KR20180111580A - 발광 장치, 광 조사 모듈 및 광 조사 장치 - Google Patents

발광 장치, 광 조사 모듈 및 광 조사 장치 Download PDF

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타이지 미즈타
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호야 칸데오 옵트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

(과제)
기판에 마킹 등을 시행하지 않고, 렌즈의 바로 아래에 위치하는 LED의 종류를 특정하는 것이 가능한 발광 장치를 제공하는 것.
(해결 수단)
발광 장치가 기판과, 기판 상에 배치된 LED 소자와, LED 소자의 광로 상에 배치되는 렌즈를 구비하고, 렌즈는 이 렌즈의 출사면의 중심부에 있어서, 이 렌즈의 광축 방향으로 돌출되도록 형성된 볼록부를 가진다.

Description

발광 장치, 광 조사 모듈 및 광 조사 장치{LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHT ILLUMINATING MODULE AND LIGHT ILLUMINATING APPARATUS}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode)의 광로 상에 렌즈를 구비한 발광 장치와, 복수의 LED의 각 광로 상에 렌즈를 구비한 광 조사 모듈과, 이 광 조사 모듈을 복수 구비한 광 조사 장치에 관한 것이다.
종래, FPD(Flat Panel Display) 둘레의 접착제로서 사용되는 자외선 경화 수지나, 오프셋 매엽 인쇄용의 잉크로서 사용되는 자외선 경화형 잉크를 경화시키기 위해, 자외광 조사 장치가 사용되고 있다.
자외광 조사 장치로서는 종래 고압 수은 램프나 수은 제논 램프 등을 광원으로 하는 램프형 조사 장치가 알려져 있는데, 최근, 소비전력의 삭감, 장수명화, 장치 사이즈의 컴팩트화, 환경 규제의 요청으로부터, 종래의 방전 램프 대신에 LED를 광원으로서 이용한 자외광 조사 장치가 개발되고 있다(예를 들면 특허문헌 1, 2).
특허문헌 1에 기재된 자외광 조사 장치는 자외선 경화형 잉크를 사용하는 오프셋 인쇄 장치나 잉크젯 인쇄 장치 등의 인쇄 장치에 편입되어 자외선 경화형 잉크를 경화시키는 광 조사 모듈(자외광 조사 장치)로서, 복수의 개구부를 가지는 기판과, 기판의 각 개구부 내에 배치된 복수의 발광 소자(LED)와, 각 개구부 내에 충전되어, 발광 소자를 피복하는 복수의 밀봉재와, 각 발광 소자의 상방(즉, 광로 상)에 배치되어, 각 발광 소자로부터 출사되는 광을 집광하는 복수의 렌즈로 이루어지는 광 조사 디바이스를 복수 구비하고 있다. 그리고 조사 대상물의 폭 방향으로 일렬로 배열되어 배치된 복수의 광 조사 디바이스가 조사 대상물에 대하여 상대적으로 이동함으로써, 조사 대상물 상의 자외선 경화 수지가 경화하도록 구성되어 있다.
또 이와 같은 자외선 경화 수지를 경화시키는 용도에 있어서는 자외선 경화 수지가 산소 저해의 영향을 받기 쉬운 점에서, 산소 저해의 영향을 작게 하기 위해, 조사 대상물의 이동 방향의 상류측에 발광 파장이 짧은 LED를 배치하고, 하류측에 발광 파장이 긴 LED를 배치하는 것도 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 2).
일본 특개 2014-090055호 공보 일본 특개 2013-244727호 공보
이와 같이 특허문헌 2의 광 조사 디바이스에 있어서는 기판상에 복수 종류의 LED를 구비하는데, 각 LED의 상방에 일단 렌즈가 부착되어버리면, 그 후는 그 바로 아래에 위치하는 LED의 종류를 특정할 수 없게 된다는 문제가 있었다.
또 특허문헌 2의 구성과 같이 복수 종류의 LED를 기판상에 비대칭으로 배치하면, 광 조사 디바이스에 방향성이 생겨버린다는 문제가 있다. 즉, 조사 대상물의 이동 방향의 상류측에 발광 파장이 짧은 LED가 배치되고, 하류측에 발광 파장이 긴 LED가 배치되도록, 광 조사 디바이스의 방향을 확인하면서 장치 본체에 편입시킬 필요가 있다.
광 조사 디바이스의 방향을 확인하기 위해서는 기판의 일부분에 절결을 설치하거나 기판 표면에 마킹을 시행하는 등, 방향 식별 마크를 붙이는 것이 일반적이다. 그러나 기판의 일부분에 절결을 설치하거나 마킹을 시행하기 위해서는 기판 자체에 그 전용의 스페이스를 설치할 필요가 있기 때문에, 기판 사이즈, 장치 사이즈가 커져버린다는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 기판에 마킹 등을 시행하지 않고, 렌즈의 바로 아래에 위치하는 LED의 종류를 특정하는 것이 가능한 발광 장치를 제공하는 것이다. 또 기판에 마킹 등을 시행하지 않고, 방향성을 시인 가능한 광 조사 모듈과, 그것을 구비한 광 조사 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 발광 장치는 기판과, 기판 상에 배치된 LED 소자와, LED 소자의 광로 상에 배치되는 렌즈를 구비하고, 렌즈는 이 렌즈의 출사면의 중심부에 있어서, 렌즈의 광축 방향으로 돌출되도록 형성된 볼록부를 가지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 볼록부를 식별 마크로서 사용할 수 있어, 볼록부의 형상으로부터 렌즈의 바로 아래에 위치하는 LED 소자의 종류를 특정할 수 있다.
또 렌즈는 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 반구형상, 또는 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 타원형인 반타원구형상의 형상을 나타내고 있는 것이 바람직하다. 또 이 경우 렌즈는 광축 방향에서 보았을 때의, 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 볼록부의 외접원의 직경을 d로 했을 때, 이하의 조건식(1)을 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다.
d/Φ≤0.50 d≥0.3…(1)
또 렌즈는 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형 또는 대략 타원형인 포탄형의 형상을 나타내고 있는 것이 바람직하다. 또 이 경우 렌즈는 광축 방향에서 보았을 때의, 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 렌즈의 광축 방향의 높이를 T로 했을 때, 이하의 조건식(2)을 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다.
0.31≤T/Φ≤0.90…(2)
또 LED 소자는 광축 방향에서 보았을 때, 대략 직사각형의 형상을 나타내고, 렌즈는 LED 소자의 장변의 길이를 s로 했을 때, 이하의 조건식(3)을 만족하도록 구성할 수 있다.
0.10≤s/Φ≤0.60…(3)
또 볼록부는 광축 방향에서 보았을 때, 대략 원형, 대략 타원형 또는 대략 다각형이 되도록 돌출되어 있는 것이 바람직하다.
또 LED 소자가 렌즈에 의해 밀봉되어 있는 것이 바람직하다.
또 LED 소자로부터 출사되는 광이 자외선 경화 수지를 경화시키는 자외역의 파장을 포함하는 것이 바람직하다.
또 다른 관점에서는 본 발명의 광 조사 모듈은 기판과, M개(M은 1이상의 정수)를 1단위로 하여 기판 상에 배치된 복수의 LED 소자와, M개의 LED 소자마다 광로 상에 배치된 복수의 렌즈를 구비하고, 각 렌즈는 이 렌즈의 출사면의 중심부에 있어서, 이 렌즈의 광축 방향으로 돌출되도록 형성된 볼록부를 가지는 것을 특징으로 한다. 또 이 경우 복수의 LED 소자는 특성이 상이한 N종류(N은 2이상의 정수)의 LED 소자로 이루어지고, 볼록부의 형상이 LED 소자의 종류에 따라 상이하게 구성할 수 있다. 또 이 경우 특성이 복수의 LED 소자의 발광 파장인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 광 조사 모듈에 방향성이 있는 경우에도 볼록부의 형상의 차이로부터 광 조사 모듈의 방향성을 인식할 수 있다.
또 광 조사 모듈의 렌즈는 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 반구형상, 또는 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 타원형인 반타원구형상의 형상을 나타내고 있는 것이 바람직하다. 또 이 경우 렌즈는 광축 방향에서 보았을 때의, 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 볼록부의 외접원의 직경을 d로 했을 때, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것이 바람직하다.
d/Φ≤0.50 d≥0.3…(4)
또 광 조사 모듈의 렌즈는 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형 또는 대략 타원형인 포탄형의 형상을 나타내고 있는 것이 바람직하다. 또 이 경우 렌즈는 광축 방향에서 보았을 때의, 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 렌즈의 광축 방향의 높이를 T로 했을 때, 이하의 조건식(5)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.31≤T/Φ≤0.90…(5)
또 광 조사 모듈의 M개의 LED 소자는 광축 방향에서 보았을 때, 대략 직사각형의 영역에 배치되고, 렌즈는 영역의 장변의 길이를 s로 했을 때, 이하의 조건식(6)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.10≤s/Φ≤0.60…(6)
또 광 조사 모듈의 볼록부는 광축 방향에서 보았을 때, 대략 원형, 대략 타원형 또는 대략 다각형이 되도록 돌출되어 있는 것이 바람직하다.
또 광 조사 모듈의 M개의 LED 소자가 렌즈에 의해 밀봉되어 있는 것이 바람직하다.
또 광 조사 모듈의 M개의 LED 소자로부터 출사되는 광이 자외선 경화 수지를 경화시키는 자외역의 파장을 포함하는 것이 바람직하다.
또 다른 관점에서는 본 발명의 광 조사 장치는 상기 서술한 광 조사 모듈을 복수 구비할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 기판에 마킹 등을 시행하지 않고, 렌즈의 바로 아래에 위치하는 LED의 종류를 특정하는 것이 가능한 발광 장치가 실현된다. 또 기판에 마킹 등을 시행하지 않고, 방향성을 시인 가능한 광 조사 모듈과, 그것을 구비한 광 조사 장치가 실현된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A부의 상세를 설명하는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치가 구비하는 LED 소자의 사이즈(s)와 밀봉 렌즈의 렌즈 직경(Φ)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치가 구비하는 밀봉 렌즈의 렌즈 직경(Φ)과 볼록부의 직경(d)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치의 밀봉 렌즈를 사출 성형으로 성형하는 모습을 설명하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치의 광 조사 모듈의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광 조사 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광 조사 장치가 구비하는 밀봉 렌즈의 렌즈 직경(Φ)과 높이(T)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광 조사 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
[제1 실시형태]
(광 조사 장치(1)의 구성)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치(1)의 구성을 나타내는 평면도이다. 또 도 2는 도 1의 A부의 상세를 설명하는 확대도이며, 도 2(a)는 확대 평면도이며, 도 2(b)는 도 2(a)의 B-B 단면도이다. 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 오프셋 인쇄 장치나 잉크젯 인쇄 장치 등의 인쇄 장치에 편입되어 라인형상의 자외광을 출사하고, 조사 대상물 상의 자외선 경화형 잉크를 경화시키는 장치이며, 도 1에 나타내는 바와 같이 복수의 광 조사 모듈(100) 등으로 구성되어 있다. 이하, 본 명세서에 있어서는 광 조사 장치(1)로부터 출사되는 라인형상의 자외광의 길이(선 길이) 방향을 X축 방향, 폭 방향(즉, 도 1의 상하 방향)을 Y축 방향, X축 및 Y축과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 정의하여 설명한다. 또한 일반적으로 자외광은 파장 400nm 이하의 광을 의미하는 것으로 되어 있는데, 본 명세서에 있어서 자외광은 자외선 경화 수지를 경화시키는 것이 가능한 파장(예를 들면 파장 250~420nm)의 광을 의미하는 것으로 한다.
(광 조사 모듈(100)의 구성)
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 X축 방향으로 배열되어 배치된 2개의 광 조사 모듈(100)을 구비하고 있다. 또 각 광 조사 모듈(100)은 X축 방향 및 Y축 방향에 평행한 직사각형상의 기판(102)과, 기판(102) 상에 배치된 3종류의 복수의 LED 소자(110, 120, 130)와, 각 LED 소자(110, 120, 130)의 광로 상에 각각 배치된 복수의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)를 구비하고 있다.
각 광 조사 모듈(100)의 기판(102)은 열전도율이 높은 재료(예를 들면 질화알루미늄)로 형성된 직사각형상 배선 기판이며, 도 1에 나타내는 바와 같이 그 표면에는 5개(X축 방향)×3열(Y축 방향)의 태양으로, 정사각형상의 LED 소자(110, 120, 130)가 COB(Chip On Board) 실장되어 있다. 보다 구체적으로는 기판(102)의 Y축 정방향측의 에리어(102A)에는 X축 방향을 따라 5개의 LED 소자(110)가 소정의 피치(예를 들면 3.0mm)로 일렬로 배열되어 배치되어 있다. 또 기판(102)의 표면의 Y축 부방향측의 에리어(102C)에는 X축 방향을 따라 5개의 LED 소자(130)가 소정의 피치로 일렬로 배열되어 배치되고, 기판(102)의 표면의 대략 중앙부의 에리어(102B)에는 LED 소자(120)가 소정의 피치로 일렬로 배열되어 배치되어 있다. 또한 본 실시형태에 있어서는 LED 소자(110, 120, 130)의 Y축 방향의 피치(간격)는 X축 방향의 피치와 대략 동일하게 되도록 설정되어 있고, LED 소자(110, 120, 130)는 정사각격자형상으로 배치되어 있다.
기판(102) 상에는 각 LED 소자(110, 120, 130)에 전력을 공급하기 위한 애노드 패턴(도시하지 않음) 및 캐소드 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 각 LED 소자(110, 120, 130)는 애노드 패턴 및 캐소드 패턴에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 각 LED 소자(110, 120, 130)에는 일반적인 구동 회로로부터 구동 전류가 공급되도록 되어 있다. 각 LED 소자(110, 120, 130)에 구동 전류가 공급되면, 각 LED 소자(110, 120, 130)로부터는 구동 전류에 따른 광량의 자외광이 출사되고, 조사 대상물의 소정의 에리어에 자외광이 조사된다. 또한 본 실시형태의 LED 소자(110, 120, 130)는 발광 파장이 각각 상이하며, LED 소자(110)로부터는 파장 365nm의 자외광이 출사되고, LED 소자(120)로부터는 파장 385nm의 자외광이 출사되고, LED 소자(130)로부터는 파장 405nm의 자외광이 출사되도록 되어 있다.
또 도 1에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 있어서는 2개의 광 조사 모듈(100)이 X축 방향으로 배열되어 배치되어 있고, 각 광 조사 모듈(100)로부터 출사되는 3개의 파장의 자외광이 각각 X축 방향으로 연속하도록 구성되어 있다. 또 본 실시형태의 각 LED 소자(110, 120, 130)는 대략 균일한 광량의 자외광을 출사하도록 각각 구동 전류가 조정되어 있고, 2개의 광 조사 모듈(100)로부터 출사되는 3개의 파장의 자외광은 각각 X축 방향에 있어서 대략 균일한 광량 분포를 가지고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 밀봉 렌즈(115, 125, 135)는 각 LED 소자(110, 120, 130)의 광축(110x, 120x, 130x)과 공통의 광축을 가지도록 각 LED 소자(110, 120, 130)의 광로 상에 배치되고, LED 소자(110, 120, 130)를 밀봉함과 아울러, 각 LED 소자(110, 120, 130)로부터 출사되는 자외광에 지향성을 부여하는 렌즈 부재이다. 밀봉 렌즈(115, 125, 135)에는 광 투과성을 가지는 수지 재료가 사용되고 있고, 각 LED 소자(110, 120, 130)를 밀봉함으로써, 외부로부터의 수분의 침입을 억제하거나, 외부로부터의 충격을 흡수하여, LED 소자(110, 120, 130)를 양호하게 보호한다. 또한 본 실시형태의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)에는 예를 들면 2액 혼합의 열 경화 타입의 수지를 사용할 수 있고, 보다 구체적으로는 도레다우코닝사제:JCR-6140, OE6085, 신에츠카가쿠사제:LPS3419, 모멘티브사제:IVS4622 등을 채용할 수 있다.
본 실시형태의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)는 각각 광축(110x, 120x, 130x)과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 반구형상의 형상을 나타내고 있으며, 각 LED 소자(110, 120, 130)로부터 출사된 자외광이 밀봉 렌즈(115, 125, 135)를 통과하는 구성으로 되어 있다. 또 각 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 출사면(115a, 125a, 135a)의 대략 중심부(즉, 정점부)에는 Z축 방향(광축 방향)으로 돌출되는 볼록부(115b, 125b, 135b)가 형성되어 있다. 볼록부(115b, 125b, 135b)는 각각 각 LED 소자(110, 120, 130)를 식별하기 위한 식별 마크로서 기능하는 부위이며, 도 2(a)에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 있어서는 볼록부(115b)는 사각기둥형상으로 돌출되고, 볼록부(125b)는 삼각기둥형상으로 돌출되며, 또 볼록부(135b)는 원기둥형상으로 돌출되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서는 밀봉 렌즈(115, 125, 135)가 식별 마크로서 기능하는 볼록부(115b, 125b, 135b)를 가지고 있기 때문에, 밀봉 렌즈(115, 125, 135)가 부착된 후에도 볼록부(115b, 125b, 135b)의 형상으로부터 그 바로 아래에 위치하는 LED의 종류를 특정할 수 있도록 되어 있다. 또 본 실시형태의 광 조사 모듈(100)은 Y축 방향에 있어서 파장이 상이한 3종류의 LED 소자(110, 120, 130)를 가지기 때문에, Y축 방향에 있어서 비대칭이 되고, 방향성을 가지는 것이 되는데, 볼록부(115b, 125b, 135b)의 형상의 차이로부터 광 조사 모듈(100)의 방향성을 인식할 수 있다. 따라서 광 조사 모듈(100)의 부착 공정에 있어서 광 조사 모듈(100)의 부착 자세(즉, 방향)를 틀릴 일도 없다.
또 본 실시형태의 볼록부(115b, 125b, 135b)는 출사면(115a, 125a, 135a)의 정점부에 형성되는 것인데, 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 특성(즉, 밀봉 렌즈(115, 125, 135)로부터 출사되는 자외광의 광량 등)에 거의 영향을 끼치지 않도록 되어 있다. 도 3 및 도 4는 본 실시형태의 볼록부(115b, 125b, 135b)의 영향을 검토함에 있어서, 본 발명의 발명자가 행한 시뮬레이션의 결과를 나타내는 도면이다. 또한 본 실시형태에 있어서는 LED 소자(110, 120, 130)가 동형 동사이즈이며, 또 밀봉 렌즈(115, 125, 135)가 동형 동사이즈이기 때문에, 도 3 및 도 4에 있어서는 LED 소자(110)와 밀봉 렌즈(115)에 대해서 대표하여 시뮬레이션을 행하고 있다.
도 3은 LED 소자(110)의 X축 방향 및 Y축 방향의 사이즈(즉, 1변의 길이)(s)와 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)(즉, 광축(110x) 방향에서 보았을 때의, 밀봉 렌즈(115)의 최대 직경)의 관계를 나타내는 도면이며, 도 3(a)은 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)에 대한 LED 소자(110)의 사이즈(s)(즉, s/Φ)와 적산광량의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 3(b)은 도 3(a)의 시뮬레이션 모델을 나타내는 도면이다. 또한 도 3(a)에 있어서, 종축은 밀봉 렌즈(115)가 없는 경우의 적산광량을 기준으로 했을 때의 상대값이다.
도 3(b)에 나타내는 바와 같이 도 3(a)의 시뮬레이션에 있어서는 밀봉 렌즈(115)가 반구형상인 것으로 하고, 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)을 3mm, 밀봉 렌즈(115)의 높이(T)를 1.5mm로 하고, LED 소자(110)의 사이즈(s)를 0.10~2.10mm의 범위에서 변화시켜, LED 소자(110)의 출사면으로부터 적산광량을 평가하는 평가면까지의 거리(WD):5mm의 위치에 있어서의 적산광량을 시뮬레이션하고 있다. 또한 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)은 밀봉 렌즈(115)의 광축(즉, LED 소자(110)의 광축(110x))을 중심으로 하는 직경이며, 본 실시형태에 있어서는 기판(102) 상(즉, XY 평면 상)에서의 직경을 의미하고 있다.
도 3(a)에 나타내는 바와 같이 s/Φ가 커지면(즉, 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)에 대하여 LED 소자(110)의 사이즈(s)가 커지면), 적산광량이 저하된다. 이 때문에 적산광량(상대값):95% 이상을 유지하기 위해서는(즉, 적산광량에 영향을 끼치지 않는 LED 소자(110)의 사이즈(s)와 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)의 관계는) 이하의 조건식(1)을 만족할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
0.10≤s/Φ≤0.60…(1)
도 4는 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)과 볼록부(115b)의 직경(d)의 관계를 나타내는 도면이며, 도 4(a)는 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)에 대한 볼록부(115b)의 직경(d)과 적산광량의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 4(b)는 도 4(a)의 시뮬레이션 모델을 나타내는 도면이다. 또한 도 4(a)에 있어서, 종축은 밀봉 렌즈(115)의 출사면(115a)이 대략 구면인 경우의 적산광량을 기준으로 했을 때의 상대값이다.
도 4(b)에 나타내는 바와 같이 도 4(a)의 시뮬레이션에 있어서는 밀봉 렌즈(115)가 반구형상인 것으로 하고, 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)을 3mm, 밀봉 렌즈(115)의 높이(T)를 1.5mm, LED 소자(110)의 사이즈(s)를 1mm로 하고, 볼록부(115b)의 직경(d)을 0.50~3.00mm의 범위에서 변화시켜, LED 소자(110)의 출사면으로부터 적산광량을 평가하는 평가면까지의 거리(WD):5mm의 위치에 있어서의 적산광량을 시뮬레이션하고 있다. 또한 본 실시형태의 볼록부(115b)는 사각기둥형상인 것인데, 볼록부(115b)가 렌즈 직경(Φ)에 대하여 충분히 작으면, 그 형상이 적산광량에 거의 영향을 끼치지 않는 점에서, 본 실시형태에 있어서는 볼록부(115b)가 원기둥형상인 것으로서 시뮬레이션하고 있다. 즉, 볼록부(115b)의 직경(d)은 밀봉 렌즈(115)의 광축(즉, LED 소자(110)의 광축(110x))을 중심으로 하는 볼록부(115b)의 외접원의 직경을 의미하고 있다.
도 4(a)에 나타내는 바와 같이 d/Φ(즉, 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)에 대한 볼록부(115b)의 직경(d))가 0.50보다 커지면, 적산광량이 저하되는 것을 알 수 있다. 이 때문에 적산광량에 영향을 끼치지 않는 밀봉 렌즈(115)의 렌즈 직경(Φ)과 볼록부(115b)의 직경(d)의 관계는 이하의 조건식(2)을 만족할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
d/Φ≤0.50 d≥0.3…(2)
또한 볼록부(115b)는 식별 마크로서 기능하는 것이기 때문에, 시인성의 관점에서, 조건식(2)에 있어서 d의 하한값은 0.3으로 하고 있다.
이와 같이 본 실시형태의 볼록부(115b, 125b, 135b)는 조건식(2)을 만족하도록 구성되어 있고, 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 특성(즉, 밀봉 렌즈(115, 125, 135)로부터 출사되는 자외광의 광량 등)에 거의 영향을 끼치지 않도록 되어 있다.
(밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 성형 방법)
이어서 본 실시형태의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 성형 방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 성형 방법으로서는 사출 성형, 진공 성형, 압축 성형 등, 열 경화가 가능한 주지의 방법을 적용할 수 있다.
도 5는 본 실시형태의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)를 사출 성형으로 성형하는 모습을 설명하는 개략도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이 밀봉 렌즈(115, 125, 135)를 성형하는 금형(500)은 각 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 성형면(511, 512, 513)이 형성된 캐비티(510)와, 기판(102)을 수용하는 코어(520)로 구성되어 있다.
밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 성형 공정에 있어서는 우선은 LED 소자(110, 120, 130)가 실장된 기판(102)을 코어(520)에 세트한다. 그리고 코어(520)와 캐비티(510)를 맞추어, 양자를 나사 고정하고, 양자의 이음매 부분을 시일재 등으로 시일한다. 이어서 캐비티(510)와 코어(520) 사이에 형성된 수지 충전구(515)로부터 수지 재료를 주입한다. 그리고 금형(500)을 수지의 경화 온도(예를 들면 150℃)로 가열하고 경화시킨다. 그리고 경화 후 코어(520)와 캐비티(510)를 분리하고, 이형시킴으로써, 밀봉 렌즈(115, 125, 135)가 얻어진다(즉, 광 조사 모듈(100)이 완성된다).
이상이 본 실시형태의 설명인데, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면 본 실시형태에 있어서는 밀봉 렌즈(115, 125, 135)가 식별 마크로서 기능하는 볼록부(115b, 125b, 135b)를 가지는 것으로서 설명했는데, 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 각 LED 소자(110, 120, 130)의 광로 중에 일반적인 집광 렌즈를 설치하고, 이 집광 렌즈의 출사면 상에 식별 마크로서 기능하는 볼록부를 설치할 수도 있다.
또 본 실시형태에 있어서는 볼록부(115b)는 사각기둥형상으로 돌출되고, 볼록부(125b)는 삼각기둥형상으로 돌출되며, 또 볼록부(135b)는 원기둥형상으로 돌출되어 있는 것으로 했는데, 볼록부의 형상은 이들에 한정되는 것은 아니며, 조건식(2)을 만족하는 범위에서 다양한 형상으로 할 수 있다. 즉, 볼록부(115b, 125b, 135b)를 각각 직경(d)의 원에 내접시키고, 형상이 상이한 다각형상 또는 장변의 직경이 d인 타원형상으로 형성할 수 있다. 또 각볼록부(115b, 125b, 135b)는 반드시 기둥형상일 필요는 없고, 예를 들면 원추나 원추대와 같이 서서히 외경이 가늘어지는(또는 굵어지는) 형상으로 할 수도 있다.
또 본 실시형태의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)는 각각 광축(110x, 120x, 130x)과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 반구형상의 형상을 나타내고 있는 것으로 했는데, 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 광축(110x, 120x, 130x)과 수직인 방향의 단면이 대략 타원형인 반타원구형상인 것으로 할 수도 있다. 또한 이 경우 광축(110x, 120x, 130x)의 방향에서 보았을 때의, 각 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 최대 직경(즉, 타원형상의 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 장축)을 Φ로 하여, 상기 조건식(1) 및 (2)을 적용할 수 있다.
또 본 실시형태에 있어서는 각 LED 소자(110, 120, 130)가 정사각형상인 것으로서 설명했는데, X축 방향과 Y축 방향의 사이즈가 상이한 직사각형상인 것이어도 된다. 또한 이 경우 각 LED 소자(110, 120, 130)의 장변의 길이를 s로 하여, 상기 조건식(1)을 적용할 수 있다.
또 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 오프셋 인쇄 장치나 잉크젯 인쇄 장치 등의 인쇄 장치에 편입되어 라인형상의 자외광을 출사하는 것으로서 설명했는데, 이와 같은 용도에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 광 조사 장치(1)를 자외선 경화나 살균의 용도로 사용할 수도 있다. 또 광 조사 장치(1)는 가시광을 출사하도록 구성할 수 있다. 또 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 소정의 스팟 또는 소정의 에리어를 조명하는 것으로서 구성할 수도 있다.
또 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 2개의 광 조사 모듈(100)을 구비하는 구성으로 했는데, 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 1개의 광 조사 모듈(100)을 구비하는 구성으로 해도 되고, 또 N개(N은 2 이상의 정수)의 광 조사 모듈(100)을 구비하는 구성으로 해도 된다.
또 본 실시형태의 LED 소자(110, 120, 130)는 각각 파장이 상이한 것으로서 설명했는데, 반드시 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 LED 소자(110, 120, 130)는 각각 소자의 피치, 소자의 사이즈, 소자의 배열(정사각격자 등), 소자의 종류(V칩, H칩, 플립칩 등), 발광 출력, 순방향 전압의 랭크, 광출력 랭크 등, 사양이나 특성, 또는 배치가 상이한 것이어도 된다. 이 경우 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 볼록부(115b, 125b, 135b)는 사양이나 특성, 배치 등을 식별하는 식별 마크로서 기능한다. 또 각 LED 소자(110, 120, 130)가 각각 종류가 상이한 기판에 배치되어도 된다. 이 경우 밀봉 렌즈(115, 125, 135)의 볼록부(115b, 125b, 135b)는 기판의 종류(유리 에폭시 기판, 알루미늄 기판, 세라믹 기판 등)를 식별하는 식별 마크로서 기능한다.
또 본 실시형태의 광 조사 모듈(100)에 있어서는 5개(X축 방향)×3열(Y축 방향)의 태양으로 LED 소자(110, 120, 130)가 실장되어 있는 것으로 했는데, 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이 본 발명은 1개의 LED 소자(110A)를 밀봉 렌즈(115A)로 밀봉한 발광 장치(100A)에 적용하는 것도 가능하다. 이 경우도 본 실시형태와 마찬가지로 밀봉 렌즈(115A)가 식별 마크로서 기능하는 볼록부(115Ab)를 가지기 때문에, 밀봉 렌즈(115A)가 부착된 후에도 볼록부(115Ab)의 형상으로부터 그 바로 아래에 위치하는 LED의 종류를 특정할 수 있고, LED 소자(110A)를 다른 LED 소자와 잘못하여 집는 것이 방지된다.
[제2 실시형태]
(광 조사 장치(2)의 구성)
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 광 조사 장치(2)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 7(a)은 확대 평면도이며, 도 7(b)은 도 7(a)의 C-C 단면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 광 조사 장치(2)에 있어서는 밀봉 렌즈(215, 225, 235)가 각각 포탄형의 형상을 나타내고 있는 점에서, 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치(1)와 상이하다. 본 실시형태에 있어서도 각 LED 소자(110, 120, 130)로부터 출사된 자외광이 밀봉 렌즈(215, 225, 235)를 통과함으로써, 빔각이 작아지고, Z축 방향의 지향성이 부여되(즉, Z축 방향을 향하는 광량이 증가하)도록 되어 있다. 또 각 밀봉 렌즈(215, 225, 235)의 출사면(215a, 225a, 235a)의 대략 중심부(즉, 정점부)에는 Z축 방향(광축 방향)으로 돌출되는 볼록부(215b, 225b, 235b)가 형성되어 있고, 각각 각 LED 소자(110, 120, 130)를 식별하기 위한 식별 마크로서 기능하도록 되어 있다. 또한 도 7(a)에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 있어서는 볼록부(215b)는 사각기둥형상으로 돌출되고, 볼록부(225b)는 삼각기둥형상으로 돌출되며, 또 볼록부(235b)는 원기둥형상으로 돌출되어 있다.
도 8은 본 실시형태의 볼록부(215b, 225b, 235b)의 영향을 검토함에 있어서, 본 발명의 발명자가 행한 시뮬레이션의 결과를 나타내는 도면이며, 도 8(a)은 밀봉 렌즈(215)의 렌즈 직경(Φ)에 대한 밀봉 렌즈(215)의 높이(T)(즉, 밀봉 렌즈(215)의 애스펙트비)와 적산광량의 관계를 나타내는 그래프이다. 또 도 8(b)은 도 8(a)의 시뮬레이션 모델을 나타내는 도면이다. 또한 본 실시형태에 있어서는 LED 소자(110, 120, 130)가 동형 동사이즈이며, 또 밀봉 렌즈(215, 225, 235)가 동형 동사이즈이기 때문에, 도 8에 있어서는 LED 소자(110)와 밀봉 렌즈(215)에 대해서 대표하여 시뮬레이션을 행하고 있다. 또 도 8(a)에 있어서, 종축은 밀봉 렌즈(215)의 출사면(215a)이 대략 구면인 경우의 적산광량을 기준으로 했을 때의 상대값이다.
도 8(b)에 나타내는 바와 같이 도 8(a)의 시뮬레이션에 있어서는 밀봉 렌즈(215)가 광축(110x)과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 포탄형인 것으로 하고, 밀봉 렌즈(215)의 렌즈 직경(Φ)을 3mm, 볼록부(215b)의 직경(d)을 1mm, LED 소자(110)의 사이즈(s)를 1mm로 하고, 밀봉 렌즈(215)의 높이(T)를 0.70~3.20mm의 범위에서 변화시켜, LED 소자(110)의 출사면으로부터 적산광량을 평가하는 평가면까지의 거리(WD):5mm의 위치에 있어서의 적산광량을 시뮬레이션하고 있다. 또한 본 실시형태의 볼록부(215b)는 사각기둥형상인 것인데, 볼록부(215b)가 렌즈 직경(Φ)에 대하여 충분히 작으면, 그 형상이 적산광량에 거의 영향을 끼치지 않는 점에서, 본 실시형태에 있어서는 볼록부(215b)가 원기둥형상인 것으로서 시뮬레이션하고 있다. 즉, 볼록부(215b)의 직경(d)은 밀봉 렌즈(215)의 광축(즉, LED 소자(110)의 광축(110x))을 중심으로 하는 볼록부(215b)의 외접원의 직경을 의미하고 있다.
도 8(a)에 나타내는 바와 같이 T/Φ(즉, 밀봉 렌즈(215)의 렌즈 직경(Φ)에 대한 밀봉 렌즈(215)의 높이(T))가 0.60이 될 때를 피크로, 적산광량이 저하되는 것을 알 수 있다. 이 때문에 적산광량(상대값):95% 이상을 유지하기 위해서는 이하의 조건식(3)을 만족할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
0.31≤T/Φ≤0.90…(3)
이와 같이 밀봉 렌즈(215, 225, 235)가 각각 포탄형의 형상을 나타내고 있는 경우에는 조건식(3)을 만족하도록 구성함으로써, 볼록부(215b, 225b, 235b)를 설치했다고 해도, 밀봉 렌즈(215, 225, 235)의 특성(즉, 밀봉 렌즈(215, 225, 235)로부터 출사되는 자외광의 광량 등)에 거의 영향을 끼치지 않는 것을 알 수 있다.
또한 본 실시형태의 밀봉 렌즈(215, 225, 235)에 있어서도 제1 실시형태와 마찬가지로 광축(110x, 120x, 130x)과 수직인 방향의 단면이 대략 타원형인 반타원구형상인 것으로 할 수도 있다. 또한 이 경우 광축(110x, 120x, 130x)의 방향에서 보았을 때의, 각 밀봉 렌즈(215, 225, 235)의 최대 직경(즉, 타원형상의 밀봉 렌즈(215, 225, 235)의 장축)을 Φ로 하여, 상기 조건식(3)을 적용할 수 있다.
[제3 실시형태]
(광 조사 장치(3)의 구성)
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광 조사 장치(3)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 9(a)는 확대 평면도이며, 도 9(b)는 도 9(a)의 D-D 단면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 광 조사 장치(3)에 있어서는 밀봉 렌즈(115, 125, 135)가 각각 소정의 직사각형 영역 내에 배치된 복수(본 실시형태에 있어서는 3개(X축 방향)×3개(Y축 방향))의 LED 소자(110a, 120a, 130a)를 1단위로서 밀봉하도록 구성되어 있는 점에서, 제1 실시형태에 따른 광 조사 장치(1)와 상이하다. 본 실시형태에 있어서도 각 LED 소자(110a, 120a, 130a)로부터 출사된 자외광이 밀봉 렌즈(115, 125, 135)를 통과함으로써, 빔각이 작아지고, Z축 방향의 지향성이 부여된다(즉, Z축 방향을 향하는 광량이 증가한다).
또한 본 실시형태에 있어서는 9개의 LED 소자(110a, 120a, 130a)를 각각 1단위로서 밀봉하는 구성으로 하고 있는데, 각 LED 소자(110a, 120a, 130a)의 개수는 임의이다. 즉, 제1 실시형태의 구성 및 제3 실시형태의 구성을 고려하면, 본 발명은 각 LED 소자(110a, 120a, 130a)의 개수에 한정되는 것은 아니며, M개(M은 1 이상의 정수)의 LED 소자(110a, 120a, 130a)를 각각 1단위로서 밀봉하는 구성에 적용할 수 있다. 그리고 상기 조건식(1)은 M개의 LED 소자(110a, 120a, 130a)가 각각 배치되는 직사각형 영역의 장변의 길이를 s로 하여 일반화할 수 있다.
또한 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라, 특허청구의 범위에 의해 표시되며, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1, 2, 3…광 조사 장치
100…광 조사 모듈
100A…발광 장치
102…기판
110, 120, 130, 110A, 110a, 120a, 130a…LED 소자
110x, 120x, 130x…광축
115, 125, 135, 115A, 215, 225, 235…밀봉 렌즈
115a, 125a, 135a, 215a, 225a, 235a…출사면
115b, 125b, 135b, 115Ab, 215b, 225b, 235b…볼록부
500…금형
510…캐비티
511, 512, 513…성형면
515…수지 충전구
520…코어

Claims (21)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 배치된 LED 소자와,
    상기 LED 소자의 광로 상에 배치되는 렌즈
    를 구비하고,
    상기 렌즈는 이 렌즈의 출사면의 중심부에 있어서, 이 렌즈의 광축 방향으로 돌출되도록 형성된 볼록부를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 반구형상, 또는 상기 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 타원형인 반타원구형상의 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축 방향에서 보았을 때의, 상기 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 상기 볼록부의 외접원의 직경을 d로 했을 때, 이하의 조건식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
    d/Φ≤0.50 d≥0.3…(1)
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형 또는 대략 타원형인 포탄형의 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축 방향에서 보았을 때의, 상기 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 상기 렌즈의 광축 방향의 높이를 T로 했을 때, 이하의 조건식(2)을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
    0.31≤T/Φ≤0.90…(2)
  6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 LED 소자는 상기 광축 방향에서 보았을 때, 대략 직사각형의 형상을 나타내고,
    상기 렌즈는 상기 LED 소자의 장변의 길이를 s로 했을 때, 이하의 조건식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
    0.10≤s/Φ≤0.60…(3)
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부는 상기 광축 방향에서 보았을 때, 대략 원형, 대략 타원형 또는 대략 다각형이 되도록 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED 소자가 상기 렌즈에 의해 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED 소자로부터 출사되는 광이 자외선 경화 수지를 경화시키는 자외역의 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 기판과,
    M개(M은 1 이상의 정수)를 1단위로 하여 상기 기판 상에 배치된 복수의 LED 소자와,
    상기 M개의 LED 소자마다 광로 상에 배치된 복수의 렌즈
    를 구비하고,
    각 렌즈는 이 렌즈의 출사면의 중심부에 있어서, 이 렌즈의 광축 방향으로 돌출되도록 형성된 볼록부를 가지는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 LED 소자는 특성이 상이한 N종류(N은 2 이상의 정수)의 LED 소자로 이루어지고,
    상기 볼록부의 형상이 상기 LED 소자의 종류에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 특성이 상기 복수의 LED 소자의 발광 파장인 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형인 반구형상, 또는 상기 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 타원형인 반타원구형상의 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축 방향에서 보았을 때의, 상기 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 상기 볼록부의 외접원의 직경을 d로 했을 때, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
    d/Φ≤0.50 d≥0.3…(4)
  15. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축과 수직인 방향의 단면이 대략 원형 또는 대략 타원형인 포탄형의 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광축 방향에서 보았을 때의, 상기 렌즈의 최대 직경을 Φ로 하고, 상기 렌즈의 광축 방향의 높이를 T로 했을 때, 이하의 조건식(5)을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
    0.31≤T/Φ≤0.90…(5)
  17. 제 14 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 M개의 LED 소자는 상기 광축 방향에서 보았을 때, 대략 직사각형의 영역에 배치되고,
    상기 렌즈는 상기 영역의 장변의 길이를 s로 했을 때, 이하의 조건식(6)을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
    0.10≤s/Φ≤0.60…(6)
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부는 상기 광축 방향에서 보았을 때, 대략 원형, 대략 타원형 또는 대략 다각형이 되도록 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  19. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 M개의 LED 소자가 상기 렌즈에 의해 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  20. 제 10 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 M개의 LED 소자로부터 출사되는 광이 자외선 경화 수지를 경화시키는 자외역의 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조사 모듈.
  21. 제 10 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 광 조사 모듈을 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102610832B1 (ko) * 2016-08-03 2023-12-06 삼성전자주식회사 메타 광학 소자 및 이의 설계방법
US10955681B2 (en) * 2019-07-10 2021-03-23 Abl Ip Holding Llc Lighting device with miniature illumination light sources and optical lens sheet
JP7281363B2 (ja) * 2019-08-10 2023-05-25 Hoya株式会社 光照射装置
KR102338177B1 (ko) * 2020-02-24 2021-12-10 주식회사 에스엘바이오닉스 반도체 발광소자

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5883166U (ja) * 1981-12-01 1983-06-06 スタンレー電気株式会社 識別マ−ク付き発光ダイオ−ド
JPH10274705A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Minolta Co Ltd 回折光学素子
JP4182783B2 (ja) * 2003-03-14 2008-11-19 豊田合成株式会社 Ｌｅｄパッケージ
JP2006195124A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Seiko Epson Corp 光学レンズ及び光学レンズの製造方法
JP5117709B2 (ja) * 2006-12-04 2013-01-16 リンテック株式会社 紫外線照射装置及び紫外線照射方法
JP4533405B2 (ja) * 2007-05-31 2010-09-01 株式会社 日立ディスプレイズ 照明装置およびこの照明装置を用いた液晶表示装置
DE102007039291A1 (de) * 2007-08-20 2009-02-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen
JP2009136796A (ja) * 2007-12-07 2009-06-25 Citizen Electronics Co Ltd 紫外線照射装置
CN101614324A (zh) * 2008-06-27 2009-12-30 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管
JP5428358B2 (ja) * 2009-01-30 2014-02-26 ソニー株式会社 光学素子パッケージの製造方法
CN102576140A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 柯尼卡美能达精密光学株式会社 透镜组装方法、透镜组装体以及具备透镜组装体的摄像装置
JP5701502B2 (ja) * 2009-12-25 2015-04-15 日亜化学工業株式会社 発光装置
KR101064036B1 (ko) * 2010-06-01 2011-09-08 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 조명 시스템
JP5028569B2 (ja) * 2010-12-01 2012-09-19 ナルックス株式会社 光学素子
KR20120119350A (ko) * 2011-04-21 2012-10-31 삼성전자주식회사 발광소자 모듈 및 이의 제조방법
CN103512595B (zh) * 2011-07-19 2016-08-10 赫普塔冈微光有限公司 光电模块及其制造方法与包含光电模块的电器及装置
JP2013026605A (ja) * 2011-07-26 2013-02-04 Kyocera Corp 光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置
JP5826115B2 (ja) 2012-05-29 2015-12-02 京セラ株式会社 光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置
DE102012109131A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Bauelementevorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung
JP2014090055A (ja) 2012-10-30 2014-05-15 Kyocera Corp 光照射モジュールおよび印刷装置
US20140159084A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 Cree, Inc. Led dome with improved color spatial uniformity
KR101319360B1 (ko) * 2013-03-04 2013-10-16 유버 주식회사 칩온보드형 ｕｖ ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
TWI620889B (zh) * 2013-04-15 2018-04-11 Hoya Candeo Optronics Corp Light irradiation device
JP2014216483A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 三菱樹脂株式会社 発光装置
TWI572005B (zh) * 2014-09-05 2017-02-21 光寶光電（常州）有限公司 發光裝置
JP6593319B2 (ja) * 2016-12-27 2019-10-23 日亜化学工業株式会社 発光装置、及びその発光装置を備える光照射装置
CN110447110B (zh) * 2017-08-25 2022-12-23 惠州科锐半导体照明有限公司 集成封装中的多个led光源透镜设计

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