(57)【要約】【課題】  本発明は、露光装置等において使用される光源装置に関し、特に、ＵＶ−ＬＥＤとＣＰＣ（複合放物面型集光器）とを適宜組み合わせて構成することによって、複数のＬＥＤからの光束を高効率で利用可能になり、環境に配慮し、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、かつ、長寿命で維持管理が容易であるという利点を提供することができる光源装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置１は、複数のＵＶ−ＬＥＤ４が基板上に平面に配置されてなるＵＶ−ＬＥＤモジュール２と、複数のＣＰＣ５が、その小口径側と各ＵＶ−ＬＥＤ４の発光側とが向かい合うように所定の距離をおいて配置されてなるＣＰＣアレイ３とを有することを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＵＶ−ＬＥＤが基板上に平面に配置されてなるＵＶ−ＬＥＤモジュールと、複数のＣＰＣが、その小口径側と前記各ＵＶ−ＬＥＤの発光側とが向かい合うように所定の距離をおいて配置されてなるＣＰＣアレイとを有することを特徴とするＵＶ−ＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記ＵＶ−ＬＥＤが、前記ＵＶ−ＬＥＤモジュールにおいて、格子状に縦３個以上かつ横３個以上配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のＵＶ−ＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記ＵＶ−ＬＥＤモジュールが、波長が異なる光を出射する二種類以上のＵＶ−ＬＥＤの組み合わせによって構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のＵＶ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置等において使用される光源装置に関し、特に、ＵＶ−ＬＥＤとＣＰＣ（複合放物面型集光器）とを適宜組み合わせて構成することによって、複数のＬＥＤからの光束を高効率で利用可能になり、環境に配慮し、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、かつ、長寿命で維持管理が容易であるという利点を提供することができる光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光を利用した微細加工技術等において、露光装置が使用されている。長年の間、このような露光装置の光源として、水銀ランプを使用することが一般的であったが、世界的に、毒性が高く環境に悪影響を与える水銀の使用を避ける趨勢となっていることから、水銀ランプに代わる露光装置の光源として、ＵＶ−ＬＥＤを使用する方法が研究・開発され始めている。ＵＶ−ＬＥＤは、水銀ランプよりも使用する電気量が少ないためランニングコストが抑えられる上、水銀のような非常に毒性が高い有害物質を含まないという利点を有している。また、我が国も締結している「水銀に関する水俣条約」が、2017年より発効し、今後は、水銀ランプの使用に多くの制限が掛かると認められることから、露光装置の光源の多くは、将来的に、水銀ランプからＵＶ−ＬＥＤへと代替が進むと考えられている。
【０００３】
ところで、ＵＶ−ＬＥＤは、水銀ランプよりも出力が小さく照度が劣ることから、ＵＶ−ＬＥＤを水銀ランプに代えて露光装置の光源として使用する場合、複数のＵＶ−ＬＥＤを平面に配置して光源とする必要がある。また、ＵＶ−ＬＥＤは、広い角度に渡って光を出射する（配光角が広い）ことから、ＵＶ−ＬＥＤから出射される複数の光を平行化する必要もある。そして、このＵＶ−ＬＥＤから出射される複数の光を平行化する手段としては、複数のＵＶ−ＬＥＤの発光側にフライアイレンズを配置する方法が、一般的に知られている。
【０００４】
本願発明者は、このような実情のもと、すでに存在しているＵＶ−ＬＥＤを光源とする露光装置について、エネルギー効率を高めることでランニングコストを抑えらることができ、より完成度の高い光源装置を市場に提供可能とすることについて、鋭意検討・研究を重ねてきた。その結果、本願発明者は、ＵＶ−ＬＥＤとＣＰＣ（複合放物面型集光器）とを適宜組み合わせて構成することによって、複数のＬＥＤからの光束を高効率で利用可能になり、環境に配慮し、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、かつ、長寿命で維持管理が容易であるという利点を有する光源装置を提供することができるという知見を得、本発明を創作するに至った。
【０００５】
なお、本発明を出願するにあたって、本願発明者及び本願出願人において過去の特許文献等を調査したところ、ＵＶ−ＬＥＤを光源とする露光装置に関し、下記の文献を発見することができたが、本発明に係る技術的思想等を詳述した特許文献については発見することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、露光装置等において使用される光源装置に関し、特に、ＵＶ−ＬＥＤとＣＰＣ（複合放物面型集光器）とを適宜組み合わせて構成することによって、複数のＬＥＤからの光束を高効率で利用可能になり、環境に配慮し、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、かつ、長寿命で維持管理が容易であるという利点を提供することができる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのための手段として、本発明に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置は、複数のＵＶ−ＬＥＤが基板上に平面に配置されてなるＵＶ−ＬＥＤモジュールと、複数のＣＰＣが、その小口径側と前記各ＵＶ−ＬＥＤの発光側とが向かい合うように所定の距離をおいて配置されてなるＣＰＣアレイとを有することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置は、前記ＵＶ−ＬＥＤが、前記ＵＶ−ＬＥＤモジュールにおいて、格子状に縦３個以上かつ横３個以上配置されていることも特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置は、前記ＵＶ−ＬＥＤモジュールが、波長が異なる光を出射する二種類以上のＵＶ−ＬＥＤの組み合わせによって構成されることも特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、露光装置等において使用される光源装置に関し、特に、ＵＶ−ＬＥＤとＣＰＣ（複合放物面型集光器）とを適宜組み合わせて構成することによって、複数のＬＥＤからの光束を高効率で利用可能になり、環境に配慮し、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、かつ、長寿命で維持管理が容易であるという利点を提供することができる光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置１を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置を実施するための形態について説明する。図１は、本実施形態に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置１を示したものである。図示されているように、ＵＶ−ＬＥＤ光源装置１は、基本的に、ＵＶ−ＬＥＤモジュール２と、ＣＰＣアレイ３とを有している。
【００１４】
ＵＶ−ＬＥＤモジュール２は、図示されているように、９個のＵＶ−ＬＥＤ４が、平面格子状に縦３個かつ横３個、それらすべての発光側がＣＰＣアレイ３の側（図１右側）を向くように配置されている。
【００１５】
ＣＰＣアレイ３も、図示されているように、９個のＣＰＣ５を、格子状に縦３個かつ横３個並べて配置されている。ＣＰＣ（複合放物面型集光器）とは、主として、太陽光の集光に利用される光学素子であって、一般市場において入手可能な製品である。
【００１６】
そして、これらＵＶ−ＬＥＤモジュール２と、ＣＰＣアレイ３とが、各ＣＰＣ５の小口径側と各ＵＶ−ＬＥＤ４の発光側とが向かい合うように、所定の距離をおいて配置されている。
【００１７】
以上のような構成をしたＵＶ−ＬＥＤ光源装置１は、ＵＶ−ＬＥＤ４からの光が、ＣＰＣ５の小口径側から入り、図１の矢印で示した方向（図１の左から右）へと、光を出射するようになっている。そして、ＵＶ−ＬＥＤ光源装置１から出射された光は、露光装置等の光源として利用されるようになっている。
【００１８】
なお、本実施形態において、ＵＶ−ＬＥＤ４は、波長が３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの範囲内の紫外線を発光するＬＥＤが使用される。また、ＵＶ−ＬＥＤ４が発光する波長は、用途に応じて、単一の波長でも良いし、ＵＶ−ＬＥＤモジュール２において、波長が異なる光を出射する二種類以上のＵＶ−ＬＥＤの組み合わせた構成としても構わない。
【００１９】
さらに、本実施形態においては、ＵＶ−ＬＥＤ４、及び、ＣＰＣ５が、共に、格子状に縦３個かつ横３個に並べて配置されているが、当然ながら、縦も横も３個を超える数を配置するようにしても構わない。ここで、露光装置の光源として充分な光量を確保するためには、ＵＶ−ＬＥＤ４の出力にもよるが、ＵＶ−ＬＥＤ４は、少なくとも、縦３個以上かつ横３個以上配置されていることが好ましい。
【００２０】
なお、当然ながら、各ＣＰＣ５は、各ＵＶ−ＬＥＤ４と一定の距離を保つように、その光軸が、各ＵＶ−ＬＥＤ４の中心点を通るように配置することが好ましい。また、各ＣＰＣ５と各ＵＶ−ＬＥＤ４との距離は、光が効率良く取り込まれるよう近接していることが好ましい。
【００２１】
以上の通り、本願発明の最大の特徴は、複数のＵＶ−ＬＥＤから出射される光の平行化を、フライアイレンズに代えて、複数のＣＰＣからなるＣＰＣアレイを利用して実施することである。ＣＰＣを利用することによって、フライアレイレンズを利用する場合よりも、より効率的にＵＶ−ＬＥＤからの光を平行化して出射するこができるため、ＵＶ−ＬＥＤの数を減らすことができる。なお、本願発明によれば、ＵＶ−ＬＥＤの数を、最大で３３％程度減少することができると本願発明者は認識している。
【００２２】
また、本願発明に係るＵＶ−ＬＥＤ光源装置は、水銀ランプを光源として利用するものでは無いので、ＵＶ−ＬＥＤを利用することよる利点、すなわち、水銀ランプよりも環境に悪影響を与えず、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、長寿命で維持管理が容易であって、かつ、赤外線を出さず照射対象物への熱影響が小さいという利点も、当然ながら享受することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上に説明したように、本発明によれば、複数のＬＥＤからの光束を高効率で利用可能になり、環境に配慮し、省エネルギーによりランニングコストが抑えられ、かつ、長寿命で維持管理が容易な光源装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１：ＵＶ−ＬＥＤ光源装置、
２：ＵＶ−ＬＥＤモジュール、
３：ＣＰＣアレイ、
４：ＵＶ−ＬＥＤ、
５：ＣＰＣ（複合放物面型集光器）
【図１】
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