[发明专利]具有许多小发射器的大面积高均匀性紫外光源

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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)。

发明内容

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技术领域的技术方案。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(welding glass)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。