具有许多小发射器的大面积高均匀性紫外光源制造技术

公开了一种用于固化应用的光发射源。所述光发射源包括具有顶壁和一个或多个侧壁的第一壳体。所述顶壁和所述一个或多个侧壁限定具有第一开口端的第一包壳。光发射源还包括布置在第一壳体的第一包壳中的多个光发射装置。所述多个光发射装置中的每一个的一侧从第一包壳的第一开口端面向外。所述多个光发射装置构造成从第一开口端发射光，以在目标物的表面的面对部分上产生大致均匀的照明区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求在2013年9月11日提交的美国临时专利申请No.61/876,373的优先权，其公开内容整体上通过援引并入本文。
本专利技术涉及一种用于紫外光固化的紫外光发射源，并且更特别地，涉及一系列小紫外光发射器，以在大面积上提供几乎恒定的光辐照度。
技术介绍
在一些固化应用中(比如膜的半导体处理、平板显示器制造、和万维网应用)，相当大(例如，长度为10)的细长紫外光发射灯已经被用于辐照大面积基质(例如，半导体晶片)的表面。在受辐照基质上的最终辐照图案一般是不均匀的。辐照光学系统的相关技术已经采用了复杂的光学设计以修正不均匀的辐照度。由于额外的光学部件被添加至系统以改善不均匀的辐照度，这导致了辐照光学系统的低效率(或集光率)。
技术实现思路
通过提供一种用于固化应用的光发射源解决了上述问题并获得了本
的技术方案。所述光发射源包括第一壳体，所述第一壳体具有顶壁和一个或多个侧壁。所述顶壁和所述一个或多个侧壁限定具有第一开口端的第一包壳。所述光发射源还包括布置在所述第一壳体的第一包壳中的多个光发射装置。所述多个光发射装置中的每一个的一侧从所述第一包壳的所述第一开口端面向外。所述多个光发射装置构造成从所述第一开口端发射光，以在目标物的表面的面对部分上产生大致均匀的照明区域。附图说明结合附图考虑下文所示示例的详细描述，将更容易地理解本公开，在附图中：图1显示了本公开的大面积辐照设备的一个示例的侧视图。图2A显示了图1的设备的透明侧视图，其重点放在设备中的一系列光发射装置的位置上。图2B显示了图1和2A的设备中的光发射装置的布置样式的一个示例的仰视图。图3显示了示出了图1、2A和2B的设备的光学输出的一个示例的模拟模型的三维图。图4A是包含进图1的设备中的单个光发射装置的正面前视图。图4B是图4A的光发射装置的侧视图。图4C是图4B的光发射装置的底部侧视图。图5A和5B分别显示了与图4B和4C的光发射装置相同的视图，伴随的图分别显示了光发射装置通过黑玻璃(weldingglass)的等离子体发射。图6是图4A-4C的光发射装置示例的测量的辐照曲线对比模拟的辐照曲线的二维图。应当理解，附图仅出于阐述本公开概念的目的，且可以不成比例。具体实施方式图1显示了本公开的大面积辐照设备100的一个示例的侧视图。图2A显示了图1的设备100的透明侧视图，其重点放在设备100中的一系列光发射装置102a-102n的位置上。图2B显示了图1和2A的设备100中的光发射装置102a-102n的布置样式的一个示例的仰视图。在示例中，设备100包括一系列小(例如，1英寸长)紫外光发射装置102a-102n、具有顶壁106和一个或多个侧壁108的壳体104。在一个非限制性示例中，壳体104可以具有圆筒形形状。在示例中，顶壁106可以具有圆形形状且所述一个或多个侧壁108可以是形成敞开圆筒的一个侧壁(此后称为“侧壁108”)。顶壁106和侧壁108限定具有开口端112的包壳110。多个光发射装置102a-102n布置在壳体104的包壳110中。所述多个光发射装置102a-102n中的每一个的一侧116a-116n从包壳110的开口端112面向外(例如，面向图2的纸面之外)。所述多个光发射装置102a-102n构造成沿着方向113从开口端112发射光，以在目标物(未示出)的表面的面对部分上产生大致均匀的照明区域。图3显示了示出了图1、2A和2B的设备的光学输出的一个示例的模拟模型的三维图。辐照输出的模型图显示了在450mm直径上具有1W/cm2亮度的高均匀图案。对于在模拟中使用的19个发射器中的每一个来说，每个发射器的辐照输出设定为120W(无镜面依赖性)。在目标表面区域(未示出)的面对部分上的照明均匀度的变化小于或等于5％且光学效率大于90％。对观察到的辐照图案的不均匀性起主要贡献的因素可以归因于在模型中使用的有限数量的光子。在实际系统中，可以期望更高的均匀性。返回图1、2A和2B，所述多个光发射装置102a-102n中的每个光发射装置(例如，102a)相对于其它光发射装置(102b-102n)的位置可以在设备100中被改变(例如，是灵活的)。在一个示例中，每个光发射装置(102a)的位置可以独立于设备100中的所述多个光发射装置102a-102n中的其它光发射装置(例如，102b-102n)的位置(例如，自由地布置)。在另一示例中，所述多个光发射装置102a-102n可以利用更高密度的光发射装置102a-102n布置在壳体104中，其相对于壳体104的中心靠近壳体104的侧壁108。在另一示例中，所述多个光发射装置102a-102n可以布置在大致平行于壳体104的顶壁106的平面中。在一个示例中，所述设备可以进一步包括第一反射器118，所述第一反射器从靠近壳体104的开口端112的侧壁108处延伸。在一个示例中，所述第一反射器118可以在内表面120上具有反射涂层，所述反射涂层反射入射在内表面120上的光。在一个示例中，所述第一反射器118可以由金属或石英基材料制成。在一个示例中，所述第一反射器118可以由形成为圆筒形状的一张反射性铝基材料(例如，AlanodMiro)形成，以捕获光发射装置102a-102n的所有发射光并将其重定向在基质上。石英基材料可以具有高镜面反射电介质涂层或漫反射石英反射涂层，或具有这两种涂层。在一个示例中，所述设备可以进一步包括第二反射器122，所述第二反射器从所述第一反射器118延伸，并且在一个示例中，可以与所述第一反射器118具有(但非必须)相同的形状(例如，圆筒形)和/或材料。在一个示例中，第二反射器122可以在内表面124上具有用于入射在内表面124上的光的反射涂层。在一个示例中，第二反射器122可以由金属或石英基材料制成。在一个示例中，如果要求真空相容性和低污染性，则第二反射器122能够由石英材料制成，该石英材料具有高镜面反射电介质涂层或漫反射石英反射涂层，比如Heraeus反射涂层(HRC)。HRC是熔融在石英表面中的碾碎的石英材料。HRC由HeraeusQuartzAmerica，LLCofBuford，Georgia制造。第一反射器118和第二反射器122的长度、直径和材料可以独立地改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：第一壳体，所述第一壳体具有顶壁和一个或多个侧壁，所述顶壁和所述一个或多个侧壁限定具有第一开口端的第一包壳；和多个光发射装置，所述多个光发射装置布置在所述第一壳体的所述第一包壳中，所述多个光发射装置中的每一个的一侧从所述第一包壳的第一开口端面向外，所述多个光发射装置构造成从所述第一开口端发射光，以在目标物的表面的面对部分上产生大致均匀的照明区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.11 US 61/876,3731.一种设备，包括：
第一壳体，所述第一壳体具有顶壁和一个或多个侧壁，所述顶壁
和所述一个或多个侧壁限定具有第一开口端的第一包壳；和
多个光发射装置，所述多个光发射装置布置在所述第一壳体的所
述第一包壳中，所述多个光发射装置中的每一个的一侧从所述第一包
壳的第一开口端面向外，所述多个光发射装置构造成从所述第一开口
端发射光，以在目标物的表面的面对部分上产生大致均匀的照明区域。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个光发射装置相对于所
述多个光发射装置的其它光发射装置的位置是能够变化的。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，每个光发射装置的位置独
立于所述多个光发射装置的其它光发射装置的位置。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个光发射装置以高
密度的光发射装置布置在所述第一壳体中，其相对于所述第一壳体的
中心更靠近所述第一壳体的所述一个或多个侧壁。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个光发射装置构造
成发射一种或多种波长的紫外光。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个光发射装置中的
每个光发射装置包括填充有一种或多种材料的无灯丝灯泡，以响应于
由射频或微波能的激励而发射紫外光。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，填充至少一个无灯丝灯泡
的材料不同于填充所述多个光发射装置中的另一无灯丝灯泡的材料。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个光发射装置中的
每个光发射装置包括：
第二壳体，所述第二壳体具有顶壁和一个或多个侧壁，所述顶壁
和所述一个或多个侧壁限定具有第二开口端的第二包壳，所述无灯丝
灯泡的远端侧从所述第二包壳的所述第二开口端面向外并且构造成从
所述第二开口端发射光。
9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·伦哈特，P·K·斯沃因，
申请(专利权)人：贺利氏特种光源美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US