光源装置、照明装置以及曝光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供光源装置、照明装置以及曝光装置。在以LED为光源的光源装置中抑制光的总输出降低。光源装置具有LED阵列和冷却器，该LED阵列具备基板、配置在上述基板上的第一LED芯片和发光效率比上述第一LED芯片高的第二LED芯片，该冷却器用于利用从制冷剂入口流向制冷剂出口的制冷剂来冷却上述LED阵列，上述第一LED芯片相比上述第二LED芯片配置在上述冷却器的制冷剂入口侧。器的制冷剂入口侧。器的制冷剂入口侧。

【技术实现步骤摘要】
光源装置、照明装置以及曝光装置


[0001]本专利技术涉及光源装置、照明装置以及曝光装置。

技术介绍

[0002]在半导体器件或平板显示器(FPD)的制造工序中使用曝光装置。曝光装置在光刻工序中，将作为原版的光罩或掩模的图案，经由投影光学系统转印到感光性的基板(例如在表面形成有抗蚀剂层的晶圆或玻璃板)上。
[0003]作为曝光装置的光源，例如使用汞灯，但近年来，作为汞灯的替代，期望置换成节能的发光二极管(LED：Light Emitting Diode)。对于LED，从使电流流向控制发光的基板电路起直至光的输出稳定为止的时间短，无需像汞灯那样始终发光，故而寿命也长。
[0004]可是，每个LED芯片的光输出极小。于是，在作为光源使用LED替代汞灯的场合，寻求的是使用将多个LED芯片(作为一例是1000个左右)排列在基板上而得的LED阵列来增大光的总输出的方式以及用于高效冷却发热的LED芯片的技术。
[0005]另外，即便是相同规格内的LED芯片，有时也会因制造LED芯片时的制造误差而导致发光效率出现差异。专利文献1公开了以LED为光源的背光源，公开的是能在LED芯片的发光效率好的场合减少配置的LED芯片的数量来抑制成本的技术。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献1：日本特开2009
‑
129591号公报
[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]在使用多个LED芯片的场合，存在着以下问题：会因LED芯片的发热而超过LED芯片的允许温度，LED芯片会无法点亮。在专利文献1中不存在这样的课题认知，没有公开有关来自LED芯片的发热的内容。

技术实现思路

[0010]于是，本专利技术的目的在于提供在以LED为光源的光源装置中有利于抑制光的总输出降低的技术。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]为了达成上述目的，作为本专利技术的一个方面的光源装置，其特征在于，该光源装置具有：LED阵列，该LED阵列包括基板和配置在上述基板上的发光效率不同的多个LED芯片并具备电路；以及冷却器，该冷却器用于利用从制冷剂入口流向制冷剂出口的制冷剂来冷却上述LED阵列，将来自上述LED阵列的光照向照明面，其中，基于表示上述冷却器的冷却能力和上述LED芯片的发光效率的信息，在上述基板上配置上述多个LED芯片。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本专利技术，能提供例如在以LED为光源的光源装置中有利于抑制光的总输出降低的技术。
[0015]通过以下示例性实施例的描述(参考附图)，本专利技术的其他特征将变得显而易见。
附图说明
[0016]图1是光学装置的俯视图。
[0017]图2是示出冷却器的内部结构的图。
[0018]图3是说明发光效率的图。
[0019]图4是示出比较例的图。
[0020]图5是第一实施方式的光学装置的俯视图。
[0021]图6是第二实施方式的光学装置的俯视图。
[0022]图7是第三实施方式的光学装置的俯视图。
[0023]图8是照明光学系统的概略图。
[0024]图9是光源部的剖视概略图。
[0025]图10是曝光装置的概略图。
具体实施方式
[0026]下面，基于附图对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。
[0027]<第一实施方式>
[0028]使用图1对光源装置1进行说明。图1是本实施方式的光源装置1的俯视图。光源装置1具有电力基板2、LED芯片3、冷却器4以及控制部5。在电力基板2上配置有多个LED芯片3，以下，将电力基板2和多个LED芯片3统称为LED阵列。在电力基板2上将铜配线与LED芯片3连接并安装，形成有用于驱动LED芯片3的电路。通过在电路中流通电流，从LED芯片3输出规定波长的光，LED芯片3发热。
[0029]本实施方式中的LED阵列形成有电力串联配置了多个LED芯片3而成的芯片列。可以如图1所示那样，包括多个芯片列地形成LED阵列，芯片列经由连接器6a、6b而与控制部5连接。
[0030]控制部5包括电源，对流向LED芯片3的电流、施加于电源的电压进行控制，对从LED芯片3输出的光量控制。控制部5也可以控制流向LED芯片3的电流、施加于电源的电压，以便在由光学装置1照明的照明面成为目标光照强度。控制部5既可以是1个控制部与多个芯片列连接，也可以是多个控制部与芯片列的每个组连接并以每个控制部对流向LED芯片的电流、施加于电源的电压进行控制。
[0031]冷却器4跟电力基板2中与配置有LED芯片3的面相反侧的面接触。冷却器4通过使制冷剂在冷却器4内部流动，从电力基板2吸走热量来冷却LED阵列。图2是示出冷却器4的内部结构的图。冷却器4与制冷机7连接，制冷剂从冷却器4的制冷剂入口8流向制冷剂出口9。从电力基板2吸走热量后的制冷剂从冷却器出口9向制冷机7循环，从而再次冷却LED阵列。
[0032]为了提高由制冷剂在每单位时间能从LED阵列除去的热量定义的冷却能力，在冷却器4中，沿着从制冷剂入口侧向制冷剂出口侧的方向延伸地设有多个隔板10。由此，形成使制冷剂可到达冷却器4整体的流路。制冷剂在隔板10间流动，通过热交换而从电力基板2吸走热量，将LED阵列冷却。在制冷剂中，例如使用以冷却能力优异的水作为主成分的液体、或是以电绝缘性优异的油作为主成分的液体。
[0033]为了提高上述的冷却能力，优选的是，在电力基板2或冷却器4使用热传导率好的材料。作为电力基板2的基材，例如可使用热传导率高的氮化铝。作为冷却器4的材料，例如
可使用铜或铝等。
[0034](LED芯片的发光效率和发热量)
[0035]对LED芯片的发光效率进行说明。图3是示出流向LED芯片3的电流与施加于LED芯片3的电力量(由光输出量与发热量之和表示)的关系的图。若有电流流向LED芯片3，则对应于电流的大小，从LED芯片3输出光。相对于电流的LED芯片3的光输出量由LED芯片3的发光效率确定。LED芯片3的发光效率由LED芯片3的光输出的大小相对于施加于LED芯片3的电力的比例来定义。
[0036]图3的(a)是发光效率低的例子，相对于施加于LED芯片3的电力，LED芯片的光输出小，LED芯片的发热量大。另一方面，图3的(b)是发光效率高的例子，相对于施加于LED芯片3的电力，LED芯片的光输出大，LED芯片的发热量小。即，为了以发光效率不同的LED芯片获得相同的光输出，需要增大流向发光效率低的LED芯片的电流。此时，在发光效率低的LED芯片中，相比发光效率高的LED芯片，发热量变大。
[0037]另外，如图3所示那样，为了增大来自LED芯片的光输出，需要增大流向LED芯片的电流。若增大电流，则对应于LED芯片的发光效率，LED芯片发热。在LED芯片中具有可允许的LED芯片的允许温度，若LED芯片的温度超过该允许温度，则LED芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光源装置，其特征在于，上述光源装置具有：LED阵列，该LED阵列具备基板、配置在上述基板上的第一LED芯片和发光效率比上述第一LED芯片高的第二LED芯片；以及冷却器，该冷却器用于利用从制冷剂入口流向制冷剂出口的制冷剂来冷却上述LED阵列，上述第一LED芯片相比上述第二LED芯片配置在上述冷却器的制冷剂入口侧。2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述冷却器配置成跟上述基板中与配置有上述第一LED芯片以及第二LED芯片的面相反侧的面接触，上述冷却器的冷却能力对应于上述基板的区域而有所不同。3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述冷却器的制冷剂入口侧的冷却能力比上述冷却器的制冷剂出口侧的冷却能力大。4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述LED阵列包括多个芯片列，该芯片列串联连接有多个LED芯片，上述制冷剂流动的方向包括相对于上述芯片列中的LED芯片的排列方向水平的分量。5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述LED阵列包括多个芯片列，该芯片列串联连接有多个LED芯片，上述制冷剂流动的方向包括相对于上述芯片列中的LED芯片的排列方向垂直的分量。6.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于，在上述LED阵列中，配置有基于发光效率而分类成至少2个等级的LED芯片，上述芯片列由分类成相同等级的LED芯片构成。7.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于，配置在上述上述冷却器...

【专利技术属性】
技术研发人员：安永大辅，昼间健太郎，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：