JP2012089601A - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】LEDに断線が生じても、処理対象物に照射される光の光量が局所的に低下することが抑制され、LEDに断線が生じるたびに当該LEDを交換することが不要で、処理対象物に対する光照射処理を高い効率で行うことができる光照射装置を提供する。
【解決手段】回路基板およびこの回路基板の表面上に形成された複数の発光部を有する発光セグメントの複数が面方向に沿って配置されてなり、前記発光部の各々は、LEDと、このLEDからの光を検出する光検出素子と、前記LEDに対して並列接続された、当該LEDに断線が生じたときに導通するLED断線対策用バイパス素子とを有し、前記発光セグメントにおける発光部間のLEDの各々は直列接続されていることを特徴とする。
【選択図】 図2
【解決手段】回路基板およびこの回路基板の表面上に形成された複数の発光部を有する発光セグメントの複数が面方向に沿って配置されてなり、前記発光部の各々は、LEDと、このLEDからの光を検出する光検出素子と、前記LEDに対して並列接続された、当該LEDに断線が生じたときに導通するLED断線対策用バイパス素子とを有し、前記発光セグメントにおける発光部間のLEDの各々は直列接続されていることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、液晶パネル等のディスプレイパネルの製造工程において、2枚の透光性基板を光硬化型の封止剤によって貼り合わせるために用いられる光源として好適な光照射装置に関する。
近年、液晶パネルにおいては、コントラストの向上や応答速度の改善を目的として、セル内部に形成されたリブ構造の代わりにポリマー構造物によって液晶分子の配向方向を規制するPSA(Polymer Sustained Alignment)方式またはPSVA方式が開発されている。
このPSA方式の液晶パネルの製造プロセスにおいては、光重合性成分を含有する液晶材料をセル内に注入し、注入された液晶材料に電圧を印加しながら紫外線を照射することにより、セル内にポリマー構造物を形成することが行われる。この液晶材料を液晶パネルに留める手法の一つである液晶滴下工法(One Drop Fill、略してODF)においては、セルを構成する一方の透光性基板の表面に、光硬化型封止剤を塗布することにより、枠状の封止剤層を形成し、当該一方の透光性基板の表面における封止剤層に包囲された領域に、モノマーを含有する液晶材料を塗布した後、他方の透光性基板を重ね合わせた状態で、光照射装置によって封止剤層に光を照射し、当該封止剤を硬化させて2枚の透光性基板を貼り合わせる。その後、液晶材料に含まれるモノマーを紫外線を照射することによりポリマー構造物を形成し、液晶材料が注入されたセルが形成される。
このPSA方式の液晶パネルの製造プロセスにおいては、光重合性成分を含有する液晶材料をセル内に注入し、注入された液晶材料に電圧を印加しながら紫外線を照射することにより、セル内にポリマー構造物を形成することが行われる。この液晶材料を液晶パネルに留める手法の一つである液晶滴下工法(One Drop Fill、略してODF)においては、セルを構成する一方の透光性基板の表面に、光硬化型封止剤を塗布することにより、枠状の封止剤層を形成し、当該一方の透光性基板の表面における封止剤層に包囲された領域に、モノマーを含有する液晶材料を塗布した後、他方の透光性基板を重ね合わせた状態で、光照射装置によって封止剤層に光を照射し、当該封止剤を硬化させて2枚の透光性基板を貼り合わせる。その後、液晶材料に含まれるモノマーを紫外線を照射することによりポリマー構造物を形成し、液晶材料が注入されたセルが形成される。
そして、従来、光照射装置としては、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどの放電ランプを具えてなるものが用いられている。
しかしながら、放電ランプを具えた光照射装置においては、以下のような問題がある。 すなわち、放電ランプは、点灯を開始してから定常点灯状態に達するまで相当な時間を要する、すなわち瞬時点灯が困難なものであり、そのため、放電ランプを連続点灯した状態で使用しなければならず、その結果、エネルギー効率が極めて低い。
また、メタルハライドランプなどの放電ランプから放射される光には、紫外線の他に、処理対象物を加熱し得る長波長成分が含まれるため、このような光が処理対象物に照射されることにより、処理対象物が加熱されて劣化するおそれがある。
また、放電ランプからの光が、封止剤層のみならず液晶材料にも照射されるため、用いられる液晶材料の種類によっては、放電ランプから照射される紫外線によって当該液晶材料が劣化するおそれがある。
しかしながら、放電ランプを具えた光照射装置においては、以下のような問題がある。 すなわち、放電ランプは、点灯を開始してから定常点灯状態に達するまで相当な時間を要する、すなわち瞬時点灯が困難なものであり、そのため、放電ランプを連続点灯した状態で使用しなければならず、その結果、エネルギー効率が極めて低い。
また、メタルハライドランプなどの放電ランプから放射される光には、紫外線の他に、処理対象物を加熱し得る長波長成分が含まれるため、このような光が処理対象物に照射されることにより、処理対象物が加熱されて劣化するおそれがある。
また、放電ランプからの光が、封止剤層のみならず液晶材料にも照射されるため、用いられる液晶材料の種類によっては、放電ランプから照射される紫外線によって当該液晶材料が劣化するおそれがある。
このような問題を解決するため、光源として放電ランプの代わりに複数のLED(発光ダイオード)を用いた光照射装置が提案されている(特許文献1および特許文献2等参照。)。
しかしながら、光源としてLEDを具えた従来の光照射装置においては、以下のような問題がある。
LEDを具えた光照射装置においては、用いられるLEDの数は、数千乃至数万個に及ぶ。そして、多数のLEDのうち1個のLEDに断線が生じると、処理対象物に照射される光はその光量が局所的に低下する。従って、1個のLEDに断線が生じるたびに、当該LEDを新たなものに交換しなければならず、メンテナンス作業が頻繁に生じて装置の稼働率が低下する結果、光照射処理を高い効率で行うことが困難である。
また、特許文献1には、照度計によって測定された照度に基づいてLEDの給電量を調整する構成が示されているが、これは、光照射装置を使用する前に個々のLEDによる照度をチェックするものであり、光照射装置の使用中にLEDによる照度を測定するものではないため、光照射装置の使用中にLEDの給電量を調整することはできず、結局、1個のLEDに断線が生じるたびに、当該LEDを交換することが必要である。また、数千乃至数万個のLEDに対し、それらに供給される電流を個別に制御することは、実際上困難である。
LEDを具えた光照射装置においては、用いられるLEDの数は、数千乃至数万個に及ぶ。そして、多数のLEDのうち1個のLEDに断線が生じると、処理対象物に照射される光はその光量が局所的に低下する。従って、1個のLEDに断線が生じるたびに、当該LEDを新たなものに交換しなければならず、メンテナンス作業が頻繁に生じて装置の稼働率が低下する結果、光照射処理を高い効率で行うことが困難である。
また、特許文献1には、照度計によって測定された照度に基づいてLEDの給電量を調整する構成が示されているが、これは、光照射装置を使用する前に個々のLEDによる照度をチェックするものであり、光照射装置の使用中にLEDによる照度を測定するものではないため、光照射装置の使用中にLEDの給電量を調整することはできず、結局、1個のLEDに断線が生じるたびに、当該LEDを交換することが必要である。また、数千乃至数万個のLEDに対し、それらに供給される電流を個別に制御することは、実際上困難である。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、LEDに断線が生じても、処理対象物に照射される光の光量が局所的に低下することが抑制され、LEDに断線が生じるたびに当該LEDを交換することが不要で、処理対象物に対する光照射処理を高い効率で行うことができる光照射装置を提供することにある。
本発明の光照射装置は、回路基板およびこの回路基板の表面上に形成された複数の発光部を有する発光セグメントの複数が面方向に沿って配置されてなり、
前記発光部の各々は、LEDと、このLEDからの光を検出する光検出素子と、前記LEDに対して並列接続された、当該LEDに断線が生じたときに導通するLED断線対策用バイパス素子とを有し、
前記発光セグメントにおける発光部間のLEDの各々は直列接続されていることを特徴とする。
前記発光部の各々は、LEDと、このLEDからの光を検出する光検出素子と、前記LEDに対して並列接続された、当該LEDに断線が生じたときに導通するLED断線対策用バイパス素子とを有し、
前記発光セグメントにおける発光部間のLEDの各々は直列接続されていることを特徴とする。
本発明の光照射装置においては、前記発光セグメントにおける前記光検出素子によって検出される前記LEDの各々の光量の合計値に基づいて、当該発光セグメントにおける各LEDに供給する電流を制御する電流制御部を有し、
前記光量の合計値が予め設定された基準値より低下したときに、前記電流制御部によって、前記発光セグメントにおける各LEDに対して定常状態より高い電流を供給するよう制御されることが好ましい。
また、前記発光セグメントの各々は、前記回路基板の裏面に配置された金属ブロックを有し、当該金属ブロックの各々は、冷却板に着脱自在に設けられていることが好ましい。
前記光量の合計値が予め設定された基準値より低下したときに、前記電流制御部によって、前記発光セグメントにおける各LEDに対して定常状態より高い電流を供給するよう制御されることが好ましい。
また、前記発光セグメントの各々は、前記回路基板の裏面に配置された金属ブロックを有し、当該金属ブロックの各々は、冷却板に着脱自在に設けられていることが好ましい。
本発明の光照射装置によれば、複数の発光部を有する発光セグメントの各々において、各発光部間のLEDが直列接続されているため、発光セグメント毎に、LEDに供給される電流を制御することが可能である。また、発光部の各々において、LED断線対策用バイパス素子がLEDに対して並列接続されているため、1個のLEDに断線が生じたときには、このLEDに直列接続された他のLEDには、断線が生じたLEDに対応するLED断線対策用バイパス素子を介して電流が供給されるため、他のLEDが消灯することを回避することができる。また、発光部の各々において、LEDからの光を検出する光検出素子が設けられているため、光照射装置の使用中においても、光検出素子によって検出される光の光量に基づいて、LEDに供給される電流を制御することができる。
従って、一の発光セグメントにおいて、LEDに断線が生じても、当該発光セグメントにおける他のLEDに対して定常状態より高い電流を供給するよう制御することにより、当該発光セグメント全体による光量を維持することができ、これにより、処理対象物に照射される光の光量が局所的に低下することが抑制されるので、LEDに断線が生じるたびに当該LEDを交換することが不要で、処理対象物に対する光照射処理を高い効率で行うことができる。
従って、一の発光セグメントにおいて、LEDに断線が生じても、当該発光セグメントにおける他のLEDに対して定常状態より高い電流を供給するよう制御することにより、当該発光セグメント全体による光量を維持することができ、これにより、処理対象物に照射される光の光量が局所的に低下することが抑制されるので、LEDに断線が生じるたびに当該LEDを交換することが不要で、処理対象物に対する光照射処理を高い効率で行うことができる。
以下、本発明の光照射装置の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の光照射装置の一例における構成を示す説明図であり、(イ)は平面図、(ロ)は側面図である。
この光照射装置Sは、液晶パネル等のディスプレイパネルの製造工程において、2枚の透光性基板を光硬化型の封止剤によって貼り合わせるために用いられるものであって、内部に水冷パイプ(図示省略)が埋設された金属よりなる冷却板40上に、それぞれ平面形状が矩形の発光セグメント10が、当該冷却板40の面方向に沿って縦横に並ぶよう配置されて構成されている。この発光セグメント10の数は、処理対象物である透光性基板の寸法等に応じて適宜設定されるが、例えば300〜7000個である。但し、発光セグメント10の数が多い場合には、冷却板40は複数に分割されることが好ましい。
図1は、本発明の光照射装置の一例における構成を示す説明図であり、(イ)は平面図、(ロ)は側面図である。
この光照射装置Sは、液晶パネル等のディスプレイパネルの製造工程において、2枚の透光性基板を光硬化型の封止剤によって貼り合わせるために用いられるものであって、内部に水冷パイプ(図示省略)が埋設された金属よりなる冷却板40上に、それぞれ平面形状が矩形の発光セグメント10が、当該冷却板40の面方向に沿って縦横に並ぶよう配置されて構成されている。この発光セグメント10の数は、処理対象物である透光性基板の寸法等に応じて適宜設定されるが、例えば300〜7000個である。但し、発光セグメント10の数が多い場合には、冷却板40は複数に分割されることが好ましい。
図2は、図1に示す光照射装置Sにおける発光セグメントの構成を示す説明図であり、(イ)は平面図、(ロ)は、(イ)のA−A断面図である。
発光セグメント10の各々においては、表面に複数の発光部12が縦横に並ぶよう形成された回路基板11が設けられている。この回路基板11の表面上には、板状のスペーサ20を介して透光性を有する窓板25が配置されている。具体的に説明すると、図3にも分解して示すように、スペーサ20には、それぞれ厚み方向に伸びる複数の円形の貫通孔21が、発光部12に対応するパターンに従って形成されており、当該スペーサ20が、その貫通孔21の各々が発光部12に位置するよう回路基板11の表面上に配置され、このスペーサ20上に、窓板25が当該スペーサ20の貫通孔21の各々を塞ぐよう配置されている。図示の例では、スペーサ20の貫通孔21の各々は、回路基板11側から窓板25側に向かって大径となるテーパ状に形成されている。
発光セグメント10の各々においては、表面に複数の発光部12が縦横に並ぶよう形成された回路基板11が設けられている。この回路基板11の表面上には、板状のスペーサ20を介して透光性を有する窓板25が配置されている。具体的に説明すると、図3にも分解して示すように、スペーサ20には、それぞれ厚み方向に伸びる複数の円形の貫通孔21が、発光部12に対応するパターンに従って形成されており、当該スペーサ20が、その貫通孔21の各々が発光部12に位置するよう回路基板11の表面上に配置され、このスペーサ20上に、窓板25が当該スペーサ20の貫通孔21の各々を塞ぐよう配置されている。図示の例では、スペーサ20の貫通孔21の各々は、回路基板11側から窓板25側に向かって大径となるテーパ状に形成されている。
スペーサ20を構成する材料としては、一般的なプラスチックを使用することが可能であり、また、紫外線に対する耐性を高めるために、表面に金属膜がコーティングされたものであってもよい。
また、スペーサ20の厚みは、例えば0.6〜2mmである。
窓板25を構成する材料としては、後述するLED13から放射される光の波長に応じて適宜選択して用いることができ、例えばアクリル系樹脂等の透明樹脂、ガラスなどを用いることができる。
また、窓板25の厚みは、例えば0.5〜2mmである。
また、スペーサ20の厚みは、例えば0.6〜2mmである。
窓板25を構成する材料としては、後述するLED13から放射される光の波長に応じて適宜選択して用いることができ、例えばアクリル系樹脂等の透明樹脂、ガラスなどを用いることができる。
また、窓板25の厚みは、例えば0.5〜2mmである。
発光セグメント10の各々における回路基板11の裏面には、直方体状の金属ブロック30が配置され、この金属ブロック30に、回路基板11、スペーサ20および窓板25がボルト28によって固定されており、当該金属ブロック30は、ボルト35によって冷却板40に着脱自在に固定されている。また、金属ブロック30には、厚み方向に伸びる貫通孔31が形成され、冷却板40には、厚み方向に伸びる貫通孔41が金属ブロック30の貫通孔31に連通して形成されており、金属ブロック30の貫通孔31および冷却板40の貫通孔41に、ケーブル46およびこのケーブル46の両端に設けられたコネクター47よりなる給電部材45が挿入され、当該給電部材45によって、回路基板11が直流電源(図示省略)に接続されている。このように、回路基板11の裏面に金属ブロック30が設けられることにより、LED13に生じた熱が当該金属ブロック30を介して冷却板40に放出されるので、LED13が過度に加熱されることを防止することができる。また、金属ブロック30が冷却板40に着脱自在に設けられているため、光照射装置Sのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
金属ブロック30を構成する材料としては、熱伝達性が良好な銅、アルミニウムまたはその合金などを用いることができる。
また、金属ブロック30の厚みは、例えば3〜10mmである。
金属ブロック30を構成する材料としては、熱伝達性が良好な銅、アルミニウムまたはその合金などを用いることができる。
また、金属ブロック30の厚みは、例えば3〜10mmである。
図4は、発光セグメント10における発光部12を拡大して示す説明用断面図であり、図5は、発光セグメント10における各発光部12の配線状態を示す説明図である。発光部12の各々は、LED(発光ダイオード)13と、このLED13に離間して配置され、当該LED13からの光を検出する光検出素子14と、LED13に断線が生じたときに導通するLED断線対策用バイパス素子15とにより構成されている。
そして、発光セグメント10において、発光部12間のLED13が直列接続されており、一方、発光部12のLED断線対策用バイパス素子15の各々は、当該発光部12に係るLED13に対して並列接続されている。
そして、発光セグメント10において、発光部12間のLED13が直列接続されており、一方、発光部12のLED断線対策用バイパス素子15の各々は、当該発光部12に係るLED13に対して並列接続されている。
LED13としては、インジウム(In)、アルミニウム(Al)を含む窒化ガリウム(GaN)系のものを用いることができる。LED13の発光スペクトルは、封止剤の感度波長域や、液晶材料中に含有される光重合性成分の感度波長域に応じて選択され、例えばピーク波長が360〜420nmのものを用いることができる。
各発光セグメント10におけるLED13の数は、4個以上であることが好ましく、例えば4〜50個であることが好ましい。発光セグメント10におけるLED13の数が3個以下である場合には、当該発光セグメント10において、1個のLED13に断線が生じたときに当該発光セグメント10全体による光量を維持するためには、その他の2個のLED13に対して定常状態の1.5倍以上の電流を供給することが必要となり、これにより、その他のLED13に故障が生じやすくなる、という問題が生じる。
各発光セグメント10におけるLED13の数は、4個以上であることが好ましく、例えば4〜50個であることが好ましい。発光セグメント10におけるLED13の数が3個以下である場合には、当該発光セグメント10において、1個のLED13に断線が生じたときに当該発光セグメント10全体による光量を維持するためには、その他の2個のLED13に対して定常状態の1.5倍以上の電流を供給することが必要となり、これにより、その他のLED13に故障が生じやすくなる、という問題が生じる。
光検出素子14は、LED13からの光が窓板25によって反射されることによって生じる反射光を検出してその光量を測定するものであり、このような光検出素子14としては、フォトダイオードを用いることができる。
ここで、光検出素子14には、窓板25による反射光以外に、LED13からの光が処理対象物によって反射されることによって生じる反射光が入射される可能性がある。従って、処理対象物による反射光が光検出素子14に入射されることを防止または抑制することが好ましく、具体的な手段としては、窓板25における光検出素子14の直上に位置される部分の表面を粗化する手段、窓板25における光検出素子14の直上に位置される部分の表面に遮光膜若しくは光反射膜を形成する手段などが挙げられる。
ここで、光検出素子14には、窓板25による反射光以外に、LED13からの光が処理対象物によって反射されることによって生じる反射光が入射される可能性がある。従って、処理対象物による反射光が光検出素子14に入射されることを防止または抑制することが好ましく、具体的な手段としては、窓板25における光検出素子14の直上に位置される部分の表面を粗化する手段、窓板25における光検出素子14の直上に位置される部分の表面に遮光膜若しくは光反射膜を形成する手段などが挙げられる。
LED断線対策用バイパス素子15としては、定常電圧(例えば4V)では絶縁性を示す(例えば抵抗値が1MΩ)が、高電圧(例えば20V以上)では導電性を示す(例えば抵抗値が3Ω以下)アンチヒューズ素子を用いることができる。
このようなLED断線対策用バイパス素子15においては、当該発光部12に係るLED13が正常に点灯している場合には、当該LED断線対策用バイパス素子15は、その両端に定常電圧が作用するために絶縁状態となるが、当該発光部12に係るLED13に断線が生じた場合には、当該LED断線対策用バイパス素子15は、その両端に高電圧が作用するために導通状態となる。従って、当該発光セグメント10における他のLED13には、断線が生じたLED13に対応するLED断線対策用バイパス素子15を介して電流が供給されるため、他のLED13が消灯することが回避される。
このようなLED断線対策用バイパス素子15においては、当該発光部12に係るLED13が正常に点灯している場合には、当該LED断線対策用バイパス素子15は、その両端に定常電圧が作用するために絶縁状態となるが、当該発光部12に係るLED13に断線が生じた場合には、当該LED断線対策用バイパス素子15は、その両端に高電圧が作用するために導通状態となる。従って、当該発光セグメント10における他のLED13には、断線が生じたLED13に対応するLED断線対策用バイパス素子15を介して電流が供給されるため、他のLED13が消灯することが回避される。
発光セグメント10の具体的な仕様を示すと、回路基板11の縦横の寸法が39mm×51mm、発光部12の配置ピッチ(図示の例ではLED13の配置ピッチ)が13mm、LED13の定格電圧が3.7V、LED13の数が12個である。
この例の光照射装置Sにおいては、図6に示すように、発光セグメント10における各光検出素子14によって検出されるLED13の各々の光の光量の合計値に基づいて、当該発光セグメント10における各LED13に供給する電流を制御するためのフィードバック回路55が設けられている。このフィードバック回路55は、各発光部12における光検出素子14および電流制御回路50に接続され、この電流制御回路50には、直流電源57が接続されており、電流制御回路50およびフィードバック回路55によって電流制御部が構成されている。
図7は、フィードバック回路として、シリーズドロッパ方式によるフィードバック回路を用いた場合の回路構成を示す説明図である。この図において、R1〜R9は抵抗、C1,C2はコンデンサ、Q1は電流調整用電界効果トランジスタ、IC1は誤差増幅器、VCCは誤差増幅器用電源、Vrefは基準電圧用電源である。
この回路構成においては、LED+から流れた電流は、LED13、電流調整用電界効果トランジスタQ1、抵抗R7およびGDNの経路で流れ、これにより、LED13が点灯する。
この回路構成においては、LED+から流れた電流は、LED13、電流調整用電界効果トランジスタQ1、抵抗R7およびGDNの経路で流れ、これにより、LED13が点灯する。
ここで、光検出素子14には逆方向の電圧(VPD)が印加される。この電圧(VPD)の値は誤差増幅器用電源VCCの電圧と同じでもよい。そして、各LED13による光量に比例した電流が光検出素子に流れ、これにより、抵抗R1に電圧が発生する。この電圧は誤差増幅器IC1に入力され、予め設定された基準電圧用電源Vrefによる基準電圧と比較され、抵抗R1に発生した電圧と基準電圧用電源Vrefによる電圧との差が0になるように、電流調整用電界効果トランジスタQ1のゲート電圧が制御される。そして、抵抗R1に流れる電流が一定になるように制御されることにより、LED13の光量が一定になるように電流が制御される。
以上において、基準電圧電源Vrefによる基準電圧に対し所定の光量になるように抵抗R3を調整することにより、各発光セグメント10間での光検出素子14の出力電流のばらつきを調整することができる。また、抵抗R1を調整することによっても、光検出素子14の出力電流のばらつきを調整することができる。
なお、基準電圧電源Vrefによる基準電圧の設定値に応じて、LED13の光量を変化させることができる。
また、LED13の両端に抵抗R8,R9を接続して分圧することにより、LED13の電圧値を検出することが可能となる。また、抵抗R7の電圧を検出することにより、LED13に流れる電流値を検出することが可能である。
なお、基準電圧電源Vrefによる基準電圧の設定値に応じて、LED13の光量を変化させることができる。
また、LED13の両端に抵抗R8,R9を接続して分圧することにより、LED13の電圧値を検出することが可能となる。また、抵抗R7の電圧を検出することにより、LED13に流れる電流値を検出することが可能である。
また、フィードバック回路55が光検出素子14から大きく離れた位置に配置される場合には、図8に示すように、光検出素子14の近傍にAD変換器56を設置し、当該AD変換器56を介して光検出素子14にフィードバック回路55が接続されていてもよい。尚、フィードバック回路55は、図7に示すシリーズドロッパ方式によるものに限られず、例えば降圧チョッパ方式によるものであってよい。
図9は、本発明に係る光照射装置を具えたディスプレイパネルの貼り合わせ装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
このディスプレイパネルの貼り合わせ装置(以下、単に「貼り合わせ装置」という。)においては、処理対象物1が載置されるステージ60が設けられ、このステージ60の上方には、図1に示す構成の光照射装置Sが配置されている。
このディスプレイパネルの貼り合わせ装置(以下、単に「貼り合わせ装置」という。)においては、処理対象物1が載置されるステージ60が設けられ、このステージ60の上方には、図1に示す構成の光照射装置Sが配置されている。
この貼り合わせ装置の処理対象物1は、液晶材料層2と、この液晶材料層2を包囲する光硬化性の封止剤層3とが、2枚の透光性基板4の間に形成されてなるものである。
このような貼り合わせ装置においては、光照射装置Sにおける全ての発光セグメント10のうち、処理対象物1における封止剤層3の形状に応じて選択された発光セグメント10が作動することにより、当該発光セグメント10におけるLED13からの光が、ステージ60上に配置された処理対象物1における封止剤層3に照射され、これにより、封止剤層3が硬化される。
このような貼り合わせ装置においては、光照射装置Sにおける全ての発光セグメント10のうち、処理対象物1における封止剤層3の形状に応じて選択された発光セグメント10が作動することにより、当該発光セグメント10におけるLED13からの光が、ステージ60上に配置された処理対象物1における封止剤層3に照射され、これにより、封止剤層3が硬化される。
以上において、各発光セグメント10におけるLED13に供給される電流は、電流制御部によって、各光検出素子14によって検出されるLED13の各々の光の光量の合計値に基づいて制御される。
LED13に供給される電流の制御工程を図10に基づいて説明すると、フィードバック回路55には、予めLED13の各々の光量の合計の基準値が、これに対応する電流基準値として設定される(step0)。そして、LED13が点灯されると(step1)、光検出素子14の各々においては、検出された光の光量がそれに概ね比例した電流値に変換される(step2)。この電流値は、AD変換された後(step3)、フィードバック回路55において電流基準値と比較され、その結果に基づいて、LED13に供給される電流が制御される(step4)。具体的には、AD変換後の電流値をA、電流基準値をXとしたとき、X>Aの場合には、LED13に供給される電流値を増加し、X<Aの場合には、LED13に供給される電流値を減少し、X=Aの場合には電流値を維持する。ここで、LED13に供給される電流値の増減量は、|X−A|の値に基づいて決定される。
このようにして、各発光セグメント10におけるLED13に供給される電流が制御される。また、LED13の点灯中に、LED13の各々の光量の合計の基準値を変更する場合にも、上記と同様の制御工程によってLED13に供給される電流を制御することができる。
LED13に供給される電流の制御工程を図10に基づいて説明すると、フィードバック回路55には、予めLED13の各々の光量の合計の基準値が、これに対応する電流基準値として設定される(step0)。そして、LED13が点灯されると(step1)、光検出素子14の各々においては、検出された光の光量がそれに概ね比例した電流値に変換される(step2)。この電流値は、AD変換された後(step3)、フィードバック回路55において電流基準値と比較され、その結果に基づいて、LED13に供給される電流が制御される(step4)。具体的には、AD変換後の電流値をA、電流基準値をXとしたとき、X>Aの場合には、LED13に供給される電流値を増加し、X<Aの場合には、LED13に供給される電流値を減少し、X=Aの場合には電流値を維持する。ここで、LED13に供給される電流値の増減量は、|X−A|の値に基づいて決定される。
このようにして、各発光セグメント10におけるLED13に供給される電流が制御される。また、LED13の点灯中に、LED13の各々の光量の合計の基準値を変更する場合にも、上記と同様の制御工程によってLED13に供給される電流を制御することができる。
そして、一の発光セグメント10において、1個のLED13が断線したときには、当該LED13に対応する光検出素子14によって検出される光の光量が0または極めて小さくなり、光検出素子14によって検出されるLED13の各々の光の光量の合計値が予め設定された基準値より低下するため、フィードバック回路55によって、当該発光セグメント10における他のLED13に対して定常状態より高い電流を供給するよう制御されるので、発光セグメント10全体による光量が維持される。
上記の光照射装置Sによれば、複数の発光部12を有する発光セグメント10の各々において、各発光部12のLED13が直列接続されているため、発光セグメント10毎に、LED13に供給される電流を制御することが可能である。また、発光部12の各々において、LED断線対策用バイパス素子15がLED13に対して並列接続されているため、1個のLED13に断線が生じたときには、このLED13に直列接続された他のLED13には、断線が生じたLED13に対応するLED断線対策用バイパス素子15を介して電流が供給されるため、他のLED13が消灯することを回避することができる。また、発光部12の各々において、LED13からの光を検出する光検出素子14が設けられているため、光照射装置の使用中においても、光検出素子14によって検出される光の光量に基づいて、LED13に供給される電流を制御することができる。
従って、一の発光セグメント10において、LED13に断線が生じても、当該発光セグメント10における他のLED13に対して定常状態より高い電流を供給するよう制御することにより、当該発光セグメント10全体による光量を維持することができ、これにより、処理対象物1に照射される光の光量が局所的に低下することが抑制されるため、LED13に断線が生じるたびに当該LED13を交換することが不要であり、例えば定期メンテナンスの際に交換すればよいので、処理対象物に対する光照射処理を高い効率で行うことができる。
従って、一の発光セグメント10において、LED13に断線が生じても、当該発光セグメント10における他のLED13に対して定常状態より高い電流を供給するよう制御することにより、当該発光セグメント10全体による光量を維持することができ、これにより、処理対象物1に照射される光の光量が局所的に低下することが抑制されるため、LED13に断線が生じるたびに当該LED13を交換することが不要であり、例えば定期メンテナンスの際に交換すればよいので、処理対象物に対する光照射処理を高い効率で行うことができる。
以上、本発明の光照射装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば発光部12には、2個以上のLED13が設けられていてもよい。この場合には、1個のLED13に対して1個のLED断線対策用バイパス素子15が並列接続されていても、2個以上のLED13に対して1個のLED断線対策用バイパス素子15が並列接続されていてもよく、また、1個のLED13に対して1個の光検出素子14が設けられていても、2個以上のLED13に対して1個の光検出素子14が設けられていてもよい。但し、2個以上のLED13に対して1個の光検出素子14が設けられる場合には、当該光検出素子14は、 各LED13との距離が一定となるよう配置されることが好ましく、これにより、各発光部12において、LED13の各々による検出される光の光量のバラツキがなく、従って、光量を正確に測定することができる。
また、フィードバック回路55は、図7に示すシリーズドロッパ方式によるものに限定されず、例えば降圧チョッパ方式によるものであってよい。
また、発光セグメント10においては、複数の回路基板11が設けられていてもよい。但し、同一の発光セグメント10における発光部12間の全てのLED13は直列接続されていることが必要である。
例えば発光部12には、2個以上のLED13が設けられていてもよい。この場合には、1個のLED13に対して1個のLED断線対策用バイパス素子15が並列接続されていても、2個以上のLED13に対して1個のLED断線対策用バイパス素子15が並列接続されていてもよく、また、1個のLED13に対して1個の光検出素子14が設けられていても、2個以上のLED13に対して1個の光検出素子14が設けられていてもよい。但し、2個以上のLED13に対して1個の光検出素子14が設けられる場合には、当該光検出素子14は、 各LED13との距離が一定となるよう配置されることが好ましく、これにより、各発光部12において、LED13の各々による検出される光の光量のバラツキがなく、従って、光量を正確に測定することができる。
また、フィードバック回路55は、図7に示すシリーズドロッパ方式によるものに限定されず、例えば降圧チョッパ方式によるものであってよい。
また、発光セグメント10においては、複数の回路基板11が設けられていてもよい。但し、同一の発光セグメント10における発光部12間の全てのLED13は直列接続されていることが必要である。
1 処理対象物
2 液晶材料層
3 封止剤層
4 透光性基板
10 発光セグメント
11 回路基板
12 発光部
13 LED(発光ダイオード)
14 光検出素子
15 LED断線対策用バイパス素子
20 スペーサ
21 貫通孔
25 窓板
28 ボルト
30 金属ブロック
31 貫通孔
35 ボルト
40 冷却板
41 貫通孔
45 給電部材
46 ケーブル
47 コネクタ
50 電流制御回路
55 フィードバック回路
56 AD変換器
57 直流電源
60 ステージ
S 光照射装置
R1〜R9 抵抗
C1,C2 コンデンサ
Q1 電流調整用電界効果トランジスタ
IC1 誤差増幅器
VCC 誤差増幅器用電源
Vref 基準電圧用電源
2 液晶材料層
3 封止剤層
4 透光性基板
10 発光セグメント
11 回路基板
12 発光部
13 LED(発光ダイオード)
14 光検出素子
15 LED断線対策用バイパス素子
20 スペーサ
21 貫通孔
25 窓板
28 ボルト
30 金属ブロック
31 貫通孔
35 ボルト
40 冷却板
41 貫通孔
45 給電部材
46 ケーブル
47 コネクタ
50 電流制御回路
55 フィードバック回路
56 AD変換器
57 直流電源
60 ステージ
S 光照射装置
R1〜R9 抵抗
C1,C2 コンデンサ
Q1 電流調整用電界効果トランジスタ
IC1 誤差増幅器
VCC 誤差増幅器用電源
Vref 基準電圧用電源
Claims (3)
- 回路基板およびこの回路基板の表面上に形成された複数の発光部を有する発光セグメントの複数が面方向に沿って配置されてなり、
前記発光部の各々は、LEDと、このLEDからの光を検出する光検出素子と、前記LEDに対して並列接続された、当該LEDに断線が生じたときに導通するLED断線対策用バイパス素子とを有し、
前記発光セグメントにおける発光部間のLEDの各々は直列接続されていることを特徴とする光照射装置。 - 前記発光セグメントにおける前記光検出素子によって検出される前記LEDの各々の光量の合計値に基づいて、当該発光セグメントにおける各LEDに供給する電流を制御する電流制御部を有し、
前記光量の合計値が予め設定された基準値より低下したときに、前記電流制御部によって、前記発光セグメントにおける各LEDに対して定常状態より高い電流を供給するよう制御されることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。 - 前記発光セグメントの各々は、前記回路基板の裏面に配置された金属ブロックを有し、当該金属ブロックの各々は、冷却板に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光照射装置。
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