光照射装置的制作方法

本实用新型的实施方式涉及一种光照射装置。

背景技术：

在液晶屏的制造工序中，例如为了在贴合液晶屏的玻璃基板时等使紫外线硬化型密封材料硬化，一直使用照射紫外线的光照射装置。对于液晶屏的制造工序中所用的光照射装置来说，伴随着液晶屏的玻璃基板的大型化，为了对大型液晶屏照射紫外线而有使紫外线灯长条化且增加紫外线灯的个数的倾向。另一方面，为了降低光照射装置的能耗，逐渐使用发出紫外线的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)代替紫外线灯来作为发光元件。

关于相关技术的光照射装置，有以下构成：在邻接地配置的各基板中，使基板的布线图案的间隔不同，由此抑制各基板的LED间产生的沿面放电，并且高密度地配置多数个LED。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-91974号公报

技术实现要素：

[实用新型所要解决的问题]

对于光照射装置来说，例如在制造一边为2[m]～3[m]左右的大型液晶屏的情况下，理想的是以均等的间距排列多数个LED，以在照射范围内均匀地获得累计光量。另外，紫外线照射装置中，为了确保与紫外线灯同等的光量，理想的是尽可能高密度地配置多数个LED。

然而，例如在长度为3[m]左右的排列方向上以4[mm]的间距将LED排列成一列的情况下，若将LED的顺向电压(VF)设为3.5[V]，则使多个LED统一亮灯的亮灯电压成为2.6[kV]的高电压，因此难以实现电源。进而，也难以实现LED的排列方向上的长度为3[m]左右的基板。

因此，想到分多个基板来排列多个LED，并且利用多个电源使各个基板分别亮灯的构成。但是，随着基板的个数增加而导致各基板间或基板与电源的连接构造的复杂化，因此优选抑制基板的个数。另一方面，在抑制了基板个数的情况下，会导致电源的高电压化，因此难以确保各基板间的绝缘距离。即，在使用高电压的电源的构成中确保各基板间的绝缘距离适当的情况下，会扩大基板彼此在LED的排列方向上的间隔，由此无法在多个基板整体上以均等的间距配置LED。

因此，本实用新型的目的在于提供一种能均等地配置多个发光元件的间距，并且抑制形成大型发光区域时的基板的个数增加的光照射装置。

[解决问题的技术手段]

实施方式的光照射装置包括：连接有多个发光元件的基板、设有所述基板的散热构件、对所述多个发光元件中的第一发光元件群供给电力的第一电源、以及对所述多个发光元件中的第二发光元件群供给电力的第二电源，且在基板上，将位于所述第一发光元件群的电流方向最上游的发光元件、与位于所述第二发光元件群的电流方向最上游的发光元件彼此相邻地配置，位于所述第一发光元件群的电流方向最下游的发光元件、及位于所述第二发光元件群的电流方向最下游的发光元件与所述散热构件为相同电位。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，能均等地配置多个发光元件的间距，并且抑制形成大型发光区域时的基板的个数增加。

附图说明

图1为表示第一实施方式的光照射装置的平面图。

图2为表示第一实施方式的光照射装置的侧面图。

图3为用来说明第一实施方式的光照射装置的第一发光元件群及第二发光元件群的侧面图。

图4为用来说明第一实施方式的光照射装置的各发光元件及布线图案的沿面距离的截面图。

图5为用来说明在第一实施方式的光照射装置中排列有多个基板的构成的截面图。

图6为表示利用第一实施方式的光照射装置所具有的多个发光元件对被照射体照射紫外线的状态的示意图。

图7为表示第二实施方式的光照射装置的平面图。

图8为表示第三实施方式的光照射装置的平面图。

符号的说明

1、2、3：光照射装置

5：基板

6：散热构件

7A：第一电源

7B：第二电源

8a、8b：布线图案(导体)

9：连接线

10、10a、10b、10c、10d：发光元件

11A：第一发光元件群

11B：第二发光元件群

d：沿面距离

P：间距

W：被照射体

X：方向(长边方向)

Y：方向(短边方向)

具体实施方式

以下将说明的实施方式的光照射装置(1、2、3)具备基板5、散热构件6、第一电源7A及第二电源7B。在基板5上设有第一发光元件群11A及第二发光元件群11B。第一发光元件群11A中，将多个发光元件10串联连接。第二发光元件群11B中，将多个发光元件10串联连接。散热构件6支持基板5。第一电源7A对第一发光元件群11A供给电力。第二电源7B对第二发光元件群11B供给电力。在基板5上，将发光元件10a与发光元件10b彼此相邻地配置。发光元件10a位于第一发光元件群11A的电流方向最上游。发光元件10b位于第二发光元件群11B的电流方向最上游。发光元件10c及发光元件10d与散热构件6为相同电位。发光元件10c位于第一发光元件群11A的电流方向最下游。发光元件10d位于第二发光元件群11B的电流方向最下游。

另外，以下将说明的实施方式的光照射装置(1、2、3)所具备的基板5具有第一导体(布线图案8a)及第二导体(布线图案8b)。第一导体(布线图案8a)将第一发光元件群11A的多个发光元件10连接。第二导体(布线图案8b)将第二发光元件群11B的多个发光元件10连接。从各发光元件10、第一导体(布线图案8a)及第二导体(布线图案8b)到散热构件6的沿着基板5表面的沿面距离为绝缘距离以上。

另外，以下将说明的实施方式的光照射装置(1、2)的第一发光元件群11A及第二发光元件群11B中，将多个发光元件10沿着同一直线上排列。

另外，以下将说明的实施方式的光照射装置3的第一发光元件群11A及第二发光元件群11B中，将多个发光元件10蜿蜒地排列。

另外，以下将说明的实施方式的光照射装置(1、2、3)的发光元件10发出波长200[nm]～450[nm]的紫外线。

(第一实施方式)

以下，参照附图对实施方式的光照射装置进行说明。图1为表示第一实施方式的光照射装置的平面图。图2为表示第一实施方式的光照射装置的侧面图。图3为用来说明第一实施方式的光照射装置的第一发光元件群及第二发光元件群的侧面图。

(光照射装置的构成)

如图1及图2所示那样，第一实施方式的光照射装置1具备：设有第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的基板5、支持基板5的散热构件6、对第一发光元件群11A供给电力的第一电源7A、及对第二发光元件群11B供给电力的第二电源7B。

附图中，将呈长条状的基板5的长边方向(发光元件10的排列方向)示作X方向，将基板5的短边方向示作Y方向。第一实施方式中，为便于说明而对具有一个基板5的光照射装置1进行说明，但并不限定基板5的个数。

基板5是利用氧化铝等陶瓷、环氧树脂等具有绝缘性的材料而形成为长条状，且将长边方向的长度形成为例如1[m]左右。如图1所示那样，在基板5上，例如将150个～170个左右的发光元件10沿着X方向排列成一列而分别作为第一发光元件群11A及第二发光元件群11B。关于发光元件10，可使用发出波长为200[nm]左右～450[nm]左右的紫外线的LED。多个发光元件10例如是以4[mm]左右的规定的间距P而排列。对于基板5，在要安装发光元件10的安装面上设有作为第一导体的布线图案8a、及作为第二导体的布线图案8b，经由布线图案8a、布线图案8b将多个发光元件10串联连接。

第一发光元件群11A中，经由基板5的布线图案8a将多个发光元件10串联连接。同样地，第二发光元件群11B中，经由布线图案8b将多个发光元件10串联连接。第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的各发光元件10是以相同的间距P而配置。本实施方式中，第一发光元件群11A及第二发光元件群11B中，将多个发光元件10沿着同一直线上排列。

在基板5上，将位于第一发光元件群11A的电流方向最上游的发光元件10a、及位于第二发光元件群11B的电流方向最上游的发光元件10b配置在基板5的长边方向(X方向)的中央，在基板5的中央将各发光元件10a、10b彼此相邻地配置。另外，将位于第一发光元件群11A的电流方向最下游的发光元件10c、及位于第二发光元件群11B的电流方向最下游的发光元件10d配置在基板5的外周侧，且将各发光元件10c、10d设定为与散热构件6相同的电位。

即，第一发光元件群11A及第二发光元件群11B中，在经串联连接的多个发光元件10中，将配置在正电压(阳极)侧端部的发光元件10a、发光元件10b彼此邻接地配置。另外，第一发光元件群11A及第二发光元件群11B中，在经串联连接的多个发光元件10中，将配置在负电压(阴极)侧端部的发光元件10c、发光元件10d配置在基板5的外周侧。各发光元件10c、10d、更具体而言各发光元件10c、10d的负电压(阴极)侧通过设定为与经设定为接地电位的散热构件6相同的电位，而与散热构件6同样地成为接地状态。

另外，作为第一发光元件群11A而排列的多个发光元件10的个数、与作为第二发光元件群11B而排列的多个发光元件10的个数是设定为相同。因此，位于第一发光元件群11A的电流方向最上游的发光元件10a、与位于第二发光元件群11B的电流方向最上游的发光元件10b为相同电位。如此这样，能在基板5的中央，抑制配置在第一发光元件群11A与第二发光元件群11B的正电压侧端部的各发光元件10a、10b之间产生沿面放电，因此能减小在邻接的各发光元件10a、10b间要确保的空间距离。因此，能在第一发光元件群11A与第二发光元件群11B中以均等的间距P排列。

此外，本实施方式中，作为第一发光元件群11A而排列的多个发光元件10的个数、与作为第二发光元件群11B而排列的多个发光元件10的个数是设定为相同，但不限定于相同个数。从抑制邻接地配置的各发光元件10a、10b间的沿面放电的观点来看，优选第一发光元件群11A的发光元件10的个数与第二发光元件群11B的发光元件10的个数相等，但也可在满足沿面距离基准的电位差的范围内，使作为第一发光元件群11A而排列的多个发光元件10的个数、与作为第二发光元件群11B而排列的多个发光元件10的个数不同。

散热构件6是由铝等金属材料所形成，且固定在排列有发光元件10的基板5的安装面的背面侧。散热构件6为散热片(heat sink)，虽未图示，但具有沿着基板5的厚度方向突出的多个鳍片(fin)。关于散热构件6，也可设置能在内部流通冷却介质的冷却块。通过利用散热构件6使发光元件10所产生的热散发，能抑制发光元件10的温度上升，因此能抑制照度的变动。

第一电源7A经由连接线9而与第一发光元件群11A的布线图案8a连接。同样地，第二电源7B经由连接线9而与第二发光元件群11B的布线图案8b连接。第一电源7A及第二电源7B使第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的各发光元件10统一亮灯。第一电源7A及第二电源7B例如可使用600[V]左右的直流高压电源。另外，光照射装置1是以经由未图示的控制电路或开关电路等将第一电源7A及第二电源7B统一接通、断开的方式构成。

(光照射装置的沿面距离)

图4为用来说明第一实施方式的光照射装置1的各发光元件10及布线图案8a的沿面距离的截面图。此外，图4中为了方便起见，以离开基板5表面的虚线来表示下文将述的沿面距离d，但沿面距离d为沿着基板5的表面上的距离。此处所谓沿面距离，是指两个导体间的沿着绝缘材料表面的最短距离。另外，图4中仅示出布线图案8a，以下仅对布线图案8a进行说明，但布线图案8b也与布线图案8a相同。

如图4所示那样，在光照射装置1中，在基板5的短边方向(Y方向)上，将从基板5上的各发光元件10连结到散热构件6的沿着基板5表面的沿面距离d确保为所述绝缘距离以上。同样地，在基板5的短边方向上，将从基板5上的布线图案8a的一端连结到散热构件6的沿着基板5表面的沿面距离d确保为绝缘距离以上。由此，在基板5的短边方向上，将基板5上的所有发光元件10及布线图案8a的整个区域适当地绝缘。基板5的厚度是形成为1.0[mm]左右。

此处所谓绝缘距离，为与信息设备相关的安全标准国际电工委员会(International Electro technical Commission，IEC)-J60950-1所规定的绝缘距离，是指将基板5上的多个发光元件10及布线图案8a适当绝缘的远离距离。本实施方式的绝缘距离为以作为发光元件10的LED的封装(外饰材料)的外周面为基准的最短距离。此外，在布线图案8a的外缘较LED的封装的外周面更接近基板5的端面(外周缘)的情况下，即，在以布线图案8a的外缘位于较LED的封装的外周面更靠基板5外侧的方式将布线图案8a形成得大的情况下，绝缘距离是指以布线图案8a的外缘为基准的最短距离。

如图3所示那样，对于第一发光元件群11A的发光元件10a及第二发光元件群11B的发光元件10b，将在发光元件10的排列方向上相邻的各LED的封装的侧面彼此的间隙(空间距离)形成为0.5[mm]左右。本实施方式中，由于位于第一发光元件群11A与第二发光元件群11B的电流方向最上游的各发光元件10a、10b为相同电位，因此能减小所述间隙。

另外，关于基板5的长边方向(X方向)的两端，从作为第一发光元件群11A的发光元件10c及第二发光元件群11B的发光元件10d的LED的封装的侧面(发光元件10的排列方向上的布线图案8a、布线图案8b的一端)到基板5的一端的最短延伸距离是形成为0.25[mm]左右。同样地，在第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的发光元件10的排列方向上，从所述排列方向的布线图案8a、布线图案8b的一端到基板5的一端的最短延伸距离是形成为0.25[mm]左右(参照图5)。本实施方式中，第一发光元件群11A与第二发光元件群11B中，位于电流方向最下游的各发光元件10c、10d与散热构件6为相同电位，因此能减小所述最短延伸距离。

另外，如图3所示那样，在基板5的厚度方向上，从支持基板5的散热构件6的支持面到基板5上的布线图案8a、布线图案8b的上表面的高度是形成为1.0[mm]左右。在基板5的厚度方向上，从布线图案8a、布线图案8b的上表面到LED的封装的上表面的高度是形成为1.5[mm]左右。在LED的排列方向上，LED的封装的长度L是形成为3.5[mm]左右。

如图5所示那样，设有第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的基板5也可在发光元件10的排列方向上并排地配置。根据本实施方式，通过第一发光元件群11A与第二发光元件群11B的各发光元件10c、10d与散热构件6为相同电位而缩短基板5两端的最短延伸距离，因此能抑制各基板5间邻接的发光元件10c、发光元件10d间的距离变大，能遍及多个基板5而以均一的间距P排列多个发光元件10。

(光照射装置的紫外线照射状态)

图6为表示利用第一实施方式的光照射装置所具有的多个发光元件对被照射体照射紫外线的状态的示意图。

如图6所示那样，光照射装置1中，沿着基板5的短边方向(Y方向)搬送液晶屏等被照射体W，由此对经过紫外线的照射范围的被照射体W照射沿着基板5的长边方向(X方向)排列的第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的各发光元件10所发出的紫外线。光照射装置1由于将第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的多个发光元件10全部以相同的间距P配置，因此对被照射体W均匀地照射紫外线。

如上文所述那样，在第一实施方式的光照射装置1的基板5上，将位于第一发光元件群11A的电流方向最上游的发光元件10a、与位于第二发光元件群11B的电流方向最上游的发光元件10b彼此相邻地配置，且位于第一发光元件群11A的电流方向最下游的发光元件10c、及位于第二发光元件群11B的电流方向最下游的发光元件10d与散热构件6为相同电位。由此，能抑制第一发光元件群11A与第二发光元件群11B中邻接的各发光元件10a、10b间产生沿面放电，因此能减小各发光元件间的间隙。进而，能减小在发光元件10的排列方向上并排的基板5彼此的绝缘距离。因此，能利用抑制基板5的个数并且抑制电源的高电压化的构成，来实现在对被照射体W的照射范围内使紫外线的累计光量均匀。

因此，根据光照射装置1，能均等地配置多个发光元件10的间距P，并且抑制形成一边为3[m]左右以上的大型发光区域时的基板5的个数增加。结果，例如能在用来制造一边的长度为3[mm]左右以上的大型液晶屏的光照射装置中，确保紫外线的照度分布的均匀性，并且实现装置整体的小型化。

另外，第一实施方式的光照射装置1中，从第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的各发光元件10及布线图案8a、布线图案8b到散热构件6的沿着基板5表面的沿面距离d为绝缘距离以上。由此，能抑制基板5的沿面放电的产生。

另外，第一实施方式的光照射装置1的发光元件10发出波长为200[nm]～450[nm]的紫外线。由此，在贴合液晶屏的玻璃基板时等，在照射使紫外线硬化型密封材料硬化的紫外线时特别合适。

此外，第一实施方式中，在一个基板5上设有一组发光元件群即第一发光元件群11A及第二发光元件群11B，但也可在一个基板5上在发光元件10的排列方向上并排设有多组发光元件群。例如也可在一个基板5上配置第一发光元件群及第二发光元件群、以及第三发光元件群及第四发光元件群，且将位于第二发光元件群的电流方向最下游的发光元件、与位于第三发光元件群的电流方向最下游的发光元件彼此相邻地配置。即，也可在一个基板5上，沿着发光元件10的排列方向并排配置有偶数个发光元件群。

以下，参照附图对其他实施方式的光照射装置进行说明。此外，其他实施方式中，为方便起见而对与第一实施方式相同的构成构件标注与第一实施方式相同的符号，省略说明。

(第二实施方式)

图7为表示第二实施方式的光照射装置的平面图。第二实施方式中，具有多个第一发光元件群11A及多个第二发光元件群11B的方面与第一实施方式不同。

如图7所示那样，第二实施方式的光照射装置2具有在基板5的短边方向(Y方向)上并排设置的多个第一发光元件群11A及多个第二发光元件群11B。多个第一发光元件群11A及多个第二发光元件群11B的各发光元件10是在基板5的长边方向(X方向)及短边方向上以相同的间距P而配置。多个第一发光元件群11A经由布线图案8a而与第一电源7A并联连接。同样地，多个第二发光元件群11B经由布线图案8b而与第二电源7B并联连接。此外，也可将多个第一发光元件群11A及多个第二发光元件群11B各自与多个电源分别串联连接。

此外，所谓第二实施方式的“位于第一发光元件群11A的电流方向最上游的发光元件10”，是指图7中的虚线所包围的多个发光元件10a。同样地，“位于第二发光元件群11B的电流方向最上游的发光元件10”是指虚线所包围的多个发光元件10b，“位于第一发光元件群11A的电流方向最下游的发光元件10”是指虚线所包围的多个发光元件10c，“位于第二发光元件群11B的电流方向最下游的发光元件10”是指虚线所包围的多个发光元件10d。

第二实施方式中，也与第一实施方式同样地，能均等地配置多个发光元件10的间距P，并且抑制形成大型发光区域时的基板5的个数增加。另外，第二实施方式中，也可在各发光元件10的排列方向上并排配置多个基板5。

(第三实施方式)

图8为表示第三实施方式的光照射装置的平面图。第三实施方式中，将第一发光元件群11A及第二发光元件群11B蜿蜒地排列的方面与第一实施方式不同。

如图8所示那样，第三实施方式的光照射装置3中，布线图案8a、布线图案8b例如是以在基板5的短边方向(Y方向)的两端折回的方式蜿蜒地形成。第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的各发光元件10是沿着布线图案8a、布线图案8b而蜿蜒地排列，并且通过布线图案8a、布线图案8b而串联连接。位于第一发光元件群11A的电流方向最上游的发光元件10a、与位于第二发光元件群11B的电流方向最上游的发光元件10b是在基板5的长边方向(X方向)及短边方向的中央彼此相邻地配置。另外，多个第一发光元件群11A及多个第二发光元件群11B的各发光元件10是在基板5的长边方向及短边方向上以相同的间距P而配置。

此外，所谓第三实施方式的“位于第一发光元件群11A的电流方向最上游的发光元件10”，是指图8中的虚线所包围的多个发光元件10a。同样地，“位于第二发光元件群11B的电流方向最上游的发光元件10”是指虚线所包围的多个发光元件10b。另外，图8中虽未图示，但“位于第一发光元件群11A的电流方向最下游的发光元件10”是指沿着基板5的短边方向(Y方向)并排成一列的多个发光元件10c，“位于第二发光元件群11B的电流方向最下游的发光元件10”是指沿着基板5的短边方向(Y方向)并排成一列的多个发光元件10d。

另外，虽未图示，但第一发光元件群11A及第二发光元件群11B的各发光元件10也可从基板5的中央朝向基板5的外周侧应用螺旋状等的任意排列。在将第一发光元件群11A及第二发光元件群11B排列成螺旋状的情况下，将各发光元件10在螺旋的径向上以相同的间距P配置。

第三实施方式中，也与第一实施方式同样地，能均等地配置多个发光元件10的间距P，并且抑制形成大型发光区域时的基板5的个数增加。

对本实用新型的实施方式进行了说明，但实施方式是作为示例而提示，并非意在限定本实用新型的范围。实施方式能以其他各种方式实施，能在不偏离实用新型的主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。与包含在本实用新型的范围或主旨内同样地，实施方式或其变形包含在权利要求所记载的实用新型及其均等范围内。