KR20160034792A - 광원장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선 조사성능의 경년저하를 억제할 수 있는 광원장치를 제공하는 것이다. 광원장치(1)는 발광소자(5), 세라믹스 기판(110) 및 방열부재(120)를 구비한다. 발광소자(5)는 자외선 영역에 주파장을 갖는 광을 방출한다. 세라믹스 기판(110)은 발광소자(5)가 일면측에 설치되고, 세라믹스를 기재로 하여 발광소자(5)가 설치되는 측의 면에는 도체로 이루어진 도전패턴(11)과, 적어도 도전패턴(11)을 덮는 오버코트(18)가 형성된다. 방열부재(120)는 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되는 측의 면의 반대측에 설치되고 금속재료로 이루어진다.
또한, 본 발명은 피조사물에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 광원장치를 제공한다.
실시형태의 광원장치(1)는 발광부(20)와 전류조정수단과 방열수단(40)과 제어수단(70)을 구비한다. 발광부(20)는 직렬로 접속되고 소정의 선상에 배치된 복수의 고체발광소자(23)를 갖는 고체발광소자열(22)을 구비한다. 발광부(20)는 고체발광소자열(22)을 소정의 선에 교차하는 방향으로 나열하여 배치하고 있다. 전류조정수단 2이상 설치되어 발광부(20)의 1 이상의 고체발광소자열(22)에 대응하고 또한 대응하는 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경 가능하다. 방열수단(40)은 소정의 선에 교차하는 방향으로 유체를 유동시켜 발광부(20)의 교차하는 방향에 인접하는 2이상의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 발하는 열을 방열한다. 제어수단(70)은 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 발하는 열을 방열한다. 제어수단(70)은 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 동등해지도록, 전류조정수단으로 전류값을 변경시킨다.
또한, 본 발명은 흡수형 편광소자의 열화를 억제한 자외선 조사장치를 제공한다.
실시형태의 자외선 조사장치(301)는 자외선(U)을 방출하는 발광소자(312)를 갖는 광원(310); 및 광원(310)으로부터 방출된 자외선(U) 중 미리 정해진 기준방향(PA)과 평행한 편광축의 편광광(UA)을 투과하는 흡수형 편광소자(20)를 갖는다.

Description

광원장치{LIGHT SOURCE DEVICE}

본 발명은 광원장치에 관한 것이다.

광원에 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode) 등의 발광소자를 사용한 광원장치는 조사영역의 확보나 원하는 광강도·균제도를 얻기 위해, 복수개의 발광소자를 사용하는 것이 많아지고 있다. 발광소자는 전류를 조정함으로써 광출력을 조정하지만, Vf(순전압)에 개체차가 있으므로, 전기적으로 병렬로 접속한 경우, 각 발광소자에 흐르는 전류의 차로부터 광출력에 차가 발생하고 균제도에 악영향을 미치는 경우가 있다. 그 때문에, 발광소자는 전기적으로 직렬로 접속하는 것이 바람직하지만, 복수개의 발광소자를 직렬로 전기접속한 경우 인가전압이 높아진다. 이와 같은 케이스에서, 실장기판으로서 일반적으로 사용되고 있는 알루미늄 기판을 사용하는 경우, 기판의 절연층을 두껍게 하여 내전압을 확보할 필요가 있지만, 기판의 절연층을 두껍게 하면 열전도성이 저하되므로, 발광소자가 온도상승하기 쉬워져 효율저하의 요인이 되기도 한다. 이 때문에, 광원장치 중에는 발광소자를 실장하는 기판으로서, 기재에 세라믹스를 사용한 기판을 사용하고 있는 것이 있다.

또한, 현재 액정패널의 경화나 중합, 접합 등의 광반응 공정에서 자외선을 방출하는 고체발광소자를 갖는 광원장치가 사용된다. 광원장치는 복수의 고체발광소자를 직렬로 접속하여 구성되는 고체발광소자열을 병렬로 복수 접속하여, 소정의 면적에 자외선을 조사한다.

또한, 현재 액정패널의 배향막의 배향처리인 러빙공정을 대신하는 기술로서, 광배향 기술(예를 들어, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 참조)이 주목받고 있다. 광배향 기술에서 사용되는 자외선 조사장치는 광원인 봉형상 램프와, 편광소자를 구비하고 있다. 이러한 종류의 자외선 조사장치는 봉형상 램프가 조사하는 자외선 중 소정 방향의 편광축의 자외선을 편광소자가 통과시키고, 통과시킨 자외선을 피조사물에 조사하는 등에 의해 배향막의 배향처리를 실시한다.

일본 공개특허공보 제2012-89553호 국제공개 제2014/103598호 일본 공개특허공보 제2009-265290호 일본 공개특허공보 제2011-145381호

광원장치는 가시광을 조사할 뿐만 아니라, 피조사물에 대해서 자외선을 조사함으로써 광반응이나 자외선 경화를 실시하게 하는 경우에 사용되는 일도 있다. 이와 같이 자외선을 조사할 때 사용하는 광원장치에서는 발광소자로서 자외선을 방출하는 발광소자가 사용된다. 이와 같은 광원장치는 고출력으로 사용되는 일이 많고 발열량이 커지기 쉬우므로, 냉각성능을 높일 필요가 있다.

광원장치의 냉각성능을 높이기 위한 방법으로서는 예를 들어, 냉각수를 순환시킴으로써 냉각을 실시하는 수냉을 들 수 있지만, 수냉을 실시하는 경우에는 기판이나 방열부재를, 알루미늄 등의 열전도율이 높은 재료에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 발광소자를 실장하는 기판의 기재에 알루미늄을 사용할 때에는 배선도체층의 산화나 부식의 방지, 및 알루미늄 기판에 전자부품을 실장할 때의 열로부터 절연층을 보호하기 위해, 솔더 레지스트층을 피복 형성한다.

그러나, 광원장치를 수냉에 의해 냉각하는 구성으로 한 경우, 결로가 발생하는 일이 있는 한편, 솔더 레지스트는 흡수성이 높으므로, 결로에 의해 발생한 수분을 흡수하는 일이 있다. 이 경우, 솔더 레지스트의 절연저항이 저하되어 배선도체간을 단락시키거나, 흡수한 수분에 의해 배선도체가 부식되는 것이 생각된다. 이 때문에, 자외선을 방출하는 발광소자를 사용한 조명기구에서, 장기간에 걸쳐 자외선을 효율 좋게 조사하는 것은 매우 곤란한 것이 되었다.

또한, 종래의 광원장치에서는 점등시의 고체발광소자열간의 온도편차에 의해 불균일한 조도로 자외선이 조사되는 경우가 있다. 따라서, 광원장치에서는 피조사물에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 것이 요구되고 있다.

또한, 최근 반사형 편광소자보다 높은 편광특성을 얻을 수 있는 흡수형 편광소자를 사용한 자외선 조사장치의 개발이 진행되고 있다. 그러나, 흡수형 편광소자는 열에 약하고, 예를 들어 수은 램프나 메탈할라이드 램프 등의 방전 램프를 광원으로서 사용한 자외선 조사장치에서는 방전램프로부터 방출되는 열에 의해 흡수형 편광소자의 열화가 현저하고, 자외선 조사장치의 실용에 견딜 수 없다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로 자외선 조사성능의 경년 저하를 억제하는 광원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 피조사물에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 광원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 흡수형 편광소자의 열화를 억제한 자외선 조사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태의 광원장치는 발광소자; 세라믹스 기판; 및 방열부재를 구비한다. 발광소자는 자외선 영역에 주파장을 갖는 광을 방출한다. 세라믹스 기판은 발광소자가 일면측에 설치되고 세라믹스를 기재로 하며, 발광소자가 설치되는 측의 면에는 도체로 이루어진 도체 패턴과, 적어도 도체 패턴을 덮는 오버코트가 형성된다. 방열부재는 세라믹스 기판에서의 발광소자가 설치되는 측의 면의 반대측에 설치되고 금속재료로 이루어진다.

또한, 실시형태의 광원장치는 발광부, 전류조정수단, 방열수단 및 제어수단을 구비한다. 발광부는 직렬로 접속되고 또한 소정의 선상에 배치된, 자외선을 방출하는 복수의 고체발광소자를 갖는 고체발광소자열을 구비한다. 발광부는 고체발광소자열을 소정의 선에 교차하는 방향으로 복수 나열하여 배치되어 있다. 전류조정수단은 2이상 설치되고, 발광부의 1이상의 고체발광소자열에 대응하고 또한 대응하는 고체발광소자열의 고체발광소자에 흐르는 전류값을 변경 가능하다. 방열수단은 소정의 선에 교차하는 방향으로 유체를 유동시켜 발광부의 교차하는 방향에 인접하는 2이상의 고체발광소자열의 고체발광소자가 발하는 열을 방열한다. 제어수단은 전류조정수단을 제어한다. 제어수단은 복수의 고체발광소자열의 고체발광소자가 방출하는 자외선의 상대조도가 동등해지도록, 전류조정수단에 고체발광소자열의 고체발광소자에 흐르는 전류값을 변경시킨다.

또한, 실시형태의 자외선 조사장치는 자외선을 방출하는 발광소자를 갖는 광원; 및 광원으로부터 방출된 자외선 중 미리 정해진 기준방향과 평행인 편광축의 편광광을 투과하는 흡수형 편광소자를 갖는다.

본 발명에 따르면, 자외선의 조사성능의 경년저하를 억제하는 광원장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 피조사물에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 광원장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 흡수형 편광소자의 열화를 억제한 자외선 조사장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시형태 1에 관한 광원장치의 단면도이다.
도 2는 실시형태 1에 관한 광원장치의 변형예 1-1이고, 패키지를 사용한 경우의 단면도이다.
도 3은 실시형태 2~7에 관한 광원장치를 구비한 자외선 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3 중의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도이다.
도 5는 실시형태 2~7에 관한 광원장치의 발광부를 하방에서 본 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 6은 실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다.
도 7은 실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다.
도 8은 실시형태 3에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다.
도 9는 실시형태 4에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다.
도 10은 실시형태 5에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다.
도 11은 실시형태 6에 관한 광원장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 실시형태 7에 관한 광원장치를 구비한 자외선 조사장치의 Y축 방향에서 본 측면도이다.
도 13은 실시형태 7에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 14는 실시형태 7에 관한 광원장치의 측면도이다.
도 15는 실시형태 7의 변형예 2-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 16은 실시형태 7의 변형에 2-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 17은 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 18은 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치를 Y축 방향에서 본 도면이다.
도 19는 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치의 광원(310)을 Z축 방향에서 본 도면이다.
도 20은 실시형태 9에 관한 자외선 조사장치를 Y축 방향에서 본 도면이다.
도 21은 실시형태 9에 관한 자외선 조사장치의 변형예를 Y축 방향에서 본 도면이다.

이하에서 설명하는 실시형태 1에 관한 광원장치(1)는 발광소자(5), 세라믹스 기판(110) 및 방열부재(120)를 구비한다. 발광소자(5)는 자외선 영역에 주파장을 갖는 광을 방출한다. 세라믹스 기판(110)은 발광소자(5)가 일면측에 배치되고, 또한 세라믹스를 기재로 하여, 발광소자(5)가 설치되는 측의 면에는, 도체로 이루어진 도전패턴(11)과, 적어도 도전패턴(11)을 덮는 오버코트(18)가 형성된다. 방열부재(120)는 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되는 측의 면의 반대측에 설치되고 금속재료로 이루어진다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 1에 관한 광원장치(1)에서는 발광소자(5)는 조사하는 광의 주파장이 다른 발광소자(5)가 복수 설치된다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 1에 관한 광원장치(1)에서 세라믹스 기판(110)은 기재에 알루미나, 또는 질화알루미늄이 사용된다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 1에 관한 광원장치(1)에서 오버코트(18)는 자외선을 반사한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 1에 관한 광원장치(1)에서 오버코트(18)는 자외선을 흡수한다.

[실시형태 1]

다음에, 실시형태 1에 관한 광원장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 관한 광원장치의 단면도이다. 도 1에 도시한 광원장치(1)는 광원장치(1)에서의 광원인 발광소자(5)를 복수 갖고 있고, 복수의 발광소자(5)는 세라믹스를 기재로 하여 판형상으로 형성된 세라믹스 기판(110)의 일면측에 설치되어 있다. 세라믹스 기판(110)의 기재로서는 예를 들어 반사특성이 필요한 경우에는 백색이고 고반사율의 알루미나를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 높은 방열성능을 확보하는 경우에는 열전도율이 높은 질화알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 세라믹스 기판(110)은 무기재에 의해 구성되어 있다.

발광소자(5)는 자외선 영역에 주파장을 갖는 광을 방출하는 것이 가능해져 있고, 예를 들어 주파장이 240㎚ 이상 405㎚ 이하의 광을 조사한다. 또한, 복수의 발광소자(5)는 조사하는 광의 주파장이 자외선의 파장영역 내에서 다른 발광소자(5)가 복수 설치되어 있고, 이에 의해 발광소자(5)는 자외선의 파장영역내의 넓은 범위의 파장을, 복수의 발광소자(5)에 의해 조사 가능해져 있다. 또한, 상기 복수의 발광소자(5)는 모든 발광소자(5)에 의해 조사 가능해져 있다. 또한, 상기 복수의 발광소자(5)는 모든 발광소자(5)에서 주파장이 다르지 않아도 좋고, 복수의 발광소자(5) 전체에서 보았을 때, 발광소자(5)끼리 조사하는 광의 주파장이 다른 것을 포함하고 있으면 좋다.

세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되어 있는 측의 면에는 도전패턴(11)과 오버코트(18)가 형성되어 있다. 도전패턴(11)은 도체로 이루어지고 예를 들어 구리나 은 등의 도전성이 높은 재료를 주성분으로 하고 있다. 도체로 이루어진 도전패턴(11)은 임의의 회로패턴이고 세라믹스 기판(110)상에 형성되어 있으며, 본 실시형태에 관한 광원장치(1)에서는 복수의 발광소자(5)의 전기적인 접속상태가, 직렬이 되도록 형성되어 있다. 각 발광소자(5)는 이 도전패턴(11)에 대하여 땜납(12)에 의해 접속되어 있고, 이에 의해 발광소자(5)와 도전패턴(11)은 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 본 실시형태에 관한 광원장치(1)에서는 복수의 발광소자(5)를 병렬로 접속하는 데에 기인하는 균제도에 대한 악영향을 방지하기 위해, 복수의 발광소자(5)를 직렬로 접속하고 있다.

오버코트(18)는 절연과 부식을 방지하기 위한 무기물의 물질로 이루어지고, 적어도 도전패턴(11)을 덮어 형성되어 있다. 즉, 오버코트(18)는 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되어 있는 측의 면에서, 실장부나 급전부(15) 등을 제외한 부분에 형성되어 세라믹스 기판(110)을 덮고 있다. 이 때문에, 오버코트(18)는 도전패턴(11)이 형성되어 있는 부분에서는 도전패턴(11)에서의 세라믹스 기판(110)이 위치하는 측의 면의 반대측의 면에서, 발광소자(5)나 땝납(12)이 위치하는 부분 이외의 부분에 형성되어 있다. 오버코트(18)는 유리를 주성분으로 하여 자외선을 반사, 또는 흡수하는 입자를 포함한다. 또한, 오버코트(18)는 자외선을 반사하는 부재로 구성해도 좋고, 자외선을 흡수하는 부재로 구성해도 좋다. 요는 오버코트(18)가 도전패턴(11)에 자외선이 도달하는 것을 억제할 수 있으면, 어떠한 구성을 취해도 좋다.

또한, 세라믹스 기판(110)에는 외부의 전원(도시생략)에 대해서 전기적으로 접속되는 급전부(15)가 설치되어 있다. 상기 급전부(15)는 세라믹스 기판(110)에 한쌍이 설치되어 있고, 한쌍의 급전부(15)는 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)나 도전패턴(11)이 배치되는 측의 면에 설치되어 있다. 예를 들어, 한쌍의 급전부(15)는 세라믹스 기판(110)의 서로 대향하는 단부 부근에서의, 발광소자(5)나 도전패턴(11)이 설치되는 측의 면에 설치되어 있고, 도전패턴(11)에 대하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 급전부(15)는 이 이외의 부분에 설치되어 있어도 좋고 도전패턴(11)에 전기적으로 접속되어 전원으로부터 공급되는 전력을 받을 수 있는 형태이면 설치되는 위치는 상관없다.

또한, 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되는 측의 면의 반대측에는, 금속재료로 이루어진 방열부재(120)가 설치되어 있다. 상기 방열부재(120)는 냉각매체로서 냉각수를 사용하는, 소위 수냉식 방열부재(120)가 되어 있다. 상기 방열부재(120)는 예를 들어 열전도율이 높은 재료인 알루미늄으로 이루어지고, 단부가 폐색된 각통 형상의 형상으로 형성되어 있다. 각통 형상의 형상으로 형성되는 방열부재(120)는 각통의 외주면의 일면이 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되는 측의 면의 반대측 면에 접촉되는 상태로 설치되어 있다.

또한, 방열부재(120)에는 냉각수가 유입되는 유입구(123)와, 방열부재(120) 내의 냉각수가 유출되는 유출구(124)가 설치되어 있다. 예를 들어, 유입구(123)는 방열부재(120)의 길이방향에서의 일단에 설치되고, 유출구(124)는 방열부재(120)의 길이방향에서의 타단에 설치되어 있다. 방열부재(120)는 내부가 냉각수의 유로(21)가 되어 있고, 냉각수는 유입구(123)로부터 방열부재(120)내에 유입되고, 방열부재(120)에 유입된 냉각수는, 방열부재(120)내의 유로(121)를 통하여 유출구(124)로부터 유출하는 것이 가능해져 있다. 유입구(123)와 유출구(124)는, 냉각수를 흡인하여 송출하는 펌프(도시 생략)와, 냉각수를 냉각하는 라디에이터 등의 열교환기(도시 생략)를 갖는 냉각경로에 접속되어 있고, 이에 의해 방열부재(120)내의 유로(121)를 흐르는 냉각수는 열교환기로 냉각되면서 순환한다.

상기 실시형태에 관한 광원장치(1)는 이상과 같은 구성으로 이루어지고, 이하 그 작용에 대해서 설명한다. 광원장치(1)를 점등시킬 때에는 외부의 전원으로부터 한쌍의 급전부(15)에 대해서 전력을 공급한다. 급전부(15)에 공급된 전력은 도전패턴(11)과 땜납을 개재하여 발광소자(5)에 공급된다. 발광소자(5)는 이와 같이 공급된 전력에 의해 점등하고, 자외선 영역에 주파장을 갖는 광(이하, 자외선이라고 함)을 조사한다. 발광소자(5)로부터 조사된 자외선은, 광원장치(1)에서의 발광소자(5)가 설치되어 있는 측의 면으로부터 확산되면서 조사되고, 피조사물에 대해서 조사된다.

발광소자(5)는 이와 같이 공급된 전력에 의해 점등하지만, 본 실시형태에 관한 광원장치(1)에서는 복수의 발광소자(5)는 직렬로 접속되어 있다. 이 때문에, 발광소자(5)를 점등시킬 때에는 높은 전압을 인가함으로써 점등시키지만, 발광소자(5)가 설치되는 기판은 세라믹스로 이루어진 세라믹스 기판(110)이므로, 절연파괴가 발생하지 않고, 발광소자(5)를 계속 점등시킬 수 있다. 즉, 발광소자(5)가 설치되는 기판이, 알루미늄과 같이 내전압이 낮은 재료에 의해 형성되는 경우, 기판의 두께에 따라서는 높은 전압을 발광소자(5)에 인가하면 절연파괴가 발생하는 경우가 있지만, 세라믹스는 내전압이 높아져 있다. 이 때문에, 높은 전압을 발광소자(5)에 인가해도 절연파괴가 발생하지 않고, 발광소자(5)를 점등시켜 자외선을 계속 조사할 수 있다.

또한, 이와 같이 자외선을 조사하는 발광소자(5)는 점등시에는 열이 발생하므로, 본 실시형태에 관한 광원장치(1)에서는 방열부재(120)에 의해 온도의 상승을 억제하면서 발광소자(5)를 점등시킨다. 상세하게는 발광소자(5)의 점등시에 발광소자(5)에서 발생하는 열은, 땜납(12)이나 도전패턴(11)을 통하여 세라믹스 기판(110)에 전달되고, 세라믹스 기판(110)으로부터 또한 방열부재(120)에 전달된다. 방열부재(120)에 전달된 열은 방열부재(120)내의 냉각수에 전달된다.

한편, 발광소자(5)의 점등시에는 방열부재(120)는 냉각경로에 설치되는 펌프의 구동에 의해 유입구(123)로부터 방열부재(120)내에 냉각수가 유입되고, 방열부재(120) 내의 냉각수는 유출구(124)로부터 유출된다. 이 때문에, 발광소자(5)에서 발생한 열이 전달되어 온도가 상승한 냉각수는 유출구(124)로부터 유출된다.

유출구(124)로부터 유출된 냉각수는 냉각경로에 구비되는 열교환기에서 열교환이 실시되어 냉각된다. 이에 의해, 발광소자(5)에서 발생한 열은 광원장치(1)의 외부에 방출된다. 열교환기에서 냉각된 냉각수는 유입구(123)로부터 다시 방열부재(120) 내에 유입되고, 방열부재(120)내의 유로(121)를 흐르면서 발광소자(5)로부터의 열을 받아 온도가 상승하고 유출구(124)로부터 유출된다. 방열부재(120)는 이와 같이 냉각수가 순환하면서 광원장치(1)의 외부에 열을 방출함으로써, 발광소자(5)에서 발생한 열에 의해 광원장치(1)의 온도가 상승하는 것을 억제한다. 즉, 방열부재(120)는 광원장치(1)의 냉각을 실시한다. 또한, 방열부재(120)내의 유로(121)를 통과하는 냉각매체로서는 냉각수에 한정되지 않고, 액체이어도 좋고, 예를 들어 압축공기나 질소가스 등의 기체이어도 좋다.

여기에서, 이와 같이 방열부재(120)에 의해 냉각을 실시한 경우, 광원장치(1)의 사용시에서의 환경이나 방열부재(120)에서의 냉각상태에 따라서는 결로가 발생하는 일이 있다. 결로가 발생한 경우, 광원장치(1)의 표면에 수분이 부착되지만, 세라믹스 기판(110)은 무기재에 의해 구성되어 있고, 도전패턴(11)은 오버코트(18)에 의해 덮여 있다. 이 때문에, 결로에 의해 광원장치(1)의 표면에 수분이 부착된 경우에도 세라믹스 기판(110)이나 도전패턴(11)은 이 수분에 의해 부식되기 어려워져 있다.

또한, 방열부재(120)는 열전도율이 높은 재료인 알루미늄을 사용하여 형성되어 있으므로, 방열성은 높지만 녹이 발생하는 경우가 있다. 방열부재(120)에는 이와 같이 녹이 발생하는 경우가 있지만, 방열부재(120)는 발광소자(5)나 도전패턴(11)의 사이에, 세라믹스로 이루어진 세라믹스 기판(110)이 개재하는 상태에서 설치되어 있다. 이 때문에, 방열부재(120)에서 녹이 발생한 경우에도, 상기 녹은 세라믹스 기판(110)에 의해 차단되므로, 녹에 기인하는 절연파괴나, 광원장치(1)에서의 전기경로의 부식 등의 문제가 발생하기 어려워져 있다.

또한, 자외선을 피조사물에 조사하여, 광반응이나 자외선 경화를 실시하게 할 때에는 피조사물에 대해서 근거리로부터 자외선을 조사하는 경우가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 관한 광원장치(1)에서도 피조사물에서 광반응이나 자외선 경화를 실시하게 할 때에는, 피조사물에 대해서 근거리로부터 자외선을 조사하는 경우가 있지만, 피조사물의 광반응시나 자외선 경화시에는 화학반응에 의해, 불순물이라고 불리는 물질이 발생한다. 이 불순물이, 방열부재(120)를 구성하는 금속재료에 부착되면, 부착된 부분으로부터 녹이 발생하기 쉬워지지만, 피조사물로의 자외선의 조사시에서의 방열부재(120)와 피조사물 사이에는 세라믹스 기판(110)이 위치하고 있다. 이 때문에, 피조사물의 화학반응에 의해 불순물이 발생한 경우에도, 이 불순물이 방열부재(120)까지 도달하는 것이 억제되고, 피조사물의 화학반응에 의해 불순물이 발생하기 쉬운 상황에서도, 상기 불순물의 발생에 기인하는 방열부재(120)의 녹은 발생하기 어려워져 있다.

이상의 실시형태에 관한 광원장치(1)는 기판으로서 세라믹스 기판(110)을 사용하고 발광소자(5)의 점등시에 발생하는 열의 냉각을 실시하는 방열부재(120)를, 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)가 설치되는 측의 면의 반대측에 설치되어 있다. 또한, 도전패턴(11)은 오버코트(18)에 의해 덮여 있다. 이들에 의해, 냉각성능을 확보하면서, 냉각시에 결로가 발생한 경우에도, 결로의 수분에 기인하는 부식을 억제할 수 있다. 이 결과, 자외선 조사성능의 경년 저하를 억제할 수 있다.

또한, 도전패턴(11)은 오버코트(18)에 의해 덮임으로써, 발광소자(5)로부터 방출되고 피조사물 등으로부터 반사되어 도전패턴(11)에 도달하는 자외선에 노출되는 것을 방지할 수 있으므로, 자외선 조사성능의 경년열화를 억제할 수 있다.

또한, 기판에, 절연성이 높고 수지 등을 주성분으로 하는 열전도층을 기재에 형성할 필요가 없는 세라믹스를 기재에 사용하는 세라믹스 기판(110)을 사용하므로, 발광소자(5)를 복수개 실장한 경우에도, 열전도성을 유지하면서 높은 내전압을 확보할 수 있다. 또한, 세라믹스는 수지에 비하여 내자외선성이 있으므로, 기판에 자외선이 조사되는 구성에서도 열화를 억제할 수 있다. 이들의 결과, 자외선 조사성능의 경년저하를 억제할 수 있다.

또한, 발광소자(5)로서 조사하는 광의 주파장이 다른 발광소자(5)를 복수 설치함으로써, 피조사물에서 광반응이나 자외선 경화 등의 화학반응을 실시하게 할 때, 보다 확실하게 반응시킬 수 있다. 즉, 자외선을 조사함에 의한 화학반응은, 피조사물의 재질에 따라 화학반응이 일어나기 쉬운 광의 파장이 다른 경우가 있지만, 광의 주파장이 다른 발광소자(5)를 복수 설치함으로써, 피조사물의 재질이 어떠한 재질인 것이어도, 화학반응을 실시하기 쉽게 할 수 있다. 이 결과, 피조사물에 자외선을 조사함으로써 화학반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 세라믹스 기판(110)은 무기재에 의해 구성되어 있지만, 세라믹스 기판(110)의 기재에 알루미나를 사용한 경우에는 발광소자(5)로부터 조사된 자외선을, 높은 반사율로 반사할 수 있으므로, 자외선의 조사성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 세라믹스 기판(110)의 기재에 질화알루미늄을 사용한 경우에는, 발광소자(5)의 점등시에서의 열을, 질화알루미늄의 높은 열전도율에 의해, 보다 확실하게 방열부재(120)에 전달할 수 있어, 방열성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 세라믹스 기판(110)의 기재에, 알루미나와 질화알루미늄 중 어느 것을 사용한 경우에도, 방열부재(120)에서 녹이 발생했을 때, 이 녹이 세라믹스 기판(110)에서의 발광소자(5)나 도전패턴(11)이 설치되어 있는 측의 면까지 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 방열부재(120)에서 발생하는 녹에 기인하여, 광원장치(1)의 전기경로에 부식 등의 문제가 발생하는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다. 이러한 결과, 자외선의 조사성능의 경년저하를 억제할 수 있다.

또한, 발광소자(5)로서 주파장이 240㎚ 이상 405㎚ 이하의 광을 조사하는 것을 이용하므로, 피조사물에 대해서 자외선을 조사하여 화학반응을 실시하게 할 때, 보다 확실하게 반응시킬 수 있다. 그 결과, 광원장치(1)를 피조사물에 대하여 광반응이나 자외선 경화를 실시하게 하는 조명기구로서 사용하는 경우에, 화학반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 오버코트(18)가 대부분의 자외선을 반사시킴으로써 도전패턴(11)에 자외선이 도달하는 것을 더욱 억제할 수 있다. 그 결과, 자외선의 조사성능의 경년저하를 억제할 수 있다.

또한, 오버코트(18)가 대부분의 자외선을 흡수함으로써 도전패턴(11)에 자외선이 도달하는 것을 더욱 억제할 수 있다. 그 결과, 자외선의 조사성능의 경년저하를 억제할 수 있다.

[변형예 1-1]

또한, 전술한 광원장치(1)에서는 발광소자(5)는 도전패턴(11)에 땜납(12)에 의해 직접 접속되어 있지만, 발광소자(5)는 도전패턴(11)에 직접 접속되어 있지 않아도 좋다. 도 2는 실시형태 1에 관한 광원장치의 변형예 1-1이고, 패키지를 사용한 경우의 단면도이다. 발광소자(5)는 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이 패키지(130)로서 리플렉터(32)와 일체가 되어 있는 것을 사용하여, 상기 패키지(130)를, 땜납(12)에 의해 도전패턴(11)에 접속함으로써, 세라믹스 기판(110)에 설치해도 좋다. 발광소자(5)가 광원이 되는 패키지(130)의 패키지재에는, 자외선에 의한 열화를 방지하기 위해 세라믹스가 사용되고 있다. 즉, 리플렉터(32)는 기재에 세라믹스가 사용되고 있다.

이와 같이 발광소자(5)와 리플렉터(32)가 일체가 된 패키지(130)를 사용하여 세라믹스 기판(110)에 설치함으로써, 발광소자(5)의 점등시에서의 자외선을, 리플렉터(32)에서 반사시켜 조사할 수 있다. 이에 의해, 발광소자(5)로부터 조사된 자외선이 너무 확산되는 것을 억제할 수 있고, 원하는 방향으로 효율 좋게 조사할 수 있다. 그 결과, 자외선의 조사성능을 높일 수 있고, 또한 높은 조사성능을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 또한, 패키지(130)는 패키지 재료에 세라믹스가 사용되고 있으므로, 열팽창이 세라믹스 기판(110)의 열팽창과 동등해진다. 그 결과, 실장부의 파손을 감소시킬 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광소자(5)의 설치양식은 도 2에 한정되지 않는다. 즉, 도 2에서 하나의 패키지(130)내에 하나의 발광소자(5)가 설치되어 있지만, 예를 들어 하나의 패키지(130)내에 조사하는 광의 주파장이 다른 발광소자(5)가 복수 설치되어 있어도 좋다.

이하에서 설명하는 실시형태 2~7 등에 관한 광원장치(1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4, 5, 6, 6-1, 6-2)는 발광부(20), 전류조정수단(30), 방열수단(40) 및 제어수단(70)을 구비한다. 발광부(20)는 직렬로 접속되고 또한 소정의 선상에 배치된, 자외선을 방출하는 복수의 고체발광소자(23)를 갖는 고체발광소자열(22)을 구비한다. 발광부(20)는 고체발광소자열(22)을 소정의 선에 교차하는 방향으로 복수 나열하여 배치되어 있다. 전류조정수단(30)은 2이상 설치되고, 발광부(20)의 1 이상의 고체발광소자열(22)에 대응하고 또한 대응하는 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경 가능하다. 방열수단(40)은 소정의 선에 교차하는 방향으로 유체를 유동시켜 발광부(20)의 교차하는 방향으로 인접하는 2 이상의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 발하는 열을 방열한다. 제어수단(70)은 전류조정수단(30)을 제어한다. 제어수단(70)은 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 동등해지도록, 전류조정수단(30)에 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경시킨다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 2~7 등에 관한 광원장치(1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4, 5, 6, 6-1, 6-2)에서 발광부(20)의 소정의 위치에 설치되고 또한 소정의 위치의 온도를 검출 가능한 온도검출수단(60)을 구비하며, 제어수단(70)은 온도검출수단(60)의 검출결과에 기초하여 전류조정수단(30)에 대응하는 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경시킨다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 2~7 등에 관한 광원장치(1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4, 5, 6, 6-1, 6-2)에서 온도검출수단(60)을, 유체의 유동방향에 따라서 간격을 두고 복수 설치한다.

[실시형태 2]

다음에, 본 발명의 실시형태 2에 관한 광원장치(1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 3은 실시형태에 관한 광원장치를 구비한 자외선 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면, 도 4는 도 3 중의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도, 도 5는 실시형태에 관한 광원장치의 발광부를 하방에서 본 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다.

실시형태 2에 관한 광원장치(1)(이하, 간단히 광원장치로 기재함)은 도 3에 도시된 자외선 조사장치(100)를 구성한다. 자외선 조사장치(100)는 예를 들어 액정패널의 경화나 중합, 접합 등의 광반응 공정에 사용되고, 소정의 파장의 자외선을 피조사물(W)(도 3에 도시함)에 조사하는 장치이다.

자외선 조사장치(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 광원장치(1)와, 피조사물(W)을 배치면(10a)상에 배치하는 스테이지(10) 등을 구비하고 있다. 또한, 이하, 배치면(10a)과 평행인 서로 직교하는 방향을 X축 방향, Y축 방향으로 기재하고, 배치면(10a)과 직교하는 방향을 Z축 방향이라고 기재한다. 광원장치(1)는 발광부(20), 복수의 전류조정수단(30)(도 5에 도시함), 방열수단(40), 케이스체(50), 온도검출수단(60) 및 제어수단(70)을 구비한다.

발광부(20)는 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 실장기판(21)(기판에 상당)과, 복수의 고체발광소자열(22)을 구비한다. 실장기판(21)은 X축 방향 및 Y축 방향, 즉 배치면(10a)과 평행으로 배치된다. 실장기판(21)은 배치면(10a)과 Z축 방향을 따라서 대향하는 표면기판(21a)상에 고체발광소자열(22)을 구성하는 복수의 고체발광소자(23)를 실장하고 있다. 실장기판(21)은 고체발광소자(23)를 X축 방향과 Y축 방향의 쌍방을 따라서 표면(21a)에 나열하여, 면상에 배치하고 있다. 실장기판(21)은 고체발광소자(23)를 미리 정해진 패턴과 같이 접속한다.

복수의 고체발광소자열(22)은 실장기판(21)의 표면(21a)상에 실장된 복수의 고체발광소자(23)를 갖는다. 각 고체발광소자열(22)을 구성하는 고체발광소자(23)는 실장기판(21)상에 소정의 선상으로서의 X축 방향과 평행인 직선상에 배치되고, 또한 애노드와 캐소드가 직렬로 접속되어 있다. 고체발광소자(23)는 자외선을 방출한다. 고체발광소자열(22)을 구성하는 고체발광소자(23)에는 직렬전원(24)(도 5에 도시함)으로부터의 전력이 공급된다. 발광부(20)는 복수의 고체발광소자열(22)을 소정의 선으로서의 X축 방향에 직교(교차)하는 Y축 방향으로 복수 나열하여 배치하고 있다. 복수의 고체발광소자열(22)은 서로 병렬로 접속되고, 직류전원(24)에 대해서 병렬로 접속되어 있다. 이 때문에, 복수의 고체발광소자열(22)에는 직류전원(24)으로부터 공급되는 전력이 X축 방향과 평행인 도 3~도 5에 도시한 화살표(K)를 따라서 전류로서 흐르게 된다. 이와 같이 하여, 발광부(20)는 n(자연수)개의 고체발광소자열(22)을 갖고 있다. 즉, 발광부(20)는 고체발광소자열로서 제1 고체발광소자열(22), 제2 고체발광소자열(22), …, 제n-1 고체발광소자열(22), 제n 고체발광소자열(22)을 갖고 있다.

고체발광소자열(22)을 구성하는 고체발광소자(23)는 고르게 모든 방향으로 진동한 자외선을 방출하는 것이고, LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등으로 구성된다. 고체발광소자(23)는 피크 파장이 240㎚ 이상 450㎚ 이하의 자외선을 방출하는 것이다. 또한, 본 명세서에서 말하는 피크 파장이라는 것은 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선 중 상대조도가 가장 강한 자외선의 파장을 말한다. 또한, 본 발명에서 말하는 상대조도라는 것은 발광부(20), 즉 고체발광소자(23)로부터 방출되는 자외선의 상대조도를 나타내는 지표이다. 상대조도는 예를 들어 우시오덴키제의 자외선 적산광량계 UIT-250, 수광기 UVD-S365 등의 소위 조도계를 사용하여 측정한 조도를 규격화하여 상대(相對)하는 조도로서 사용할 수 있다. 또한, 조도계는 상기에 한정되지 않고, 예를 들어 오쿠세이사쿠쇼제의 UV-MO3A, 수광기 UV-SN35를 사용해도 좋다. 또한, 상대조도는 예를 들어 피조사물(W)이 놓이는 위치에, 자외선을 수광하여 전기신호를 출력하는 수광소자를 사용하여 상대적으로 자외선 강도의 변화를 검출하는 것이어도 좋다.

전류조정수단(30)은 2 이상 설치되고, 발광부(20)의 1 이상의 고체발광소자열(22)에 대응하여 설치되어 있다. 실시형태 2에서는 전류조정수단(30)은 고체발광소자열(22)과 1대 1로 대응하고 있다. 전류조정수단(30)은 예를 들어 저항값이 변경 가능한 가변저항기 등으로 구성되고, 대응하는 고체발광소자열(22)을 구성하는 복수의 고체발광소자(23)와 직렬로 접속되어 있다. 전류조정수단(30)은 저항값을 변경함으로써 대응하는 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경 가능한 것이다. 전류조정수단(30)은 실장기판(21)에 실장되어도 좋고, 실장기판(21) 밖에 배치되어도 좋다.

방열수단(40)은 소정의 선으로서의 X축 방향에 대해서 직교(교차)하는 Y축 방향으로 실장기판(21)의 이면(21b)을 따라서, 유체로서의 기체를 유동시켜 발광부(20)의 교차하는 방향으로서의 Y축 방향에 인접하는 2이상의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 발하는 열을 광원장치(1) 밖으로 방열하는 것이다. 실시형태 2에서는 방열수단(40)은 Y축 방향으로 기체를 유동시키고, 모든 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 발하는 열을 광원장치(1) 밖으로 방열한다. 방열수단(40)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 히트싱크(41)와 방열팬(42) 등으로 구성되어 있다. 히트싱크(41)는 발광부(20)의 실장기판(21) 표면(21a)의 이면측의 이면(21b)에 부착되어 있다. 히트싱크(41)는 알루미늄 합금 등의 열저항이 낮은 재료(금속 등)로 구성되어 있다. 본 실시형태에서 히트싱크(41)는 실장기판(21)의 이면(21b)에 부착된 평판형상의 기판부착부(41a)와, 기판부착부(41a)로부터 스테이지(10)로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 복수의 핀(41b)을 일체로 구비하고 있다. 핀(41b)은 기판부착부(41a)로부터 Z축 방향으로 돌출되고 또한 Y축 방향으로 직선형상으로 연장된 평판형상으로 형성되며, X축 방향으로 간격을 두고 등간격으로 복수 설치되어 있다.

방열팬(42)은 히트싱크(41)의 Y축 방향의 일단부에 부착되고 회전함으로써, 광원장치(1) 밖의 유체로서의 기체를 히트싱크(41)의 핀(41b) 사이 등에 편성하고, 핀(41b)간에 유동시킨 후 광원장치(1) 밖으로 배출한다. 방열팬(42)은 기체를 핀(41b)간에 유동시킴으로써, 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 발하는 열을 실장기판(21), 히트싱크(41) 등을 통하여, 광원장치(1) 밖으로 방열한다.

또한, 본 발명에서 방열수단(40)은 실장기판(21)의 이면(21b)에 부착되고 또한 내측이 밀폐되어 내측에 유체로서의 액체가 유동되는 상자 형상의 히트파이프와, 히트파이프내의 액체를 유동시키는 펌프 등으로 구성되어도 좋다.

케이스체(50)는 실장기판(21)의 이면(21b) 및 방열수단(40)의 히트싱크(41)를 덮는 것이다. 본 실시형태에서 케이스체(50)는 Y축 방향의 양단부가 개구한 상자형상으로 형성되어 있다. 케이스체(50)는 방열수단(40)의 방열팬(42)이 회전함으로써, 방열팬(42)으로부터 떨어진 측의 한쪽의 개구부(50a)를 통하여 유체로서의 기체를 편성하고, 방열팬(42) 근처의 다른쪽 개구부(50b)로부터 히트싱크(41)에 의해 가열된 기체를 외부에 배출한다.

온도검출수단(60)은 발광부(20)의 소정의 위치에 설치되고 또한 소정의 위치의 온도를 검출 가능한 것이다. 실시형태 2에서는 온도검출수단(60)은 방열수단(40)에 의한 유체로서의 기체의 유동방향인 Y축 방향으로 간격을 두고 발광부(20)에 복수개 설치되어 있다. 실시형태 2에서 온도검출수단(60)은 실장기판(21)의 표면(21a)의 케이스체(50)의 한쪽 개구부(50a) 근처의 끝의 X축 방향의 중앙과, 실장기판(21) 표면(21a)의 케이스체(50)의 다른쪽 개구부(50b) 근처 끝의 X축 방향의 중앙의 각각에 설치되어, 합계 2개 설치되어 있다. 온도검출수단(60)은 검출결과를 제어수단(70)에 출력한다.

제어수단(70)은 자외선 조사장치(100)에 의한 자외선의 조사동작을 제어하는 것이다. 제어수단(70)은 예를 들어 CPU 등으로 구성된 연산처리장치나 ROM, RAM 등을 구비하는 도시하지 않은 마이크로프로세서를 주체로 하여 구성되어 있고, 처리동작의 상태를 표시하는 표시수단이나, 오퍼레이터가 처리내용정보 등을 등록할 때 사용하는 조작수단과 접속되어 있다.

제어수단(70)은 광원장치(1)의 발광부(20)의 각 고체발광소자열(22)에 대응하여 설치된 전류조정수단(30)을 제어하여, 각 고체발광소자열(22) 내의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경한다. 제어수단(70)은 각 고체발광소자열(22) 내의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경할 때, 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 동등해지도록, 온도검출수단(60)의 검출결과에 기초하여, 각 전류조정수단(30)에 대응하는 고체발광소자열(22) 내의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경시킨다.

다음에, 자외선 조사장치(100)의 피조사물(W)의 처리동작을 설명한다. 우선, 오퍼레이터가 처리내용정보를 제어수단(70)에 등록하고, 처리동작의 개시지시가 있었던 경우에 처리동작을 개시한다. 처리동작이 개시되면, 제어수단(70)은 광원장치(1)의 방열수단(40)의 방열팬(42)을 작동시킨다.

그리고, 자외선 조사장치(100)는 방열수단(40)의 방열팬(42)을 작동시키고 나서 소정 시간 경과하면, 스테이지(10)의 배치면(10a)상에 피조사물(W)을 배치하고, 발광부(20)의 각 고체발광소자열(22)의 각 고체발광소자(23)로부터 자외선을 방출하고, 배치면(10a)상의 피조사물(W)에 자외선을 조사한다. 제어수단(70)은 전류조정수단(30)을 제어하여, 각 고체발광소자열(22)에 전력을 인가한다. 일정시간, 자외선이 조사된 피조사물(W)은 스테이지(10)의 배치면(10a)상으로부터 분리되고, 자외선 조사전의 피조사물(W)이 스테이지(10)의 배치면(10a)에 배치된다. 전술한 공정과 동일하게 자외선을 조사한다.

본 발명의 자외선 조사장치(100)는 필요에 따라서, 광원장치(1)와 스테이지(10) 사이에 필터나 광학소자를 설치해도 좋다.

전술한 구성의 실시형태에 관한 광원장치(1)는 제어수단(70)이 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 동등해지도록, 각 전류조정수단(30)에 대응하는 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경시킨다. 이 때문에, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(1)는 발광부(20)의 소정의 위치로서의 실장기판(21)의 표면(21a)상의 온도를 검출하는 온도검출수단(60)을 구비하고, 제어수단(70)이 온도검출수단(60)의 검출결과에 기초하여 각 전류조정수단(30)을 제어한다. 이 때문에 광원장치(1)는 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있다. 이 때문에, 광원장치(1)는 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 매우 동등해지도록 할 수 있고, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(1)에는 온도검출수단(60)을, 유체의 유동방향을 따라서 간격을 두고 복수개 설치함으로써, 각 전류조정수단(30)에 대응하는 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)에 흐르는 전류값을 변경시킬 수 있다. 이 때문에, 광원장치(1)는 복수의 고체발광소자열(22)의 고체발광소자(23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 매우 동등해지도록 할 수 있고, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(1)에는 고체발광소자(22)의 피크 파장이 240㎚ 이상 450㎚ 이하의 자외선을 방출함으로써, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[변형예 2-1]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치(1-1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 6은 실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다. 도 6에서 전술한 실시형태 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치(1-1)는 도 6에 도시한 바와 같이 온도검출수단(60)을 구비하고 있지 않다. 또한, 광원장치(1-1)의 제어수단(70)은 미리 기억해 둔 값에 기초하여 전류조정수단(30)을 제어한다.

실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치(1-1)는 실시형태 2와 동일하게, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있고, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[변형예 2-2]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치(1-2)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 7은 실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다. 도 7에서 전술한 실시형태 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치(1-2)는 도 7에 도시한 바와 같이, 각 고체발광소자열(22)에 대응시킨 온도검출수단(60)을 구비하고 있다. 즉, 변형예 2-2에 관한 광원장치(1-2)는 고체발광소자열(22)과 온도검출수단(60)이 1대 1로 대응하고, 대응하고 있는 고체발광소자열(22)과 온도검출수단(60)이 근접하는 위치에 배치되어 있다.

실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치(1-2)는 실시형태 2와 동일하게, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있고, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[실시형태 3]

다음에, 본 발명의 실시형태 3에 관한 광원장치(2)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 8은 실시형태 3에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다. 도 8에서 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

실시형태 3에 관한 광원장치(2)는 도 8에 도시한 바와 같이, 각 고체발광소자열(22)이 X축 방향과 평행인 복수의 직선상에 직렬로 접속된 고체발광소자(23)를 배치하고 있다. 또한, 도 8은 온도검출수단(60)을 생략하고 있지만, 실시형태 3에서는 온도검출수단(60)을 실시형태 2, 변형예 2-2와 동일하게 배치해도 좋다.

실시형태 3에 관한 광원장치(2)는 실시형태 2와 동일하게, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있어, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[실시형태 4]

다음에, 본 발명의 실시형태 4에 관한 광원장치(3)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 9는 실시형태 4에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다. 도 9에서 전술한 실시형태 2, 실시형태 3 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 4에 관한 광원장치(3)는 도 9에 도시한 바와 같이, 각 고체발광소자열(22)이 X축 방향과 평행인 복수의 직선상에 직렬로 접속한 고체발광소자(23)를 배치하고 있다. 또한, 실시형태 4에서는 실시형태 2와 동일하게, 각 고체발광소자열(22)을 X축 방향과 평행인 1개의 직선상에 고체발광소자(23)를 배치해도 좋다. 또한, 도 9에는 온도검출수단(60)을 생략하고 있지만, 실시형태 4에서는 온도검출수단(60)을 실시형태 2, 변형예 2-2와 동일하게 배치해도 좋다.

또한, 실시형태 4에 관한 광원장치(3)의 방열수단(40)은 도 9에 도시한 바와 같이 Y축 방향의 양단에 기체를 케이스체(50)내에 흡인하는 팬(43)을 설치하고, Y축 방향의 중앙으로부터 케이스체(50) 밖으로 기체를 배출하는 배출구(44)를 설치하고 있다.

실시형태 4에 관한 광원장치(3)는 실시형태 2 등과 동일하게, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있고, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[실시형태 5]

다음에 본 발명의 실시형태 5에 관한 광원장치(4)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 10은 실시형태 5에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 개략 구성 블럭도이다. 도 10에서 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 5에 관한 광원장치(4)는 각 고체발광소자열(22)을 X축 방향과 평행인 직선형상으로 형성하고, 도 10에 도시한 바와 같이 서로 인접하는 각 고체발광소자열(22)에 흐르는 전류의 방향을 역방향으로 하고 있다. 또한, 도 10에는 온도검출수단(60)을 생략하고 있지만, 실시형태 5에서는 온도검출수단(60)을 실시형태 2, 변형예 2-2와 동일하게 배치해도 좋다. 또한, 도 10에서 전류조정수단(30)을 생략하고 있지만, 본 발명에서는 각 고체발광소자열(22)에 대응시켜 전류조정수단(30)을 설치하고 있다. 또한, 도 10에서는 제어수단(70)을 생략하고 있다.

실시형태 5에 관한 광원장치(4)는 실시형태 2 등과 동일하게, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있고, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[실시형태 6]

다음에, 본 발명의 실시형태 6에 관한 광원장치(5)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 11의 (a)는 실시형태 6에 관한 광원장치의 측면도이고, 도 11의 (b)는 실시형태 6에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 평면도이다. 도 11에서, 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

실시형태 6에 관한 광원장치(5)는 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이 이면(21b)이 서로 간격을 두고 대향하도록 실장기판(21)을 한쌍 설치하고, 각 실장기판(21)의 표면(21a)상에 X축 방향과 평행인 복수의 고체발광소자열(22)을 설치하고 있다. 또한, 케이스체(50)가 실장기판(21)의 X축 방향의 양단을 연결하고, 방열수단(40)이 실장기판(21) 사이에서 Y축 방향을 따라서 기체를 유동시킨다. 또한, 도 11에는 온도검출수단(60)을 생략하고 있지만, 실시형태 6에서는 온도검출수단(60)을 실시형태 2, 변형예 2-2와 동일하게 배치해도 좋다. 또한, 도 11에서 전류조정수단(30)을 생략하고 있지만, 본 발명에서는 각 고체발광소자열(22)에 대응시켜 전류조정수단(30)을 설치하고 있다. 또한, 도 11에서는 제어수단(70)을 생략하고 있다.

실시형태 6에 관한 광원장치(5)는 실시형태 2 등과 동일하게 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있어, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[실시형태 7]

다음에, 본 발명의 실시형태 7에 관한 광원장치(6)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 12는 실시형태 7에 관한 광원장치를 구비한 자외선 조사장치의 Y축 방향에서 본 측면도이고, 도 13은 실시형태 7에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이며, 도 14는 실시형태 7에 관한 광원장치의 측면도이다. 도 15는 실시형태 7의 변형예 2-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이고, 도 16은 실시형태 7의 변형예 2-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다. 도 12 내지 도 16에서 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 7에 관한 광원장치(6)는 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 단면이 원고리 형상인 실장기판(21)의 외주면(21a)에 복수의 고체발광소자열(22)을 설치하고 있다. 고체발광소자열(22)은 실장기판(21)의 외주면(21a) 상에 소정의 선으로서의 둘레에 배치되고 또한 직렬로 접속된 복수의 고체발광소자(23)를 갖고 있다. 복수의 고체발광소자열(22)은 소정의 선에 직교(교차)하는 Y축 방향으로 복수 나열되어 배치되어 있다. 방열수단(40)은 Y축 방향을 따라서 실장기판(21)의 내측에 유체로서의 기체를 유동시키고, 고체방열소자(23)가 발하는 열을 방열한다. 또한, 온도검출수단(60)을 실장기판(21)의 외주면(21a)의 Y축 방향의 양단에 설치되어 있다. 또한, 실시형태 6에 관한 광원장치(6)를 구비한 자외선 조사장치(100)는 광원장치(6)의 고체발광소자(23)가 방출한 자외선을 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 피조사물(W)을 향하여 반사하는 미러(101)를 구비하고 있다.

또한, 실시형태 7의 변형예 2-1에 관한 광원장치(6-1)는 도 15에 도시한 바와 같이 각 고체발광소자열(22)에 대응하여 온도검출수단(60)을 설치하고, 실시형태 7의 변형예 2-2에 관한 광원장치(6-2)는 도 16에 도시한 바와 같이, 온도검출수단(60)을 설치하지 않았다.

실시형태 7, 변형예 2-1 및 변형예 2-2에 관한 광원장치(6, 6-1, 6-2)는 실시형태 2 등과 동일하게, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도 불균일을 억제할 수 있고, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

전술한 실시형태 2~7 등의 광원장치(1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4, 5, 6, 6-1, 6-2)는 액정패널의 경화나 중합, 접합 등의 광반응 공정에 사용되는 자외선 조사장치(100)를 구성하는 예를 도시하고 있다. 그러나, 본 발명의 광원장치(1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4, 5, 6, 6-1, 6-2)는 예를 들어 반도체 제조장치나 화학물질의 광화학 반응 등의 여러가지 다양한 장치를 구성해도 좋다.

또한, 전술한 실시형태 2~6에서는 X축 방향과 평행인 직선상에 직렬로 접속한 복수의 고체발광소자(23)를 나열하여 고체발광소자열(22)을 구성했지만, 본 발명에서는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 직렬로 접속한 복수의 고체발광소자(23)를 소정의 선으로서의 원(圓)상에 나열하고, 고체발광소자열(22)을 구성해도 좋다. 이 경우, 복수의 고체발광소자열(22)은 동심원상에 배치되는 것이 바람직하다.

이하에서 설명하는 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치(301, 3-1, 3-2)는 자외선(U)을 방출하는 발광소자(312)를 갖는 광원(310)과, 광원(310)으로부터 방출된 자외선(U) 중 미리 정해진 기준방향과 평행인 편광축(PA)의 편광광(UA)을 투과하는 흡수형 편광소자(320)를 갖는다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치(301, 3-1, 3-2)에서, 발광소자(312)는 제1 피크 파장의 자외선을 방출하는 제1 발광소자(314)와, 제1 피크 파장과 다른 제2 피크 파장의 자외선을 방출하는 제2 발광소자(316)를 갖는다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치(301, 3-1, 3-2)에서 광원(310, 311)과 흡수형 편광소자(320) 사이에, 광학부재(14c, 16c, 330, 340)를 갖는다.

[실시형태 8]

다음에, 본 발명의 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치(301)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 17은 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도, 도 18은 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치를 Y축 방향에서 본 도면, 도 19는 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치의 광원(310)을 Z축 방향에서 본 도면이다.

도 17에 도시된 실시형태 8의 자외선 조사장치(301)는 배향처리의 대상물로서의 피조사물(W)의 표면에, 미리 정해진 기준방향과 평행인 편광축(PA)(도 17에 화살표로 도시하고, 진동방향이라고도 함)의 편광광(UA)을 조사하는 장치이다. 실시형태의 자외선 조사장치(301)는 예를 들어 액정패널의 배향막, 시야각 보상필름의 배향막이나 편광필름 등의 제조에 사용된다. 자외선 조사장치(301)는 주로 원하는 파장으로서의 파장이 365(㎚)의 편광광을(UA)을 피조사물(W)의 표면에 조사한다. 또한, 본 실시형태에서 말하는「자외선」이라는 것은, 예를 들어 240(㎚) 내지 450(㎚)까지의 파장대의 광을 말한다.

또한, 피조사물(W)의 표면에 조사되는 편광광(UA)의 편광축(PA)은 피조사물(W)의 구조, 용도, 또는 요구되는 사양에 따라서 적절하게 설정된다. 이하, 피조사물(W)의 폭방향을 X축 방향이라고 하고, X축 방향에 직교하고 또한 피조사물(W)의 길이방향을 Y축 방향이라고 하며, Y축 방향 및 X축 방향에 직교하는 방향을 Z축 방향이라고 부른다. 또한, Z축과 평행인 방향에 대해서, Z축 방향을 나타내는 화살표의 선단을 향하는 방향을 상방, Z축 방향을 나타내는 화살표의 선단을 향하는 방향에 대향하는 방향을 하방이라고 부른다.

자외선 조사장치(301)는 도 17에 도시한 바와 같이, 고르게 모든 방향으로 진동하고 또한 파장이 365(㎚) 정도의 자외선(U)을 방출하는 발광소자(312)를 갖는 광원(310)과, 흡수형 편광소자(320)를 갖는다.

광원(310)은 발광소자(312)가 사용된다. 광원(310)이 방출하는 자외선(U)은 파장이 365(㎚) 정도의 자외선을 포함하고, 여러가지 편광축 성분을 갖는, 소위 비편광의 광이다. 본 실시형태에서 광원(310)은 하나 설치되고, 또한 흡수형 편광소자(320) 및 피조사물(W)의 상방에 배치되어 있다.

흡수형 편광소자(320)는 광원(310)으로부터 방출된 자외선(U)이 조사된다. 흡수형 편광소자(320)는 자외선(U) 중의 기준방향과 평행인 편광축(PA)의 편광광(자외선(UA))을 피조사물(W)을 향하여 투과한다. 즉, 흡수형 편광소자(320)는 편광축(PA)을 갖는 자외선(U)으로부터 기준방향으로만 진동한 편광축(PA)의 편광광(UA)을 취출하는 것이다. 또한, 기준방향으로만 진동한 편광축(PA)의 편광광(UA)을, 일반적으로 직선편광이라고 한다. 또한, 편광광(UA)의 편광축(PA)이라는 것은 상기 편광광(UA)의 전장(電場) 및 자장의 진동방향이다.

본 실시형태 8에서, 흡수형 편광소자(320)는 광원(310)의 하방이고 또한 피조사물(W) 표면의 상방에 설치되어 있다. 흡수형 편광소자(320)는 유리판에 포함되는 일정방향으로 정리된 금속나노입자를 형성한 것으로, 광원(310)으로부터 방출되는 자외선(U) 중의 기준방향과 교차하는 편광축의 자외선을 흡수하고, 기준방향과 평행인 편광축(PA)의 편광광(UA)을 투과하는 편광소자이다. 흡수형 편광소자(320)로서는 예를 들어 CODIXX사제의 colorpol(등록상표) UV375BC5를 사용할 수 있다.

다음에, 광원(310)에 대해서 도 18 및 도 19를 사용하여 상세하게 설명한다.

실시형태 8에 관한 자외선 조사장치(301)에서 광원(310)은 기체(311)에 발광소자(312)가 복수 설치되어 구성된다. 기체(311)는 복수의 발광소자(312)를 지지한다. 또한, 기체(311)는 복수의 발광소자(312)로부터 방출되는 열을 자외선 조사장치(301)의 외부로 전달함으로써 복수의 발광소자(312)의 온도상승을 억제한다. 또한, 기체(311)는 알루미늄 등의 금속이나, 세라믹스 기판 등의 방열성이 좋은 재료로 구성되어도 좋다. 또한, 기체(311)의 내부에는 복수의 발광소자(312)로부터 방출되는 열을 빠르게 전달하기 위한 도시하지 않은 방열매체가 흐르는 방열매체 유로를 구비해도 좋다. 또한, 방열매체를, 도시하지 않은 방열매체를 공급하는 방열매체 공급구와 방열매체를 방출하는 방열매체 방출구를 구비해도 좋다. 또한, 방열매체를, 도시하지 않은 순환기구에 의해 방열매체를 순환시켜도 좋다.

발광소자(312)는 기체(311)에 설치되고 자외선(U)을 방출한다. 발광소자(312)는 적어도 자외선(U)을 방출하는 것이고, LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode) 등의 반도체로 구성된다. 발광소자(312)는 제1 피크 파장의 자외선을 방출하는 제1 발광소자(314)와, 제1 피크 파장과 다른 제2 피크 파장의 자외선을 방출하는 제2 발광소자(316)를 갖는다. 제1 발광소자(314)는 제1 피크 파장의 자외선을 방출하는 발광칩(14a)을 둘러싸고 형성되고, 개구부분을 갖는 리플렉터(14b)를 갖는다. 발광칩(14a)의 주위 및 발광칩(14a)이 배치된 리플렉터(14b)의 개구부분은 도시하지 않은 유리 커버로 밀폐된다. 제2 발광소자(316)는 제2 피크 파장의 자외선을 방출하는 발광칩(16a)을 둘러싸고 형성되고, 개구부분을 갖는 리플렉터(16b)를 갖는다. 발광칩(16a)의 주위 및 발광칩(16a)이 배치된 리플렉터(16b)의 개구부분은 도시하지 않은 유리 커버로 밀폐된다. 발광소자(312)는 제1 발광소자(314)로부터 방출되는 제1 피크 파장의 자외선과 제2 발광소자(316)로부터 방출되는 제2 피크 파장의 자외선이 혼합되어 자외선(U)을 방출한다.

다음에, 실시형태 8에 관한 자외선 조사장치(301)의 작용에 대해서 설명한다. 전술한 구성의 실시형태에 관한 자외선 조사장치(301)는 피조사물(W)을 흡수형 편광소자(320)의 하방에 위치시키고, 광원(310)으로부터 자외선(U)을 방출한다. 그러면, 광원(310)이 방출한 자외선(U)이 직접 흡수형 편광소자(320)를 향하여 방출된다. 또한, 자외선 조사장치(301)는 흡수형 편광소자(320)가 자외선(U) 중의 기준방향과 평행인 편광축(PA)의 편광광(UA)을 피조사물(W) 표면의 광조사 영역을 향하여 투과하여, 피조사물(W) 표면의 배향처리를 실시한다.

전술한 구성의 실시형태에 관한 자외선 조사장치(301)에서 와이어 그리드형 편광소자를 사용한 경우에는 와이어 그리드가 형성된 면과 와이어 그리드가 형성되어 있지 않은 면의 소위 표리가 있고, 와이어 그리드 편광소자의 표리에 의해 소광비가 변화된다. 그러나, 흡수형 편광소자(320)는 흡수형 편광소자(320)의 내부에 형성된 금속나노입자가 기준방향 이외에 진동된 광을 흡수하므로, 와이어 그리드 편광소자와 같이 소위 표리가 없으므로, 취급이 용이하다.

또한, 자외선 조사장치(301)에서 광원(310)은 제1 피크 파장의 자외선 및 제2 피크 파장의 자외선만이 방출되고, 제1 피크 파장의 자외선 및 제2 피크 파장의 자외선 이외의 광을 방출하지 않는다. 즉, 흡수형 편광소자(320)에 자외선(U) 이외의 광이 조사되는 것이 규제된다. 이 때문에, 자외선 조사장치(301)는 흡수형 편광소자(320)가 흡수하는 광, 구체적으로는 흡수형 편광소자(320)의 내부에 형성된 금속나노입자가 흡수하는 광의 양을 감소시킬 수 있다. 금속나노입자가 흡수하는 광의 양을 감소시킬 수 있으면, 흡수형 편광소자(320)의 온도상승이 억제되어, 흡수형 편광소자(320)가 고온이 될 가능성이 낮아지므로, 예를 들어 흡수형 편광소자(320)가 파손되는 등의 문제를 억제할 수 있다. 따라서, 자외선 조사장치(301)는 흡수형 편광소자(320)를 사용해도, 흡수형 편광소자(320)의 파손 등의 문제를 억제할 수 있다.

또한, 자외선 조사장치(301)에서 흡수형 편광소자(320)에는 자외선(U)이 조사되고, 자외선(U) 이외의 파장의 광이 조사되는 것이 규제되므로, 흡수형 편광소자(320)에 자외선(U) 이외의 광이 조사되는 경우보다 흡수형 편광소자(320)의 소광비가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 소광비(ER)라는 것은 편광의 질을 나타내는 수치이고, P편광강도(Ip)와 S편광강도(Is)를 사용하여 ER=Ip/Is로 표시된다.

자외선 조사장치(301)는 제1 피크 파장의 자외선 및 제2 피크 파장의 자외선 이외의 광이 흡수형 편광소자(320)에 조사되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 자외선 조사장치(301)는 긴 파장의 자외선, 가시광선, 적외선이 흡수형 편광소자(320)에 조사되는 것을 억제하므로 긴 파장의 자외선, 가시광선, 적외선이 흡수형 편광소자(320)에 조사되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 자외선 조사장치(301)는 흡수형 편광소자(320)의 흡수형 편광소자의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 자외선 조사장치(301)는 광원(310)으로서 제1 피크 파장의 자외선을 방출하는 제1 발광소자(314) 및 제2 발광소자(316)를 갖는 발광소자(312)를 사용하므로, 흡수형 편광소자(320)의 수명과 소광비의 저하를 억제하면서도, 충분한 광량의 자외선(U)을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 대상물에 대하여 광을 조사하는 소요 시간을 억제할 수 있다.

또한, 자외선 조사장치(301)는 제1 피크 파장의 자외선을 방출하는 제1 발광소자 및 제2 피크 파장의 자외선을 방출하는 제2 발광소자를 사용함으로써, 단일한 피크 파장의 자외선을 방출하는 발광소자만을 사용하는 경우보다도 피조사물에 주어지는 에너지가 더욱 향상된다.

또한, 발광소자(312)가 방출하는 광의 주파장은 240~450㎚인 점에서, 피조사물에 대한 자외선 조사를 보다 확실하게 실시할 수 있고, 피조사물의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 발광소자(312)는 상기의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 발광소자(314)를 구성하는 제1 발광칩(14a)과 제2 발광소자(316)를 구성하는 제2 발광칩(16a)이 동일한 리플렉터(14a) 내에 수용되어, 발광소자(314)로서 구성되어도 좋다.

또한, 흡수형 편광소자(320)는 상기의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 흡수형 편광소자(320)를 겹쳐 일체의 흡수형 편광소자(320)로 해도 좋다.

[실시형태 9]

도 20은 실시형태 9에 관한 자외선 조사장치의 변형예의 개략적인 구성을 도시한 측면도이다.

본 실시형태에서는 광원(310)과 흡수형 편광소자(320) 사이에, 광학부재인 렌즈(14c), 렌즈(16c), 렌즈(330)를 갖는 자외선 조사장치(3-1)를 나타낸다.

렌즈(14c)는 제1 발광소자(314)의 리플렉터(14b)와 접촉하여 설치되고, 제1 발광소자(314)로부터 방출되는 광의 방향을 정리한다. 또한, 렌즈(16c)는 제2 발광소자(316)의 리플렉터(16b)와 접촉되어 설치되고, 제2 발광소자(316)로부터 방출되는 광의 방향을 정리한다. 렌즈(14c) 및 렌즈(16c)는 예를 들어, 제1 발광칩(14a) 및 제2 발광칩(16a)으로부터 방출되는 자외선을 투과하는 석영유리 등의 재료로 구성된다.

렌즈(330)는 제1 발광소자(314) 및 제2 발광소자(316)로부터 방출된 광을 정리하는, 소위 콜리미터 렌즈로서 기능한다. 렌즈(330)는 흡수형 편광소자(320)의 근방에 설치되고, 광원(310)으로부터 방출되는 광의 방향을 정리한다. 렌즈(330)는 렌즈(14c) 및 렌즈(16c)와 동일하게, 예를 들어 광원(310)으로부터 방출되는 자외선(U)을 투과하는 석영 유리 등의 재료로 구성된다.

이와 같은 구성으로도 실시형태 8과 동일하게 흡수형 편광소자의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 광원(310)과 흡수형 편광소자(320) 사이에 광학부재를 구비함으로써, 흡수형 편광소자(320)에 도달할 때까지 자외선(U)의 방향을 정리할 수 있으므로, 광학부재를 설치할 때에 비하여 피조사물에 대한 편광축과 소광비의 악화를 억제할 수 있다.

도 21은 실시형태 9에 관한 자외선 조사장치의 다른 변형예의 개략적인 구성을 도시한 측면도이다.

본 변형예에서는 광원(310)과 흡수형 편광소자(320) 사이에, 와이어 그리드 편광소자(340)를 설치한 자외선 조사장치(3-2)를 도시한다. 이와 같은 구성으로도, 실시형태 9와 동일하게 소광비의 악화를 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 와이어 그리드 편광소자(340)를 사용함으로써, 비편광인 자외선(U)의 광량을 감소시킬 수 있으므로, 흡수형 편광소자(320)에 도달하는 원하지 않는 자외선(U)의 광량을 감소시킬 수 있고, 그 결과 더욱 흡수형 편광소자의 열화를 억제할 수 있다.

본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 실시형태는 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고 또한 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.

1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4, 5, 6, 6-1, 6-2: 광원장치
5: 발광소자 10: 스테이지
11: 도전패턴 12: 땜납
15: 급전부 18: 오버코트
20: 발광부 21: 실장기판 (기판)
22: 고체발광소자열 23: 고체발광소자
30: 전류조정수단 32: 리플렉터
40: 방열수단 60: 온도검출수단 70: 제어수단 110: 세라믹스 기판
120: 방열부재 121: 유로 123: 유입구 124: 유출구 130: 패키지
301, 3-1, 3-2: 자외선 조사 장치 310: 광원
311: 기체 312: 발광소자
314: 제1 발광소자 316: 제2 발광소자
320: 흡수형 편광소자 330: 광학부재
340: 와이어 그리드 편광소자 U: 자외선
UA: 자외선(편광광) PA: 편광축 W: 피조사물(대상물)

Claims (10)

1. 자외선 영역에 주파장을 갖는 광을 방출하는 발광소자;
   상기 발광소자가 일면측에 설치되고 세라믹스를 기재로 하며, 상기 발광소자가 설치된 측의 면에는 도체로 이루어진 도전패턴과, 적어도 상기 도전패턴을 덮는 오버코트가 형성되는 세라믹스 기판; 및
   상기 세라믹스 기판에서의 상기 발광소자가 설치되는 측의 면의 반대측에 설치되고 금속재료로 이루어진 방열부재를 구비하는, 광원장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광소자는 조사하는 광의 주파장이 다른 상기 발광소자가 복수 설치되는, 광원장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 세라믹스 기판은 기재에 알루미나, 또는 질화알루미늄이 사용되는, 광원장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 오버코트는 자외선을 반사하는, 광원장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 오버코트는 자외선을 흡수하는, 광원장치.
6. 직렬로 접속되고 또한 소정의 선상에 배치된, 자외선을 방출하는 복수의 고체발광소자를 갖는 고체발광소자열을, 상기 소정의 선에 교차하는 방향으로 복수개 나열하여 배치한 발광부;
   상기 발광부의 1 이상의 상기 고체발광소자열에 대응하고 또한 대응하는 고체발광소자열의 고체발광소자에 흐르는 전류값을 변경 가능한 2 이상의 전류조정수단;
   상기 소정의 선에 교차하는 방향으로 유체를 유동시키고 상기 발광부의 상기 교차하는 방향에 인접하는 2이상의 상기 고체발광소자열의 상기 고체발광소자가 발하는 열을 방열하는 방열수단; 및
   상기 전류조정수단을 제어하는 제어수단을 구비하고,
   상기 제어수단은, 상기 복수의 고체발광소자열의 상기 고체발광소자가 방출하는 자외선의 상대조도가 동등해지도록, 상기 전류조정수단에 상기 고체발광소자열의 상기 고체발광소자에 흐르는 전류값을 변경시키는, 광원장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 발광부의 소정의 위치에 설치되고 또한 상기 소정의 위치의 온도를 검출 가능한 온도검출수단을 구비하고,
   상기 제어수단은 상기 온도검출수단의 검출결과에 기초하여, 상기 전류조정수단에 상기 고체발광소자열의 상기 고체발광소자에 흐르는 전류값을 변경시키는, 광원장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 온도검출수단을, 상기 유체의 유동방향을 따라서 간격을 두고 복수개 설치하는, 광원장치.
9. 자외선을 방출하는 발광소자를 갖는 광원; 및
   상기 광원으로부터 방출된 자외선 중 미리 정해진 기준방향과 평행인 편광축의 편광광을 투과하는 흡수형 편광소자를 갖는, 자외선 조사장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 흡수형 편광소자 사이에 광학부재를 갖는, 자외선 조사장치.

Images