450 2.650 Micr6metros

Paso mm 0,45 0,65 0,085 1,05 1,25 1,45 1,65 1,85 2,05 2,25 2,45 2,65

Numero de 22 15,4 11,8 9,5 8,0 6,9 6,1 5,4 4,9 4,4 4,1 3,8 chips

por cm

Numero de 494 237 138 91 64 48 37 29 24 20 17 14 chips

por cm cuad

mW/cm2 5.037 2.414 1.412 925 653 485 375 298 243 201 170 145 usando

chips de 12 mW

mW/cm2 6.716 3.219 1.882 1.234 870 647 500 397 324 269 227 194 usando

chips de 16 m W

Tabla 1

La Figura 1 ilustra la construcci6n basica del m6dulo 10 de alumbrado de estado s6lido que comprende parte del sistema de la presente invenci6n en que una pluralidad de emisores de luz de estado s6lido, tales como chips 12 LED se montan o se disponen de otro modo en una disposici6n densa sobre un sustrato 14. Una variedad de chips de LED estan comercialmente disponibles por un intervalo espectral de luz visible e invisible y un experto en la materia puede seleccionar un chip LED dependiendo de la aplicaci6n de uso deseado. Un ejemplo de un chip LED adecuado para aplicaciones de transformaci6n material, tales como curado, es P/N C395-XB290-E0400-X, fabricado por Cree, Inc., situado en Durham, Carolina del Norte, USA. El m6dulo 10 esta conectado a una fuente 16 de energfa para alimentar chips 12 LED que producen salida de luz de una longitud de onda y una intensidad para realizar una operaci6n deseada. El espaciamiento o la densidad de chips 12 LED en un sustrato 14 se determina por los requerimientos de salida de densidad de potencia para la operaci6n deseada. Por ejemplo, a partir de la Tabla 1 anterior se puede ver que para obtener una salida de densidad de potencia de aproximadamente 2.412 mW/cm2, se deben montar chips 12 LED o disponer de otro modo sobre el sustrato 14 en una disposici6n con una densidad de 237 chips LED/cm2. Para control termico, el sustrato 14 se monta preferiblemente en un disipador de calor 18. El sustrato 14 se puede fabricar de una variedad de materiales, como se describira mas adelante. El disipador de calor se puede fabricar de cualquier material termicamente conductor, tal como aluminio. Como se describe en la presente memoria, los chips LED individuales se pueden montar superficialmente en o conformar sobre el sustrato. Sin embargo, las multiples disposiciones de LED se pueden proporcionar como una boquilla unica de circuito integrado. Las disposiciones LED mayores se pueden ensamblar mediante disposici6n de diversas boquillas en una disposici6n de circuitos hfbrida.

La Figura 2 ilustra ademas el m6dulo 20 de alumbrado de estado s6lido que comprende parte del sistema de la presente invenci6n que es capaz de producir una salida de densidad de potencia que se puede usar en procesos de transformaci6n de materiales. El m6dulo 20 incluye emisores de luz de estado s6lido plurales, tales como chips 22 LED montados en un sustrato 24 en una disposici6n 26 densa para producir una salida de potencia de alta densidad para realizar un proceso de transformaci6n de materiales. Los chips LED que producen una longitud de onda capaz de realizar un proceso de transformaci6n de materiales cuando se construyen en una disposici6n para producir una salida de densidad de potencia mayor que aproximadamente 50 mW/cm2 estan comercialmente disponibles. Un experto en la materia puede seleccionar un chip LED dependiendo de su salida de longitud de onda para una aplicaci6n de transformaci6n de materiales especffica. Como se discuti6 anteriormente, el espaciamiento o la densidad de chips 22 LED depende del requerimiento de salida de densidad de potencia del procedimiento de transformaci6n de materiales. El sustrato 24 puede servir como un aislante electrico y es termicamente transmisivo y se puede fabricar de material ceramico, tal como Alumina (AI2O3), Nitruro de Aluminio (AlN); zafiro; Carburo de Silicio (SiC); diamante u Oxido de Berilio (BeO); materiales semiconductores, tales como GaAs; Si o sustratos de base laminada u otros sustratos que usan vfas termicas o capas de metal para conducir calor. De ahora en adelante, un sustrato termicamente transmisivo es uno fabricado de uno cualquiera de estos materiales. Los patrones 28 de circuitos conductores se forman en una superficie de sustrato 24 y se forman de materiales electricamente conductores tales como cobre, paladio, oro, plata, aluminio o aleaciones o capas de los mismos. Se montan chips 22

LED sobre sustrato 24 por soldadura, adhesivos conductores u otras tecnicas de uni6n de metal conocidas y estan conectados electricamente a patrones 28 de circuitos por plomos apropiados conductores tales como hilos 30. Alternativamente, se pueden conformar chips 22 LED directamente sobre el sustrato 24.

Los hilos 30 estan conectados a chips 22 LED y sustrato 24 por patrones 28 de circuitos mediante cualquier tecnica de uni6n de hilos o de uni6n electrica, incluyendo uni6n de hilos, micropastilla volante, montaje de superficie u otra tecnica de uni6n. Los patrones 28 de circuitos pueden incluir conexiones para componentes 32 pasivos de pelfcula gruesa o delgada. Los componentes 32 de pelfcula gruesa pueden ser recortados a laser para conseguir intensidades de luz uniformes por la disposici6n 26. Se proporciona un suministro 34 de potencia y se conecta a patrones 28 de circuitos para alimentar chips 22 LED. El suministro 34 de potencia puede estar conectado a, o controlado por, un controlador 36 de ordenador de manera que los chips 22 LED se puedan encender, apagar o pulsar durante tiempos o intensidades variables. Al menos un sensor de temperatura puede estar conectado a patrones 28 de circuitos u otros aspectos del m6dulo de cualquier modo conocido para controlar la temperatura del sustrato 24 u otros aspectos del m6dulo. El sensor 37 puede estar conectado por circuito de control al suministro de potencia para evitar que el m6dulo 20 se sobrecaliente. Tfpicamente, el umbral de temperatura es aproximadamente 80�C. Asf, la entrada de los sensores 37 de temperatura se puede usar para proporcionar control de temperatura in situ en tiempo real. La estabilidad termica y la disipaci6n de calor se pueden conseguir, si se desea, montando sustrato 24 sobre un disipador 38 de calor o acoplando termicamente de otro modo el sustrato al disipador de calor.

Las propiedades 6pticas de direccionalidad espacial, uniformidad y filtraci6n espectral se pueden conseguir por un elemento 40 6ptico, que incluye disposici6n de microlentes de componentes de refracci6n o difracci6n u otra tecnologfa de redirecci6n 6ptica asf como filtraci6n espectral. La salida 42 de la luz de chips 22 LED se puede enfocar, colimar y/o hacer mas uniforme. Aunque no se requiere, se puede conseguir eficacia 6ptica igualando el fndice de refracci6n de un gas, lfquido o polfmero transparente sellado hermeticamente en un hueco o espacio 44 creado entre el sustrato 24 y componente 40 6ptico. Los gases de refracci6n adecuados son conocidos para expertos en la materia y pueden incluir helio, nitr6geno, arg6n o aire. El gas puede mejorar ademas la disipaci6n termica. La eficacia 6ptica tambien se puede mejorar por adici6n de revestimientos superficiales reflectivos sobre el sustrato 24 o mediante la adici6n de revestimientos de pelfcula fina conocidos sobre componente 40 6ptico.

Como se ve en la Fig. 3, un posible ejemplo de un dispositivo 46 de luz de estado s6lido, capaz de curar los revestimientos sobre el objeto 48 de trabajo, tal como un medio de almacenamiento de CD/DVD, con una disposici6n de chip LED, enfriada al aire, sellada hermeticamente. Para realizar una operaci6n de curado, el dispositivo 46 puede proporcionar luz de una longitud de onda de entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 400 nm. El dispositivo 46 incluye un sustrato 50 hecho de cualquier material, como se discuti6 anteriormente, pero esta hecho preferiblemente de un material ceramico o alumina. Una disposici6n de chips 52 LED esta dispuesta sobre el sustrato 50 de manera que se produce un patr6n de luz ligeramente mayor que el objeto 48 de trabajo. Este patr6n mayor asegura que el borde apropiado cure bajo los lados del objeto 48 de trabajo. El sustrato 50 puede estar encerrado o montado dentro de un alojamiento 54 del m6dulo. Se puede usar un agente 56 de uni6n para montar el sustrato 50 en el alojamiento 54. Se puede seleccionar el agente 54 de uni6n de adhesivos comercialmente disponibles conocidos. Preferiblemente, el agente 54 de uni6n presenta propiedades conductoras del calor. El alojamiento 54 puede estar hecho de un metal que sea facil de maquinar y sea un excelente conductor termico para disipaci6n de calor. Se forma una ventana 58 de vidrio o plastico en el alojamiento 54 del m6dulo para permitir que la luz producida por chips 52 LED pase por el objeto 48 de trabajo. La ventana 58 se sella al alojamiento 54 del m6dulo mediante un sello 60 medioambiental de alta transmisi6n de la luz, que puede ser cualquier sello de uni6n comercialmente disponible. Se une un terminal 62 a, o se forma sobre, el sustrato 50 y se conecta a un suministro 64 de energfa por una conexi6n 66 electrica de alivio de tensi6n montada en un aislante 68 electrico en el alojamiento 54 del m6dulo. Tambien se proporciona un sensor 70 de temperatura opcional sobre el sustrato 50 y se conecta por un terminal 72 y aislante 74 a un circuito 76 de lectura del sensor de temperatura. El circuito 76 de lectura del sensor de temperatura se conecta al suministro 74 de energfa para evitar que los chips 52 LED se sobrecalienten. El alojamiento 54 del m6dulo se puede montar mediante cualquier conector, tal como tornillos (no mostrado) en un disipador 80 de calor. El disipador 80 de calor puede presentar una pluralidad de aletas hechas de cualquier material termicamente conductor, tal como aluminio. Un ventilador 82 puede estar conectado al disipador 80 de calor de manera que el ventilador 82 recoja aire ambiental y lo eche por el disipador 80 de calor. El aire calentado es transportado despues lejos del m6dulo 46. Se realizan muchas aplicaciones de curado con longitudes de onda de la luz de aproximadamente 395 nm. Los chips 52 LED producen preferiblemente salida de luz en un intervalo que corresponde al que activa a un agente de curado en la aplicaci6n de curado de uso deseado. Los chips 52 LED pueden ser pulsados para aumentar su intensidad de salida para conseguir una densidad de salida de potencia mayor que aproximadamente 400 mW/cm2 para una aplicaci6n de curado particular. Sin embargo, otras aplicaciones de curado pueden requerir otras longitudes de onda de la luz y otras salidas de densidad de potencia.

Las Figuras 4-6 muestran una realizaci6n que incorpora multiples m6dulos de luz de estado s6lido en una barra 84 de luz para aplicaciones de transformaci6n de materiales en lfnea, tales como modificaci6n de la superficie de alta intensidad tal como tinta o revestimiento que cure o aplicaciones de exposici6n de la imagen. Por ejemplo, la Tinta de Curado Ultravioleta de Baja Viscosidad fabricada por International In� Co. de Gainsville, Georgia, USA, reacciona a alrededor de 200 mW/cm2 usando una longitud de onda de entre aproximadamente 350 nm y aproximadamente

400 nm. La barra 84 de luz incluye multiples m6dulos dispuestos en una lfnea o una disposici6n y se extiende a lo largo de un eje X. La barra 84 de luz se mueve preferiblemente en relaci6n con una diana u objeto de trabajo a lo largo del eje � permitiendo la salida 88 de luz para realizar un proceso sobre el objeto 86 de trabajo. Aunque no se muestra, la barra 84 de luz puede estar montada sobre un soporte para mover la barra 84 de luz sobre el objeto de trabajo.

La uniformidad de la luz se mejora moviendo la barra 84 de luz en relaci6n al objeto 86 de trabajo debido a la salida 88 de luz de propagaci6n del movimiento uniformemente a traves del objeto 86 de trabajo a lo largo del eje �. Para mejorar la uniformidad a lo largo del eje X, la barra 84 de luz se puede mover tambien a lo largo del eje X para propagar la salida 86 de luz a lo largo de ese eje. La salida 88 de luz se puede promediar moviendo la barra 84 de luz a lo largo de los ejes tanto X como �, tal como por vibraci6n. Adicionalmente, se puede incorporar un elemento 6ptico promedio de luz, tal como un difusor (no mostrado) a la barra 84 de luz. Ademas, los m6dulos de luz de estado s6lido pueden formar angulo de manera que la lfnea de testigo de su uni6n no sea evidente en el objeto 86 de trabajo. La barra 84 de luz puede ser de diversas configuraciones y se puede mover por cualquier medio m6vil necesario para conseguir los objetivos del procedimiento para el que se tiene que usar.

Como se ve en las Figs. 5 y 6, la barra 84 de luz incluye uno o mas m6dulos 90 de luz de estado s6lido montados o dispuestos de otro modo en la misma. Cada m6dulo 90 incluye una disposici6n densa de chips 92 LED montados o dispuestos de otro modo sobre un sustrato 94. Los chips 92 LED pueden estar montados superficialmente y unidos por hilos al sustrato 90 en una disposici6n de alta densidad segun la salida de densidad de potencia de la operaci6n. Cada sustrato 94 es preferiblemente una placa de circuito impreso con materiales de transferencia de calor 6ptimos, como se describi6 anteriormente. Los sustratos 94 pueden estar montados en un alojamiento 96 de la barra de luz mediante un agente 98 de uni6n, preferiblemente con buena conductividad termica. Los m6dulos 90 estan montados de una manera de modo que la salida 88 de luz producida por los chips 92 LED se dirija hacia el objeto 86 de trabajo por una ventana 89. Un suministro 100 de energfa (Fig. 4) proporciona energfa por una primera serie de cables 102 para impulsar o a todos los m6dulos 90 en la barra 84 de luz o para impulsar cada m6dulo 90 por separado. Cada sustrato 94 puede incluir un sensor 104 de temperatura. El suministro 100 de energfa detecta la temperatura de cada sustrato 94 por una segunda serie de cables 106. La primera y la segunda serie de cables 102 y 106 se muestran simplificadas. Preferiblemente, cada m6dulo 90 tendra su propia serie de cables de energfa de manera que cada m6dulo 90 puede ser controlado por separado. Cada sensor 104 de temperatura esta conectado a un circuito 108 de detecci6n de temperatura conectado al suministro 100 de energfa. Una barra 110 colectora de potencia de entrada y una barra 112 colectora de potencia de salida sirven como las conexiones de entrada y salida de potencia para la barra 84 de luz.

Para controlar la temperatura de la barra 84 de luz, se puede usar un canal o conducto 114 de circulaci6n del fluido para hacer circular fluido alrededor de las areas de la barra de luz que requieren enfriamiento. El alojamiento 96 de la barra de luz incluye las placas 116 y 118 de metal superior e inferior, tal como aluminio o cobre, entre las que se situa el canal o conducto 114 de circulaci6n de fluido de manera que se transfiera calor desde el alojamiento 96 de la barra de luz al fluido que se transporta despues fuera del alojamiento 96 de la barra de luz. Alternativamente, el alojamiento 96 de la barra de luz se puede proporcionar con plurales canales 120 (Fig. 6) por los que se suministra refrigerante por un primer conducto (no mostrado) de manera que el refrigerante este en contacto directo con el alojamiento 96 de la barra de luz y fluya fuera del alojamiento 96 de la barra de luz por un segundo conducto (no mostrado). Esto permite flujo turbulento del refrigerante, proporcionando mayor transferencia de calor. El suministro 101 de energfa (Fig. 4) controla el lfquido refrigerante mediante la detecci6n de la temperatura y la deducible salida de luz. La barra 84 de luz es preferiblemente un conjunto cerrado para proteger los m6dulos 90 de dano medioambiental, que podfa resultar de impacto ffsico o de contaminantes, o en fase gas o lfquida. Una cubierta 122 rfgida proporciona resistencia estructural y soporta la ventana 89 que puede estar recubierta para transmisi6n de luz UV mejorada, si se desea. Como se ve en la Fig. 6, se puede proporcionar al menos un elemento 124 6ptico adyacente a, o asociado de otro modo, con los chips 92 LED para alinear la salida 88 de luz al eje �. El elemento 124 6ptico puede ser elementos unicos o multiples y pueden estar separados para cada chip 92 LED o disenarse para trabajar para diversos o muchos chips 92 LED .

Otros procesos de transformaci6n de materiales dentro de la reflexi6n de la presente invenci6n puede incluir exposici6n a la materia protectora para placas de circuito impreso que incluyan al menos un material que reaccione con longitudes de onda de la luz entre aproximadamente 350 nm y aproximadamente 425 nm, siendo una longitud de onda adecuada con frecuencia 365 nm a una salida de densidad de potencia mayor que 100 mW/cm2. El sustrato puede ser ceramica o Nitruro de Aluminio (AlN) usando un disipador de calor enfriado con fluido. Se puede utilizar una microdisposici6n 6ptica de colimaci6n para colimar la salida de luz. Los chips LED, tales como los fabricados por Cree, Inc. como se discuti6 anteriormente, pueden ser o pulsados o conducidos de manera continua para obtener una densidad de salida de potencia mayor que aproximadamente 700 mW/cm2. Para algunas operaciones de limpieza, se pueden usar longitudes de onda de la luz de entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 400 nm, ya que se pueden retirar diversos materiales organicos usando tal intervalo de longitudes de onda. Por ejemplo, los restos de huella dactilar se pueden eliminar de un disco semiconductor usando una longitud de onda de aproximadamente 365 nm y pulsando los chips LED a pulsos de menos de aproximadamente 100 ns para obtener una densidad de salida de potencia mayor que aproximadamente 5.000 mW/cm2.

La Figura 7 muestra un dispositivo 130 de luz de estado s6lido en el que la multiplicaci6n 6ptica de la intensidad de la fuente de luz se consigue para aplicaciones tales como inspecci6n de discos semiconductores o inspecci6n fluorescente en el caso de que se requiera una mayor intensidad de una sola longitud de onda. Una disposici6n densa de chips 132 LED se monta superficialmente sobre un sustrato 134 con buenas propiedades de transferencia de calor, como se discuti6 anteriormente. Los chips LED que producen una longitud de onda capaz de realizar un proceso de inspecci6n cuando se construyen en una disposici6n que proporciona una salida de densidad de potencia mayor que aproximadamente 50 mW/cm2 estan comercialmente disponibles. Un experto en la materia puede seleccionar un chip LED dependiendo de su salida de longitud de onda para una aplicaci6n de inspecci6n especffica. Se monta el sustrato 134 para un disipador 136 de calor por un agente 138 de uni6n. Los sensores 140 de temperatura se pueden proporcionar sobre el sustrato 134 y se conectan a circuitos 142 de sensores de temperatura y se conectan a un suministro 144 de potencia controlada por ordenador para el funcionamiento, como se discuti6 anteriormente. El suministro 144 de energfa se controla mediante un controlador 145 por ordenador con circuito de detecci6n termica y se conecta al sustrato 134 por una barra 146 colectora de potencia de entrada y barra 148 colectora de potencia de salida. El disipador 136 de calor puede ser una posible configuraci6n para eliminar eficazmente calor y se muestra con una pluralidad de aletas 154 para disipar calor. Fluye o aire ambiental o flujo de aire proporcionado por un ventilador (no mostrado) por las aletas 154 del disipador de calor para enfriar el dispositivo

130. Aunque se muestra un disipador de calor de aire, se considera que el dispositivo 130 tambien podfa tener un tubo de fluido para llevar refrigerante a, y sacar fluido calentado del disipador 136 de calor, como se muestra y se describe en las Figs 4-6. Adicionalmente, el disipador 136 de calor tambien podfa ser una tuberfa de calor o refrigerador electrico termico. Los elementos 150 y 152 6pticos se pueden proporcionar entre chips 132 LED y un objeto 156 de trabajo para enfocar la luz 158 para obtener la intensidad deseada requerida para la aplicaci6n. Por ejemplo, los elementos 150 y 152 6pticos pueden aumentar la intensidad de la luz hasta entre 5 y 10 veces. Los elementos 150 y 152 6pticos pueden ser cualquier lente de enfoque u 6ptica de intensificaci6n conocida .

El suministro 144 de potencia, como pueden otros suministros de energfa descritos anteriormente, pueden proporcionar una variedad de ondas de potencia, como se ve en la Fig. 8, para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, el suministro 144 de potencia puede suministrar voltaje constante continuamente a diversos niveles de corriente (amperios) como se ve en las ilustraciones graficas marcadas 2.1 y 2.2 para aplicaciones, tales como inspecci6n de discos de cara posterior y exposici6n a materias protectoras para placas de circuito impreso. El suministro 144 de potencia tambien puede proporcionar ondas de potencia pulsada usando diversos periodos de tiempo de encendido y apagado representados en C, D, E y F y/o niveles de corriente (amperios) como se ve en ilustraciones graficas marcadas 2.1 y 2.2 para aplicaciones, tales como inspecci6n fluorescente, curado o revestimiento para CD-�OMS y limpieza. Como se ve en la Fig. 9, se ven diversos pulsos de corriente en rampa en las ilustraciones graficas marcadas 3.1, 3.2 y 3.3 para aplicaciones, tales como sistemas de litograffa y limpieza. Los chips 132 LED pueden ser pulsados a diversas frecuencias para tiempos de pulso tan bajos como 50 ns para conseguir una funci6n especffica. Para aplicaciones de tratamiento de material donde se requiere intensidad maxima, se pueden superpulsar dispositivos de luz de estado s6lido como los LED, por ejemplo a corrientes 3 a 5 veces su corriente nominal para periodos cortos para conseguir una intensidad mayor. Las formas en rampa de pulsos permiten mas fiabilidad pero no tensar demasiado los dispositivos de luz de estado s6lido mas alla de lo que requiere la aplicaci6n. Adicionalmente, para transformaciones de materiales donde el proceso ffsico requiere un periodo de tiempo, la duraci6n del pulso se puede igualar a los requerimientos del proceso.

La Figura 10 ilustra otra realizaci6n de una fuente de luz de alta intensidad que utiliza un elemento 6ptico reflectivo/ transmisivo para aplicaciones de inspecci6n que requieren salida de densidad de potencia mayores que 50 mW/cm2. La luz de un m6dulo 160 se condensa con un primer elemento 162 6ptico tal como un acoplador alargado fusionado, par de lentes telesc6picas u otros elementos 6pticos. El m6dulo 160 incluye una disposici6n densa de chips 161 LED montados superficialmente sobre un sustrato 163. La luz se dirige entonces a un objeto 164 de trabajo a traves de un segundo elemento 166 6ptico tal como una superficie reflectiva. Para inspecci6n fluorescente, el m6dulo 160 produce preferiblemente luz con una longitud de onda de entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 400 nm. El segundo elemento 166 6ptico es preferiblemente un espejo muy reflectivo que refleja mas del 95� a la longitud de onda de la luz de aproximadamente 380 nm y muy transmisivo a las longitudes de onda fluorescentes entre 450-600 nm. Las longitudes de onda fluorescentes del objeto 164 de trabajo se transmiten por el segundo elemento 166 6ptico a una camara 168 que detecta las longitudes de onda fluorescentes. La 6ptica simplificada y la salida de luz de mayor densidad de esta realizaci6n permiten aplicaciones no posibles con dispositivos de inspecciones de la tecnica anterior debido a su complicado diseno y limitada uniformidad y densidad de potencia. Las realizaciones de las Figs. 10 y 11 proporcionan intensidad de la luz mejorada para realizar, por ejemplo limpieza, esterilizaci6n y otras aplicaciones de densidad de potencia alta. Por ejemplo, por alimentaci6n de potencia coherente de 1 W/cm2 en uno o mas dispositivos 162 6pticos para formar un haz de 1 mm2 a 4 mm2, la densidad de potencia se podfa aumentar 100 veces, ignorando perdidas 6pticas. Para aumentar ademas la densidad de potencia, se podfan usar en su lugar dispositivos laser de diodos en una disposici6n.

La salida de luz se puede extender ademas apilando los m6dulos 160 como se ve en la Fig. 11 en serie u 6pticamente en paralelo. Por ejemplo, se puede conseguir una eficacia del 80� montando superficialmente 1.000 chips LED de 1,8 mW a 1.200 nm sobre el sustrato 163 en el m6dulo 162(a); montando superficialmente 800 chips LED similares del sustrato 163 de los m6dulos 162(b) y 162 (c). Esto proporciona un potencial de 1,44 W con un

m6dulo, 2,59 W con dos m6dulos y 3,7 W con tres m6dulos. La Figura 12 ilustra un suministro de potencia capaz de conseguir los requerimientos de pulsaci6n y control de la presente invenci6n. El suministro de potencia programable mostrado en la presente memoria esta controlado desde una placa de circuito impreso de interfase instrumento bus de prop6sito general (GPIB, por sus siglas en ingles) donde el voltaje de salida y la corriente de salida se pueden programar de manera remota y controlar desde un ordenador. El suministro de potencia tambien se puede programar para proporcionar voltaje de salida arbitrario y ondas de corriente de salida a diversas velocidades de repetici6n de pulsos y ciclos de servicio suficientes para conseguir la funcionalidad detallada en las realizaciones.

La Figura 14 muestra metodos para equilibrar y controlar las variaciones de la intensidad de la luz a traves de la disposici6n LED. Esta caracterfstica se puede anadir (si se requiere) a todas las realizaciones descritas en la presente memoria. La salida de luz de LED o series de LED se controlan variando la resistencia de lfnea de flujo de corriente CC. El control de flujo de corriente controlara intensidad de salida de la luz LED. Variar la intensidad proporciona la capacidad para equilibrar la intensidad de la luz uniformemente por un dispositivo LED. Variar la intensidad permite el control sobre la salida de la luz de la disposici6n LED para conseguir intensidad de la luz no uniforme. En un primer metodo ilustrado, los LED 180 estan dispuestos en una serie con una resistencia 182 para el ajuste del laser en cualquier lugar en la serie. En un segundo metodo ilustrado, se varfa la corriente del circuito que soporta la capacidad en el interior de la disposici6n LED.

Esto se puede conseguir variando el tamano del hilo que une los LED 180 al sustrato. El hilo esta disponible en diametro variable (por ejemplo, hilo de oro de 2,54x10-3 cm (0,001 pulg.), 5,08x10-3 cm (0,002 pulg.) y 7,62x10-3 cm (0,003 pulg.)). La resistencia del circuito de potencia se puede controlar variando el ancho de traza de la placa de circuito impreso y/o el espesor metalizado. Adicionalmente, los diferentes LED pueden presentar diferentes trazas como se requiera para controlar el flujo de la corriente. Alternativamente, los LED se pueden controlar usando una fuente de corriente programable implementada como circuito a base de transistor para equilibrar a corriente entre disposiciones de LED conectados en serie y/o a disposiciones de LED dispuestas en filas y columnas. La fuente de corriente tambien se puede implementar como suministro de potencia de salida de corriente programable.

La Figura 15 muestra una posible realizaci6n de la presente invenci6n para litrograffa de proyecci6n donde un m6dulo 190 proyecta una imagen en una mascara o pantalla 192 de cristal lfquido en un objeto 194 de trabajo de fotopolfmero formando una imagen positiva o negativa de la mascara en el fotopolfmero curado. La pantalla 192 de cristal lfquido se puede conectar a una fuente de energfa (no mostrada) de una manera mostrada y descrita con referencia a las Figs. 4-6. La litograffa de proyecci6n requiere una fuente de luz muy uniforme. El m6dulo 190 incluye un sustrato 196 con una disposici6n densa de chips 198 LED y disipador 200 de calor enfriado por aire, como se discuti6 anteriormente. Los chips LED que producen una longitud de onda capaz de realizar un proceso de proyecci6n a una salida de densidad de potencia mayor que 50 mW/cm2 estan comercialmente disponibles. Un experto en la materia puede seleccionar un chip LED dependiendo de su salida de longitud de onda para una aplicaci6n de proyecci6n especffica. Se puede proporcionar un elemento 202 6ptico de colimaci6n para colimar la salida de luz de la disposici6n LED y se proporciona o una 6ptica 204 reductora o una 6ptica 206 de aumento de tamano dependiendo del tamano de la imagen que se tiene que proyectar.

La Figura 16 muestra una posible realizaci6n de la presente invenci6n para limpieza y modificaci6n de superficie donde la intensidad de la luz de semiconductores maxima se aumenta ademas por tanto tecnicas de aumento 6ptico como de pulsaci6n para conseguir densidades de potencia suficientes para ablaci6n, disociaci6n de material o molecular y otros efectos. Un m6dulo 208 incluye un sustrato 210 con una disposici6n densa de chips 212 LED con un suministro de potencia similar al discutido con referencia a las Figs. 4-6. Se proporciona una lente 214 unica o multiple para conseguir el aumento lineal de la salida 212 de la luz desde el m6dulo 208 para realizar una operaci6n en un objeto 216 de trabajo.

El m6dulo del alumbrado de la presente invenci6n se puede utilizar en una variedad de aplicaciones que requieren luz ultravioleta de alta intensidad. Por ejemplo, se puede usar el m6dulo de alumbrado en aplicaciones de fluorescencia para inspecci6n mineral, polimerica y medica y medici6n usando una longitud de onda menor que aproximadamente 400 nm aplicada durante al menos una duraci6n de aproximadamente 40 ms. Para esterilizaci6n de agua, se puede proporcionar una longitud de onda de aproximadamente 254 nm y para esterilizaci6n de sangre u otro material biol6gico, una densidad de salida de potencia de aproximadamente 80 mW/cm2 de luz de una longitud de onda de entre aproximadamente 325 nm y aproximadamente 390 nm. En el curado de polfmeros de, por ejemplo, adhesivos, pinturas, tintas, sellos, revestimientos conformacionales y mascaras, una longitud de onda de entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 400 nm. Para exposici6n de imagenes por ejemplo, para circuitos e impresi6n, se proporciona luz de longitudes de onda de aproximadamente 246 nm, 365 nm, 405 nm para una duraci6n de entre aproximadamente 6 y aproximadamente 30 segundos. En aplicaciones estereolitograficas para creaci6n de prototipos rapida, se proporciona luz de longitudes de onda entre aproximadamente 325 nm y aproximadamente 355 nm para una duraci6n de aproximadamente 20 ns. Para aplicaciones de limpieza organica para eliminaci6n de partfculas, por ejemplo, de resinas epoxfdicas o huellas dactilares, luz de longitudes de onda de aproximadamente 172 nm y aproximadamente 248 nm para una duraci6n de 20 ns. En aplicaciones de fotoablaci6n para eliminaci6n de material, se utiliza luz de una longitud de onda menor que aproximadamente 400 nm para una duraci6n de aproximadamente 20 ns. La luz podfa ser pulsada por circuitos excitadores y elementos 6pticos puede proporcionar una mejora de direccionalidad y uniformidad, quiza con materiales de lente plana del fndice del

gradiente.

Adicionalmente, una variedad de otras aplicaciones incluyendo tratamientos con agua incluyendo desdoblamiento, desinfecci6n, ionizaci6n y reducci6n de contaminantes; polimerizaci6n de revestimientos medicos, tintas conductoras, farmacos de liberaci6n controlada y revestimiento de muebles; esterilizaci6n de dispositivos medicos, productos de la sangre, medicinas y materiales en forma de partfculas en suspensi6n en el aire; usos de diagn6stico y terapeuticos de luz para tratamiento dental, cutaneo para una variedad de enfermedades, trastornos mentales e identificaci6n de materiales particulares por metodos espectrograficos o cromatograficos; usos agrfcolas incluyendo estimular el crecimiento de las plantas o preparar transiciones de las plantas de luz artificial a natural; aplicaciones medioambientales incluyendo la degradaci6n de materiales para acelerar la biodegradaci6n.

En aplicaciones de exposici6n, se podfa conseguir mayor coherencia, pureza espectral y/o direccionalidad de luz incluyendo recintos laterales recubiertos antireflectantes para cada LED o diodo para evitar reflexiones laterales y efecto de interferencias. Esto evitara eficazmente interferencias creativas y/o destructivas desde la intimidad. Alternativamente, los m6dulos pueden estar encerrados en una serie de reflectores para aumentar espectacularmente la distancia a la superficie de trabajo para asegurar mayor pureza espectral. Alternativamente, se podfan fabricar microlentes en el espaciamiento del paso LED para mejorar la colimaci6n. Tales lentes podfan ser, por ejemplo, 6pticas difractivas del fndice del gradiente o lentes de Fresnel. Ademas, los �eflectores de Bragg distribuidos formados por revestimientos dielectricos podfan formar una cavidad resonante, que mejorarfa la direccionalidad de la luz. Adicionalmente, un colimador plano, tal como un conjunto de uno o mas materiales transparentes laminados apilados de fndice de refracci6n variable formados en cualquier combinaci6n o un vidrio del fndice del gradiente modificado, quiza ensamblado en el espaciamiento del paso LED.

En las realizaciones descritas en la presente memoria, se puede construir una fuente de potencia y disponer como se ve en la Fig. 17, en la que cada lfnea de los LED en una disposici6n se alimenta desde una fuente de programaci6n separada para secuenciar o variar la potencia a cada lfnea.

La salida de densidad de energfa de los m6dulos se puede ensayar usando una tecnica de inspecci6n visual de la maquina, como se ve en las Figs. 18 y 19, donde se mide la intensidad individual de cada m6dulo de luz . Esto se lleva a cabo colocando un m6dulo 218 bajo una camara 220 de inspecci6n tal como la mostrada y descrita en la Solicitud de patente de EE.UU. publicada 2002/0053589, presentada el 2 de octubre de 2.001. La abertura A de la camara (Fig. 19) se ajusta de manera que la salida de la luz del m6dulo de c6mo resultado valores de escala de grises en pfxel menores que 255. Se define la posici6n y la regi6n de interes de cada emisor de luz de estado s6lido individual y se mide la intensidad de cada emisor de luz de estado s6lido. La intensidad de salida de todos los emisores de luz de estado s6lido forman imagenes digitalmente y se usan algoritmos para medir la realizaci6n de salida total de cada m6dulo para identificar cualquier elemento que no este trabajando. La camara 220 mide equilibrio de luz distribuci6n de luz e intensidad total de cada m6dulo. Como se discuti6 anteriormente, la densidad de potencia usada en la presente memoria esta en mW/cm2. La densidad de potencia se puede medir en la superficie de trabajo o a la salida de la fuente de luz y se mide tfpicamente a traves de elementos 6pticos. Un medidor 222 de potencia promedio con un detector apropiadamente sensible a la longitud de onda de la fuente de luz se fija con la abertura de la camara de manera que la salida de luz de la fuente es mayor en area que el diametro de la abertura. La potencia promedio total en el medidor 22 dentro de la abertura de la abertura se registra en el medidor 222. La densidad de potencia 6ptica para cualquier area de la disposici6n LED es entonces la relaci6n de la potencia medida en el medidor en mW y el area de detector en cm2. Se puede medir la intensidad de cada fuente de luz en una disposici6n y la iluminaci6n total de la disposici6n se mide simultaneamente de manera que se verifica la intensidad relativa de cada fuente de luz en relaci6n con la intensidad total de la disposici6n .

Los expertos en la materia reconoceran que muchas modificaciones y variaciones son posibles en los detalles, materiales y disposiciones de las partes y acciones que se han descrito e ilustrado para explicar la naturaleza de esta invenci6n siempre que tales modificaciones y variaciones no se aparten del alcance de las reivindicaciones contenidas en la misma.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un sistema para inducir una transformaci6n de material predeterminada en un material diana predeterminado, comprendiendo el sistema:

   -

   un sustrato acoplado termicamente a un disipador de calor y circuito excitador para proporcionar potencia

   5 a una disposici6n de dispositivos que emiten luz de estado s6lido dispuesta superficialmente sobre el sustrato, produciendo el sistema una densidad de potencia de salida de la luz de al menos aproximadamente 50 mW/cm2 caracterizado por que el sistema es capaz de producir luz en una longitud de onda menor que aproximadamente 425 nm y el sistema comprende ademas al menos un elemento 6ptico que incluye una disposici6n de microlente reflectiva, refractiva o difractiva que colima la salida de la luz.

   10 2. El sistema segun la reivindicaci6n 1, en el que el sistema se adapta para realizar una operaci6n de fotolitograffa.
2. 3. El sistema segun la reivindicaci6n 1, en el que el sistema comprende ademas una impresora y el material diana predeterminado comprende tinta.
3. 4. El sistema segun la reivindicaci6n 1, en el que el sistema comprende ademas un sistema de curado y en el 15 que el material diana predeterminado es un material que se tiene que curar.

4. 5.

   El sistema segun la reivindicaci6n 4, en el que el material que se tiene que curar comprende uno de: un revestimiento, un adhesivo, una tinta y un fotopolfmero.

5. 6.

   El sistema segun la reivindicaci6n 1, en el que la luz emitida es de una longitud de onda predeterminada que induce la transformaci6n del material en un objeto diana predeterminado.

   20 7. El sistema segun la reivindicaci6n 1, en el que el sistema se adapta para inducir que una molecula diana emita fluorescencia o fosforescencia en una inspecci6n, medici6n o aplicaci6n de analisis de material.

6. 8. El sistema segun la reivindicaci6n 7, en el que el sistema se adapta de manera que la fluorescencia o fosforescencia en un primer material diana se usa para iluminar, esterilizar, inspeccionar o medir caracterfsticas de un segundo material diana.

   25 9. El sistema segun la reivindicaci6n 1, en el que el sistema es capaz de una salida de luz en la regi6n espectral que causa la muerte o perdida de capacidades reproductoras de microorganismos no deseables que pueden disponerse sobre un material diana.