特開 2024-47893 光源装置、および、それを用いた露光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024047893

(43)【公開日】2024-04-08

(54)【発明の名称】光源装置、および、それを用いた露光装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20240401BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20240401BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20240401BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20240401BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20240401BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20240401BHJP

   F21V 29/70 20150101ALI20240401BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20240401BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240401BHJP

   F21Y 105/10 20160101ALN20240401BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 482

G02F1/13 101

F21S2/00 481

F21V5/00 530

F21V7/00 530

F21V19/00 170

F21V19/00 150

F21V29/503

F21V29/70

G02F1/1334

F21Y115:10

F21Y105:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022153654

(22)【出願日】2022-09-27

(71)【出願人】

【識別番号】510138741

【氏名又は名称】フェニックス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147706

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 裕司

(72)【発明者】

【氏名】井上 智彦

【テーマコード（参考）】

2H088

2H189

3K013

3K244

【Ｆターム（参考）】

2H088FA30

2H088GA10

2H189AA04

2H189CA04

2H189FA91

3K013BA01

3K013CA05

3K244AA04

3K244BA08

3K244BA48

3K244CA02

3K244DA01

3K244DA14

3K244DA19

3K244GA01

3K244GA02

3K244GA05

(57)【要約】

【課題】ＰＮＬＣ技術を用いて液晶パネルを露光するのに適した光源装置、および、それを用いた露光装置を提供する。
【解決手段】光源装置１０を、露光用光Ｌを放射する複数のＬＥＤ１２と、複数のＬＥＤ１２が取り付けられるＬＥＤ保持具とで構成する。そして、複数のＬＥＤ１２の配光角の半分の値θ°を３０°以上とし、複数のＬＥＤ１２を、それぞれ、縦方向および横方向にそれぞれ等間隔で配置し、さらに、以下の関係を成立させる。
ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ） ≦ ３０、かつ
ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ） ≦ θ
Ｐ：前記ＬＥＤ同士の配置間隔（ｍｍ）
Ｄ：前記ＬＥＤから処理対象物までの距離（ｍｍ）
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

露光用光を放射する複数のＬＥＤと、
複数の前記ＬＥＤが取り付けられるＬＥＤ保持具とを備えており、
複数の前記ＬＥＤの配光角の半分の値θ°は、３０°以上であり、
複数の前記ＬＥＤは、それぞれ、縦方向および横方向にそれぞれ等間隔で配置されており、以下の関係が成立することを特徴とする光源装置。
ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ） ≦ ３０、かつ
ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ） ≦ θ
Ｐ：前記ＬＥＤ同士の配置間隔（ｍｍ）
Ｄ：前記ＬＥＤから処理対象物までの距離（ｍｍ）

【請求項2】

請求項１に記載の光源装置を備える露光装置。

【請求項3】

前記ＬＥＤから放射された前記露光用光の角度を拡散あるいは収束させるレンズ体を更に備えている
請求項２に記載の露光装置。

【請求項4】

前記処理対象物における前記ＬＥＤが配置された側とは反対側に配置された、前記露光用光を反射する反射板を更に備えている
請求項２に記載の露光装置。

【請求項5】

前記反射板には、反射させた前記露光用光の角度を拡散あるいは収束させる光拡散加工が施されている
請求項４に記載の露光装置。

【請求項6】

前記処理対象物を一括露光することを特徴とする
請求項２に記載の露光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリマーネットワーク型の液晶パネル（ＰＮＬＣ：ＰｏｌｙｍｅｒＮｅｔｗｏｒｋＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）の製造に適した光源装置、および、それを用いた露光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な液晶パネルの一括露光処理の場合、被照射面における光照射エネルギーの均斉度（均一度）が重要であることから、露光装置の光学系によって平行化（コリメート）された光（コリメート光）を用いて露光処理されることが多い。

【0003】

ＰＮＬＣの製造では、入射光の角度に応じた高分子構造が形成されることから、コリメート光をパネル面に対して垂直に照射した場合、完成した液晶パネルを垂直に見たときに散乱度（ヘイズ率［曇り値］）が最大となるような液晶パネルが形成される。

【0004】

近年、ＰＮＬＣ技術が適用された、プライバシー保護等を目的としたスマートウィンドウや透明ディスプレイが実用化されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－１６２８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、ＰＮＬＣ技術が適用されたディスプレイの場合、当該ディスプレイを正面から垂直に見たときと同じく正面からディスプレイの端部を見たときとでの違和感を低減するため、できるだけ同じ濃さ（散乱度合い）であることが望ましい。つまり、ディスプレイ全体で散乱度が均一であることが望ましい。

【0007】

また、人間の有効視野は左右で約３０°、上下で約２０°といわれており、ある目的物を注視する場合はさらに視野が狭くなるとされる。このような人間の視野特性に鑑みて、少なくとも左右の有効視野である３０°以内の範囲においては散乱ムラが認識され難いディスプレイの製造が望まれる。

【0008】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＮＬＣ技術を用いて液晶パネルを露光するのに適した光源装置、および、それを用いた露光装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一局面によれば、
露光用光を放射する複数のＬＥＤと、
複数の前記ＬＥＤが取り付けられるＬＥＤ保持具とを備えており、
複数の前記ＬＥＤの配光角の半分の値θ°は、３０°以上であり、
複数の前記ＬＥＤは、それぞれ、縦方向および横方向にそれぞれ等間隔で配置されており、以下の関係が成立することを特徴とする光源装置が提供される。
ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ） ≦ ３０、かつ
ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ） ≦ θ
Ｐ：前記ＬＥＤ同士の配置間隔（ｍｍ）
Ｄ：前記ＬＥＤから処理対象物までの距離（ｍｍ）

【0010】

本発明の他の局面によれば、
上述した光源装置を備える露光装置が提供される。

【0011】

好適には、
前記露光装置は、前記ＬＥＤから放射された前記露光用光の角度を拡散あるいは収束させるレンズ体を更に備えている。

【0012】

好適には、
前記露光装置は、前記処理対象物における前記ＬＥＤが配置された側とは反対側に配置された、前記露光用光を反射する反射板を更に備えている。

【0013】

好適には、
前記反射板には、反射させた前記露光用光の角度を拡散あるいは収束させる光拡散加工が施されている。

【0014】

好適には、
前記露光装置は、前記処理対象物を一括露光するようになっている。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ＬＥＤの配光角の半分の値θが３０°以上であり、「ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ） ≦ ３０」かつ「ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ） ≦ θ」（Ｐ：ＬＥＤ同士の配置間隔（ｍｍ）； Ｄ：ＬＥＤから処理対象物までの距離（ｍｍ））の関係が成立していることにより、処理対象物のどの位置でも、「３０°以下の入射角の露光用光」、および、「３０°以上の入射角の露光用光」が入射する。

【0016】

このような２種類の露光用光で処理対象物を露光することにより、処理対象物において立体的なポリマーネットワークが形成されるので、見る角度によって散乱ムラが少ない処理対象物（つまり、液晶パネル）を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る露光装置１００を示す図である。

【図2】本発明が適用された光源装置１０を示す図である。

【図3】実施形態に係る露光装置１００を側方から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（露光装置１００・光源装置１０の構成）
本実施形態に係る露光装置１００は、図１に示すように、大略、光源装置１０と、レンズ体１１０と、ステージ１１２と、反射板１１４とで構成されている。

【0019】

光源装置１０は、図２に示すように、大略、ＬＥＤ１２と、基板１４と、ヒートシンク１６とで構成されている。なお、基板１４およびヒートシンク１６で「ＬＥＤ保持具」が構成される。

【0020】

ＬＥＤ１２は、露光に必要な波長の露光用光Ｌを放射する発光素子である。また、各ＬＥＤ１２の配光角の半分の値θ°は３０°以上となっている。

【0021】

基板１４は、複数のＬＥＤ１２が表面に実装される板材であり、各ＬＥＤ１２に給電するための給電回路（図示せず）も表面に実装されている。本実施形態では、ひとつの基板１４に９つのＬＥＤ１２が実装されているが、ひとつの基板１４に実装されるＬＥＤ１２の数は特に限定されるものではない。

【0022】

ヒートシンク１６は、複数の基板１４が表面に取り付けられる部材であり、各基板１４に実装されたＬＥＤ１２から発生した熱を当該基板１４を介して受け取り、空冷あるいは水冷等の手段で当該熱を放射する役割を有している。なお、本実施形態では、ひとつの部材でヒートシンク１６が構成されているが、複数の部材を組み合わせてヒートシンク１６を構成してもよい。

【0023】

本実施形態において、各ＬＥＤ１２は、縦方向および横方向（縦方向に対して直交する方向）にそれぞれ等しい配置間隔Ｐで配置されている。これは、互いに隣り合う基板１４にそれぞれ配置されたＬＥＤ１２であっても同じである。

【0024】

図１に戻り、レンズ体１１０は、ＬＥＤ１２から放射された露光用光Ｌの角度を拡散あるいは収束させる役割を有する部材である。本実施形態では、レンズ体１１０として、露光用光Ｌの角度を拡散させる拡散板が使用されているが、これに変えて、凹レンズや凸レンズ等を使用してもよい。また、レンズ体１１０を使用することなく露光装置１００を構成してもよい。

【0025】

ステージ１１２は、処理対象物Ｘとしてのパネル（液晶パネル）を載置するための部材である。

【0026】

反射板１１４はステージ１１２の上面に載置される部材であり、当該反射板１１４の上面に処理対象物Ｘが載置される。つまり、反射板１１４は、処理対象物ＸにおけるＬＥＤ１２が配置された側とは反対側に配置されている。なお、処理対象物Ｘは、支持部材１１６によってステージ１１２および反射板１１４から光源装置１０側に離間して配置されている。

【0027】

この反射板１１４は、ＬＥＤ１２から放射され、処理対象物Ｘを透過してきた露光用光Ｌを反射させて、当該露光用光Ｌを再び処理対象物Ｘの露光に使用するための部材である。

【0028】

本実施形態に係る反射板１１４には、反射させた露光用光Ｌの角度を拡散あるいは収束させる光拡散加工が凹凸加工やサンドブラスト等によって施されているが、光拡散加工は必須の構成要素ではない。

【0029】

また、反射板１１４を使用することなく露光装置１００を構成してもよい。

【0030】

（露光装置１００・光源装置１０の特徴）
図３に示すように、光源装置１０におけるＬＥＤ１２同士の配置間隔Ｐ［ｍｍ］と、ＬＥＤ１２から処理対象物Ｘまでの距離Ｄ［ｍｍ］との関係で以下の式が成立するように、露光装置１００における光源装置１０の位置を設定する。
ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ） ≦ ３０、かつ
ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ） ≦ θ

【0031】

任意のＬＥＤ１２の直下における処理対象物Ｘの表面を照射ポイントＦとすると、当該照射ポイントＦには真上のＬＥＤ１２を中心としてそのＬＥＤ１２の縦方向および横方向に隣接して配置された別のＬＥＤ１２からの光も入射する。

【0032】

例えば、以下の条件で露光装置１００および光源装置１０を構成することが考えられる。
・ＬＥＤ１２ ＵＶ－ＬＥＤ ピーク波長３６５ｎｍ
・ＬＥＤ１２の間隔Ｐ： ２８ｍｍ
・照射距離Ｄ： ５０ｍｍ
・ＬＥＤ１２の配光角（指向角）の半分 θ： ６０°
・ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ）＝１５．６４＜３０、かつ
ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ）＝２９．２４＜６０

【0033】

このような露光装置１００および光源装置１０を用いて、処理対象物Ｘを一括露光するのが好適である。一括露光ではなく、分割露光やスキャン露光を採用した場合、処理対象物Ｘに照射境界が生じてしまい、この境界で照度が著しく低い状態で化学反応（低照度露光）が発生すると良好な高分子構造が形成されず、十分な散乱度が得られなくなる。この結果、十分な照度を得られた領域とこの照射境界とで散乱度の大きな差が生じて散乱ムラの原因となる。

【0034】

本実施形態に係る露光装置１００および光源装置１０によれば、ＬＥＤ１２の配光角の半分の値θ°が３０°以上であり、「ａｔａｎ（０．５×Ｐ／Ｄ） ≦ ３０」かつ「ａｔａｎ（Ｐ／Ｄ） ≦ θ」（Ｐ：ＬＥＤ１２同士の配置間隔（ｍｍ）； Ｄ：ＬＥＤ１２から処理対象物Ｘまでの距離（ｍｍ））の関係が成立していることにより、処理対象物Ｘのどの位置でも、「３０°以下の入射角の露光用光Ｌ」、および、「３０°以上の入射角の露光用光Ｌ」が入射する。

【0035】

このような２種類の露光用光Ｌで処理対象物Ｘを露光することにより、処理対象物Ｘにおいて立体的なポリマーネットワークが形成されるので、見る角度によって散乱ムラが少ない処理対象物Ｘ（つまり、液晶パネル）を得ることができる。

【0036】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0037】

１０…光源装置、１２…ＬＥＤ、１４…基板、１６…ヒートシンク
１００…露光装置、１１０…レンズ体、１１２…ステージ、１１４…反射板、１１６…支持部材

【図1】

【図2】

【図3】