KR20160036460A - 광 조사장치 및 광 조사방법 - Google Patents

Abstract

피조사물에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 광원장치를 제공한다. 이 실시형태의 광원장치(2)는 발광부(20)와 제어수단(50)과 확산판(41)을 구비한다. 발광부(20)는 복수의 제1 발광소자(21)와 복수의 제2 발광소자(22)를 갖는다. 제1 발광소자(21)는 제1 피크 파장의 자외선을 방출한다. 제2 발광소자(22)는 제1 피크 파장과 다른 제2 피크 파장의 자외선을 방출하고 제1 발광소자(21)의 주위에 배치된다. 제1 발광소자(21) 둘레에 제2 발광소자(22)가 적어도 하나 위치하도록, 복수의 제1 발광소자(21) 및 복수의 제2 발광소자(22)를 면형상 또는 직선형상으로 배치한다. 제어수단(50)은 발광부(20)의 중앙에 위치하는 발광부(20)의 상대조도보다 외연에 위치하는 발광부(20)의 상대조도를 크게 한다. 확산판(41)은 제1 발광소자(21)와 제2 발광소자(22)가 방출한 자외선을 확산시켜 피조사물(W)에 조사한다.
또한, 피조사물의 광경화형의 수지의 불충분한 경화를 억제하는 광원장치를 제공한다. 이 실시형태의 광원장치(2)는 자외광을 방출하는 발광소자를 적어도 1개 가진 광방출부(210)와, 광방출부(210)로부터 복수의 피조사물(W)에 차례로 자외광을 방출시키는 제어수단(240)을 구비한다. 제어수단(240)은 각 피조사물(W)에 대한 소정시간 내의 발광소자가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을 각 피조사물(W)마다에 반복한다.

Description

광 조사장치 및 광 조사방법{LIGHT ILLUMINATING DEVICE AND LIGHT ILLUMINATING METHOD}

본 발명은 액정의 경화 등에 사용되고 복수의 발광소자를 구비한 광원장치에 관한 것이다.

현재, 액정패널의 경화나 중합, 접합 등의 광반응 공정에서, 자외선을 방출하는 발광소자를 갖는 광원장치가 사용된다.

또한, 액정패널의 경화나 중합, 접합에 사용되는 광원장치에서, 관 내에 봉입된 금속을 여기시켜서 광을 방출하는 방전램프(예를 들어 저압형광램프, 고압수은램프, 메탈할라이드램프)가 사용되고 있다.

일본 공개특허공보 제2010-197540호 국제공개 제2010/197540호 일본 공개특허공보 제2007-305703호 일본 공개특허공보 제2010-93094호 일본 공개특허공보 소59-43320호 일본 공개특허공보 소60-59733호

그런데, 광원장치에서는 자외선을 조사하는 피조사물의 불균일한 반응, 즉 피조사물에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 것이 요구된다.

또한, 종래 기술에서는 예를 들어 광을 조사하여 피조사물의 광경화형의 수지를 경화시킬 때, 불충분한 경화를 억제하는 것이 요구된다.

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

일 실시형태의 광원장치는 발광부, 조정수단 및 광학부품을 구비한다. 발광부는 복수의 제1 발광소자와, 복수의 제2 발광소자를 갖는다. 제1 발광소자는 제1 피크 파장의 자외선을 방출한다. 제2 발광소자는 제1 피크 파장과 다른 제2 피크 파장의 자외선을 방출하고, 제1 발광소자의 주위에 배치했다. 제1 발광소자의 주위에 제2 발광소자가 적어도 하나 위치하도록, 복수의 제1 발광소자 및 복수의 제2 발광소자를 면형상 또는 직선형상으로 배치한다. 조정수단은 발광부 중 중앙에 위치하는 발광부의 상대조도보다 외연에 위치하는 발광부의 상대조도를 크게 한다. 광학부품은 제1 발광소자와 제2 발광소자가 방출한 자외선을 확산시켜 피조사물에 조사한다.

또한, 다른 실시형태의 광원장치는 발광부로부터 복수의 피조사물에 차례로 자외광을 조사시키는 제어수단을 추가로 구비한다. 제어수단은 각 피조사물에 대한 소정 시간 내의 발광소자가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을 각 피조사물마다 반복한다.

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

도 1은 실시형태 1에 관한 광원장치를 구비한 자외선 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 실시형태 1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 평면도이다.
도 3은 실시형태 1에 관한 광원장치의 각 발광소자가 방출하는 자외선의 파장에 대한 상대방사강도를 도시한 도면이다.
도 4는 실시형태 1에 관한 광원장치가 방출하는 자외선 파장에 대한 상대방사강도의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 자외선 조사장치의 스테이지 상의 상대조도와 광원장치가 방출하는 자외선의 상대조도를 도시한 도면이다.
도 6은 실시형태 1의 변형예 1-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 평면도이다.
도 7은 실시형태 1의 변형예 1-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성의 주요부를 하방에서 본 평면도이다.
도 8은 실시형태 2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 광원장치의 X축 방향에서 본 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시한 광원장치의 광방출부의 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 광방출부의 X축 방향에서 본 단면도이다.
도 12는 도 8에 도시한 광원장치의 광방출부의 상대조도의 변화를 도시한 도면이다.
도 13은 도 8에 도시한 광원장치의 제어수단의 흐름도의 일례이다.
도 14는 본 발명품과 비교예 1~3을 작동시킨 후의 상대조도의 변화를 도시한 도면이다.
도 15는 실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 X축 방향에서 본 단면도이다.
도 16은 실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 X축 방향에서 본 단면도이다.
도 17은 실시형태 2의 변형예 2-3에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 X축 방향에서 본 단면도이다.
도 18은 도 12에 도시된 광원장치의 광방출부의 상대조도 변화의 변형예를 도시한 도면이다.
도 19는 실시형태 2의 변형예 2-4에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 20은 실시형태 2의 변형예 2-5에 관한 광원장치의 광방출부의 측면도이다.
도 21은 도 20에 도시된 광방출부를 아래에서 본 평면도이다.
도 22는 실시형태 2의 변형예 2-6에 관한 광원장치의 광방출부를 아래에서 본 평면도이다.
도 23은 실시형태 2의 변형예 2-7에 관한 광 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

이하에서 설명하는 실시형태 1, 변형예 1-1 및 변형예 1-2에 관한 광원장치(1, 1-1, 1-2)는 발광부(20)와, 제어수단(50)과, 확산판(41)을 구비한다. 발광부(20)는 복수의 제1 발광소자(21)와, 복수의 제2 발광소자(22)를 구비한다. 제1 발광소자(21)는 제1 피크 파장의 자외선을 방출한다. 제2 발광소자(22)는 제1 발광소자(21) 주위에 배치했다. 제1 발광소자(21)의 주위에 제2 발광소자(22)가 적어도 하나 위치하도록, 복수의 제1 발광소자(21) 및 복수의 제2 발광소자(22)를 면형상 또는 직선형상으로 배치한다. 제어수단(50)은 발광부(20) 중 중앙에 위치하는 발광부(20)의 상대조도보다 외연에 위치하는 발광부(20)의 상대조도를 크게 한다. 확산판(41)은 제1 발광소자(21)와 제2 발광소자(22)가 방출한 자외선을 확산시켜 피조사물(W)에 조사한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 1, 변형예 1-1 및 변형예 1-2에 관한 광원장치(1, 1-1, 1-2)에서 제1 발광소자(21) 및 제2 발광소자(22)는 피크 파장이 240㎚ 이상 405㎚ 이하의 자외선을 방출한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 1, 변형예 1-1 및 변형예 1-2에 관한 광원장치(1, 1-1, 1-2)에서 확산판(41)은 유리로 구성된다.

[실시형태 1]

다음에, 본 발명의 실시형태 1에 관한 광원장치(1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 관한 광원장치를 구비한 자외선 조사장치의 개략적인 구성을 도시한 도면, 도 2는 실시형태 1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 하방에서 본 평면도, 도 3은 실시형태 1에 관한 광원장치의 각 발광소자가 방출하는 자외선의 파장에 대한 상대방사강도를 도시한 도면, 도 4는 실시형태 1에 관한 광원장치가 방출하는 자외선의 파장에 대한 상대방사강도의 일례를 도시한 도면, 도 5는 도 1에 도시된 자외선 조사장치의 스테이지 상의 상대조도와 광원장치가 방출하는 자외선의 상대조도를 도시한 도면이다.

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

자외선 조사장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 광원장치(1)와, 피조사물(W)을 배치면(10a)상에 배치하는 스테이지(10) 등을 구비하고 있다. 광원장치(1)는 복수의 발광부(20), 냉각부재로서의 히트싱크(30), 케이스체(40), 및 제어수단(50)(조정수단에 상당)을 구비한다.

복수의 발광부(20)는 도 1 및 도 2 중의 실장기판(24)의 표면과 평행인 X축과, 실장기판(24)의 표면과 평행이고 X축과 직교하는 Y축의 상방을 따라서 실장기판(24)의 표면에 나열되어 면상에 배치되어 있다. 또한, 실장기판(24)의 발광부(20)를 배치한 표면은 X축과 Y축 쌍방에 직교하는 Z축을 따라서, 스테이지(10)의 배치면(10a)과 대향하고 있다.

발광부(20)는 제1 발광소자(21), 제2 발광소자(22), 및 제3 발광소자(23)를 구비한다. 즉, 광원장치(1)는 복수의 제1 발광소자(21), 복수의 제2 발광소자(22) 및 복수의 제3 발광소자(23)를 구비한다. 실시형태 1에서는 발광부(20)는 발광소자(21, 22, 23)를 3개씩 구비하고 있다. 또한, 광원장치(1)는 제1 발광소자(21)의 주위에 제2 발광소자(22)가 적어도 하나 위치하도록, 복수의 제1 발광소자(21)와 복수의 제2 발광소자(22)와 복수의 제3 발광소자(23)를 면형상으로 배치하고 있다.

발광소자(21, 22, 23)는 한결같이 소위 모든 방향으로 진동한 자외선을 방출하는 것이고 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode)등으로 구성된다. 제1 발광소자(21)는 제1 피크 파장(P1)(도 3에 도시함)의 자외선을 방출하는 것이다. 제2 발광소자(22)는 제1 피크 파장(P1)과 다른 제2 피크 파장(P2)(도 3에 도시함)의 자외선을 방출하는 것이다. 제3 발광소자(23)는 제1 피크 파장(P1)과 제2 피크 파장(P2)의 쌍방과 다른 제3 피크 파장(P3)(도 3에 도시함)의 자외선을 방출하는 것이다.

또한, 본 명세서에서 말하는 피크 파장(P1, P2, P3)은 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선 중 방사강도가 가장 강한 자외선의 파장을 말한다. 본 실시형태 1에서 제1 피크 파장(P1)은 365㎚이다. 제2 피크 파장(P2)은 385㎚이다. 제3 피크 파장(P3)은 405㎚이다. 즉, 제1 발광소자(21), 제2 발광소자(22) 및 제3 발광소자(23)는 피크 파장이 240㎚ 이상 405㎚ 이하의 자외선을 방출한다. 또한, 도 3의 횡축은 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선의 파장을 도시하고 있다. 도 3의 종축은 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 각 파장(P1, P2, P3)의 방사강도를 1.0으로 한 것이다. 도 3의 실선은 제1 발광소자(21)가 방출하는 자외선 파장의 상대방사강도를 도시하고 있다. 도 3의 1점 쇄선은 제2 발광소자(22)가 방출하는 자외선 파장의 상대방사강도를 도시하고 있다. 도 3의 2점 쇄선은 제3 발광소자(23)가 방출하는 자외선 파장의 상대방사강도를 도시하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 발광부(20)는 도 4에 도시한 바와 같이, 파장이 355㎚ 내지 440㎚의 자외선을 방출하게 된다. 또한, 도 4의 횡축은 발광부(20) 전체가 방출하는 자외선 파장을 도시하고 있다. 도 4의 종축은 발광부(20) 전체가 방출하는 각 파장의 자외선의 상대방사강도를 도시하고 있다. 도 4의 실선은 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선의 방사강도의 비가 1:1:1인 경우를 도시하고 있다. 도 4의 1점 쇄선은 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선의 방사강도의 비가 3:2:1인 경우를 도시하고 있다.

히트싱크(30)는 도 1 중의 하방에 위치하는 스테이지(10)의 배치면(10a)과 Z축을 따라서 대향하는 외표면에 실장기판(24)을 통하여 발광소자(21, 22, 23)가 부착되어 있다. 히트싱크(30)는 알루미늄 합금 등의 열저항이 낮은 재료(금속 등)로 구성되어 있다. 본 실시형태 1에서 히트싱크(30)는, 히트싱크(30)의 상방에 돌출하고 또한 공기 등의 냉매를 분사하는 핀(31)을 일체로 구비하여 구성되어 있다. 또한, 본 발명에서 히트싱크(30)는, 내측이 밀폐되고 내측에 액체 등의 냉매가 순환되는 상자형상으로 형성되어도 좋다.

케이스체(40)는 히트싱크(30)의 발광소자(21, 22, 23)가 부착된 외표면을 덮는 것이다. 본 실시형태 1에서 케이스체(40)는 히트싱크(30)의 핀(31)을 노출시킨다. 케이스체(40)는 상자 형상으로 형성되고, 히트싱크(30)의 외표면 및 발광부(20) 전체를 수용하며, 이를 덮고 있다. 케이스체(40)에는, 발광소자(21, 22, 23)가 부착된 히트싱크(30)의 외표면에 대향하고 또한 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선을 투과하는 확산판(41)(광학부품에 상당)이 설치되어 있다. 즉, 광원장치(1)는 확산판(41)을 구비하고 있다.

확산판(41)은 발광부(20) 즉 발광소자(21, 22, 23)가 방출한 자외선을 확산시키고 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 피조사물(W)을 조사하는 것이다. 확산판(41)은 평판형상으로 형성되어 있다. 확산판(41)은 석영유리나 템팍스(등록상표) 등의 산화규소를 주성분으로 하는 유리에, 예를 들어 프로스트 가공이나 레이저 가공이 실시됨으로써 얻어진다.

제어수단(50)은 자외선 조사장치(100)에 의한 자외선의 조사동작을 제어하는 것이다. 제어수단(50)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(50)은 각 발광부(20)의 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선의 방사강도를 제어하고, 발광부(20)의 상대조도를 조정한다. 제어수단(50)은 복수의 발광부(20) 중 실장기판(24)의 X축 방향 및 Y축 방향의 중앙에 위치하는 발광부(20)보다 실장기판(24)의 외연에 위치하는 발광부(20)의 상대조도가 커지도록 각 발광부(20)에 공급되는 전력을 제어한다. 즉, 제어수단(50)은 도 2에 도시된 화살표 L의 선단을 향함에 따라서 발광부(20)에 공급되는 전력이 커지도록 제어한다. 또한 이러한 「상대조도」라는 것은 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선의 방사강도를 상대적으로 수치화한 지표이고, 조도의 측정에는 조도계로서 자외선 적산 광량계 UIT-250(우시오 덴키제)를 사용하고 수광기로서 UVD-S313(우시오덴키제)를 사용한다. 또한, 조도계는 상기에 한정되지 않고, 예를 들어 우시오 세이사쿠쇼제의 UV-MO3A, 수광기 UV-SN35를 사용해도 좋다. 또한, 상대조도는 예를 들어 피조사물이 놓인 위치에, 자외광을 수광하여 전기신호를 출력하는 수광소자를 사용하여 상대적으로 자외광 강도의 변화를 검출하는 것이어도 좋다.

본 실시형태 1에서는 제어수단(50)은 도 5에 2점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 실장기판(24)의 외연을 향함에 따라서 발광부(20)의 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선의 상대조도가 강해지도록, 발광부(20)에 공급되는 전력을 제어한다. 도 5의 횡축은 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 Y축 방향의 중앙의 X축 방향의 각 위치, 즉 도 2에서의 1점 쇄선 A-A에 대응하는 각 위치이고, 0이 광원장치(1)의 X축 방향의 중앙의 Z축 방향의 바로 아래의 위치를 나타내고 있다. 도 5의 횡축의 범위(H)는 발광부(20)가 존재하는 범위를 도시하고 있다. 도 5의 종축은 각 발광부(20)가 방출하는 자외선의 상대조도와, 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 상대조도를 도시하고 있다.

또한, 도 5의 2점 쇄선은 각 발광부(20) 단체가 방출하는 자외선의 상대조도를 도시하고 있다. 도 5의 실선은, 도 5의 2점 쇄선으로 도시하는 상대조도에서 각 발광부(20)가 자외선을 방출했을 때의 배치면(10a)상의 가장 큰 상대조도를 1.0으로 하여 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 각 위치의 조도를 도시하고 있다. 도 5의 1점 쇄선은 복수의 발광부(20)가 방출하는 자외선의 상대조도를 동등하게 했을 때의 배치면(10a)상의 가장 큰 조도를 1.0으로 하여 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 각 위치의 조도를 도시하고 있다. 본 실시형태 1에서 제어수단(50)은 배치면(10a)상의 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도가 균일해지도록(즉, 각 위치에서 동등해짐), 각 발광부(20)에 공급되는 전력을 제어한다. 또한, 제어수단(50)은 각 발광부(20)의 발광소자(21, 22, 23)의 방출하는 자외선의 방사강도의 비를 피조사물(W)에 따라서 적절하게 변경해도 좋다.

다음에, 자외선 조사장치(100)의 피조사물(W)의 처리동작을 설명한다. 우선, 오퍼레이터가 처리내용정보를 제어수단(50)에 등록하고, 처리동작의 개시지시가 있었던 경우에, 처리동작을 개시한다. 처리동작이 개시되면, 제어수단(50)은 광원장치(1)의 히트싱크(30)의 핀(31)에 냉매를 분사한다.

그리고, 자외선 조사장치(100)는 히트싱크(30)의 핀(31)에 냉매를 분사하고 나서 소정 시간 경과하면, 스테이지(10)의 배치면(10a)상에 피조사물(W)을 배치하고, 각 발광부(20)의 발광소자(21, 22, 23)로부터 자외선을 방출하고, 배치면(10a)상의 피조사물(W)에 자외선을 조사한다. 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)의 사이에 필터나 광학소자를 설치해도 좋다.

전술한 구성의 실시형태 1에 관한 광원장치(1)는 피크 파장(P1, P2, P3)이 다른 발광소자(21, 22, 23)로 구성되는 발광부(20)를 구비하고 있다. 또한, 광원장치(1)는 발광부(20) 즉 발광소자(21, 22, 23)가 방출한 자외선을 확산시켜 피조사물(W)에 조사되는 확산판(41)을 구비하고 있으므로, 피조사물(W)에 조사되는 자외선 파장의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(1)는 피크 파장(P1, P2, P3)의 다른 발광소자(21, 22, 23)로 구성되는 발광부(20)가 X축 방향과 Y축 방향에 따라배치되어 면 형상으로 배치되어 있다. 또한, 제어수단(50)이, 중앙에 위치하는 발광부(20)의 상대조도보다 외연에 위치하는 발광부(20)의 상대조도를 크게 한다. 따라서, 피조사물(W)에 조사되는 자외선의 조도의 불균일을 억제시킨다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제하는 것이 가능하다.

또한, 광원장치(1)는 제어수단(50)이 각 발광부(20)의 상대조도를 제어한다. 또한, 제어수단(50)은 각 발광부(20)의 상대조도의 비를 피조사물(W)에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(1)는 제어수단(50)이 스테이지(10)의 배치면(10a)상의 자외선의 상대조도가 균일해지도록 각 발광부(20)를 제어한다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 균일한 조도의 자외선을 조사할 수 있고, 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(1)는 유리로 구성되는 확산판(41)이 배치되어 있다. 확산판(41)은 각 발광부(20)의 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선을 확산할 수 있다. 따라서, 광원장치(1)는 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다. 또한, 확산판(41)이 유리로 구성됨으로써, 유리의 자외선에 의한 경년열화가 억제되므로, 확산판(41)이 발광부(20)로부터 조사되는 자외선에 장시간 노출되어도, 자외선에 의한 확산판(41)의 투과율 저하를 억제할 수 있다.

[변형예 1-1]

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

실시형태 1의 변형예 1-1에 관한 광원장치(1-1)는 도 6에 도시한 바와 같이 복수의 발광부(20) 즉 복수의 발광소자(21, 22, 23)를 X축 방향을 따라서 직선상으로 배치하고 있다. 또한, 광원장치(1-1)는 스테이지(10)의 배치면(10a)에 배치되는 피조사물(W)을 Y축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 이동수단을 구비하고 있다. 광원장치(1-1)는, 제어수단(50)이 소정의 속도로 스테이지(10)의 배치면(10a)에 배치되는 피조사물(W)을 Y축 방향으로 이동시키면서 복수의 발광부(20) 즉 복수의 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선을 피조사물(W)에 조사한다.

실시형태 1의 변형예 1-1에 관한 광원장치(1-1)는 복수의 발광소자(21, 22, 23)를 X축 방향을 따라서 직선상에 배치하고, 각 실장기판(24)에 하나의 발광부(20)를 실장하고, 확산판(41)을 구비하여, 피조사물(W)을 Y축 방향으로 이동시키면서 복수의 발광소자(21, 22, 23)가 방출하는 자외선을 피조사물(W)에 조사한다. 따라서, 광원장치(1-1)는 실시형태 1과 동일하게 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다.

[변형예 1-2]

다음에, 본 발명의 실시형태 1의 변형예 1-2에 관한 광원장치(1-2)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 7은 실시형태 1의 변형예 1-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성의 주요부를 하방에서 본 평면도이다. 도 7에서 전술한 실시형태 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 1의 변형예 1-2에 관한 광원장치(1-2)는 도 7에 도시한 바와 같이 모든 발광부(20) 즉 모든 발광소자(21, 22, 23)를 하나의 실장기판(24)상에 실장하고, 면상에 배치하고 있다.

실시형태 1의 변형예 1-2에 관한 광원장치(1-2)는 실시형태 1과 동일하게 피조사물(W)에 대한 자외선의 불균일한 조사를 억제할 수 있다. 또한, 변형예 1-2에 관한 광원장치(1-2)는 실장기판(24)을 일체로 설치함으로써, 피조사물(W)이 대면적이 되어도 균일하게 광을 조사할 수 있다.

전술한 실시형태 1, 변형예 1-1 및 변형예 1-2의 광원장치(1, 1-1, 1-2)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)는 예를 들어 반도체 제조장치나 화학물질의 광화학 반응 등의 여러가지 다양한 장치를 구성해도 좋다.

또한, 실시형태 1 및 변형예 1-1의 광원장치(1, 1-1)는 발광부(20)가 발광소자(21, 22, 23)로 구성되어 있다. 그러나, 본 발명에서는 발광부(20)가 2개의 발광소자로 구성되어도 좋고, 4개 이상의 발광소자로 구성되어도 좋다. 요컨대, 본 발명에서 광원장치(1, 1-1)는 적어도 복수의 제1 발광소자(21)와, 복수의 제2 발광소자(22)를 구비하고 있으면 좋다. 또한, 발광부(20)의 내부에 발광소자(21, 22, 23) 중 어느 것인가, 또는 발광소자(21, 22, 23) 중 적어도 2개의 발광소자를 일체적으로 설치한, 소위 패키지로 구성되어도 좋다.

또한, 제어장치(50)는 도 2에 도시된 화살표 L의 선단을 향함에 따라서 발광부(20)에 공급되는 전력이 커지도록 제어되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 발광부(20)에 공급되는 전력이 모두 동일해지도록 제어될 때, 복수의 발광부(20) 중 실장기판(24)의 X축 방향 및 Y축 방향의 중앙에 위치하는 발광부(20)보다 실장기판(24)의 외연에 위치하는 발광부(20)의 상대조도가 커지도록, 방사강도가 높은 발광소자(21, 22, 23)를 사용해도 좋다.

이하에서 설명하는 실시형태 2 및 변형예 2-1 ~ 2-7에 관한 광원장치(2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7)는 자외광을 방출하는 발광소자(12)를 적어도 하나 갖는 광방출부(210)와, 광방출부(210)로부터 복수의 피조사물(W)에 차례로 자외광을 조사시키는 제어수단(240)을 구비한다. 제어수단(240)은 각 피조사물(W)에 대한 소정 시간(T) 내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을, 각 피조사물(W)마다 반복한다.

또한, 실시형태 2 및 변형예 2-1 ~ 2-7에 관한 광원장치(2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7)에서, 상기 발광소자(12)는 피크 파장이 240㎚~450㎚의 자외광을 방출한다.

또한, 실시형태 2 및 변형예 2-1 ~ 2-7에 관한 광원장치(2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7)에서 제어수단(240)은 소정 시간(T) 내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를 방출직후를 최강으로 하고, 시간의 경과와 함께 약하게 한다.

또한, 실시형태 2 및 변형예 2-1 ~ 2-7에 관한 광원장치(2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7)는 피조사물(W)이 수지를 포함한다.

또한, 실시형태 2 및 변형예 2-1 ~ 2-7에 관한 광원장치(2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7)는 광방출부(210)와 상기 피조사물(W) 사이에, 상기 광방출부(210)로부터 방출된 자외광의 편광성분을 취출하는 편광소자(70)를 갖는다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태 2 및 변형예 2-1 ~ 2-7에 관한 광 조사 방법은 발광소자(12)로부터 방출된 자외광을 복수의 피조사물(W)에 차례로 조사한다. 광 조사 방법은 각 피조사물(W)에 대한 소정 시간(T)내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을, 각 피조사물(W)마다 반복한다.

[실시형태 2]

이제, 본 발명의 실시형태 2에 관한 광원장치(2) 및 광 조사 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 8은 실시형태 2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도, 도 9는 도 8에 도시한 광원장치의 X축 방향에서 본 단면도, 도 10은 도 8에 도시한 광원장치의 광방출부의 평면도, 도 11은 도 10에 도시된 광방출부의 X축 방향에서 본 단면도, 도 12는 도 8에 도시한 광원장치의 광방출부의 상대조도의 변화를 도시한 도면이다.

실시형태 2에 관한 광원장치(2)(이하, 간단히 광원장치라고 기재함)은 자외선 경화수지(광경화형 수지에 상당)를 갖는 피조사물(W)(도 8에 도시함)에 적어도 자외선을 포함하는 광(자외광)을 조사하고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지를 경화하는 장치이다. 광원장치(2)는 하나씩 차례로 피조사물(W)에 자외광을 조사하여, 복수의 피조사물(W)에 조사하는 장치이다. 이하, 피조사물(W)의 폭방향을 X축 방향이라고 하고, X축 방향에 직교하고 또한 피조사물(W)의 장변방향(반송방향이라고도 함)을 Y축 방향이라고 하고, Y축 방향 및 X축 방향에 직교하는 방향을 Z축 방향이라고 부른다.

광원장치(2)는 도 8에 도시한 바와 같이 자외광을 방출하는 광방출부(210)와, 광방출부(210)로부터 방출되는 자외광의 배광을 제어하는 반사판(220)과, 반사판(220)에 대해서, 반사판(220)으로 배광이 제어된 자외광의 진행방향측에 설치되고 또한 피조사물(W)을 반송(搬送)하는 반송수단(230)(도 9에 도시함)과, 제어수단(240) 등을 구비한다.

광방출부(210)는 봉형상, 또는 선형상의 광원으로 되어 있다. 또한, 광방출부(210)는 예를 들어 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 외관이 원기둥 형상의 본체부재(11)의 외표면에 발광소자(12)가 복수 부착되고, 발광소자(12)를 적어도 하나 갖는 직선형상의 발광부를 갖고 있다. 광방출부(210)의 발광부의 길이방향은 X축 방향과 평행이고, 광방출부(210)의 발광부의 길이는 피조사물(W)의 폭보다 길어져 있다.

발광소자(12)는 적어도 자외광을 방출하는 것이고, LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode) 등의 반도체로 구성된다. 발광소자(12)는 본체부재(11)의 외표면에 둘레방향으로 간격을 두고 부착되어 있고, 또한 본체 부재(11)의 길이방향 즉 X축 방향으로 간격을 두고 부착되어 있다.

발광소자(12)는 피크 파장이 254㎚, 313㎚, 365㎚, 385㎚, 405㎚ 중 어느 것인 자외선을 방출하는 것이 사용된다. 즉, 본 발명에서 광방출부(210)를 구성하는 복수의 발광소자(12)는 피크 파장이 254㎚인 발광소자(12)와, 피크 파장이 313㎚인 발광소자(12)와, 피크 파장이 365㎚인 발광소자(12)와, 피크 파장이 385㎚인 발광소자(12)와, 피크 파장이 405㎚인 발광소자(12) 중 하나 이상의 것이 사용된다. 즉, 발광소자(12)는 피크 파장이 240㎚~450㎚인 자외광을 방출한다. 이들 피크 파장을 갖는 발광소자(12)는 피조사물(W)에 따라서 적절하게 선택된다. 또한, 본 명세서에서 말하는 피크 파장이라는 것은 발광소자(12)가 방출하는 자외광 중 상대조도가 가장 강한 자외광의 파장을 말한다.

또한, 본 발명에서 말하는 상대조도라는 것은 광방출부(210), 즉 발광소자(12)로부터 방출되는 자외선의 상대조도를 나타내는 지표이다. 상대조도는 예를 들어 우시오 덴키제의 자외선 적산광량계 UIT-250, 수광기 UVD-S365 등의 소위 조도계를 사용하여 측정한 조도를 규격화하여 상대조도로서 사용할 수 있다. 또한, 조도계는 상기에 한정되지 않고, 예를 들어 오크세이사쿠쇼제의 UV-MO3A, 수광기 UV-SN35를 사용해도 좋다. 또한, 상대조도는 예를 들어 피조사물이 놓인 위치에, 자외광을 수광하고 전기신호를 출력하는 수광소자를 사용하여 상대적으로 자외광의 강도의 변화를 검출하는 것이어도 좋다.

광방출부(210)는 선형상의 발광부로부터 예를 들어 파장이 240㎚ 내지 450㎚의 자외광을 방출하는 것이 가능해져 있고, 광방출부(210)가 방출하는 자외광은 여러가지 편광축 성분을 갖는, 소위 비편광의 자외광으로 되어 있다. 광방출부(210)의 직경(R)은 예를 들어 15.5㎜이고, 광방출부(210)의 길이(L)는 예를 들어 1149㎜이다.

반사판(220)은 광방출부(210)에 대향하는 면에, 광방출부(210)로부터 방출되는 자외광을 반사하는 반사면(221)을 갖고 있다. 반사면(221)은 봉형상으로 형성되는 광방출부(210)의 축심을 따른 방향에서 본 경우에서의 형상인 축심방향에서 본 형상, 즉 X축 방향에서 본 형상이, 타원의 일부가 개구한 형상으로 되어 있다. 반사판(220)은 광방출부(210)로부터 방출된 자외광을 반사면(221)에 의해 피조사물(W)을 향하여 반사시킨다. 또한, 반사판(220)은 Z축 방향으로 개구하는 방향으로 배치되어 있다.

반사판(220)은 봉형상으로 형성되는 광방출부(210)를 따라서 이들 형상으로 광방출부(210)에 대해서 평행으로 연장되어 있다. 또한, 반사판(220)은, 반사면(221)의 타원이 개구되어 있는 측의 반사측 부분으로, 타원의 곡률이 최대가 되는 부분 부근에, 타원의 둘레방향 또는 Y축 방향으로 형성한 공극인 공극부(222)가 형성되어 있다. 즉, 공극부(222)는 광방출부(210)로부터 보아 Z축 방향에서 반사면(221)의 타원이 개구되어 있는 측의 반사측에 형성되어 있다. 반사판(220)은 이 공극부(222)에서 타원의 내측과 외측의 공간이 연결되어 있다. 또한, 반사판(220)은 기재가 알루미늄 합금으로 이루어지고, 다층막에 의해 반사면(221)이 구성되어 있다. 또한, 반사판(220)은 알루미늄 합금으로 구성되는 것에 한정되지 않고, 광방출부(210)로부터 방출되는 열을 투과하는 콜드미러이어도 좋다.

반송수단(230)은, 광방출부(210)로부터 방출되고 또한 반사판(220)에 의해 반사된 자외광이 조사되는 조사위치(도 9에 도시함)와, 조사위치로부터 이격된 이격위치에 걸쳐, 피조사물(W)을 반송하는 것이다. 반송수단(230)은 복수의 피조사물(W) 중 하나씩 차례로 조사위치에 반송하게 된다.

제어수단(240)은 광방출부(210)로부터 복수의 피조사물(W)에 하나씩 차례로 자외광을 방출(즉 조사)시키고, 광원장치(2)에 의한 자외광의 조사동작을 제어하는 것이다. 제어수단(240)은 예를 들어 CPU 등으로 구성된 연산처리장치나 ROM, RAM 등을 구비하는 도시하지 않은 마이크로프로세서를 주체로 하여 구성되어 있고, 처리동작의 상태를 표시하는 표시수단이나, 오퍼레이터가 조사내용정보 등을 등록할 때 사용하는 조작수단과 접속되어 있다.

다음에, 광원장치(2)의 피조사물(W)의 조사동작 및 광 조사 방법을 설명한다. 광 조사 방법은 발광소자(12)로부터 방출한 자외광을 복수의 피조사물(W)에 차례로 조사하는 방법이다. 도 13은 도 8에 도시한 광원장치의 제어수단의 흐름도의 일례이다. 우선, 오퍼레이터가 조사내용정보를 제어수단(240)에 등록하고, 조사동작의 개시지시가 있었던 경우에, 조사동작을 개시한다. 우선, 조사동작에서 제어수단(240)은 반송수단(230)에 최초로 자외광을 조사하는 하나의 피조사물(W)을 조사위치에 정지시키고, 광방출부(210)로부터 자외광을 시간(t0)(도 12에 도시함)부터 t1(도 12에 도시함)까지의 소정시간(T) 방출시킨다(단계 ST1). 그리고, 제어수단(240)은 하나의 피조사물(W)에 소정 시간(T) 자외광을 조사한다.

이 때, 제어수단(240)은 도 12에 도시한 바와 같이, 각 피조사물(W)에 대한 소정 시간(T) 내의 광방출부(210)의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를, 시간(t0) 즉 방출직후를 최강으로 하고, 시간(t0)부터 시간(t1)을 향하여 시간의 경과와 함께 서서히 약화시킨다. 또한, 도 12의 횡축은 조사동작을 개시하고 부터의 경과시간을 나타내고, 종축은 광방출부(210)가 방출한 가장 강한 자외광의 상대조도를 100%로 하여 광방출부(210)가 방출하는 자외광의 상대조도를 나타내고 있다. 또한 이러한 「자외광의 방출직후」라는 것은 현재 「자외광의 방출직후」부터 「자외광의 방출후 1초」까지의 기간을 포함한다. 또한, 소정 시간(T), 즉 시간(t0)부터 시간(t1)까지의 시간은 예를 들어 2초부터 2시간, 바람직하게는 2초부터 900초의 범위의 임의의 값으로 설정된다.

그리고, 광원장치(2)는 전술한 하나의 피조사물(W)에의 자외광의 조사를 종료하면, 오퍼레이터로부터 등록된 조사내용정보를 참조하고, 등록된 소정 수의 피조사물(W)에의 자외광의 조사가 완료되었는지의 여부를 판정한다(단계 ST2). 제어수단(240)은 등록된 소정 수의 피조사물(W)에의 자외광의 조사가 완료되어 있지 않다고 판정하면(단계 ST2: 아니오), 전술한 하나의 피조사물(W)에의 자외광의 조사를 종료하고 나서 제2 소정시간(T2)(도 12에 도시함) 경과했는지의 여부를 판정하고 또한 반송수단(230)이 광 조사가 완료된 피조사물(W)을 이격 위치에 반송하고 광 조사 전의 피조사물(W)을 조사위치에 반송한다(단계 ST3). 또한 여기에서 말하는 소정 시간(T2), 즉 시간(t1)부터 시간(t2)까지의 시간은 예를 들어 1초부터 15분, 바람직하게는 1초부터 10분 범위의 임의의 값으로 설정된다.

제어수단(240)은 전술한 하나의 피조사물(W)에의 자외광의 조사를 종료하고 나서 제2 소정시간(T2) 경과하지 않았다고 판정하면(단계 ST3: 아니오), 단계 ST3를 반복한다. 제어수단(240)은 전술한 하나의 피조사물(W)에의 자외광의 조사를 종료하고 나서 제2 소정시간(T2) 경과했다고 판정하면(단계 ST3: 예), 단계 ST1로 되돌아가고, 제어수단(240)은 광방출부(210)로부터 자외광을 시간(t2)(도 12 도시함) 즉 방출직후를 최강으로 하고, 시간(t2)부터 시간(t3)(도 12에 도시함)까지의 소정시간(T) 방출시키고(단계 ST1), 등록된 소정 수의 피조사물(W)에의 자외광의 조사가 완료되었는지의 여부를 판정하고(단계 ST2: 아니오), 자외광의 조사를 종료하고 나서 제2 소정시간(T2)(도 12에 도시함) 경과했는지의 여부를 판정한다(단계 ST3). 이와 같이, 제어수단(240)은 도 12에 도시한 바와 같이 각 피조사물(W)에 대한 소정시간(T) 내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을, 각 피조사물(W)마다 반복하여 실행한다.

제어수단(240)은 등록된 소정 수의 피조사물(W)에의 자외광의 조사가 완료되었다고 판정하면(단계 ST2: 예), 조사동작을 종료한다. 이와 같이 광원장치(2)를 사용한 피조사물(W)에의 광 조사 방법은 각 피조사물(W)에 대한 소정 시간(T) 내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 한다. 광 조사 방법은 소정시간(T) 내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을, 제2 소정시간(T2) 간격으로 각 피조사물(W)마다 반복하고, 발광소자(12)로부터 방출한 자외광을 복수의 피조사물(W)에 하나씩 차례로 조사한다.

다음에, 본 발명의 발명자는 실시형태 2의 광원장치(2)의 효과를 확인했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14는 본 발명품과 비교예 1~3을 작동시키고 나서의 상대조도의 변화를 도시한 도면이다. 도 14의 횡축은 자외광의 방출을 개시하고 나서의 경과시간을 나타내고, 종축은 피조사물(W)에 조사되는 가장 강한 자외광의 상대조도를 100%로 하여, 피조사물(W)에 조사되는 자외광의 상대조도를 도시하고 있다.

도 14에 실선으로 도시한 본 발명품은 실시형태 2에 기재된 발광소자(12)를 구비한 광방출부(210)로부터 자외광을 방출했다. 도 14에 점선으로 도시한 비교예 1은 저압수은등의 발광관 내면에 형광물질을 도포한 저압형광램프로부터 자외광을 방출했다. 도 14에 일점 쇄선으로 도시한 비교예 2는 자외선 투과성의 유리관내에 수은, 아르곤, 크세논 등의 희가스가 봉입된 고압수은램프로부터 자외광을 방출했다. 도 14에 2점 쇄선으로 도시한 비교예 3은 직관형상의 기밀용기에 수은이나 희가스를 봉입한 고압수은램프나, 직관형상의 기밀용기에 수은과 철이나 요오드 등의 메탈할라이드가 추가 봉입된 메탈할라이드 램프로부터 자외광을 방출했다.

도 14에 따르면, 비교예 1~3은 작동시켜도 원하는 상대조도가 얻어지기까지 100sec~500sec 정도 걸리는 것에 대하여, 본 발명품은 작동시키면 바로 원하는 상대조도가 얻어지는 것이 명백해졌다. 이와 같이, 발광소자(12)를 갖는 광방출부(210)를 사용함으로써, 피조사물(W)에 적절한 상대조도의 자외광을 조사할 수 있고, 각 피조사물(W)에 대한 소정 시간(T) 내의 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함게 약하게 하는 것을, 각 피조사물(W) 마다 반복할 수 있는 것이 명백해졌다.

전술한 구성의 실시형태 2에 관한 광원장치(2)는 광방출부(210)가 발광소자(12)를 갖고 있으므로, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 피조사물(W)에 조사하는 자외광의 상대조도도 피조사물(W)에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 광원장치(2)는 각 피조사물(W)에 자외광을 조사할 때 광방출부(210)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 한다. 이 때문에, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있고, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 광원장치(2)는 복수의 피조사물(W)에 하나씩 자외광을 조사할 때, 광방출부(210)가 방출하는 자외광의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을 제2 소정시간(T2) 간격으로 각 피조사물(W)마다 반복하므로, 복수의 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 실시형태 2에 관한 광원장치(2)는 발광소자(12)의 피크 파장이 240㎚~450㎚ 자외광을 방출하므로, 피조사물(W)에 대하여 보다 에너지가 높은 광인 단파장의 자외광을 조사할 수 있으므로, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 실시형태 2에 관한 광원장치(2)는 제어수단(240)이 소정 시간내의 발광소자(12)가 방출하는 자외광의 상대조도를, 방출 직후를 최강으로 하고, 시간의 경과와 함께 약하게 함으로써 예를 들어 자외광이 도달하면 순식간에 경화되는 피조사물(W)을 사용해도, 피조사물(W)의 깊이 방향의 깊은 위치로부터 점차 깊이 방향의 얕은 위치로 경화시키는 처리를 할 수 있으므로, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 실시형태 2에 관한 광원장치(2)는 피조사물(W)이 수지를 포함함으로써, 피조사물(W)의 깊이방향의 깊은 위치로부터 차례로 깊이 방향의 얕은 위치로 경화시키는 처리를 할 수 있으므로, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

[변형예 2-1]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치(2-1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 15는 실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시하는 X축 방향에서 본 단면도이다. 도 15에서, 전술한 실시형태 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-1에 관한 광원장치(2-1)는 도 15에 도시한 바와 같이, 반송수단(230) 대신 복수의 피조사물(W)을 Y축 방향으로 연속적으로 이동시키고, 피조사물(W)을 하나씩 차례로 조사위치에 이동시키는 이동반송수단(250)을 구비하고 있다. 이동반송수단(250)은 모터 등에 의해 회전구동되는 구동롤러(51)와, 회전 자유롭게 설치된 종동 롤러(52)와, 구동롤러(51)와 종동롤러(52)에 걸쳐 놓이고 구동롤러(51)와 종동롤러(52) 사이를 순환 주행하는 반송벨트(53) 등을 구비하고 있다.

광원장치(2-1)는, 반송벨트(53) 상에 복수의 피조사물(W)을 배치하고, 구동롤러(51)가 반송벨트(53)를 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 피조사물(W)을 Y축 바향으로 이동시키면서 광방출부(210)가 방출한 자외광을 피조사물(W)에 하나씩 조사한다.

변형예 2-1에 관한 광원장치(2-1)는 실시형태 2와 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있으며, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

[변형예 2-2]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치(2-2)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 16은 실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 X축 방향에서 본 단면도이다. 도 16에서 전술한 실시형태 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-2에 관한 광원장치(2-2)는 도 16에 도시한 바와 같이 반송수단(230) 대신, 광방출부(210)를 Y축 방향으로 연속적으로 이동시키고, Y축 방향으로 나열된 복수의 피조사물(W)을 광방출부(210)에 대하여 하나씩 차례로 조사 위치에 이동시키는 광원이동수단(60)을 구비하고 있다.

광원이동수단(60)은 광방출부(210), 반사판(220) 등이 부착된 슬라이더(61)와, 슬라이더(61)를 Y축 방향으로 이동 자유롭게 하는 레일(62)과, 슬라이더(61)를 레일(62)에 대하여 슬라이딩 이동시키는 도시하지 않은 구동원 등을 구비하고 있다. 광원장치(2-2)는, Y축 방향으로 복수의 피조사물(W)을 나열하고, 광원이동수단(60)이 광방출부(210) 등을 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 광방출부(210) 등을 Y축 방향으로 이동시키면서 광방출부(210)가 방출한 자외광을 피조사물(W)의 하나씩에 조사한다.

변형예 2-2에 관한 광원장치(2-2)는 실시형태 2 및 변형예 2-1과 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사시킬 수 있고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사시킬 수 있으며, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 광방출부(210)가 발열이 적은 발광소자(12)를 구비하고 있으므로, 수냉재킷 등으로 광방출부(210)를 냉각할 필요가 없다. 따라서, 광방출부(210)를 이동시켜도, 수냉재킷의 파손을 억제할 수 있다.

[변형예 2-3]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-3에 관한 광원장치(2-3)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 17은 실시형태 2의 변형예 2-3에 관한 광원장치의 개략적이 구성을 도시한 X축 방향에서 본 단면도이다. 도 17에서, 전술한 실시형태 2, 변형예 2-1, 변형예 2-2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-3에 관한 광원장치(2-3)는 도 17에 도시한 바와 같이 반송수단(230) 대신, 복수의 피조사물(W)을 Y축 방향으로 연속적으로 이동시키고 피조사물(W)을 하나씩 차례로 조사위치에 이동시키는 이동반송수단(250)을 구비하고 있다. 또한, 광원장치(2-3)는, 광방출부(210)를 Y축 방향으로 연속적으로 이동시키고 Y축 방향으로 나열된 복수의 피조사물(W)을 광방출부(210)에 대해서 하나씩 차례로 조사 위치에 이동시키는 광원이동수단(60)을 구비하고 있다.

광원장치(2-3)는, 피조사물(W)을 Y축 방향으로 이동시키고 또한 광방출부(210)를 Y축 방향으로 이동시키면서 광방출부(210)가 방출한 자외광을 피조사물(W)의 하나씩에 조사한다.

변형예 2-3에 관한 광원장치(2-3)는 실시형태 2, 변형예 2-1, 변형예 2-2와 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있으며, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 변형예 2-3에 관한 광원장치(2-3)는 광방출부(210)가 발열이 적은 발광소자(12)를 구비하고 있으므로, 수냉재킷 등으로 광방출부(210)를 냉각할 필요가 없다. 따라서, 광방출부(210)를 이동시켜도 수냉재킷을 설치할 필요가 없으므로, 수냉재킷의 파손을 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(2, 2-2, 2-3)의 제어수단(240)은 광방출부(210)로부터 자외광을 소정 시간(T) 방출할 때의 상대조도를 도 18에 도시한 바와 같이 해도 좋다. 또한, 도 18은 도 12에 도시된 광원장치의 광방출부의 상대조도변화의 변형예를 도시한 도면이다. 제어수단(240)은 도 18(a)의 실선으로 도시한 바와 같이 소정시간(T) 내의 광방출부(210)가 방출하는 자외광의 상대조도를, 방출 직후를 최강으로 하고, 시간의 경과와 함께 소위 톱니파 형상으로 복수단계로 서서히 약화시켜도 좋다. 제어수단(240)은 도 18(b)의 실선으로 도시한 바와 같이, 소정 시간(T) 내의 광방출부(210)가 방출하는 자외광의 상대조도를, 방출 직후를 최강을 하고, 시간의 경과에 비례시켜 서서히 약화시켜도 좋다. 제어수단(240)은 도 18(c)의 실선으로 도시한 바와 같이 소정 시간(T) 내의 광방출부(210)가 방출하는 자외광의 상대조도를, 방출직후를 최강으로 하고, 시간의 경과와 함께 단계적(도 18(c)에는 2단계인 경우를 도시함)으로 서서히 약화시켜도 좋다. 또한, 도 18(a) 내지 도 18(c)에는 도 12에 도시된 광원장치(2)의 광방출부(210)의 상대조도의 변화를 점선으로 도시하고 있다.

[변형예 2-4]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-4에 관한 광원장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 19는 실시형태 2의 변형예 2-4에 관한 광원장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다. 또한, 도 19에서, 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-4에 관한 광원장치(2-4)는 광방출부(210)와 피조사물(W) 사이에, 광방출부(210)로부터 방출된 자외광의 편광부분을 취출하는 편광소자(70)를 갖는다. 즉, 광원장치(2-4)는 광방출부(210)의 발광소자(12)와 피조사물(W) 사이에 편광소자(70)를 설치하고 있다.

편광소자(70)는 광방출부(210)가 방출한 자외광 중 미리 결정된 기준방향과 평행인 편광축(진동방향이라고도 함)의 자외광을 투과시켜 피조사물(W)에 조사시키고, 기준방향과 교차하는 편광축의 자외광의 투과를 규제하는 것이다. 편광소자(70)는 X축 방향으로 복수 나열되고, 이들 복수의 편광소자(70)는 X축 방향과 Y축 방향에서의 주위가 프레임(71)으로 둘러싸여 있다. 이에 의해 복수의 편광소자(70)는 프레임(71)에 의해 지지되어 있다.

또한, 편광소자(70)로서 와이어 그리드를 사용하여 기준방향과 교차하는 편광축의 자외광을 반사하는 소위 반사형 편광소자나, 유리판에 포함되는 일정 방향으로 정돈된 금속나노입자를 형성한 것으로, 기준방향과 교차하는 편광축의 자외광을 흡수하는 소위 흡수형 편광소자를 사용할 수 있다. 흡수형 편광소자로서 예를 들어 CODIXX사제의 colorpol(등록상표) UV375BC5를 사용할 수 있다.

변형예 2-4에 관한 광원장치(2-4)는 실시형태 2, 변형예 2-1, 변형예 2-2, 변형예 2-3과 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있으며, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(2-4)는 편광소자(70)를 구비하고 있으므로, 피조사물(W)의 표면에 배향처리를 실시하기 위해 사용할 수 있다.

[변형예 2-5]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-5에 관한 광원장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 20은 실시형태 2의 변형예 2-5에 관한 광원장치의 광방출부의 측면도, 도 21은 도 20에 도시된 광방출부를 아래에서 본 평면도이다. 도 20 및 도 21에서, 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-5에 관한 광원장치(2-5)의 광방출부(210)는 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이, 내측에 냉각수가 순환되고 또한 자외광의 방출을 허용하는 수냉재킷(80)이 부착되어 있다. 수냉재킷(80)은 광방출부(210)를 냉각하기 위한 것이고, 내측에 질소가스 등의 불활성 가스가 순환되고 또한 자외광의 방출을 허용하는 불활성 가스 수용 챔버(90) 내에 수용되어 있다. 광원장치(2-5)의 광방출부(210)는 도 21에 도시한 바와 같이, 피크 파장이 254㎚, 313㎚, 365㎚, 385㎚, 405㎚ 중 어느 것인 자외광을 방출하는 발광소자(12)를 기판상에 X축 방향으로 간격을 두고 나열하고 있다.

실시형태 2의 변형예 2-5에 관한 광원장치(2-5)는 실시형태 2 등과 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있으며, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 광원장치(2-5)는 광방출부(210)를 냉각하는 수냉재킷(80)의 둘레에 질소가스 등의 불활성 가스가 충전되므로, 광방출부(210)를 냉각해도, 광방출부(210)가 결로에 의해 문제를 발생시키는 것을 억제할 수 있다.

[변형예 2-6]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-6에 관한 광원장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 22는 실시형태 2의 변형예 2-6에 관한 광원장치의 광방출부를 아래에서 본 평면도이다. 도 22에서, 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-6에 관한 광원장치(2-6)의 광방출부(210)는 도 22에 도시한 바와 같이, 피크 파장이 254㎚, 313㎚, 365㎚, 385㎚, 405㎚ 중 어느 것인 자외광을 방출하는 발광소자(12)를, 기판상에 X축 방향과 Y축 방향으로 간격을 두고 나열되어 있다.

실시형태 2의 변형예 2-6에 관한 광원장치(2-6)는 실시형태 2 등과 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있고, 피조사물(W)의 자외선 경화수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있으며, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

[변형예 2-7]

다음에, 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2-7에 관한 광원장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 23은 실시형태 2의 변형예 2-7에 관한 광 조사 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 23에서, 전술한 실시형태 2 등과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시형태 2의 변형예 2-7에 관한 광원장치(2-7)의 광방출부(210)는 도 23에 도시한 바와 같이, 피크 파장이 254㎚, 313㎚, 365㎚, 385㎚, 405㎚ 중 어느 것인 자외광을 방출하는 도시하지 않은 발광소자(12)가 방출한 자외광을 광파이버(13)를 통하여 피조사물(W)에 조사한다.

실시형태 2의 변형예 2-7에 관한 광원장치(2-7)는 실시형태 2 등과 동일하게, 광방출부(210)를 작동시키면 바로 원하는 상대조도의 자외광을 피조사물(W)에 조사할 수 있으며, 피조사물(W)의 자외선 경화 수지의 안까지 자외광을 조사할 수 있어, 피조사물(W)의 광화학 반응의 불균일을 억제할 수 있다.

본 발명의 실시형태 및 변형예를 설명했지만, 이들 실시형태 및 변형예는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 실시형태 및 변형예는 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태 및 변형예는 발명의 범위나 요지에 포함됨과 동일하게, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.

1, 1-1, 1-2, 2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7: 광원장치
12: 발광소자 21: 제1 발광소자
22: 제2 발광소자 41: 확산판(광학부품)
50: 제어수단(조정수단) 210: 광방출부
P1: 제1 피크 파장 P2: 제2 피크 파장
W: 피조사물

Claims (8)

1. 제1 피크 파장의 자외선을 방출하는 복수의 제1 발광소자와, 상기 제1 피크 파장과 다른 제2 피크 파장의 자외선을 방출하고 상기 제1 발광소자의 주위에 배치한, 복수의 제2 발광소자를 구비하고, 상기 제1 발광소자의 주위에 상기 제2 발광소자가 적어도 하나 위치하도록, 상기 복수의 제1 발광소자 및 상기 복수의 제2 발광소자를 면형상 또는 직선형상으로 배치하는 발광부;
   상기 발광부 중 중앙에 위치하는 발광부의 상대조도보다, 외연에 위치하는 발광부의 상대조도를 크게 하는 조정수단; 및
   상기 제1 발광소자와 상기 제2 발광소자가 방출한 자외선을 확산시켜 피조사물에 조사하는 광학부품을 구비하는, 광원장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 피크 파장이 240㎚ 이상 405㎚ 이하의 자외선을 방출하는, 광원장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 확산판은 유리로 구성되는, 광원장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광부로부터 복수의 피조사물에 차례로 자외광을 조사시키는 제어수단을 추가로 구비하고,
   상기 제어수단은 각 피조사물에 대한 소정 시간내의 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자가 방출하는 자외선의 상대조도를 시간의 경과와 함께 약하게 하는 것을 각 피조사물마다 반복하는, 광원장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 발광소자 및 제2 발광소자는 피크 파장이 240㎚~450㎚인 자외광을 방출하는, 광원장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 제어수단은 상기 소정시간 내의 상기 제1 발광소자 및 제2 발광소자가 방출하는 자외광의 상대조도를, 방출 직후에 최강으로 하고 시간의 경과와 함께 약하게 하는, 광원장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 피조사물은 수지를 포함하는, 광원장치.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 발광부와 상기 피조사물 사이에, 상기 발광부로부터 방출된 자외광의 편광성분을 취출하는 편광소자를 갖는, 광원장치.

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