TW201351059A - 曝光頭及曝光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之曝光頭係構成為包含有：透明基板；設置於該透明基板，將曝光光線加以放射之複數曝光光源；將來自該曝光光源之曝光光線朝曝光對象物上聚光之聚光透鏡；夾置該透明基板而配置於該聚光透鏡之相反側來拍攝該曝光對象物之攝影機構；以及基於該攝影機構所拍攝之影像資訊來控制該曝光光源之開啟的控制機構。又，本發明之曝光裝置係構成為包含有本發明之曝光頭。藉由此般構成，便可提升曝光對象物之對位精度，而將曝光對象物之曝光精度加以提升。

Description

曝光頭及曝光裝置
本發明係關於一種將曝光對象物加以曝光之曝光頭及曝光裝置，詳細而言，係關於一種藉由提升曝光對象物之對位精度，而可將曝光對象物之曝光精度加以提升之曝光頭及曝光裝置。
自以往，便有一種曝光裝置(例如，參照日本特開2007-79219號公報)，係具有：發光畫素陣列，係至少並排呈一列而將光線放射之複數發光畫素；遮光遮罩，係對應該發光畫素而形成有開口，來自該發光畫素所放射之光線的一部分會通過對應之開口，且配置成將各開口內之所有區域會讓來自對應之發光畫素所放射之光線通過，而遮擋入射至開口以外區域之光線；台座，係保持表面形成有感光膜之曝光對象物；聚光光學系統，係將來自該發光畫素所放射，而通過該遮光遮罩之對應開口的光線聚光至該台座所保持之曝光對象物上；以及，移動機構，係將該台座所保持之曝光對象物及該聚光光學系統之一邊朝另一邊移動。
此般曝光裝置中，係藉由為拍攝曝光對象物之機構的CCD照相機來進行攝影，以檢出曝光對象物之位置。在檢出有曝光對象物之錯位的情況，便藉由移動機構來將曝光對象物加以對位。
但是，該以往的曝光裝置中，為曝光光源的發光畫素陣列與為攝影機構之CCD照相機為各自不同的構件，而兩者乃是分開來配置。曝光對象物中，藉由攝影機構所拍攝之攝影部分與藉由曝光光源所曝光之曝光部分之間的距離較大時，該攝影部分中的錯位與該曝光部分中的錯位之差會變大，即便基於該攝影部分之錯位來將曝光對象物對位，亦有該曝光部分無法充分 對位之虞。該曝光部分之對位不充分時，便有曝光對象物之曝光精度降低之虞。
於是，對應於此般問題點，本發明所欲解決之課題在於提供一種可提升曝光對象物之對位精度，將曝光對象物之曝光精度加以提升之曝光頭及曝光裝置。
為解決該課題，本發明之曝光頭係構成為包含有：透明基板；複數曝光光源，係設置於該透明基板，將曝光光線加以放射；聚光透鏡，係將來自該曝光光源之曝光光線朝該曝光對象物上聚光；攝影機構，係夾置該透明基板而配置於該聚光透鏡之相反側來拍攝該曝光對象物；以及控制機構，係基於該攝影機構所拍攝之影像資訊來控制該曝光光源之開啟。
依此般曝光頭，由於設置曝光光源之基板係頭明的，故攝影機構便可透過此透明基板來拍攝曝光對象物。從而，便可夾置透明基板而在聚光透鏡的相反側配置攝影機構。亦即，與攝影機構及曝光光源為個別構件，而將兩者分離配置的情況相比，可將攝影機構配置於曝光光源的附近。
又，本發明之曝光裝置係構成為含有本發明之曝光頭。
依此般曝光裝置，由於攝影機構與曝光光源之間的距離較小，故即便基於攝影機構所拍攝之影像資訊來將曝光對象物加以對位，曝光對象物的對位精度也難以下降。從而，便可提升曝光對象物之曝光精度。
1‧‧‧曝光頭
11‧‧‧透明基板
12‧‧‧發光二極體
16‧‧‧聚光透鏡
17‧‧‧透鏡基板
18‧‧‧攝影機構
19‧‧‧控制機構
2‧‧‧搬送台座
20‧‧‧冷卻層
24‧‧‧冷卻水迴路
25‧‧‧冷卻器
3‧‧‧被曝光基板
A‧‧‧搬送方向
L‧‧‧曝光光線
圖1係顯示本發明曝光裝置之實施形態的側視圖。
圖2係顯示該曝光裝置所搭載的曝光頭實施形態的方塊圖。
圖3係顯示該曝光裝置動作之流程圖。
圖4係說明藉由該曝光裝置所曝光之曝光基板與對應其錯位而開啟之LED的說明圖。
圖5係顯示本發明曝光裝置之其他實施形態的側視圖。
以下，便基於圖1、2來說明本發明曝光頭之實施形態及搭載此曝光頭之本發明曝光裝置之實施形態。
此曝光裝置係將液晶顯示器等所使用之被曝光基板3朝固定之搬送方向(圖中箭頭A的方向，以下稱為「搬送方向A」)搬送並不使用光罩地來加以曝光者。此曝光裝置係構成為含有光頭1、搬送台座2。另外，該被曝光基板3乃為本發明曝光裝置之曝光對象物。
如圖1所示，曝光頭1係照射將搬送台座2所載置之被曝光基板3加以曝光之曝光光線L。曝光頭1係構成為含有透明基板11、發光二極體12、聚光透鏡16、冷卻層20、攝影機構18、控制機構19。
透明基板11係藉由板狀藍寶石所形成。透明基板11係以攝影機構18可透過透明基板11來拍攝被曝光基板3之方式，相對可見光線或紫外線等之光線而為透明。
如圖2所示，透明基板11下面側(圖1的下側)設有複數發光二極體(以下稱為「LED」)12。LED12為本發明之曝光頭1中的曝光光源會放射將被曝光基板3加以曝光的曝光光線L。透明基板11下面側係於搬送方向A與垂直方向配置有藉由複數LED12所形成之複數曝光單元13。曝光單元13係藉由在搬送方向A以既定角度交叉的直線上所配置之複數LED12所形成。
此般配置成陣列狀之LED12係以可將被曝光基板3之曝光對象部分的整面曝光之方式來加以配置。亦即，係以藉由相鄰2個LED12所曝光之被曝光基板3上的2個曝光區域之間不會有間隙的方式，換言之，以該2個曝光區域會相連或至少一部份重疊之方式，來配置LED12。
複數LED12各自連接有源極線14及閘極線15。各自LED12的開啟、關閉係藉由控制機構19透過此源極線14及閘極線15送出控制訊號，而以動態陣列方式來加以控制。源極線14係對應個別的曝光單元13而僅連接1根，此1根源極線14會分歧而連接至形成各曝光單元13之複數LED12。又，閘極線15會跨過複數曝光單元13而加以連接，係以將形成各自曝光單元13之LED12中1個個加以連接之方式來配線。
如圖1所示，透明基板11之一側係配置有聚光透鏡16。聚光透鏡16係 配置於個別LED12所放射之曝光光線L的光線路徑上的微透鏡，會將來自LED12之曝光光線L聚光至被曝光基板3的表面。聚光透鏡16係複數形成於透明基板11之一側所配置之透鏡基板17，而形成微透鏡陣列。形成有聚光透鏡16之基板17與透明基板11係藉由接著或壓著等之方法，或透鏡基板17與透明基板11為同一基板來一體成形。
透明基板11與配置有聚光透鏡16之透鏡基板17之間係形成有冷卻層20。冷卻層20係會吸收LED12之開啟所產生之熱，而防止曝光頭1過熱者，係構成為包含冷卻水。冷卻層20內之冷卻水係透過水冷式冷卻器25而循環於被封閉的冷卻水迴路24內，冷卻水的溫度係藉由冷卻器25來調整。冷卻層20之冷卻水係選擇會讓來自LED12之曝光光線L透過的液體。尤其是較佳地，使用具有絕緣性之純水或不凍液來作為冷卻水。具有絕緣性之不凍液可使用例如3M公司之FLUORINERT(註冊商標)。
夾置透明基板11的聚光透鏡的相反側係配置有攝影機構18。攝影機構18係例如CCD照相機等，會相對於透明基板11而被加以固定。攝影機構18會通過透明基板11來拍攝被曝光基板3所形成之源極線14、閘極線15或對位標記等。所拍攝之影像資訊會被輸入至控制機構19。
又，透明基板11之攝影機構18的相同側係配置有控制機構19。控制機構19為例如驅動IC，會基於攝影機構18所拍攝之影像資訊，控制複數LED12個別之開啟、關閉。控制機構19還與曝光頭1外部所設置之曝光裝置控制機構(圖示省略)連接，從其曝光裝置控制機構來將未有錯位情況之被曝光基板3之既定位置、或被曝光於被曝光基板3之曝光圖案加以輸入。被曝光基板3之曝光圖案係作為例如CAD資訊來被加以輸入。
如圖1所示，搬送台座2會保持為曝光頭1之曝光對象物的被曝光基板3而搬送於搬送方向A。搬送台座2係設置於曝光裝置之設置面，其上方配置有該曝光頭1。被曝光基板3之搬送係使用軌道、滾輪或真空夾具等來進行。被曝光基板3會一邊被搬送至搬送台座2，一邊在通過曝光頭1下方時被加以曝光。
接著，就此般構成之曝光裝置的動作，參照圖3、4來加以說明。
圖3所示之步驟S1中，搬送台座2會將被曝光基板3搬送於搬送方向A。 被曝光基板3之搬送速度可任意設定。
步驟S2中，攝影機構18會拍攝被曝光基板3。攝影機構18在被曝光基板3通過其下方時，會拍攝被曝光基板3所形成之源極線14、閘極線15或對位標記等，並將所拍攝之影像資訊輸入至控制機構19。以攝影機構18來拍攝之時間點為任意，可例如每隔既定的時間間隔來拍攝，亦可經常性地拍攝，而可藉由控制機構來控制。
步驟3中，控制機構19會基於攝影機構18所拍攝之影像資訊來檢出被曝光基板之錯位。控制機構19會將從攝影機構所拍攝之影像資訊所檢出之被曝光基板3之位置與預先輸入之被曝光基板3之既定位置加以比較，來檢出搬送方向A與垂直方向之被曝光基板3之錯位。
步驟S4中，控制機構19會對應於步驟S3中所檢出之被曝光基板3之錯位與預先輸入之被曝光基板3的曝光圖案，決定要開啟的LED12。例如，如圖4所示，在檢出被曝光基板3係位於被輸入之既定位置的被曝光基板3a的情況(亦即，沒有錯位的情況)，控制機構19便會決定開啟複數LED12中，對應於預先輸入之被曝光基板3之曝光圖案的複數LED12a1~12an。相對於此，在檢出輩出光基板係位於從預先輸入之既定位置在搬送方向A與垂直方向有位移量W之被曝光基板3b的情況(亦即，檢出有位移量W之錯位的情況)，控制機構19便會決定開啟與複數LED12a1~12an有位移量W之複數LED12b1~12bn。亦即，複數LED12a1~12an與複數LED12b1~12bn係相互對應，藉由該等複數LED12來加以曝光之曝光圖案便會一致。控制機構19會將開啟LED12或開啟、關閉之時間點等的控制訊號透過源極線14及閘極線15送出至個別的LED12。另外，圖4中，係省略了源極線14、閘極線15及控制機構19。
步驟S5中，曝光頭1會將被曝光基板3加以曝光。LED12會基於來自控制機構19所輸入之控制訊號將曝光光線L加以放射，所放射之曝光光線L會藉由聚光透鏡16聚光至被曝光基板3，藉由此聚光後之曝光光線L來將被曝光基板3加以曝光。
依本實施形態，曝光頭1係構成為包含有：透明基板11；複數LED12(曝光光源)，係設於透明基板11，將曝光光線L加以放射；聚光透鏡16，係將 來自LED12之曝光光線L朝被曝光基板3上聚光；攝影機構18，係夾置透明基板11而配置於聚光透鏡16的相反側，來拍攝被曝光基板3；以及，控制機構19，係基於攝影機構18所拍攝之影像資訊，控制該LED12之開啟。藉由此般構成，便可將攝影機構18配置於LED12之附近。因此，搭載有此曝光頭1之曝光裝置的攝影機構18與LED12之間的距離便較小，即便基於攝影機構18所拍攝之影像資訊來將被曝光基板3(曝光對象物)加以對位，被曝光基板3的對位精度也難以下降。從而，便可提升被曝光基板3之曝光精度。
又，依本實施形態，由於透明基板11、LED12、聚光透鏡16、攝影機構18係一體成形，故LED12、聚光透鏡16、攝影機構18之間不會產生錯位，可提升曝光精度。又，可將曝光頭加以小型化。
又，依本實施形態，控制機構19係基於攝影機構18所拍攝之影像資訊來檢出被曝光基板3之錯位，並對應於此錯位來決定要開啟之LED12。亦即，即使在檢出有被曝光基板3之錯位的情況，仍可不物理性地移動被曝光基板3或LED12等，來將被曝光基板3之正確位置加以曝光。從而，不會產生上述般構件之移動所伴隨之振動或控制誤差，可提升曝光精度。
又，依本實施形態，由於係藉由配置成陣列狀的LED12來將被曝光基板3加以曝光，故藉由將LED12小型化來增加配置的個數，便可提升曝光精度。
又，依本實施形態，透明基板11由於係藉由藍寶石所形成，故可容易地形成LED12。
又，依本實施形態，曝光頭1由於係具備有在與配置有透明基板11與聚光透鏡16的透鏡基板17之間包含冷卻水的冷卻層20，故可防止因LED12之開啟所產生的熱使得曝光頭1過熱。
又，依本實施形態，冷卻層20可使用不凍液作為冷卻水。藉由使用不凍液，只要曝光頭1之運作溫度係在不凍液的凝固點以上的溫度，便可防止冷卻水之凍結所導致之問題。
另外，本實施形態中，曝光對象物雖為被曝光基板3，但曝光對象物亦可為薄膜。此情況，曝光裝置便可取代搬送台座2，而構成為具備有例如將 薄膜送出之滾輪與將薄膜捲取之滾輪。曝光裝置可具備有1個本發明之曝光頭1，亦可具備有複數個。
又，本實施形態中，透明基板11雖係由藍寶石所形成，但不限於此，只要是能通過透明基板11來讓攝影機構18拍攝曝光對象物的透明材料即可，例如，可藉由ZnO(氧化鋅)來加以形成。曝光光源不限於LED12，亦可為雷射二極體(LD)或有機EL。聚光透鏡16可相對於複數LED12而設置1個。攝影機構18只要能拍攝曝光對象物，則可配置在透明基板11上之任意位置，但較佳地係設於較LED12要靠搬送方向A的前側。控制機構19可設於曝光頭1之外部。依控制機構19之LED12的控制不限於動態陣列方式，亦可藉由被動陣列方式來進行。冷卻器25亦可為氣冷式。
接著，就本發明曝光裝置及曝光頭之其他實施形態，參照圖5來加以說明。此處，係針對與第1實施形態不同的部分加以說明。
此曝光裝置係構成為含有曝光頭1、搬送台座2，曝光頭1係構成為含有透明基板11、發光二極體12、聚光透鏡16、冷卻層20、攝影機構18、控制機構19、微鏡體23。
本實施形態中，LED12係形成於透明基板11之上面側(圖5的上側)，其上方(亦即，夾置透明基板11之聚光透鏡16的相反側)係配置有微鏡體23。
微鏡體23係將來自LED12之曝光光線L朝透明基板11側加以反射者，係分別對應複數LED而加以設置。微鏡體23較佳為凹面鏡，其鏡面可從球面、拋物面、橢圓面來加以選擇。微鏡體23係配置於鏡體基板22的下面側，鏡體基板22的上面側則設有控制機構19。
攝影機構18係與透明基板11分離而設置於夾置透明基板11之聚光透鏡16的相反側。攝影機構18會透過聚光透鏡16同時地拍攝透明基板11所設置之對位標記21及被曝光基板3，並基於所拍攝之影像資訊來使控制機構19控制LED12之開啟、關閉。從而，即便在曝光頭1內攝影機構18與透明基板11有相對位移的情況，仍可提升被曝光基板3的對位精度。
依本實施形態，由於夾置透明基板11之聚光透鏡16的相反側配設有將來自LED12之曝光光線L朝透明基板11側反射之微鏡體23，故可將來自LED12而被反射於被曝光基板3之相反側的曝光光線L使用於被曝光基板3 的曝光。
另外，本實施形態中，鏡體基板22雖係未遮蔽攝影機構18與透明基板11之間的方式加以配置，但亦可藉由以相對於可見光為透明材料來形成鏡體基板22之方式，覆蓋透明基板11上面側整面之方式而加以配置。
1‧‧‧曝光頭
11‧‧‧透明基板
12‧‧‧發光二極體
16‧‧‧聚光透鏡
17‧‧‧透鏡基板
18‧‧‧攝影機構
19‧‧‧控制機構
2‧‧‧搬送台座
20‧‧‧冷卻層
24‧‧‧冷卻水迴路
25‧‧‧冷卻器
3‧‧‧被曝光基板
A‧‧‧搬送方向
L‧‧‧曝光光線

Claims (9)

  1. 一種曝光頭，係將曝光對象物加以曝光之曝光頭，其構成為包含有：透明基板；複數曝光光源，係設置於該透明基板，將曝光光線加以放射；聚光透鏡，係將來自該曝光光源之曝光光線朝該曝光對象物上聚光；攝影機構，係夾置該透明基板而配置於該聚光透鏡之相反側來拍攝該曝光對象物；以及控制機構，係基於該攝影機構所拍攝之影像資訊來控制該曝光光源之開啟。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光頭，其中該透明基板、該曝光光源、該聚光透鏡、該攝影機構為一體成形。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光頭，其中該控制機構係基於該攝影機構所拍攝之影像資訊，檢出該曝光對象物之錯位，對應於該錯位來決定要開啟的曝光光源。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光頭，其中該曝光光源係構成為包含有配置呈陣列狀之發光二極體、雷射二極體或有機EL。
  5. 如申請專利範圍第1項之曝光頭，其中該透明基板係由藍寶石所形成。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝光頭，其中該透明基板與該聚光透鏡之間係具備有含冷卻水之冷卻層。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光頭，其中該冷卻層係使用不凍液作為冷卻水。
  8. 如申請專利範圍第1項之曝光頭，其中夾置該透明基板的該聚光透鏡之相反側係配置有將來自曝光光源之曝光光線朝透明基板側反射之鏡體。
  9. 一種曝光裝置，係構成為含有如申請專利範圍第1至8項中任一項之曝光頭。
TW102109404A 2012-03-19 2013-03-18 曝光頭及曝光裝置 TWI588617B (zh)

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