CN109923477A - 曝光用光源模块单元以及设置有所述光源模块单元的曝光装置 - Google Patents
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Abstract
公开一种曝光用光源模块单元。所公开的曝光用光源模块单元包括：光源面板，其包括以阵列结构形成的多个紫外线发光元件；光学面板，其包括以从分别与单位发光元件相对应的位置针对主光轴向经过紫外线发光元件阵列的中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构形成的多个单位聚光透镜，多个单位聚光透镜在配置于发光元件的光射出侧的透光面板以一体型的阵列排列结构集成化，单位聚光透镜具有如下构成：光入射面形成为从平面、具有(‑)0.15以内的曲率(R)的凹面和具有(+)0.15以内的曲率(R)的凸面中选择的任意一种形态，同时，光射出面形成为凸透镜，紫外线发光元件和单位聚光透镜的间隔距离(C1)排列为相对于聚光透镜的直径(d)满足C1/d<0.5的值。
Description
技术领域
本发明涉及一种曝光用光源，更为详细地涉及一种曝光用紫外线发光元件(UVLED)光源模块单元，其为了在半导体晶元或图像显示面板等形成微细电路图形而使用于光刻(Photolithography)工艺，尤其，涉及一种曝光用紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元及设置有所述光源模块单元的曝光装置，其以如下形式进行了改良：用最佳组合的模块来构成作为光源的紫外线发光元件(UV LED)阵列(array)排列结构和以一体型集成化于透光面板的聚光透镜的形状及阵列排列结构，通过光输出功率(power)和照度分布极大化可以有效地提升曝光性能和曝光效率的同时，可容易地用单元(cell)形态来代替现有曝光装置中设置的光源模块，从而可提高性价比(cost performance ratio)。
背景技术
例如，作为电气电子设备的主要部件而内置的半导体元件或者电路板(PCB)及类似于液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)或有机发光二极管(OLED，Organic LightEmitting Diod)和等离子显示板(PDP，Plasma Display Panel)的图像显示面板,在其制造过程中的曝光工艺中，通过统称为光刻(Photolithography)的光微细加工技术而以形成微细电路图形的形式进行制造。
通常，利用于现有的曝光工艺中的曝光用光源主要使用超高压水银灯或者卤素灯，但是实情为，如众所周知的一样，如上所述的现有的曝光用光源暴露了由于低寿命和高消耗电力导致的低效率及由高费用引起的曝光工艺的效率问题，不仅如此，在环境方面也暴露了许多问题。
尤其，最近在制造类似于液晶显示器(LCD)或者有机发光二极管(OLED)等的显示器领域的薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)或制造滤色镜(CF，Color Filter)时，市场对于利用曝光图形的微细化技术来实现超高清的需求比较迫切，尽管如此，由于利用现有的曝光光源(Hg Lamp，水银灯)的曝光图形的微细化工艺的技术限制，虽然可惜，但现实是无法实现作为曝光图形的微细化和显示器产业的核心技术的超高清。
此外，由于针对最近的半导体元件的小型化和大容量化以及高集成化和高密度化的趋势，对曝光图形的微细化和高精密度化的要求不断增加，因此存在的问题在于，在利用现有的曝光用光源来实现对目前的微细化图形的要求时具有限制。
由此，最近在活跃进行例如类似于浸液曝光或者远紫外线曝光等的新的曝光技术的开发，尤其，紫外线发光元件(UV LED)作为低消耗电力和寿命长、单波长的选择性使用和可使用短波长及环保的曝光用光源，处于被万众瞩目为现有曝光用光源的替代品的趋势。
图1是将紫外线发光元件用作光源的现有曝光用光源模块单元的一个例子拍摄为照片而示出的图，设置于光学面板10的后方的光源面板(未示出)构成为，多个单位紫外线发光元件在电路基板上被安装为矩阵形态的阵列结构，并且装载于支撑面板。
并且，所述光学面板10具有透镜面板11和各个单位聚光透镜12以与多个单位孔相结合的形式设置的构成，透镜面板11以与光源面板相面对的形式整齐地配置于发光元件的光射出侧，多个单位孔穿孔形成于所述透镜面板11。
就如上所述的现有的将紫外线发光元件用作光源的曝光用光源模块单元而言，为了提高设置有聚光透镜12的透镜面板11的散热效果，例如，主要使用黄铜或铝或不锈钢等非透光性金属面板。因此，因为由从各个单位聚光透镜之间的非透光部产生的光损失导致的聚光效率降低，所以在整体光输出功率和照度分布图上具有限制，从而具有难以通过曝光图形的微细化实现超高清的问题。
另外，现有的曝光用光源模块单元的非透光性金属面板的散热性能具有限制，因此，驱动发热累积并集中在非透光性金属面板，从而驱动时间越增加，越渐渐热化，因此具有因为光输出功率及照度分布图的降低导致曝光质量下降的问题。因此，因为频繁的光学面板的更换具有使得曝光工艺生产率下降和费用上升的问题。
并且，就现有的曝光用光源模块单元而言，在穿孔于由非透光性金属面板形成的透镜面板11的孔上一一设置单位聚光透镜12，因为这样的组合工艺，具有使得制造成本上升、生产率下降的问题。
因此，就将紫外线发光元件(UV LED)用作光源的曝光装置而言，实情是迫切要求能够通过使得光损失减少的光路径的构成或照度分布图和光输出的功率提高及曝光图形的微细化来实现超高清，开发用于小型化、大容量化及高密度化等的高效率的新光源(UVLED)，同时开发光学部件、模块、单元等。
本发明是在如上所述的技术背景下导出的，所述背景技术的问题是本申请人为了导出本发明而具有的，或者作为在本发明的导出过程中重新获得并确保的内容，绝不能称为在本发明的申请之前对一般公众公知的内容。
发明内容
本发明是在如上所述的背景技术下考虑到现有的曝光装置的曝光用光源所具有的问题并为了改善所述问题而提出的，本发明的目的在于用于提供一种低消耗电力型紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元以及将所述单元设置为光源的曝光装置，其通过使得在以一体型阵列排列结构集成化于透光面板的多个单位聚光透镜之间产生的光损失最小化来使得聚光效率极大化。
本发明的另一个目的在于，用于提供一种紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元及将所述单元设置为光源的曝光装置，其利用以一体型阵列排列结构集成化于透光面板的多个单位聚光透镜使得聚光效率极大化，从而提高照度分布和光输出功率，据此，通过曝光图形的微细化可实现超高分辨率。
本发明的又另一个目的在于，提供一种经济的紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元以及将所述单元设置为光源的曝光装置，为了通过将各个单位聚光透镜以一体型阵列排列结构集成化于透光面板而形成光学面板组装体单元，去除用于支撑各个单位聚光透镜的透镜面板，从而提高组装性和生产率，降低制造成本。
本发明的又另一个目的在于，提供一种改良了的曝光用紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元以及设置有所述光源模块单元的曝光装置，其容易地用单元(cell)形态来代替现有曝光装置中设置的光源模块，从而可提高性价比(cost performance ratio)。
为了实现所述目的，根据本发明的曝光用光源模块单元包括光源面板和光学面板，光源面板设置为多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的阵列结构安装于电路板上，并装载于支撑面板，光学面板为了对从所述发光元件射出的光进行聚集而配置于所述发光元件的光射出侧，所述曝光用光源模块单元的特征在于，所述光学面板以与所述光源面板相面对的形式包括透光面板及多个单位聚光透镜,所述透光面板配置于所述发光元件的光射出侧，所述多个单位聚光透镜以一体型阵列排列结构集成化于所述透光面板,所述单位聚光透镜排列为从分别与所述发光元件相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
并且，为了实现所述目的，根据本发明的曝光装置包括曝光台、驱动装置、曝光用光源模块单元、光学系统及控制装置，曝光台用于支撑涂覆有感光剂的曝光用基板，驱动装置用于使得所述曝光台在X-Y平面坐标上以可移动的状态驱动，曝光用光源模块单元设置为向用于形成所述基板的曝光图形的掩模发出照明光，光学系统设置于所述基板和曝光用光源模块单元之间，控制装置对所述驱动装置和曝光用光源单元的驱动进行协同控制，所述曝光装置的特征在于，所述曝光用光源模块单元包括：光源面板，其设置为多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的阵列结构安装于电路板上，并装载于支撑面板；以及光学面板，其为了对从所述发光元件射出的光进行聚集而配置于所述发光元件的光射出侧，所述光学面板以与所述光源面板相面对的形式包括透光面板及多个单位聚光透镜,所述透光面板配置于所述发光元件的光射出侧，所述多个单位聚光透镜以一体型阵列排列结构集成化于所述透光面板,所述单位聚光透镜排列为从分别与所述发光元件相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
根据本发明的一个侧面，优选地，所述单位聚光透镜以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式设置为凸透镜，凸透镜在所述透光面板的光射出面具有凸出为半球形的光射出面，所述单位聚光透镜的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率的凹面和具有(+)0.15以内的曲率的凸面中选择的任意一种形态，所述单位紫外线发光元件和所述单位聚光透镜的间隔距离排列为相对于单位聚光透镜的直径满足C1/d<0.5的值。
根据本发明的另一个侧面，所述单位聚光透镜以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面形成为六边形结构从而整体上形成蜂巢结构，同时，光射出面以设置为凸透镜的形式具有在六边形的光入射面和半球形的光射出面之间形成的共用的垂直墙壁，凸透镜在所述透光面板的光射出面凸出为半球形,所述单位聚光透镜的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率R的凹面和具有(+)0.15以内的曲率R的凸面中选择的任意一种形态，所述单位紫外线发光元件和所述单位聚光透镜的间隔距离排列为相对于单位聚光透镜的直径满足C1/d<0.5的值。
就本发明而言，凸状透镜的曲率R定义为(+)，凹状透镜的曲率R定义为(-)。
将所述单位聚光透镜的形状结构形成为半球形或将光入射面形成为六边形结构从而整体上形成为蜂巢结构，所述构成使得单位聚光透镜之间的空隙空间最小化或形成为“零(0)”状态，从而使得光透过损失最小化，据此，用于使得光输出效率极大化。
根据本发明的又另一个侧面可以具有以下构成：所述单位聚光透镜以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面和光射出面形成为由四边形结构构成的块体，同时，光射出面形成为圆圆地鼓起的凸透镜，从而设置为位于直到透光面板的边缘末端部为止。根据所述构成，所述单位聚光透镜以位于直到透光面板的边缘末端部为止的形式形成，从而在各单位聚光透镜之间空隙空间成为零(0)状态。据此，有效防止在位于透光面板的边缘部位的单位聚光透镜之间发生的光透过损失而使得光透过损失最小化，从而可以使得光输出效率极大化。
根据本发明，优选地，所述第一光学面板的单位聚光透镜的直径或所述单位聚光透镜的六边形光入射面外接圆的直径形成为相对于所述单位紫外线发光元件和所述第一光学面板的单位聚光透镜的间隔距离满足2.8<d/C1<5.8的值。
另外，根据本发明的又另一个侧面可以具有以下构成：还设置有第二光学面板，所述第二光学面板整齐地排列于所述第一光学面板的光射出侧。就所述构成而言，在所述第二光学面板，光入射面和光射出面分别形成为凸透镜的多个单位聚光透镜设置为从分别与所述发光元件相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
就具有如上所述的构成的根据本发明的曝光用光源模块单元而言，优选地，具有以下构成：所述第一光学面板的单位聚光透镜和所述第二光学面板的单位聚光透镜的间隔距离C2排列为相对于所述第二光学面板的单位聚光透镜的直径满足C2/d2<0.8的值。
并且，优选地，所述第二光学面板的单位聚光透镜的直径形成为相对于所述第一光学面板的单位聚光透镜的直径满足0.7<d2/d<1.2的值。
另外，根据本发明的又另一侧面，所述单位聚光透镜设置为从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧逐渐隔开且越靠近边缘配置越使得针对相对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量增加的矩阵形态的阵列结构，从而构成为使得从各个单位紫外线发光元件照射出来的扩散光聚集在设定于曝光装置的光学系统的受光区域。
就如上所述的构成而言，优选地，针对从所述紫外线发光元件到受光区域为止的设定于光学系统的光学距离“a”，从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的基准中心轴线侧间隔开的紫外线发光元件的间隔距离“b”、所述紫外线发光元件和聚光透镜的相面对的面的间隔距离“c”、所述各个紫外线发光元件的中心轴和聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”及受光区域(A)的直径“t”的关系设定为，聚光透镜的偏心距离“x”的基准满足“x＝b*c/a”，所述“x”的范围设定为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
根据本发明的一个侧面，就所述紫外线发光元件而言，可以在单位电路板上一列以上安装为封装形态的LED光源。据此，在构成所述光源面板的支撑面板上可以具有多个封装形态的LED光源分别安装在多个单位电路板上的构成。
根据本发明的另一侧面，所述紫外线发光元件可以在单一电路板上安装为封装形态的LED光源。
根据本发明的又另一侧面，所述紫外线发光元件可以以单一芯片或多个芯片形态在单一或多个电路板上被安装为LED光源。
另外，优选地，所述光源面板和所述光学面板得到壳体的支撑，并且以可拆卸的单元状态设置于曝光装置，可具有在所述光源面板和所述光学面板的周围还设置有放热装置的构成。
根据具有所述构成的本发明的曝光用光源模块单元，可以获得以下作用效果。
第一，使得多个单位聚光透镜在透光面板上集成化为一体型阵列排列结构，从而可以使得在多个单位聚光透镜之间产生的光损失最小化。由此，可提供一种使得聚光效率极大化的低消耗电力型紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元以及将所述单元设置为光源的曝光装置，。
第二，利用以一体型阵列排列结构集成化于透光面板的多个单位聚光透镜使得聚光效率极大化，据此，通过提高照度分布和光输出功率可以实现更加微细化的曝光图形。由此，可以提供一种能够实现超高分辨率的紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元及将所述单元设置为光源的曝光装置。
第三，为了通过将各个单位聚光透镜以一体型阵列排列结构集成化于透光面板而形成光学面板组装体单元，去除用于支撑各个单位聚光透镜的透镜面板，从而能够在预防驱动发热的累积聚集的同时，提高光学面板的组装性和生产率，降低制造成本。由此可以提供一种提高曝光性能的同时经济的紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元以及将所述单元设置为光源的曝光装置。
第四，可容易地用单元形态来代替设置于现有曝光装置的光源模块。由此，可以根据需要自由、有选择地利用高效率高输出的单一波长及短波长的紫外线光，因此，能够提供一种能够实现高质量的曝光的同时性价比(cost performance ratio)高且既实用又经济的曝光用紫外线发光元件(UV LED)光源模块单元及设置有所述光源模块单元的曝光装置。
第五，通过低消耗电力的使用、光源更换费用的减少、曝光装置操作时间的提高及环境问题的解决等可以期待显著的维修费用的减少效果。
附图说明
图1是将现有的曝光用光源模块单元的一个例子拍摄为照片而示出的图。
图2是示出根据本发明的曝光用光源模块单元的概略分离立体图。
图3是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地示出的概略立体图。
图4是模式地示出由根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源构成的紫外线发光元件的阵列结构的概略平面图。
图5是选取根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板而示出的概略立体图。
图6是选取在图5所示的根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板设置的单位透镜的一部分而放大示出的概略截面图。
图7是选取根据本发明的曝光用光源模块单元的另一个例子的光学面板而示出的概略平面图。
图8是选取在图7所示的根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板设置的单位透镜的一部分而放大示出的概略截面图。
图9是选取根据本发明的曝光用光源模块单元的又另一个实施例的光学面板而示出的概略平面图。
图10是选取在图9所示的根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板设置的单位透镜的一部分而放大示出的概略截面图。
图11及图12分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜的偏心的阵列结构而示出的模式图。
图13及图14分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率R的范围而模式地示出的概略截面构成图。
图15至图17分别是测定由根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率R决定的光照射面(Target；曝光面)的照度并用图表进行示出的图。
图18是示出根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的概略分离立体图。
图19是为了说明图18所示的根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地示出的概略立体图。
图20是为了说明图18及图19所示的根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光学构造和排列状态的关系而模式地示出的概略截面构成图。
图21及图22分别是测定由针对图18及图19所示的根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光学构造和排列状态的关系所决定的光照射面(Target；曝光面)的照度并用图表进行表示的图。
图23是概率地示出根据本发明的曝光用光源模块单元内置于壳体的状态的外观立体图。
图24是对通过根据本发明的曝光用光源模块单元和作为现有曝光用光源的水银灯(Hg Lamp)分别形成于晶元的电路图形的要部进行拍摄并对测定的根据掩模线宽的CD值的结果进行对比并表示的图。
图25是对通过根据本发明的曝光用光源模块单元和作为现有曝光用光源的水银灯(Hg Lamp)分别形成于晶元的电路图形的掩模线宽的CD值测定结果进行对比并用图表进行表示的图。
图26是选取适用根据本发明的曝光用光源模块单元的曝光装置的要部并模式地示出的概略构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明的曝光用光源模块单元进行详细说明。以下说明的内容和附图仅仅是以本发明的优选实施例为主进行了说明，并非限定权利要求书中记载的本发明的曝光用光源模块单元。
图2是示出根据本发明的曝光用光源模块单元的概略分离立体图，图3是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地示出的概略立体图。
参照图2及图3，根据本发明的曝光用光源模块单元100，包括：光源面板110，其设置为多个单位紫外线发光元件(UV LED)111以矩阵形态的阵列结构安装于电路板112上，并装载于支撑面板113；光学面板120，其为了对从所述发光元件111射出的光进行聚集而配置于所述发光元件111的光射出侧，所述光学面板120以与所述光源面板110相面对的形式具有包括透光面板121及多个单位聚光透镜122的构成,所述透光面板121配置于所述发光元件111的光射出侧，所述多个单位聚光透镜122以一体型的阵列排列结构集成化于所述透光面板121。
并且，以一体型阵列排列结构集成化于所述透光面板121的多个单位聚光透镜122设置为从分别与所述发光元件111阵列的间隔p相对应的间隔p位置针对主光轴向经过位于所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列中心O(参照图3)的任意的基准中心轴线侧偏心的状态e1、e2的矩阵阵列结构。
就具有如上所述的构成的根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，将多个单位聚光透镜122以矩阵阵列结构集成化的光学排列结构和各单位聚光透镜122的光入射面及射出面的形状结构设置为以最佳状态组合的阵列(array)结构，多个单位聚光透镜122针对作为光源的紫外线发光元件(UV LED)在构成光学面板120的透光面板121上以一体型设置，据此，通过光输出功率和照度分布的极大化有效地提升曝光性能和曝光效率，从而能够实现曝光图形的微细化和高分辨率。
因此，以下对作为根据本发明的曝光用光源模块单元100的光源的单位紫外线发光元件(UV LED)以及以与其相对应的排列结构集成的单位聚光透镜的光学排列结构和光入射面及射出面的曲率R的范围的具体构成进行详细说明。
根据本发明，就所述紫外线发光元件111而言，如图2所示，优选地，在带状的单位电路板112上一列以上安装为射出100nm波长带至410nm波长带范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装的混合形态的LED光源。
因此，所述光源面板110中，多个带状的单位电路板112分别并排地以阵列状态装载于支撑面板113，安装于各个单位电路板112的紫外线发光元件111形成为x-y坐标上的矩阵形态的阵列模块。
另一方面，所述紫外线发光元件111为了在面积较大的单一电路板112形成矩阵形态的阵列结构，可安装为射出100nm波长带至410nm波长带范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装混合形态的LED光源。
图4是模式地示出构成为根据本发明的曝光用光源模块单元100的单位光源的紫外线发光元件的阵列结构的概略平面图。
参照图4，根据本发明的曝光用光源模块单元100设置为，在以所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列的中心O为原点的x-y直角坐标上，多个紫外线发光元件111构成为按一定的间隔P隔开配置的矩阵形态的阵列结构。
另外，所述支撑面板113例示为四边形的面板，但这样的支撑面板113的形状构造通过一个实施例示出，并不限定根据本发明的曝光用光源模块单元100。
因此，根据本发明的曝光用光源模块单元100可适用变形为例如圆盘形面板等多样的形状构造的实施例。
换句话说，根据本发明的曝光用光源模块单元100可变形为多种形态，以便根据作为光源被安装的曝光装置的规格或构成或者曝光对象或曝光图形等，使得排列有紫外线发光元件111的支撑面板113的形状构造以最佳状态得以采用。
根据本发明的一个侧面，如图4所示，就所述紫外线发光元件111在支撑面板113以奇数(9个)行和列排列的结构而言,在所述光源面板110的紫外线发光元件阵列的中心O可配置单位紫外线发光元件111。
另外，就所述紫外线发光元件111在支撑面板113以偶数行和列排列的结构而言,具有在所述光源面板110的紫外线发光元件阵列的中心O排除配置单位紫外线发光元件111的阵列结构。
换句话说，所述光源面板110上的紫外线发光元件阵列的中心O与通过聚光透镜121使得从各个单位紫外线发光元件照射的扩散光聚集的受光区域(参照图3及图4的附图标号“A”)的中心配置于同轴上，成为决定各个单位聚光透镜121的偏心量(参照图2及图4的e1、e2、en)的基准。
所述受光区域(参照图11及图12的附图标号“A”)设置为孔(aperture)形态，以便形成经过未示出的设置于曝光装置的光学系统的反射镜而使得聚焦光通过的聚光目标(target)。
由此，根据本发明的曝光用光源模块单元100以使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光通过聚光透镜121而聚集折射并穿过作为受光区域的聚光目标(target)而形成的孔(aperture)的形式进行聚光。
换句话说，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，位于所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列的中心O和透镜面板120的中心配置于同轴上，从经过所述中心O的任意基准中心轴线侧逐渐隔开而靠近边缘配置的聚光透镜122以针对与其相对应的紫外线发光元件111的主光轴向所述基准中心轴线侧偏心的距离逐渐增加的形式配置。
总之，根据本发明的曝光用光源模块单元100中，聚光透镜121以相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的形式配置，如果比喻来说，则执行偏斜(strabismus)透镜的作用和功能。由此，起到使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化的作用。
另外，图5是选取根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板而示出的概略立体图，图6是选取在图5所示的根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板设置的单位透镜的一部分而放大示出的概略截面图。
参照图5及图6，所述光学面板120以与所述光源面板110相面对的形式包括透光面板121及多个单位聚光透镜122,所述透光面板121配置于所述发光元件111的光射出侧，所述多个单位聚光透镜122以一体型的阵列排列结构集成化于所述透光面板121。
本发明中，就所述光学面板120而言，例如，利用玻璃或石英以及水晶或合成树脂等公知通用的光学透镜材料，使得平板型的透光面板121和在该透光面板121的光射出面以及/或光入射面具有平面或凸面或凹面的单位聚光透镜122形成为一体型，从而具有阵列的结构。
根据本发明的一个侧面，所述单位聚光透镜122可以具有以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式设置为在所述透光面板121的光射出面凸出为半球形的构成。如上所述的单位聚光透镜122的形状结构用于使得在各单位聚光透镜122之间形成的空隙空间最小化，从而使得光透过损失最小化，据此使得光输出效率最大化。
图7是选取根据本发明的曝光用光源模块单元的另一个例子的光学面板而示出的概略平面图，图8是选取在图7所示的根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板设置的单位透镜的一部分而放大示出的概略截面图。
参照图7及图8，作为本发明的变形实施例，所述单位聚光透镜122以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面形成为六边形结构从而整体上形成蜂巢结构。并且，光射出面设置为凸透镜，凸透镜在所述透光面板121的光射出面凸出为半球形。因此，所述单位聚光透镜122具有形成有面接触于六边形的光入射面和半球形的光射出面之间的共用的垂直墙壁的立体结构。根据如上所述的单位聚光透镜122的形状结构，具有共用的垂直壁面接触于各单位聚光透镜122之间的结构，因此，空隙空间成为零(0)状态。据此，可以有效防止在现有光源模块单元的各单位聚光透镜122之间产生的光透过损失并使其最小化，从而实现光输出效率的最大化。
图9是选取根据本发明的曝光用光源模块单元的又另一个实施例的光学面板而示出的概略平面图，图10是选取在图9所示的根据本发明的曝光用光源模块单元的光学面板设置的单位透镜的一部分而放大示出的概略截面图。
参照图9级图10，作为本发明的又另一变形实施例，所述单位聚光透镜122以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面和光射出面形成为由四边形结构构成的块体，同时，光射出面形成为圆圆地鼓起的凸透镜。因此，所述单位聚光透镜122以位于直到透光面板121的边缘末端部为止的形式形成，从而空隙空间成为零(0)状态。据此，可以有效防止在位于透光面板121的边缘部位的单位聚光透镜122之间产生的光透过损失最小化并使其最小化，从而实现光输出效率的最大化。
总之，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，在以与光源面板110相面对的形式配置于发光元件111的光射出侧的透光面板121将多个单位聚光透镜122集成化为一体型阵列排列结构，从而构成为在各单位聚光透镜122之间具有使得空隙空间最小化的结构，因此，可以使得在各单位聚光透镜122之间产生的光透过损失最小化，从而可以实现光输出效率最大化。
换句话说，根据具有如上所述结构的根据本发明的曝光用光源模块单元100，为了可以使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化，各个单位聚光透镜122以相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的形式排列，以下对其具体构成和作用进行详细说明。
图11及图12分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元100的聚光透镜12相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的阵列结构而示出的模式图。
在图11及图12中，“a”表示从所述紫外线发光元件111到被设定为作为聚光目标的受光区域A的孔为止的光学距离。
并且，“b”表示以从经过所述光源面板110的紫外线发光元件阵列的中心O的基准中心轴线侧相隔开的形式配置的紫外线发光元件111的间隔距离。
此外，“c”表示紫外线发光元件111和聚光透镜121的相面对的面的间隔距离,“x”表示紫外线发光元件111的中心轴和聚光透镜121的中心轴之间的偏心距离，“t”表示受光区域A的直径。
参照图11及图12，优选地，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，针对从所述紫外线发光元件111到被设定为作为聚光目标的受光区域A的孔为止的光学距离“a”，所述“b”和“c”、“x”及“t”的关系设置为根据下面的公式被定义。
换句话说，聚光透镜121的偏心距离“x”的基准设定为满足“x＝b*c/a”，所述“x”的范围设定为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
以下对用于使得根据本发明的曝光用光源模块单元100的光输出功率(power)及照度分布极大化的单位聚光透镜121的光入射面及射出面的曲率R的范围和作用效果进行详细地说明。
图13及图14分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率R的范围而模式地示出的概略截面构成图。
参照图13及图14，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，为了使得从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化，所述单位聚光透镜121的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率R的凹面和具有(+)0.15以内的曲率R的凸面中选择的任意一种形态的同时，光射出面形成为凸透镜。
并且，优选地，所述单位紫外线发光元件111和所述单位聚光透镜121的间隔距离C1排列为相对于单位聚光透镜121的直径d满足C1/d<0.5的值。
这里，凸状透镜的曲率R定义为(+)，凹状透镜的曲率R定义为(-)。
本发明中,就如上所述的单位聚光透镜121的光入射面曲率R的范围而言，针对所述单位紫外线发光元件111的单位聚光透镜121的间隔距离C1及单位聚光透镜121的直径d的关系排列为满足C1/d<0.5的值的构成，设定为如下条件：在将实际“C1/d”的值按一定间隔设定的状态下，测定光照射面(Target；曝光面)的照度,通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化，从而可获得有效和有利的最佳的照度。
图15至图17分别是测定由根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率R决定的光照射面(Target；曝光面)的照度并用图表进行示出的图。
参照图15可以确认，所述单位聚光透镜121的光入射面形成为平面的情况，根据本发明的曝光用光源模块单元100以在光照射面(Target；曝光面)形成最大值1的照度的方式输出。
另外，可以确认，所述单位聚光透镜121的光入射面分别形成为具有(-)0.15的曲率R的凹面和具有(+)0.15的曲率R的凸面的情况，光照射面(Target；曝光面)的照度以形成最大值1的约90％左右的照度的方式输出。
由此，根据本发明的曝光用光源模块单元100构成为，为了使光照射面(Target；曝光面)的照度最大化，单位聚光透镜121的光入射面曲率R设定为(-)0.15<R<(+)0.15的范围。
参照图16可以确认，单位聚光透镜121的直径d形成为具有一定尺寸的规格时，针对所述单位紫外线发光元件111的间隔距离C1的设定关系C1/d值在0.3左右以在光照射面(Target；曝光面)形成最大值1的照度的形式输出。
并且，可以确认，针对所述单位紫外线发光元件111的间隔距离C1的设定关系C1/d值不足0.5的情况下，以使得各个光照射面(Target；曝光面)的照度形成最大值1的约80％左右的照度的方式输出。
因此,根据本发明的曝光用光源模块单元100构成为，针对所述单位紫外线发光元件111的单位聚光透镜121的间隔距离C1及单位聚光透镜121的直径d的关系值排列为满足C1/d<0.5的范围。
参照图17可确认，针对所述单位紫外线发光元件111的单位聚光透镜121的间隔距离C1以设定为一定的值的形式排列时，所述单位聚光透镜121的间隔距离C1和所述单位聚光透镜121的直径d的关系d/C1值在4.0至6.0左右以在光照射面(Target；曝光面)形成最大值1的照度的形式输出。
并且，可以确认，所述单位聚光透镜121的间隔距离C1和所述单位聚光透镜121的直径d的关系d/C1值在2.8左右以使得光照射面(Target；曝光面)的照度形成最大值1的约80％左右的照度的方式输出。
因此,根据本发明的曝光用光源模块单元100构成为，为了通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导从而可获得最大的照度，所述单位聚光透镜121的间隔距离C1和所述单位聚光透镜121的直径d的关系d/C1值排列为满足2.8<d/C1<6.0的值。
图18是表示根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的概略分离立体图，图19是为了说明图18所示的根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地表示的概略立体图。
参照图18及图19，根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元100还包括第二光学面板130，第二光学面板130以在第一光学面板120的光射出侧平行排列的形式设置。
在所述第二光学面板130，光入射面和光射出面分别形成为凸透镜的多个单位聚光透镜131设置为从分别与所述发光元件111相对应的位置相对于主光轴向经过位于所述光源面板110上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
换句话说，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131以针对所述光源面板110的单位紫外线发光元件111的主光轴偏心的形式配置，如果比喻来说，则执行偏斜(strabismus)透镜的作用和功能，由此起到使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化的作用。如上所述，具有第二光学面板130的单位聚光透镜131偏心的阵列排列结构的构成，与通过图3及图4所说明的第一光学面板120的单位聚光透镜121偏心的阵列排列结构实质上相同，因此省略对其构成和作用的详细说明。
图20是为了说明图18及图19所示的根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光学构造和排列状态的关系而模式地表示的概略截面构成图。
参照图20，根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元100具有如下所述的阵列结构：所述第一光学面板120的单位聚光透镜121和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离C2排列为相对于所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2满足C2/d2<0.8的值。
并且，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2形成为相对于所述第一光学面板120的单位聚光透镜121的直径d1满足0.7<d2/d<1.2的值。
如上所述的第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离C2和直径d2分别排列为满足C2/d2<0.8及0.7<d2/d<1.2的值的构成设定为如下条件：在将实际“d2/d”的值按一定间隔设定的状态下，测定光照射面(Target；曝光面)的照度,通过使得从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化可获得有效和有利的最佳的照度。
图21及图22分别是测定由图18及图19所示的根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面形状构造和排列状态决定的光照射面的照度并用图表进行表示的图。
参照图21可以确认，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2形成为一定的值时，所述第一光学面板120的单位聚光透镜121和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离C2及所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2的关系值C2/d2为0.1时在光照射面(Target；曝光面)形成最大值1的照度，然后在0.8左右逐渐减小照度到最大值1的90％左右。
因此，根据本发明的另一实施例的曝光用光源模块单元100构成为，为了通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导从而可获得最大的照度，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离C2和直径d2分别满足C2/d2<0.8的值。
参照图22可以确认，所述第一光学面板120的单位聚光透镜121的直径d和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2的关系值d2/d在1.2左右时在光照射面(Target；曝光面)形成最大值1的照度，然后在0.7左右逐渐减小照度到最大值1的90％左右。
因此，根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元100构成为，为了通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导从而可获得最大的照度，第一光学面板120的单位聚光透镜121的直径d和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2的关系值d2/d满足0.7<d2/d<1.2的条件。
另外，根据具有如上所述构成的根据本发明的曝光用光源模块单元100，如图23所示，光源面板110和光学面板120具有以被壳体140支撑的形式内置并单元化的构成。
因此，以安装于所述壳体140的形式单元化的本发明的曝光用光源模块单元100可以以能够拆卸的状态用作曝光装置(未示出)的光源。据此，通过去除主要安装为现有曝光装置的光源的水银或卤素灯，具有能够部分代替改良的兼容性，从而能够提供性价比高且实用、经济的曝光装置。
另外，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，在所述光源面板110和光学面板120、130以形成为一组的形式相结合的状态下，也可设置为通过设置于曝光装置的支架或法兰等的构造物得到支撑的光源。
并且，根据本发明的曝光用光源模块单元100还包括放热装置，放热装置以设置于光源面板110和光学面板120的周围的形式设置于所述壳体140。
如图23所示，所述放热装置可以设置有与冷却装置(chiller)连接的水冷式放热装置，以便通过冷却水流入口141和流出口142使得冷却水循环。
并且，例如，所述放热装置可设置有散热片，散热片以装载所述光源面板110和光学面板120的形式内置于所述壳体140。
此外，所述放热装置可设置有使用用于空气循环的风扇或鼓风机的空冷式放热装置，也可设置为空冷式放热装置和水冷式放热装置合并的状态。
根据本发明的其他侧面，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，虽然通过附图没有例示出，但可设置为具有所述紫外线发光元件111和聚光透镜121、131排列为圆形的阵列结构。如上所述的圆形阵列结构的情况，相比于四边形阵列结构的优点在于，可排除从排列在与中心O间隔最远的角部分的紫外线发光元件111产生的光损失。
另外，图24是对具有如上所述构成的根据本发明的曝光用光源模块单元100和作为现有曝光用光源的水银灯(Hg Lamp)的曝光性能进行测试并将比较结果拍摄为照片而进行表示的图。
图24中所显示的测试结果为，在3.5英寸晶元上涂覆1.5um厚度的光刻胶(PR名：DTFR-JC800)，在1.0至3.5um范围内分别以0.2(或者0.3um)的间距设定掩模线宽并曝光后，用四甲基氢氧化铵(TMAH，tetramethylammonium hydroxide)2.38wt％显影剂来显影，并且以照片拍摄的形式对通过在通常的LCD制造工艺中所利用的光刻法来形成的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(CD；Critical Demension)进行测定。
参照图24可以确认如下事实：利用作为现有的曝光用光源的水银灯可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(CD)的界限为2.0um左右，相反，利用根据本发明的曝光用光源模块单元可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(CD)可以是1.4um左右。
并且，图25是为了能够对图24中通过照片拍摄所测定的临界线宽微细尺寸(CD)与理想的临界线宽微细尺寸(CD)进行比较而用图表整理并表示的图。
参照图25可以确认如下事实：利用根据本发明的曝光用光源模块单元100可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(CD)相比于利用作为现有的曝光用光源的水银灯可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(CD)，由更加接近理想的临界线宽微细尺寸(CD)的图形来形成。
由此，可以确认到，利用根据本发明的曝光用光源模块单元100而形成的微细电路图形的线宽相比于利用作为现有曝光用光源的水银灯(Hg Lamp)而形成的电路图形的线宽，可以以更加微细且精密的形式形成。由此，根据本发明的曝光用光源模块单元在曝光工艺中可实现显著的高分辨率。
图26是提取适用根据本发明的曝光用光源模块单元的曝光装置的要部并模式地示出的概略构成图。在此，与前面所示出的附图的参照标号相同的参照标号表示相同的构成要素。
参照图26，根据本发明的曝光装置200包括：曝光台250，其用于支撑涂覆有感光剂的曝光用玻璃基板10；驱动装置(无附图标号)，其用于使得所述曝光台250在X-Y平面坐标上以可移动的状态驱动；曝光用光源模块单元100，其设置为向所述玻璃基板10射出曝光用照明光；光学系统210～230，其设置于所述玻璃基板10和曝光用光源模块单元100之间；以及控制装置(无附图标号)，其对所述驱动装置和曝光用光源单元100的驱动进行协同控制。在此，未说明附图标号240表示形成有曝光图形的曝光用掩模。
所述玻璃基板10在从所述曝光用光源模块单元100照射的照明光所入射的面上涂覆有感光剂，并且形成有与形成于感光面的感光图形相同的图形的掩模240在隔着空气层的状态下以被曝光台250支撑的形式设置。由此，从曝光用光源模块单元100射出的照明光通过光学系统210～230聚集的同时，通过掩模240并照射到玻璃基板10的感光面，从而执行形成于掩模240的曝光图形转印在玻璃基板10的感光面的曝光工艺。
所述曝光台250根据玻璃基板10和掩模240的相对大小通过驱动装置在X-Y平面坐标上移动，同时在使得玻璃基板10和掩模240的位置对齐的状态下执行曝光工艺。
另外，就根据本发明的曝光装置200而言，虽然示例了所述玻璃基板10和掩模240以相隔开的形式设置的构成，但是所述构成并非限定本发明。
另一方面，可具有以使得掩模240紧贴于玻璃基板10的感光面的形式设置的构成。在所述构成的情况下，玻璃基板10的感光面以紧贴的形式被曝光，从而掩模240的图形转印在感光面。
此外，通过扩大玻璃基板10和掩模240之间的缝隙(gap)来使得缩小投影透镜嵌入于玻璃基板10和掩模240之间，通过所述构成而能够使得形成于掩模240的图形缩小投影曝光于玻璃基板10的感光面。
并且，所述光学系统210～230是为了使得照明光有效地聚集在掩模240而设置的，包括：反射镜210，其用于使得从曝光用光源模块单元100照射的照明光以通过设定为受光区域的孔A的形式进行反射；复眼透镜(flyeye lens)221、聚光镜(condense lens)222以及平透镜(plate lens)223、224，用于通过反射镜230来进行折射，反射镜230使得通过所述孔A的照明光聚集在掩模240。如上所述的光学系统210～230的构成并非限定根据本发明的曝光装置200，也可以根据曝光对象和掩模的规格等适用多种形态的变形的构成。
所述曝光用光源模块单元100作为突出根据本发明的曝光装置200的特征的构成要素，如根据图2至图25的详细说明所述，包括：光源面板110，其设置为多个单位紫外线发光元件(UV LED)111以矩阵形态的阵列结构安装于电路板112上，并装载于支撑面板113；光学面板120，其以与所述光源面板110相面对的形式形成，透光面板121配置于所述紫外线发光元件111的光射出侧，在透光面板121，多个单位聚光透镜122以一体型阵列排列结构形成，设置为从分别与所述紫外线发光元件111阵列的间隔P相对应的间隔P的位置相对于主光轴向经过位于所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列中心O(参照图3)的任意的基准中心轴线侧偏心的状态e1、e2的矩阵形态的阵列结构。
并且，具有如上所述构成的曝光用光源模块单元100具有以下构成：所述单位聚光透镜122的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率R的凹面和具有(+)0.15以内的曲率R的凸面中选择的任意一种形态，同时，光射出面形成为凸透镜，所述单位紫外线发光元件111和单位聚光透镜121的间隔距离C1排列为相对于单位聚光透镜121的直径d满足C1/d<0.5的值。
根据本发明的曝光装置200，如图2至图18所示，优选地，就所述紫外线发光元件111而言，在带状的单位电路板112上一列以上安装为射出100nm波长带至410nm波长带范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装的混合形态的LED光源。
具有如上所述构成的曝光用光源模块单元100是组合光学面板而形成的，光学面板是通过将聚光透镜以一体型阵列排列结构聚集于透光面板而形成的，以便能够使得针对作为多个紫外线发光元件(UV LED)阵列模块的光源面板的聚光效率极大化，根据图2至图25进行了详细说明，因为具有权利要求书的权利要求1至14所记载的构成，因此省略其详细的说明。
例如，根据本发明的曝光装置200相对于现有的通常的曝光装置，具有以替换所述的曝光用光源模块单元100的形式设置的构成，从而可通过低消耗电力的使用、光源更换费用的减少、曝光装置操作时间的提升及环境问题的解决等来期待显著的维修费用的减少效果，不仅如此，尤其可通过紫外线的单波长和短波长来实现高输出及高效率，据此优点在于，通过有效提高曝光性能和曝光效率来实现曝光图形的微细化和显著的高分辨率。
如上所述的本发明并非受所述特定的优选实施例的限定，在不脱离权利要求书中请求的本发明的要旨的情况下，如果是本发明所属的技术领域中具有一般知识的技术人员，则任何人可以进行多种变形实施例，如上所述的变更属于所记载的权利要求书范围内。
产业上可利用性
本发明涉及一种曝光用光源，涉及为了将微细电路图形形成于半导体晶元或者图像显示面板等而在光刻(Photolithography)工艺中使用的曝光用紫外线发光元件(UVLED)光源模块单元及设置有所述光源模块单元的曝光装置。
Claims (27)
1.一种曝光用光源模块单元，包括光源面板(110)和光学面板(120)，光源面板(110)设置为多个单位紫外线发光元件(111)以矩阵形态的阵列结构安装于电路板(112)上，并装载于支撑面板(113)，光学面板(120)为了对从所述发光元件(111)射出的光进行聚集而配置于所述发光元件(111)的光射出侧，所述曝光用光源模块单元的特征在于，
所述光学面板(120)以与所述光源面板(110)相面对的形式包括透光面板(121)及多个单位聚光透镜(122),所述透光面板(121)配置于所述发光元件(111)的光射出侧，所述多个单位聚光透镜(122)以一体型的阵列排列结构集成化于所述透光面板(121),
所述单位聚光透镜(122)排列为从分别与所述发光元件(111)相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板(110)上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
2.根据权利要求1所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(122)以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式设置为凸透镜，凸透镜在所述透光面板(121)的光射出面具有凸出为半球形的光射出面，
所述单位聚光透镜(121)的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率(R)的凹面和具有(+)0.15以内的曲率(R)的凸面中选择的任意一种形态，
所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)排列为相对于单位聚光透镜(121)的直径(d)满足C1/d<0.5的值。
3.根据权利要求2所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)的光入射面直径(d)形成为相对于所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)满足2.8<d/C1<5.8的值。
4.根据权利要求1所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(122)以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面形成为六边形结构从而整体上形成蜂巢结构，同时，光射出面以设置为凸透镜的形式具有在六边形的光入射面和半球形的光射出面之间形成的共用的垂直墙壁，凸透镜在所述透光面板(121)的光射出面凸出为半球形,
所述单位聚光透镜(121)的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率(R)的凹面和具有(+)0.15以内的曲率(R)的凸面中选择的任意一种形态，
所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)排列为相对于单位聚光透镜(121)的直径(d)满足C1/d<0.5的值。
5.根据权利要求4所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)的六边形光入射面外接圆的直径(d)形成为相对于所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)满足2.8<d/C1<5.8的值。
6.根据权利要求1所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(122)以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面和光射出面形成为由四边形结构构成的块体，同时，光射出面形成为圆圆地鼓起的凸透镜，位于直到透光面板(121)的边缘末端部为止，
所述单位聚光透镜(121)的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率(R)的凹面和具有(+)0.15以内的曲率(R)的凸面中选择的任意一种形态，
所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)排列为相对于单位聚光透镜(121)的直径(d)满足C1/d<0.5的值。
7.根据权利要求6所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)的四边形光入射面外接圆的直径(d)形成为相对于所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)满足2.8<d/C1<5.8的值。
8.根据权利要求1所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，还包括：
第二光学面板(130)，其在所述光学面板(120)的光射出面以隔开一定间隔的形式排列为整齐状态，
在所述第二光学面板(130)，光入射面和光射出面分别形成为凸透镜的多个单位聚光透镜(131)设置为从分别与所述发光元件(111)相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板(110)上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
9.根据权利要求8所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述光学面板(120)的单位聚光透镜(121)和所述第二光学面板(130)的单位聚光透镜(131)的间隔距离(C2)排列为相对于所述第二光学面板(130)的单位聚光透镜(131)的直径(d2)满足C2/d2<0.8的值。
10.根据权利要求8或9所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述第二光学面板(130)的单位聚光透镜(131)的直径(d2)形成为相对于所述第一光学面板(120)的单位聚光透镜(121)的直径(d)满足0.7<d2/d<1.2的值。
11.根据权利要求8或9所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)、(131)设置为从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧逐渐隔开且越靠近边缘配置越使得针对相对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量增加的矩阵形态的阵列结构，并且使得从各个单位紫外线发光元件照射出来的扩散光聚集在设定于曝光装置的光学系统的受光区域。
12.根据权利要求1至9中任意一项所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
针对从所述紫外线发光元件到受光区域(A)为止的光学距离“a”，从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心(O)的基准中心轴线侧间隔开的紫外线发光元件的间隔距离“b”、所述紫外线发光元件和所述光学面板的聚光透镜的相面对的面的间隔距离“c”、所述各个紫外线发光元件的中心轴和所述光学面板的聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”及受光区域(A)的直径“t”的关系设定为，所述第一光学面板的聚光透镜的偏心距离“x”的基准满足“x＝b*c/a”，所述“x”的范围设定为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
13.根据权利要求1至9中任意一项所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述紫外线发光元件在带状的单位电路板被安装为从芯片或封装中选择的任意一种形态或两者混合形态的LED光源。
14.根据权利要求1至9中任意一项所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
所述光源面板和所述光学面板通过壳体得以支撑，并且以可拆卸的状态并以单元化的形式设置于曝光装置。
15.根据权利要求1至9中任意一项所述的曝光用光源模块单元，其特征在于，
在所述光源面板和所述光学面板的周围还设置有放热装置。
16.一种曝光装置，包括曝光台、驱动装置、曝光用光源模块单元、光学系统及控制装置，曝光台用于支撑涂覆有感光剂的曝光用基板，驱动装置用于使得所述曝光台在X-Y平面坐标上以可移动的状态驱动，曝光用光源模块单元设置为向用于形成所述基板的曝光图形的掩模发出照明光，光学系统设置于所述基板和曝光用光源模块单元之间，控制装置对所述驱动装置和曝光用光源单元的驱动进行协同控制，所述曝光装置的特征在于，
所述曝光用光源模块单元(100)，包括：
光源面板(110)，其设置为多个单位紫外线发光元件(111)以矩阵形态的阵列结构安装于电路板(112)上，并装载于支撑面板(113)；及
光学面板(120)，其为了对从所述发光元件(111)射出的光进行聚集而配置于所述发光元件(111)的光射出侧，
所述光学面板(120)以与所述光源面板(110)相面对的形式包括透光面板(121)及多个单位聚光透镜(122),所述透光面板(121)配置于所述发光元件(111)的光射出侧，所述多个单位聚光透镜(122)以一体型的阵列排列结构集成化于所述透光面板(121),
所述单位聚光透镜(122)排列为从分别与所述发光元件(111)相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板(110)上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。
17.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，
所述单位聚光透镜(122)以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式设置为凸透镜，凸透镜在所述透光面板(121)的光射出面具有凸出为半球形的光射出面，
所述单位聚光透镜(121)的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率(R)的凹面和具有(+)0.15以内的曲率(R)的凸面中选择的任意一种形态，
所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)排列为相对于单位聚光透镜(121)的直径(d)满足C1/d<0.5的值。
18.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)的光入射面直径(d)形成为相对于所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)满足2.8<d/C1<5.8的值。
19.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，
所述单位聚光透镜(122)以与相邻的单位聚光透镜相接触的形式使得光入射面形成为六边形结构从而整体上形成蜂巢结构，同时，光射出面以设置为凸透镜的形式具有在六边形的光入射面和半球形的光射出面之间形成的共用的垂直墙壁，凸透镜在所述透光面板(121)的光射出面凸出为半球形,
所述单位聚光透镜(121)的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率(R)的凹面和具有(+)0.15以内的曲率(R)的凸面中选择的任意一种形态，
所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)排列为相对于单位聚光透镜(121)的直径(d)满足C1/d<0.5的值。
20.根据权利要求19所述的曝光装置，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)的六边形光入射面外接圆的直径(d)形成为相对于所述单位紫外线发光元件(111)和所述单位聚光透镜(121)的间隔距离(C1)满足2.8<d/C1<5.8的值。
21.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，还包括：
第二光学面板(130)，其在所述光学面板(120)的光射出侧整齐地排列，
在所述第二光学面板(130)，多个单位聚光透镜(131)设置为从分别与所述发光元件(111)相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板(110)上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构，
所述第一光学面板(120)的单位聚光透镜(121)和所述第二光学面板(130)的单位聚光透镜(131)的间隔距离(C2)排列为相对于所述第二光学面板(130)的单位聚光透镜(131)的直径(d2)满足C2/d2<0.8的值。
22.根据权利要求16至21中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，
所述单位聚光透镜(121)、(131)设置为从经过所述光源面板的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧逐渐隔开且越靠近边缘配置越使得针对相对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量增加的矩阵形态的阵列结构，并且使得从各个单位紫外线发光元件照射出来的扩散光聚集在设定于曝光装置的光学系统的受光区域。
23.根据权利要求16至21中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，
针对从所述紫外线发光元件到受光区域(A)为止的光学距离“a”，从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列的中心(O)的基准中心轴线侧相隔开的紫外线发光元件的间隔距离“b”、所述紫外线发光元件和第一光学面板的聚光透镜的相面对的面的间隔距离“c”、所述各个紫外线发光元件的中心轴和第一光学面板的聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”以及受光区域(A)的直径“t”的关系设定为，第一光学面板的聚光透镜的偏心距离“x”的基准满足“x＝b*c/a”，所述“x”的范围满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
24.根据权利要求16至21中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，
所述紫外线发光元件在带状的单位电路板被安装为从芯片或封装中选择的任意一种形态或两者混合形态的LED光源。
25.根据权利要求16至21中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，
所述紫外线发光元件在单一的电路板被安装为从芯片或封装中选择的任意一种形态或两者混合形态的LED光源。
26.根据权利要求16至21中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，
所述光源面板和所述光学面板通过壳体得以支撑，并且以可拆卸的状态并以单元化的形式设置于曝光装置。
27.根据权利要求16至21中任意一项所述的曝光装置，其特征在于，
在所述光源面板和所述光学面板的周围还设置有放热装置。
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