光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置
【課題】
本発明の目的は、感光膜の硬化を十分に得られる光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置を提供することにある。
【解決手段】
第１の発明に係る製版露光装置は、複数の固体発光素子を備える光源ユニットと、該光源ユニットからの紫外線を照射される被照射物が載置される載置台と、を有する製版用露光装置において、該光源ユニット又は該載置台には、該光源ユニットと該載置台とを相対的に移動させる駆動手段が設けられ、該複数の固体発光素子は、紫外線を出射する第１の固体発光素子と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子からなり、該光源ユニットが該載置台に対して相対的に移動される方向のならびで、第１の固体発光素子の後に第２の固体発光素子が配置されることを特徴とする。
本発明の目的は、感光膜の硬化を十分に得られる光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置を提供することにある。
【解決手段】
第１の発明に係る製版露光装置は、複数の固体発光素子を備える光源ユニットと、該光源ユニットからの紫外線を照射される被照射物が載置される載置台と、を有する製版用露光装置において、該光源ユニット又は該載置台には、該光源ユニットと該載置台とを相対的に移動させる駆動手段が設けられ、該複数の固体発光素子は、紫外線を出射する第１の固体発光素子と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子からなり、該光源ユニットが該載置台に対して相対的に移動される方向のならびで、第１の固体発光素子の後に第２の固体発光素子が配置されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製版露光に用いられる光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板の回路パターンを露光する用途においては、光源として固体発光素子を用いるものが、特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１２は、従来に係る光源ユニット１０４を具備した露光装置１００の説明図である。
露光装置１００は、固体発光素子１０１を具備する光源ユニット１０４と、該固体発光素子１０１からの紫外線が照射されるマスクＭと、を備える。
被照射物Ｗは、固体発光素子１０１からの紫外線がマスクＭを介して照射される位置に配置される。
【０００４】
この光源ユニット１０４は、同一平面上に配置された複数の固体発光素子１０１と、該複数の固体発光素子１０１が取付けられた基板１０２と、該複数の固体発光素子１０１に対向配置された拡散板１０３と、により構成される。
固体発光素子１０１としては、例えば紫外線を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）が挙げられる。
【０００５】
複数の固体発光素子１０１から照射された各紫外線は、拡散板１０３に向かって照射され、この拡散板１０３で拡散される。拡散板１０３を通った各紫外線は、拡散板１０３に対向配置されたマスクＭに照射される。マスクＭを通った各紫外線は、マスクＭに対向配置された被照射物Ｗに照射される。
被照射物Ｗは、感光剤（いわゆるレジスト）が塗布されているので、マスクＭに描かれた回路パターンなどが感光剤に照射され、露光される。
【０００６】
一方、製版露光においては、紫外線を利用して被照射物（スクリーンマスク）を製造することが、特許文献２に記載されている。
製版露光では、スクリーンメッシュ上に感光乳剤が塗布され、その感光乳剤を乾燥させて感光膜が形成される。その後、この感光膜にマスクを密着させて紫外線による露光を行い、その露光部分が硬化される。そして、このスクリーンメッシュを水槽に浸して感光膜の未硬化部分を水に溶かし、更にこのスクリーンメッシュにスプレー等で水を吹付けて感光膜の未硬化部分を完全に取り除く。これによりスクリーンメッシュにレジストパターンが現像される（特許文献２の段落番号００１３を参照）。
【０００７】
この製版露光で用いられる感光乳剤について、非特許文献１に述べられている。非特許文献１によれば、製版露光用の感光乳剤は、大別してバインダーポリマーと感光剤からなる。バインダーポリマーと感光剤は共に水溶性であるが、紫外線照射により、感光剤からラジカルが生じ、このラジカルによってバインダーポリマーが硬化されることで不溶となり、画像を形成する。ここで、バインダーポリマーには一般的にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が使用される。感光剤には、ジアゾ樹脂、もしくはスチリルピリジニウム塩（ＳＢＱ）が用いられている。ジアゾ樹脂は紫外線照射によりフェニルラジカルを発生し、ＰＶＡの水酸基と結合し架橋する。
基本的に、バインダーポリマーのＰＶＡと感光剤のジアゾ樹脂を混ぜれば、紫外線照射により画像形成は可能である。しかしながら、これだけでは十分な解像性や強度は得られないため、製版露光用の感光乳剤には様々な充填剤が使用される。充填剤を添加することで、耐水膨潤を抑えることや耐溶剤性をアップすることが出来るため、現在では、ほとんどの精密部品用の版には充填剤が使用されている。充填剤も紫外線照射によるラジカル重合を利用した反応形態なので前述した感光剤ともいえるが、本文では区別のため充填剤と呼ぶ。充填剤にはアクリルモノマーやポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）が用いられる。
【０００８】
このような感光乳剤を硬化させる紫外線の光源としては、放電ランプが使用されている（特許文献３の段落番号００１４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１５６８５２公報
【特許文献２】特開平０９−２１６３３０号公報
【特許文献３】特開平１１−１２９４３４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】染谷隆夫、佐野康著、「エレクトロニクス高品質スクリーン技術」、シーエムシー出版、２００５年、ｐ．５７−５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
製版露光の光源である放電ランプは、紫外線以外にも赤外線が含まれており、これらも被照射物に照射される。また、放電ランプは放電により紫外線を発生させているので、放電による熱が生じており、被照射物にはこの放電熱が輻射される。これらにより、スクリーンメッシュは加熱されることがあり、加熱されたスクリーンメッシュは撓んでしまって、レジストパターンが崩れるといった問題があった。
【００１２】
そこで、製版露光の光源として、図１２で説明した光源ユニット１０４を用いることが考えられる。図１２の光源ユニット１０４は、紫外線が固体発光素子１０１から放射されることになり、この固体発光素子１０１からは、単一波長の光が放射されるので、赤外線を放射することが無い。また、固体発光素子１０１による発光原理は、放電ランプとは異なり、放電熱を生じない。これらの理由から、被照射物Ｗの加熱という問題は解決される。
【００１３】
ところが、本発明者らは、製版露光の用途に図１２で説明した光源ユニット１０４を用いると、感光膜の硬化が十分に得られないことに気が付いた。本発明者らの鋭意検討により、その原因が、感光乳剤に含まれる成分にあることを見出した。
【００１４】
前述の非特許文献１にあるように、感光乳剤には、感光剤と充填剤とが含まれている。ところが、この両者の効率よく感光する波長領域（高感光領域）が異なっている。これに対し、素子からの紫外線は単一波長の光であるため、感光剤及び充填剤のどちらか一方しか感光させることができず、感光膜の硬化が不十分になったものと考えられる。
【００１５】
しかしながら、感光剤を感光させる波長と、充填剤を感光させる波長とを組み合せて、感光膜を硬化させてみると、照射する波長の順番によってはレジストパターンが崩れてしまうことがあった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、感光膜の硬化を十分に得ると共に、レジストパターンの崩れを抑制した光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の発明に係る製版露光装置は、複数の固体発光素子を備える光源ユニットと、該光源ユニットからの紫外線を照射される被照射物が載置される載置台と、を有する製版用露光装置において、該光源ユニット又は該載置台には、該光源ユニットと該載置台とを相対的に移動させる駆動手段が設けられ、該複数の固体発光素子は、紫外線を出射する第１の固体発光素子と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子からなり、該光源ユニットが該載置台に対して相対的に移動する方向のならびで、第１の固体発光素子の後に第２の固体発光素子が配置されることを特徴とする。
第２の発明に係る製版露光装置は、第１の発明において、前記被照射物は感光剤と充填剤とを含むものであるとき、該第１の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該感光剤の感光波長領域に入り、該第２の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該充填剤の感光波長領域に入ることを特徴とする。
第３の発明に係る光源ユニットは、第１又は２の発明に係る製版露光装置に具備される光源ユニットであって、該複数の固体発光素子は、第１の固体発光素子と第２の固体発光素子とが同一基板上に設けられたことを特徴とする。
第４の発明に係る光源ユニットは、第１の発明に係る製版露光装置に具備される光源ユニットであって、該複数の固体発光素子は、第１又は２の固体発光素子と第２の固体素子の各々が別々の基板上に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明に係る製版露光装置及びこれに具備される第２及び第３の発明に係る光源ユニットは、上記特徴により、被照射物を照射することで、被照射物の感光膜を構成する感光剤と充填剤を感光させることができ、感光剤と充填剤とからなる感光膜を硬化させることができる。
紫外線は、相対的に短波長のものと長波長のものとでは、感光膜への吸収率が異なり、相対的に長波長ほど吸収率が低く、相対的に短波長ほど吸収率が高い。一方、感光膜は、紫外線を吸収すると硬化されると物性を変化させ、紫外線透過率を低下させる。これらのため、感光膜に対して先に相対的に短波長の紫外線を照射し、その後に相対的に長波長の紫外線を照射すると、感光膜は、相対的に短波長の紫外線の吸収率が高いため、浅い部分が相対的に短波長の紫外線のエネルギーの殆んどを吸収し硬化されるが、深い部分への相対的に短波長の紫外線のエネルギーは殆んど届かない。そうすると、後から照射される相対的に長波長の紫外線は、感光膜の浅い部分を通って深い部分に照射されるが、浅い部分が既に硬化しており、その紫外線透過率を低下させていることから、感光膜の深い部分へ殆んど届かない。このため、感光膜の深い部分の硬化は不十分になり、そのレジストパターンは崩れてしまう。
第２の発明に係る製版露光装置は、上記特徴により、第１の固体発光素子からの紫外線によって感光剤を感光させることができ、第２の固体発光素子からの紫外線によって充填剤を感光させることができる。さらに、感光剤の感光波長領域における効果的に硬化する高感光領域は、充填剤の感光波長領域における効果的に硬化する高感光領域に対して相対的に長波長側に位置するので、第１の固体発光素子からの紫外線が感光剤の高感光領域に近接し又は入り、感光剤を効果的に硬化でき、第２の固体発光素子からの紫外線が充填剤の高感光領域に近接し又は入り、感光剤を効果的に硬化できる。
このため、第１及び第２の発明に係る製版露光装置並びにこれに具備される第３及び第４の発明に係る光源ユニットは、上記特徴により、被照射物の感光膜に対して、相対的に長波長の紫外線を出射する第１の固体発光素子を先に照射させることで、感光膜の深い部分の硬化を行うことができ、後から相対的に短波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子を照射することで、感光膜表面の浅い部分の硬化を行なうことができ、感光膜のレジストパターンが崩れることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施例に係る製版露光装置の説明図である。
【図２】第１の実施例に係る製版露光装置及び被照射物の説明図である。
【図３】第１の実施例に係る光源ユニットの説明図である。
【図４】第１の実施例に係る光源ユニットからの感光波長領域と、感光剤の感光波長領域と、充填剤の感光波長領域と、を示した説明図である。
【図５】第１の実施例に係る光源ユニットの別の例の説明図である。
【図６】第１の実施例に係る光源ユニットの別の例の説明図である。
【図７】第２の実施例に係る光源ユニットの説明図である。
【図８】第３の実施例に係る光源ユニットの説明図である。
【図９】実験１の結果の説明図である。
【図１０】実験２の結果の説明図である。
【図１１】実験３の結果の説明図である。
【図１２】プリント基板の用途において、従来に係る露光装置の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図３は、本発明に係る第１の実施例の説明図である。
図１は、第１の実施例に係る製版露光装置１の斜視図である。
図２（ａ）は、図１の製版露光装置１の上面図であり、図２（ｂ）は、図１の製版露光装置１の断面図（Ａ−Ａ断面図）であり、図２（ｃ）は、図１で破線で示した被照射物Ｗの斜視図である。
図３（ａ）は、図１の製版露光装置１に具備される光源ユニット２１，２２の説明図であり、図１のＺ軸方向から見た光源ユニット２１，２２の正面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の光源ユニット２１，２２の長手方向に沿った一部断面図である。
なお、図２（ａ）では、駆動手段３，レール４及び固定手段５を図示しているが、図１，図２（ｂ）及び図２（ｃ）では、これらを省略している。
【００２１】
第１の実施例に係る製版露光装置１は、光源ユニット２１，２２と、該光源ユニット２１，２２に設けられた駆動手段と、破線で示した該被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳと、を備える。
該光源ユニット２１，２２からの紫外線は、被照射物Ｗに載置されるマスクＭに照射され、該マスクＭを通った紫外線が被照射物Ｗに照射される。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、載置台ＷＳ上には、被照射物ＷとマスクＭとを挟んで一対のレール４が配置され、このレール４がその長手方向の両端に設けた固定手段５によって固定される。一対のレール４には、光源ユニット２１，２２の長手方向における両端に設けた駆動手段３が配置される。駆動手段３は、モーターが具備されており、レールに沿って移動（Ｘ方向に移動）される。このため、光源ユニット２１，２２は、駆動手段３によってレール４に沿って移動され、図２（ｂ）に示すように、被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳに対して相対的に移動される。
【００２３】
光源ユニット２１，２２の出射光ＵＶ２１，ＵＶ２２を出射する側には、平板状のマスクＭが対向配置される。平板状のマスクＭは、マスクＭと同形状の被照射物Ｗに載置される（図１参照）。被照射物Ｗは、図２（ｃ）に示すように、スクリーンメッシュＷ３が設けられており、そこに感光膜Ｗ２が塗布されている。
感光膜Ｗ２は、感光乳剤を乾燥させたものであり、この感光乳剤を構成する部材として感光剤や充填剤が含まれる。感光剤としては、例えばジアゾ樹脂やスチリルピリジニウム塩（ＳＢＱ）が挙げられ、充填剤としては、アクリルモノマーやポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）が挙げられる。
被照射物Ｗは、図２（ｂ）に示すように、載置台ＷＳに載置され、マスクＭを介して被照射物Ｗに対向配置される。
【００２４】
光源ユニット２１，２２は、図３（ａ）に示すように、基板２１１，２２１上に設けられた複数の光出射体２３１，２３２により構成される。
この光出射体２３１，２３２は、第１の光出射体２３１と第２の光出射体２３２とに分けられる。第１の光出射体２３１は、図３（ｂ）に示すように、固体発光素子２３１１と、該固体発光素子２３１１を封止する封止剤２４と、該封止剤２４を介して該固体発光素子２３１１，２３２１に対向配置された透光性レンズ２５と、により構成される。第２の光出射体２３２の場合は、図３（ｂ）に示す第１の固体発光素子２３１１に換えて、第２の固体発光素子２３２１が設けられる。
【００２５】
第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２は、同一基板上２１１，２２１に、異なる波長を出射する光出射体２３１，２３２が設けられる。第１の光出射体２３１には、図３（ｂ）に示すように、第１の固体発光素子２３１１が設けられ、該第１の固体発光素子２３１１は例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する。第２の光出射体２３２には、第１の光出射体のように、不図示の第２の固体発光素子２３２１が設けられ、該第２の固体発光素子２３２１は、第１の固体発光素子２３１１より短い波長である例えば３６５ｎｍの紫外線を出射する。
また、第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２は、光出射体２３１，２３２が基板の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられる。このため、各光出射体に具備される第１の固体発光素子２３１１及び第２の固体発光素子２３２１も基板２１１，２２１の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられる。この３列のうち、被照射物Ｗに向かって移動される方向Ｓ（Ｘ軸方向）側の１列目には、長波長の紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１が配列され、次の２列目には、長波長の紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、短波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とが交互に配列され、最後の３列目には、短波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１が配列される。
【００２６】
固体発光素子２３１１としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）を用いることができる。
また、透光性レンズ２５を構成する部材としては、用途によって種々な部材を用いることができる。比較的可視域に近い４００ｎｍ付近の紫外線領域を使用する用途において、透光性レンズ２５を構成する部材は、例えばアクリル樹脂のような紫外線透過性を有する光学樹脂が用いられる。一方で３６５ｎｍ付近の紫外線領域や、高出力の光源を使用する用途において、透光性レンズ２５を構成する部材は、耐光性、耐熱性の高いＢＫ７や石英ガラスのような紫外線透過ガラス部材が用いられる。
【００２７】
第１の実施例に係る製版露光装置１は、基板２１１，２２１上の図示しない配線によって第１の固体発光素子２３１１及び第２の固体発光素子２３２１に給電されると、各固体発光素子２３１１，２３２１から紫外線が放射される。この各固体発光素子２３１１，２３２１からの紫外線が、被照射物Ｗに照射される過程と、その作用・効果について、図２〜図４を用いて説明する。
【００２８】
第１の光源ユニット２１及び第２の光源ユニット２２には、同一基板２１１，２２１上に例えば４０５ｎｍの長波長を出射される第１の固体発光素子２３１１と例えば３６５ｎｍの短波長を出射される第２の固体発光素子２３２１とが具備されていることから、各光源ユニット２１，２２からは例えば４０５ｎｍの長波長の紫外線と３６５ｎｍの短波長の紫外線とが同時に出射される。
光源ユニット２１，２２からの出射光は、マスクＭを介して被照射物Ｗに照射される。
被照射物Ｗには、図２（ｃ）に示すスクリーンメッシュＷ３上に、感光乳剤を塗布・乾燥させた感光膜Ｗ２が例えば１５μｍの厚み設けられている。
【００２９】
紫外線は、相対的に短波長（例えば３６５ｎｍ）のものと長波長（例えば４０５ｎｍ）のものとでは、感光膜への吸収率が異なり、相対的に長波長ほど吸収率が低く、相対的に短波長ほど吸収率が高い。一方、感光膜Ｗ２は、紫外線を吸収し硬化すると物性を変化させ、紫外線透過率を低下させる。
これらのため、感光膜Ｗ２に対して先に相対的に短波長の紫外線を照射し、その後に相対的に長波長の紫外線を照射すると、感光膜Ｗ２は、相対的に短波長の紫外線の吸収率が高いため、浅い部分が相対的に短波長の紫外線のエネルギーの殆んどを吸収し硬化されるが、深い部分への相対的に短波長の紫外線のエネルギーは殆んど届かない。そうすると、後から照射される相対的に長波長の紫外線は、感光膜Ｗ２の浅い部分を通って深い部分に照射されるが、浅い部分が既に硬化しており、その紫外線透過率を低下させていることから、感光膜Ｗ２の深い部分へ殆んど届かない。このため、感光膜Ｗ２の深い部分の硬化は不十分になり、そのレジストパターンは崩れてしまう。
第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２は、図３に示すように、紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、該第１の固体発光素子２３１１が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子２３１１，２３２１を具備し、該光源ユニット２３１，２３２が該載置台ＷＳに対して相対的に移動される方向のならびで、第１の固体発光素子２３１１の後に第２の固体発光素子２３２１が配置される。これにより、感光膜Ｗ２は、先に相対的に長波長の紫外線が照射されることで、感光膜Ｗ２の深い部分の硬化を行なうことができ、後から相対的に短波長の紫外線が照射されることで、感光膜の浅い部分の硬化を行なうことができる。このため、第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２及びこれを具備する製版露光装置１は、感光膜Ｗ２の全体を良好に硬化でき、感光膜Ｗ２のレジストパターンが崩れることを抑制できる。
【００３０】
この感光膜Ｗ２は、例えばジアゾ系の感光剤と、例えばアクリルモノマーからなる充填剤とにより構成される。図４はこれら充填剤と感光剤とが感光する感光波長領域を示した図であり、図４に示すように、充填剤と感光剤とが感光する感光波長領域は異なっている。具体的には、アクリルモノマーからなる充填剤の場合、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍに感光波長領域があり、ジアゾ系の感光剤の場合、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍに感光波長領域がある。
両者は、感光波長領域は広域に亘っているものの、照射される波長によっては感光効率が異なっている。例えば、アクリルモノマーの場合、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍに感光波長領域があるものの、４００ｎｍの紫外線を照射された場合と、３００ｎｍの紫外線を照射された場合とでは、その感光効率が異なっており、３００ｎｍの紫外線を照射された方が効率よく感光される。この効率よく感光される領域を本願では、吸収特性が最大値を示す波長を１００％としたときの８０％以上の吸収特性を示す領域のことをいい、「高感光領域」と呼ぶ。充填剤の高感光領域は、波長２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲にあり、感光剤の高感光領域は、充填剤の高感光領域よりも相対的に短い波長にあり、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲にある。
【００３１】
第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２からの出射光には、紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、該第１の固体発光素子２３１１が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とを具備している。第１の固体発光素子２３１１からの紫外線は、感光剤の感光波長領域に入っているので、感光剤の感光を良好に行なうことができ、また、第２の固体発光素子２３２１からの紫外線は、充填剤の感光波長領域に入っているので、充填剤の感光を良好に行なうことができる。
【００３２】
さらに、光源ユニット２１，２２からの紫外線を、相対的に長波長の紫外線と相対的に短波長の紫外線との２つにされており、この相対的に長波長の紫外線を充填剤の感光波長領域に入ると共に、相対的に短波長の紫外線を感光剤の感光波長領域に入るように構成されていることで、相対的に長波長の紫外線（第１の固体発光素子２３１１からの４０５ｎｍの紫外線）が充填剤高感光領域に近接し又は入り、相対的に短波長の紫外線（第２の固体発光素素子からの３６５ｎｍの紫外線）が感光剤の高感光領域に近接又は入ることになる。これにより、第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２及びこれを具備する製版露光装置１は、感光膜Ｗ２を構成する充填剤及び感光剤を効果的に硬化でき、その硬化を短時間で行なうことができる。
【００３３】
なお、第１の実施例においては、光源ユニット２１，２２を２つ具備した図を示したが、図３（ａ）のように、第１の光源ユニット２１に、紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、該第１の固体発光素子２３１１が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とが具備されていれば、第２の光源ユニット２２を設けなくてもかまわない。
【００３４】
図３（ｂ）に示す透光性レンズ２５は、その出射光側からみると、図３（ａ）に示すように円状であり、基板２１１，２２１上で互いに隣接する円状の透光性レンズの中心が四角形を形成するように配置される。
製版露光の用途においては、光源ユニット２１，２２からの出射光を平行光にしたいという要望があり、透光性レンズに固体発光素子からの光を平行光に形成する機能を具備させることがある。そうすると、同一基板２１１，２２１上に配置された透光性レンズ間の隙間は固体発光素子からの出射光が弱く陰になってしまうことがある。
そこで、図５に示すように、基板２１１，２２１上で互いに隣接する隣接する円状の透光性レンズの中心が正三角形を形成するように配置される。すなわち、図５における基板２１１，２２１上の透光性レンズの配置は、六方充填配置である。図５のように配置すると、透光性レンズを密集させて配置することができ、透光性レンズ間の陰の領域を小さくすることができる。
【００３５】
前述のように、透光性レンズ２５には、固体発光素子からの光を平行光に形成する機能を具備されることがある。このときの透光性レンズ２５は、図３に示す半球状のものであってもかまわないが、図６のように断面台形のような形状のものであってもかまわない。
【００３６】
上述の第１の実施例においては、同一基板２１１上に長波長側の紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、短波長側の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とを配置したが、必ずしも同一基板２１１上に配置しなくてもかまなわない。その例を示したのが図７である。
【００３７】
図７は、本発明に係る第２の実施例の説明図である。
図７は、第２の実施例の製版露光装置１に具備される光源ユニット２１，２２の説明図であり、光源ユニット２１，２２の正面図である。
なお、図７には、図１〜３に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
また、第２の実施例においても、製版露光装置１の斜視図やその断面図は、第１の実施例と相違しないことから、図１及び図２を参照図として用いる。
【００３８】
図７の第２の実施例は、長波長側の紫外線を出射する固体発光素子（図７における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）を同一基板２１１，２２１上に配置し、短波長側の紫外線を出射する固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）を同一基板２１１，２２１上に配置した点で、図３の第１の実施例と相違する。
図７の第２の実施例の説明として、図１〜３と共通する部分は省略し、相違する部分について述べる。
【００３９】
第２の実施例では、光源ユニット２１，２２が被照射物Ｗに対して相対的に移動する方向Ｓ（Ｘ軸方向）において、前方側（第１の光源ユニット２１側）に、同一基板２１１上に長波長側の紫外線を出射する第１の固体発光素子を具備する第１の光出射体２３１だけが設けられる。一方、光源ユニット２１，２２が被照射物Ｗに対して相対的に移動する方向Ｓ（Ｘ軸方向）において、後方側（第２の光源ユニット２２側）に、同一基板２２１上に短波長側の波長を出射する第２の固体発光素子を具備する第２の光出射体２３２だけが設けられる。
【００４０】
第２の実施例においても、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、第２の実施例においては、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子（図７における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い例えば３６５ｎｍの波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）と、を別基板２１１，２２１に設けることにより、長波長側の紫外線の光強度と短波長側の紫外線の光強度とが異なるように制御できる。
【００４１】
なお、第２の実施例においても、図５に示すように、透光性レンズ２５の配置が六方充填配置にすれば、透光性レンズ２５間の陰の領域を小さくすることができる。
また、固体発光素子からの光を平行光に形成するために、第３の実施例における透光性レンズ２５の形状は、図６に示すような形状であってもかまわない。
【００４２】
上述の第１及び第２の実施例においては、光源ユニット２１，２２から放射される紫外線の波長が例えば３６５ｎｍの短波長側と例えば４０５ｎｍの長波長側との２つのものを示した。
製版露光の用途においては、被照射物Ｗの感光膜の膜厚を５０μｍのような厚膜のものを形成したいという要望があり、第１及び第２の実施例のような光源ユニット２１，２２を用いた場合、その感光膜の形状が崩れてしまうことがあった。これは、波長が短いと感光膜への吸収率が高いために、感光膜の深い部分にまで光が届かない場合があるためと考えられる。具体的には、４０５ｎｍの紫外線の場合、感光膜の１５μｍ辺りの深さ領域まで光が浸入することができ、１５μｍ辺りの深さ領域まで感光膜を感光させ、十分に硬化させることができるが、感光膜の５０μｍ辺りの深さ領域まで浸入する光は少なく、十分な硬化ができなかったものと考えられる。
そこで、感光膜が５０μｍ以上のような厚膜のものでも、充分に硬化できる例として第３の実施例を説明する。
【００４３】
図８は、本発明に係る第３の実施例の説明図である。
図８は、第３の実施例の製版露光装置１に具備される光源ユニット２１，２２の説明図であり、光源ユニット２１，２２の正面図である。
なお、図８には、図１〜３に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
また、第３の実施例においても、製版露光装置１の斜視図やその断面図は、第１の実施例と相違しないことから、図１及び図２を参照図として用いる。
【００４４】
図８の第３の実施例は、長波長側の紫外線を出射する固体発光素子が、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子と、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子とからなる点で、図７の第２の実施例と相違する。
図８の第３の実施例の説明として、図７と共通する部分は省略し、相違する部分について述べる。
【００４５】
第１の光源ユニット２１には、第２の固体発光素子（図８における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）が出射する紫外線の波長に対して、長波長の紫外線を出射する第１の光出射体２３１と第３の光出射体２３３とが設けられる。第２の光源ユニット２２には、第１及び第３の光出射体からの紫外線よりも、波長の短い紫外線を出射する短波長側の第２の光出射体２３２が設けられる。
第１の光源ユニット２１において、同一基板２１１上に、第１の光出射体２３１に具備された長波長側の固体発光素子として、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子（図８における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）と、第３の光出射体に具備された例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子（図８における第３の光出射体２３３の内部に設けた不図示の第３の固体発光素子）とが設けられる。
また、第３の実施例に係る第１の光源ユニット２１は、光出射体２３１，２３３が基板の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられることで、光出射体２３１，２３３に具備される第１及び第３の固体発光素子も基板２１１の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられる。この３列のうち、被照射物Ｗに向かって移動される方向Ｓ（Ｘ軸方向）側の１列目には、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子が配列され、次の２列目には、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子と、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子とが交互に配列され、最後の３列目には、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子が配列される。
【００４６】
前述のように、紫外線は、相対的に短波長のものと長波長のものとでは、感光膜へ吸収率が異なり、相対的に長波長ほど吸収率が低く、相対的に短波長ほど吸収率が高い。一方、感光膜Ｗ２は、紫外線を吸収すると硬化されると物性を変化させ、紫外線透過率を低下させる。
このため、第３の実施例では、長波長側の固体発光素子に、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子が具備され、且つ、光源ユニット２１，２２が載置台に対して相対的に移動される方向のならびで、第１の固体発光素子よりも先に第３の固体発光素子が配置されることにより、例えば５０μｍのような厚膜の感光膜の深い部分まで長波長側の紫外線を浸入させることができ、感光膜の深い部分でも硬化することができる。さらに、４３６ｎｍ，４０５ｎｍ及び３６５ｎｍの３つの波長を感光膜に対して順次照射させることより、感光膜の各深さで紫外線が吸収され、各深さにおける硬化を良好に行なうことができる。具体的には、実験３の結果で述べるが、波長４３６ｎｍの紫外線は感光膜の深い部分を硬化させ、波長４０５ｎｍの紫外線は感光膜の中央近傍を硬化させ、波長３６５ｎｍの紫外線は感光膜の表面近傍を硬化させる。このように、第３の実施例においては、感光膜が厚膜のものであっても充分に硬化することができ、その形状が崩れることを抑制できる。
【００４７】
また、第３の実施例においても、第３の固体発光素子からの紫外線（波長４３６ｎｍ）が、感光剤の感光波長領域（波長３００ｎｍ〜５００ｎｍ）に入っていることから、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、第２の実施例のように、同一基板上には同一の固体発光素子で構成するため、第３の光源ユニットを準備し、その第３の光源ユニットの基板上に第３の固体発光素子だけで構成してもかまわない。この場合、第１〜３の光源ユニットが載置台に対して相対的に移動される方向のならびで、第３の固体発光素子（波長４３６ｎｍ）だけを具備する第３の光源ユニットが配置され、第３の固体発光素子からの紫外線よりも短い波長を出射する第１の固体発光素子（波長４０５ｎｍ）だけを具備する第１の光源ユニットが配置され、第１の固体発光素子からの紫外線よりも短い波長を出射する第２の固体発光素子（波長３６５ｎｍ）だけを具備する第２の光源ユニットが配置される。これにより、第２の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、第３の実施例においても、図５に示すように、透光性レンズ２５の配置が六方充填配置にすれば、透光性レンズ２５間の陰の領域を小さくすることができる。
さらにまた、固体発光素子からの光を平行光に形成するために、第３の実施例における透光性レンズ２５の形状は、図６に示すように、断面台形であってもかまわない。
【００５０】
上述した第１〜３の実施例では、光源ユニット２１，２２と被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳとの相対的移動を、光源ユニット２１，２２に設けた駆動手段によって、光源ユニット２１，２２を移動させることで実現していたが、光源ユニット２１，２２を載置台ＷＳ以外の部材に固定し、被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳに駆動手段を設け、載置台ＷＳ側を移動させてもかまわない。
【００５１】
上述した第１〜３の実施例に効果を説明するための実験を行なった。
長波長側の紫外線を出射する固体発光素子と、短波長側の紫外線を出射する固体発光素子とを少なくとも具備することで、感光膜の十分な硬化を行なえることを示す実験１を示す。
【００５２】
＜実験１＞
実験１では、図１に示す構成の製版露光装置１を用いた。
本発明の構成は、長波長側の第１の光出射体２３１に具備される第１の固体発光素子として、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の光出射体２３２に具備される第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを設けた製版露光装置１を準備した。
また、本発明の効果を示すため、比較例は、第２の実施例で設けた短波長側の第２の固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）を具備せず、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
【００５３】
実験１に供する感光膜Ｗ２には、２００ｎｍ〜４００ｎｍの感光波長領域を有するアクリルモノマーの充填剤と、３００ｎｍ〜５００ｎｍの感光波長領域を有するジアゾ系の感光剤とからなるものを乾燥させて準備した。
【００５４】
実験１においては、本発明の製版露光装置１で処理した感光膜Ｗ２と、比較例の製版露光装置１で処理した感光膜Ｗ２とを準備し、各感光膜Ｗ２の硬化が充分であるか試すため、スクリーン印刷に用いる溶剤（インクに含まれる成分）をＡ〜Ｃまで準備した。各感光膜Ｗ２は、例えば３０μｍの厚みで形成される。
各感光膜Ｗ２は、各溶剤に２４時間浸漬された後、溶剤が乾燥される。この浸漬前後での各感光膜Ｗ２の重量変化を測定し、重量変化率として定義した。
なお、溶剤Ａにはメタノールを、溶剤Ｂにはエタノールを、溶剤Ｃにはアセトンを用いた。
【００５５】
実験１の結果を示したのが図９である。図９では、各溶剤Ａ〜Ｃに対して本発明と比較例における溶出率（塗布した重量に対して溶出した重量の比率）を比較して示してある。水への溶出量は、本発明及び比較例で違いが無かった。ところが、溶剤への溶出量は、いずれの溶剤においても比較例の方が多かった。
これは、比較例は、波長４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成されており、感光膜の深い部分を硬化できるものの、浅い部分での硬化が不十分となり、この浅い部分が溶剤Ａ〜Ｃに溶出してしまったものと考えられる。
また、前述のように、波長４０５ｎｍの紫外線は、感光剤の感光波長領域に入っており、感光剤を感光させて硬化できるが、充填剤の感光波長領域には入っていないので、充填剤の硬化が不十分になったと推測される。充填剤は、本願の段落番号０００７に記載されるように、耐溶剤性を向上させる機能を有する。このため、比較例では、充填剤の硬化が不十分になったために耐溶剤性が低下したものと考えられる。
【００５６】
一方、本発明に係る製版露光装置１では、波長４０５ｎｍの紫外線を出射させた後、波長４０５ｎｍの紫外線より波長の短い３６５ｎｍの紫外線を出射されることにより、感光膜の深い部分を硬化できると共に、浅い部分での硬化を良好に行なうことができる。
さらに、波長３６５ｎｍの紫外線は、充填剤の感光領域に入っているので、充填剤の硬化を十分に行なうことができ、充填剤が有する耐溶剤性の機能が発揮させることができたものと考えられる。
その上、製版露光によって形成された版は、繰り返し溶剤（インクに含まれる成分）が塗布されて印刷対象に溶剤と塗布するのに用いられる。このため、溶剤が塗布される度に、硬化した感光膜Ｗ２が溶出したのでは、耐久性に問題がある。このため、本発明に係る製版露光装置１では、比較例に比して溶出量が少ないことから、耐久性に優れた版を製版できることが分かった。
【００５７】
＜実験２＞
次に、実験２では、製版された感光膜Ｗ２の形状から本発明の効果を示す。
実験２では、図１に示す構成の製版露光装置１を用いた。
本発明の構成は、長波長側の第１の光出射体２３１に具備される第１の固体発光素子として、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の光出射体２３２に具備される第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを設けた製版露光装置１を準備した。
また、本発明の効果を示すため、比較例１は、第２の実施例で設けた長波長側の第１の固体発光素子（図７における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）を具備せず、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
さらに、比較例２は、第２の実施例で設けた短波長側の第２の固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）を具備せず、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
【００５８】
実験２に供する感光膜Ｗ２には、２００ｎｍ〜４００ｎｍの感光波長領域を有するアクリルモノマーの充填剤と、３００ｎｍ〜５００ｎｍの感光波長領域を有するジアゾ系の感光剤とからなる感光乳剤を乾燥させて準備した。なお、この感光乳剤の必要露光量は、１２００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００５９】
実験２においては、各製版露光装置１で露光した後、水で未硬化部分を洗い流し、厚みＬ１が１５μｍのレジストパターンを形成した版を得た。各製版露光装置１で処理したレジストパターンの形状を、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ））で観察して比較した。
その結果を模式的に示したのが、図１０である。
図１０（ａ）は比較例１（３６５ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１０（ｂ）は比較例２（４０５ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１０（ｃ）は本発明（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理したレジストパターンの形状である。本発明における処理では、感光膜に対して、波長４０５ｎｍの紫外線を先に照射した後に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射してレジストパターンの形状を得た。
なお、版への紫外線照射時間は、約１分間である。
【００６０】
比較例１（３６５ｎｍのみ）で処理した場合、図１０（ａ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２からの紫外線が照射される側）の硬化は十分であるが、紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化が不十分であったためにレジストパターンが細くなっていた。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次小さくなる台形状に形成された。
これは、波長の長短の違いによる感光膜Ｗ２への吸収率の違いに起因するものと、硬化された感光膜Ｗ２の物性に起因するものとが、考えられる。具体的には、以下に述べる。
波長３６５ｎｍの紫外線は、感光剤の感光波長領域及び充填剤の感光領域に入っていることから、感光剤及び充填剤を硬化することができる。ところが、３６５ｎｍのような波長の短い紫外線は、感光膜Ｗ２への吸収率が高いので、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）は十分な硬化が得られたが、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）に至る光の照度が十分になく、十分な硬化が得られなかったものと考えられる。さらに、感光膜Ｗ２は、硬化されると紫外線の透過率が低下するので、感光膜Ｗ２の浅い部分が硬化したのちは、硬化した感光膜Ｗ２に遮光されることで、感光膜Ｗ２の深い部分に至る光の照度を低下させたものと考えられる。これらの理由から、感光膜Ｗ２の深い部分への紫外線照度が不十分となり、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次小さくなる台形状に形成されたものと考えられる。
【００６１】
比較例２（４０５ｎｍのみ）で処理した場合、図１０（ｂ）に示すように、紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化は充分であるが、紙面上方側（光源ユニット２１，２２からの紫外線が照射される側）の硬化が不十分であったためにレジストパターンが細くなっている。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成される。
これは、波長の長短の違いによる感光膜Ｗ２への吸収率の違いに起因するものと考えられる。具体的には、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）に至る光の照度が十分になる。また、波長４０５ｎｍの光は、厚みが１５μｍ辺りへの吸収率が良好であったために、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）で十分な硬化が得られたものと考えられる。ところが、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）は十分な硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成されたものと考えられる。
【００６２】
本発明（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理した場合、図１０（ｃ）に示すように、上方側（光源ユニット２１，２２からの紫外線が照射される側）の硬化は十分であり、紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化も十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく、長方形状に形成された。
これは、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低く、厚みが１５μｍ辺りへの吸収率が良好であるため、先に照射された４０５ｎｍの紫外線によって、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）の硬化が十分に得られたものと考えられる。また波長が短い方が感光膜Ｗ２への吸収率が高いので、後から照射された３６５ｎｍの紫外線によって、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）の硬化も十分に得られたものと考えられる。またさらに、感光膜に対して、先に、相対的に波長の長い４０５ｎｍを照射することで、感光膜の表面は硬化されていないので、感光膜の表面は良好な紫外線透過率を有し、これにより、４０５ｎｍの紫外線が感光膜の深い部分に良好に照射され、十分な硬化が得られる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく、長方形状に形成されたものと考えられる。
【００６３】
実験２の結果から、本発明の係る光源ユニット２１，２２及びこれを具備した製版露光置は、相対的に波長の長い紫外線（４０５ｎｍ）と、相対的に波長の短い紫外線（３６５ｎｍ）を出射すると共に、先に相対的に波長の長い紫外線を出射することにより、感光膜の深い部分と浅い部分、すなわち感光膜の全体を良好に硬化することができ、そのレジストパターンの形状が良好のものが得られることが分かった。
さらに、本発明の光源ユニット２１，２２及びこれを具備した製版露光装置１は、相対的に波長の長い紫外線（４０５ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる感光剤の感光波長領域に入っており、さらに相対的に短い紫外線（３６５ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる充填剤の感光波長領域に入っていることから、感光膜を良好に硬化できたものと考えられる。
【００６４】
＜実験３＞
最後に、実験３では、製版された感光膜Ｗ２の形状から、感光膜Ｗ２の厚みが３０μｍの厚膜である場合の本発明の効果を示す。
実験３では、図１に示す構成の製版露光装置１を用いた。
本発明の構成は、長波長側の第１の光出射体２３１に具備される第１の固体発光素子として、４３６ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の光出射体２３２に具備される第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを設けた製版露光装置１を準備した。
また、本発明の効果を示すため、比較例１は、短波長側の第２の固体発光素子を具備せず、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
比較例２は、短波長側の第２の固体発光素子を具備せず、４３６ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
比較例３は、長波長側の第１の固体発光素子として、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを具備した製版露光装置１を準備した。
【００６５】
実験３に供する感光膜Ｗ２には、２００ｎｍ〜４００ｎｍの感光波長領域を有するアクリルモノマーの充填剤と、３００ｎｍ〜５００ｎｍの感光波長領域を有するジアゾ系の感光剤とからなる感光乳剤を乾燥させて準備した。なお、この感光乳剤の必要露光量は、１２００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００６６】
実験３においては、各製版露光装置１で露光した後、水で未硬化部分を洗い流し、レジストパターンを形成した版を得た。このとき、レジストパターンは、その厚みＬ２が実験２のときの２倍に厚みになるように、３０μｍにした。
各製版露光装置１で処理したレジストパターンの形状は、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ））で観察して比較した。
その結果を示したのが、図１１である。
図１１（ａ）は比較例１（４０５ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１１（ｂ）は比較例２（４３６ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１１（ｃ）は比較例３（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理したレジストパターンの形状で、図１１（ｄ）は本発明（３６５ｎｍ＋４３６ｎｍ）で処理したレジストパターンの形状である。比較例３における処理では、感光膜に対して、波長４０５ｎｍの紫外線を先に照射した後に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射してレジストパターンの形状を得た。また、本発明における処理では、感光膜に対して、波長４３６ｎｍの紫外線を先に照射した後に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射してレジストパターンの形状を得た。
なお、版への紫外線照射時間は、約１分間である。
【００６７】
比較例１（４０５ｎｍのみ）で処理した場合、図１１（ａ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）と紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化が不十分であり、紙面上方側と紙面下方側に挟まれた紙面中央側の硬化は十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から中央に向かって幅が順次大きくなり、続いて紙面中央から下方に向かって幅が順次小さくなるように、六角形状に形成された。
これは、実験２で説明したように、波長の長短の違いによる感光膜Ｗ２への吸収率の違いに起因するものが、考えられる。実験２で説明した部分は省略するが、波長４０５ｎｍの紫外線は、厚みが１５μｍ辺りへの吸収率が良好であったために、厚みが３０μｍの感光膜Ｗ２の場合、図１１（ａ）に示すように、感光膜Ｗ２の中央部分の十分な硬化が得られたものと考えられる。ところが、波長４０５ｎｍの紫外線は、感光膜Ｗ２の中央部分に吸収されてしまうことで、それより深い（感光膜Ｗ２の１５μｍより深い部分）への照度が不十分となり、十分な硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から中央に向かって幅が順次大きくなり、続いて紙面中央から下方に向かって順次小さくなる六角形状に形成されたものと考えられる。
さらに、実験３においては、硬化された感光膜Ｗ２の物性に起因して、レジストパターンの形状が六角形状になったことも考えられる。具体的には、感光膜Ｗ２は、硬化されると紫外線の透過率が低下するので、感光膜Ｗ２の１５μｍ辺りが硬化したのちは、硬化した感光膜Ｗ２に遮光されることで、感光膜Ｗ２の深い部分（３０μｍ辺りの部分）に至る光の照度を低下させたものと考えられる。
【００６８】
比較例２（４３６ｎｍのみ）で処理した場合、図１１（ｂ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）の硬化が不十分であり、紙面下方側の硬化は十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成された。
これは、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）に至る光の照度が十分になる。また、波長４３６ｎｍの紫外線は、厚みが３０μｍ辺りへの吸収率が良好であったために、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）で十分な硬化が得られたものと考えられる。ところが、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）は十分な硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成されたものと考えられる。
【００６９】
比較例３（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理した場合、図１１（ｃ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）及び紙面中央の硬化が十分であり、紙面下方側の硬化が不十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から中央に向かって幅が変化せず、続いて紙面中央から下方に向かって幅が順次小さくなるように、六角形状に形成された。
これは、波長３６５ｎｍの紫外線は感光膜Ｗ２の深い部分に吸収され、波長４０５ｎｍの紫外線は感光膜Ｗ２の１５μｍ辺りまでに吸収されてしまい、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）の硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、感光膜Ｗ２の厚み１５μｍ辺りまでは良好なレジスト形状を形成されるが、１５μｍより深くなるとその幅が順次小さくなる六角形状に形成されたものと考えられる。
【００７０】
本発明（３６５ｎｍ＋４３６ｎｍ）で処理した場合、図１１（ｄ）に示すように、上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）から紙面下方側（支持体Ｗ１側）に至るまでその硬化が十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく、長方形状に形成された。
これは、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低く、特に波長４３６ｎｍの紫外線は、厚みが１５μｍより深い部分への吸収率が良好であるため、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）の硬化が十分に得られたものと考えられる。また波長が短い方が感光膜Ｗ２への吸収率が高いので、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）の効果も十分に得られるものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく。長方形状に形成されたものと考えられる。
さらに、本発明の光源ユニット２１，２２及びこれを具備した製版露光装置１は、相対的に波長の長い紫外線（４３６ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる感光剤の感光波長領域に入っており、さらに相対的に短い紫外線（３６５ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる充填剤の感光波長領域に入っていることから、感光膜を良好に硬化できたものと考えられる。
【００７１】
実験３の結果から、本発明の係る光源ユニット２１，２２は、充填剤の感光波長領域に入る波長の紫外線（４３６ｎｍ）と、感光剤の感光波長領域に入る波長の紫外線（３６５ｎｍ）とを具備することにより、充填剤と感光剤とを良好に硬化することができることが分かった。さらに、感光膜Ｗ２の厚みが３０μｍのような厚膜の場合、波長４３６ｎｍの紫外線を長波長側の紫外線として用いることにより、感光膜Ｗ２の深い部分まで良好に硬化することができ、そのレジストパターンの形状を良好のものにすることができた。
【００７２】
さらに、実験３の結果から、波長４３６ｎｍの紫外線は、深さ３０μｍ辺りへの吸収率が良好であることが分かる。このため、感光膜Ｗ２が３０μｍより厚膜のもの例えば５０μｍのような厚膜のものの場合、波長３６５の紫外線と波長４３６の紫外線だけでは、感光膜Ｗ２の中央部分の硬化が不十分になってしまって細くなってしまうことが予測される。
そこで、本発明に係る第３の実施例のように、長波長側の固体発光素子として、４３６ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを組み合せることにより、感光膜Ｗ２が５０μｍより厚膜であっても、良好なレジストパターンの形状を得ることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 製版露光装置
２１ 第１の光源ユニット
２１１ 基板
２２ 第２の光源ユニット
２２１ 基板
２３１ 第１の光出射体（長波長）
２３１１ 第１の固体発光素子（長波長）
２３２ 第２の光出射体（短波長）
２３２１ 第２の固体発光素子（短波長）
２３３ 第３の光出射体（長波長）
２４ 封止剤
２５ 透光性レンズ
３ 駆動手段
４ レール
５ 固定手段
Ｍ マスク
Ｓ 光源ユニットと被照射物とを相対的に移動させる方向
Ｗ 被照射物
Ｗ１ 支持体
Ｗ２ 感光膜
Ｗ３ スクリーンメッシュ
ＷＳ 載置台
Ｌ１ 感光膜の厚み
Ｌ２ 感光膜の厚み
ＵＶ１ 第１の光源ユニットからの紫外線
ＵＶ２ 第２の光源ユニットからの紫外線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製版露光に用いられる光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板の回路パターンを露光する用途においては、光源として固体発光素子を用いるものが、特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１２は、従来に係る光源ユニット１０４を具備した露光装置１００の説明図である。
露光装置１００は、固体発光素子１０１を具備する光源ユニット１０４と、該固体発光素子１０１からの紫外線が照射されるマスクＭと、を備える。
被照射物Ｗは、固体発光素子１０１からの紫外線がマスクＭを介して照射される位置に配置される。
【０００４】
この光源ユニット１０４は、同一平面上に配置された複数の固体発光素子１０１と、該複数の固体発光素子１０１が取付けられた基板１０２と、該複数の固体発光素子１０１に対向配置された拡散板１０３と、により構成される。
固体発光素子１０１としては、例えば紫外線を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）が挙げられる。
【０００５】
複数の固体発光素子１０１から照射された各紫外線は、拡散板１０３に向かって照射され、この拡散板１０３で拡散される。拡散板１０３を通った各紫外線は、拡散板１０３に対向配置されたマスクＭに照射される。マスクＭを通った各紫外線は、マスクＭに対向配置された被照射物Ｗに照射される。
被照射物Ｗは、感光剤（いわゆるレジスト）が塗布されているので、マスクＭに描かれた回路パターンなどが感光剤に照射され、露光される。
【０００６】
一方、製版露光においては、紫外線を利用して被照射物（スクリーンマスク）を製造することが、特許文献２に記載されている。
製版露光では、スクリーンメッシュ上に感光乳剤が塗布され、その感光乳剤を乾燥させて感光膜が形成される。その後、この感光膜にマスクを密着させて紫外線による露光を行い、その露光部分が硬化される。そして、このスクリーンメッシュを水槽に浸して感光膜の未硬化部分を水に溶かし、更にこのスクリーンメッシュにスプレー等で水を吹付けて感光膜の未硬化部分を完全に取り除く。これによりスクリーンメッシュにレジストパターンが現像される（特許文献２の段落番号００１３を参照）。
【０００７】
この製版露光で用いられる感光乳剤について、非特許文献１に述べられている。非特許文献１によれば、製版露光用の感光乳剤は、大別してバインダーポリマーと感光剤からなる。バインダーポリマーと感光剤は共に水溶性であるが、紫外線照射により、感光剤からラジカルが生じ、このラジカルによってバインダーポリマーが硬化されることで不溶となり、画像を形成する。ここで、バインダーポリマーには一般的にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が使用される。感光剤には、ジアゾ樹脂、もしくはスチリルピリジニウム塩（ＳＢＱ）が用いられている。ジアゾ樹脂は紫外線照射によりフェニルラジカルを発生し、ＰＶＡの水酸基と結合し架橋する。
基本的に、バインダーポリマーのＰＶＡと感光剤のジアゾ樹脂を混ぜれば、紫外線照射により画像形成は可能である。しかしながら、これだけでは十分な解像性や強度は得られないため、製版露光用の感光乳剤には様々な充填剤が使用される。充填剤を添加することで、耐水膨潤を抑えることや耐溶剤性をアップすることが出来るため、現在では、ほとんどの精密部品用の版には充填剤が使用されている。充填剤も紫外線照射によるラジカル重合を利用した反応形態なので前述した感光剤ともいえるが、本文では区別のため充填剤と呼ぶ。充填剤にはアクリルモノマーやポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）が用いられる。
【０００８】
このような感光乳剤を硬化させる紫外線の光源としては、放電ランプが使用されている（特許文献３の段落番号００１４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１５６８５２公報
【特許文献２】特開平０９−２１６３３０号公報
【特許文献３】特開平１１−１２９４３４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】染谷隆夫、佐野康著、「エレクトロニクス高品質スクリーン技術」、シーエムシー出版、２００５年、ｐ．５７−５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
製版露光の光源である放電ランプは、紫外線以外にも赤外線が含まれており、これらも被照射物に照射される。また、放電ランプは放電により紫外線を発生させているので、放電による熱が生じており、被照射物にはこの放電熱が輻射される。これらにより、スクリーンメッシュは加熱されることがあり、加熱されたスクリーンメッシュは撓んでしまって、レジストパターンが崩れるといった問題があった。
【００１２】
そこで、製版露光の光源として、図１２で説明した光源ユニット１０４を用いることが考えられる。図１２の光源ユニット１０４は、紫外線が固体発光素子１０１から放射されることになり、この固体発光素子１０１からは、単一波長の光が放射されるので、赤外線を放射することが無い。また、固体発光素子１０１による発光原理は、放電ランプとは異なり、放電熱を生じない。これらの理由から、被照射物Ｗの加熱という問題は解決される。
【００１３】
ところが、本発明者らは、製版露光の用途に図１２で説明した光源ユニット１０４を用いると、感光膜の硬化が十分に得られないことに気が付いた。本発明者らの鋭意検討により、その原因が、感光乳剤に含まれる成分にあることを見出した。
【００１４】
前述の非特許文献１にあるように、感光乳剤には、感光剤と充填剤とが含まれている。ところが、この両者の効率よく感光する波長領域（高感光領域）が異なっている。これに対し、素子からの紫外線は単一波長の光であるため、感光剤及び充填剤のどちらか一方しか感光させることができず、感光膜の硬化が不十分になったものと考えられる。
【００１５】
しかしながら、感光剤を感光させる波長と、充填剤を感光させる波長とを組み合せて、感光膜を硬化させてみると、照射する波長の順番によってはレジストパターンが崩れてしまうことがあった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、感光膜の硬化を十分に得ると共に、レジストパターンの崩れを抑制した光源ユニット及びこの光源ユニットを具備した製版露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の発明に係る製版露光装置は、複数の固体発光素子を備える光源ユニットと、該光源ユニットからの紫外線を照射される被照射物が載置される載置台と、を有する製版用露光装置において、該光源ユニット又は該載置台には、該光源ユニットと該載置台とを相対的に移動させる駆動手段が設けられ、該複数の固体発光素子は、紫外線を出射する第１の固体発光素子と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子からなり、該光源ユニットが該載置台に対して相対的に移動する方向のならびで、第１の固体発光素子の後に第２の固体発光素子が配置されることを特徴とする。
第２の発明に係る製版露光装置は、第１の発明において、前記被照射物は感光剤と充填剤とを含むものであるとき、該第１の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該感光剤の感光波長領域に入り、該第２の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該充填剤の感光波長領域に入ることを特徴とする。
第３の発明に係る光源ユニットは、第１又は２の発明に係る製版露光装置に具備される光源ユニットであって、該複数の固体発光素子は、第１の固体発光素子と第２の固体発光素子とが同一基板上に設けられたことを特徴とする。
第４の発明に係る光源ユニットは、第１の発明に係る製版露光装置に具備される光源ユニットであって、該複数の固体発光素子は、第１又は２の固体発光素子と第２の固体素子の各々が別々の基板上に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明に係る製版露光装置及びこれに具備される第２及び第３の発明に係る光源ユニットは、上記特徴により、被照射物を照射することで、被照射物の感光膜を構成する感光剤と充填剤を感光させることができ、感光剤と充填剤とからなる感光膜を硬化させることができる。
紫外線は、相対的に短波長のものと長波長のものとでは、感光膜への吸収率が異なり、相対的に長波長ほど吸収率が低く、相対的に短波長ほど吸収率が高い。一方、感光膜は、紫外線を吸収すると硬化されると物性を変化させ、紫外線透過率を低下させる。これらのため、感光膜に対して先に相対的に短波長の紫外線を照射し、その後に相対的に長波長の紫外線を照射すると、感光膜は、相対的に短波長の紫外線の吸収率が高いため、浅い部分が相対的に短波長の紫外線のエネルギーの殆んどを吸収し硬化されるが、深い部分への相対的に短波長の紫外線のエネルギーは殆んど届かない。そうすると、後から照射される相対的に長波長の紫外線は、感光膜の浅い部分を通って深い部分に照射されるが、浅い部分が既に硬化しており、その紫外線透過率を低下させていることから、感光膜の深い部分へ殆んど届かない。このため、感光膜の深い部分の硬化は不十分になり、そのレジストパターンは崩れてしまう。
第２の発明に係る製版露光装置は、上記特徴により、第１の固体発光素子からの紫外線によって感光剤を感光させることができ、第２の固体発光素子からの紫外線によって充填剤を感光させることができる。さらに、感光剤の感光波長領域における効果的に硬化する高感光領域は、充填剤の感光波長領域における効果的に硬化する高感光領域に対して相対的に長波長側に位置するので、第１の固体発光素子からの紫外線が感光剤の高感光領域に近接し又は入り、感光剤を効果的に硬化でき、第２の固体発光素子からの紫外線が充填剤の高感光領域に近接し又は入り、感光剤を効果的に硬化できる。
このため、第１及び第２の発明に係る製版露光装置並びにこれに具備される第３及び第４の発明に係る光源ユニットは、上記特徴により、被照射物の感光膜に対して、相対的に長波長の紫外線を出射する第１の固体発光素子を先に照射させることで、感光膜の深い部分の硬化を行うことができ、後から相対的に短波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子を照射することで、感光膜表面の浅い部分の硬化を行なうことができ、感光膜のレジストパターンが崩れることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施例に係る製版露光装置の説明図である。
【図２】第１の実施例に係る製版露光装置及び被照射物の説明図である。
【図３】第１の実施例に係る光源ユニットの説明図である。
【図４】第１の実施例に係る光源ユニットからの感光波長領域と、感光剤の感光波長領域と、充填剤の感光波長領域と、を示した説明図である。
【図５】第１の実施例に係る光源ユニットの別の例の説明図である。
【図６】第１の実施例に係る光源ユニットの別の例の説明図である。
【図７】第２の実施例に係る光源ユニットの説明図である。
【図８】第３の実施例に係る光源ユニットの説明図である。
【図９】実験１の結果の説明図である。
【図１０】実験２の結果の説明図である。
【図１１】実験３の結果の説明図である。
【図１２】プリント基板の用途において、従来に係る露光装置の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図３は、本発明に係る第１の実施例の説明図である。
図１は、第１の実施例に係る製版露光装置１の斜視図である。
図２（ａ）は、図１の製版露光装置１の上面図であり、図２（ｂ）は、図１の製版露光装置１の断面図（Ａ−Ａ断面図）であり、図２（ｃ）は、図１で破線で示した被照射物Ｗの斜視図である。
図３（ａ）は、図１の製版露光装置１に具備される光源ユニット２１，２２の説明図であり、図１のＺ軸方向から見た光源ユニット２１，２２の正面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の光源ユニット２１，２２の長手方向に沿った一部断面図である。
なお、図２（ａ）では、駆動手段３，レール４及び固定手段５を図示しているが、図１，図２（ｂ）及び図２（ｃ）では、これらを省略している。
【００２１】
第１の実施例に係る製版露光装置１は、光源ユニット２１，２２と、該光源ユニット２１，２２に設けられた駆動手段と、破線で示した該被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳと、を備える。
該光源ユニット２１，２２からの紫外線は、被照射物Ｗに載置されるマスクＭに照射され、該マスクＭを通った紫外線が被照射物Ｗに照射される。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、載置台ＷＳ上には、被照射物ＷとマスクＭとを挟んで一対のレール４が配置され、このレール４がその長手方向の両端に設けた固定手段５によって固定される。一対のレール４には、光源ユニット２１，２２の長手方向における両端に設けた駆動手段３が配置される。駆動手段３は、モーターが具備されており、レールに沿って移動（Ｘ方向に移動）される。このため、光源ユニット２１，２２は、駆動手段３によってレール４に沿って移動され、図２（ｂ）に示すように、被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳに対して相対的に移動される。
【００２３】
光源ユニット２１，２２の出射光ＵＶ２１，ＵＶ２２を出射する側には、平板状のマスクＭが対向配置される。平板状のマスクＭは、マスクＭと同形状の被照射物Ｗに載置される（図１参照）。被照射物Ｗは、図２（ｃ）に示すように、スクリーンメッシュＷ３が設けられており、そこに感光膜Ｗ２が塗布されている。
感光膜Ｗ２は、感光乳剤を乾燥させたものであり、この感光乳剤を構成する部材として感光剤や充填剤が含まれる。感光剤としては、例えばジアゾ樹脂やスチリルピリジニウム塩（ＳＢＱ）が挙げられ、充填剤としては、アクリルモノマーやポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）が挙げられる。
被照射物Ｗは、図２（ｂ）に示すように、載置台ＷＳに載置され、マスクＭを介して被照射物Ｗに対向配置される。
【００２４】
光源ユニット２１，２２は、図３（ａ）に示すように、基板２１１，２２１上に設けられた複数の光出射体２３１，２３２により構成される。
この光出射体２３１，２３２は、第１の光出射体２３１と第２の光出射体２３２とに分けられる。第１の光出射体２３１は、図３（ｂ）に示すように、固体発光素子２３１１と、該固体発光素子２３１１を封止する封止剤２４と、該封止剤２４を介して該固体発光素子２３１１，２３２１に対向配置された透光性レンズ２５と、により構成される。第２の光出射体２３２の場合は、図３（ｂ）に示す第１の固体発光素子２３１１に換えて、第２の固体発光素子２３２１が設けられる。
【００２５】
第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２は、同一基板上２１１，２２１に、異なる波長を出射する光出射体２３１，２３２が設けられる。第１の光出射体２３１には、図３（ｂ）に示すように、第１の固体発光素子２３１１が設けられ、該第１の固体発光素子２３１１は例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する。第２の光出射体２３２には、第１の光出射体のように、不図示の第２の固体発光素子２３２１が設けられ、該第２の固体発光素子２３２１は、第１の固体発光素子２３１１より短い波長である例えば３６５ｎｍの紫外線を出射する。
また、第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２は、光出射体２３１，２３２が基板の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられる。このため、各光出射体に具備される第１の固体発光素子２３１１及び第２の固体発光素子２３２１も基板２１１，２２１の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられる。この３列のうち、被照射物Ｗに向かって移動される方向Ｓ（Ｘ軸方向）側の１列目には、長波長の紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１が配列され、次の２列目には、長波長の紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、短波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とが交互に配列され、最後の３列目には、短波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１が配列される。
【００２６】
固体発光素子２３１１としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）を用いることができる。
また、透光性レンズ２５を構成する部材としては、用途によって種々な部材を用いることができる。比較的可視域に近い４００ｎｍ付近の紫外線領域を使用する用途において、透光性レンズ２５を構成する部材は、例えばアクリル樹脂のような紫外線透過性を有する光学樹脂が用いられる。一方で３６５ｎｍ付近の紫外線領域や、高出力の光源を使用する用途において、透光性レンズ２５を構成する部材は、耐光性、耐熱性の高いＢＫ７や石英ガラスのような紫外線透過ガラス部材が用いられる。
【００２７】
第１の実施例に係る製版露光装置１は、基板２１１，２２１上の図示しない配線によって第１の固体発光素子２３１１及び第２の固体発光素子２３２１に給電されると、各固体発光素子２３１１，２３２１から紫外線が放射される。この各固体発光素子２３１１，２３２１からの紫外線が、被照射物Ｗに照射される過程と、その作用・効果について、図２〜図４を用いて説明する。
【００２８】
第１の光源ユニット２１及び第２の光源ユニット２２には、同一基板２１１，２２１上に例えば４０５ｎｍの長波長を出射される第１の固体発光素子２３１１と例えば３６５ｎｍの短波長を出射される第２の固体発光素子２３２１とが具備されていることから、各光源ユニット２１，２２からは例えば４０５ｎｍの長波長の紫外線と３６５ｎｍの短波長の紫外線とが同時に出射される。
光源ユニット２１，２２からの出射光は、マスクＭを介して被照射物Ｗに照射される。
被照射物Ｗには、図２（ｃ）に示すスクリーンメッシュＷ３上に、感光乳剤を塗布・乾燥させた感光膜Ｗ２が例えば１５μｍの厚み設けられている。
【００２９】
紫外線は、相対的に短波長（例えば３６５ｎｍ）のものと長波長（例えば４０５ｎｍ）のものとでは、感光膜への吸収率が異なり、相対的に長波長ほど吸収率が低く、相対的に短波長ほど吸収率が高い。一方、感光膜Ｗ２は、紫外線を吸収し硬化すると物性を変化させ、紫外線透過率を低下させる。
これらのため、感光膜Ｗ２に対して先に相対的に短波長の紫外線を照射し、その後に相対的に長波長の紫外線を照射すると、感光膜Ｗ２は、相対的に短波長の紫外線の吸収率が高いため、浅い部分が相対的に短波長の紫外線のエネルギーの殆んどを吸収し硬化されるが、深い部分への相対的に短波長の紫外線のエネルギーは殆んど届かない。そうすると、後から照射される相対的に長波長の紫外線は、感光膜Ｗ２の浅い部分を通って深い部分に照射されるが、浅い部分が既に硬化しており、その紫外線透過率を低下させていることから、感光膜Ｗ２の深い部分へ殆んど届かない。このため、感光膜Ｗ２の深い部分の硬化は不十分になり、そのレジストパターンは崩れてしまう。
第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２は、図３に示すように、紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、該第１の固体発光素子２３１１が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子２３１１，２３２１を具備し、該光源ユニット２３１，２３２が該載置台ＷＳに対して相対的に移動される方向のならびで、第１の固体発光素子２３１１の後に第２の固体発光素子２３２１が配置される。これにより、感光膜Ｗ２は、先に相対的に長波長の紫外線が照射されることで、感光膜Ｗ２の深い部分の硬化を行なうことができ、後から相対的に短波長の紫外線が照射されることで、感光膜の浅い部分の硬化を行なうことができる。このため、第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２及びこれを具備する製版露光装置１は、感光膜Ｗ２の全体を良好に硬化でき、感光膜Ｗ２のレジストパターンが崩れることを抑制できる。
【００３０】
この感光膜Ｗ２は、例えばジアゾ系の感光剤と、例えばアクリルモノマーからなる充填剤とにより構成される。図４はこれら充填剤と感光剤とが感光する感光波長領域を示した図であり、図４に示すように、充填剤と感光剤とが感光する感光波長領域は異なっている。具体的には、アクリルモノマーからなる充填剤の場合、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍに感光波長領域があり、ジアゾ系の感光剤の場合、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍに感光波長領域がある。
両者は、感光波長領域は広域に亘っているものの、照射される波長によっては感光効率が異なっている。例えば、アクリルモノマーの場合、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍに感光波長領域があるものの、４００ｎｍの紫外線を照射された場合と、３００ｎｍの紫外線を照射された場合とでは、その感光効率が異なっており、３００ｎｍの紫外線を照射された方が効率よく感光される。この効率よく感光される領域を本願では、吸収特性が最大値を示す波長を１００％としたときの８０％以上の吸収特性を示す領域のことをいい、「高感光領域」と呼ぶ。充填剤の高感光領域は、波長２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲にあり、感光剤の高感光領域は、充填剤の高感光領域よりも相対的に短い波長にあり、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲にある。
【００３１】
第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２からの出射光には、紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、該第１の固体発光素子２３１１が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とを具備している。第１の固体発光素子２３１１からの紫外線は、感光剤の感光波長領域に入っているので、感光剤の感光を良好に行なうことができ、また、第２の固体発光素子２３２１からの紫外線は、充填剤の感光波長領域に入っているので、充填剤の感光を良好に行なうことができる。
【００３２】
さらに、光源ユニット２１，２２からの紫外線を、相対的に長波長の紫外線と相対的に短波長の紫外線との２つにされており、この相対的に長波長の紫外線を充填剤の感光波長領域に入ると共に、相対的に短波長の紫外線を感光剤の感光波長領域に入るように構成されていることで、相対的に長波長の紫外線（第１の固体発光素子２３１１からの４０５ｎｍの紫外線）が充填剤高感光領域に近接し又は入り、相対的に短波長の紫外線（第２の固体発光素素子からの３６５ｎｍの紫外線）が感光剤の高感光領域に近接又は入ることになる。これにより、第１の実施例に係る光源ユニット２１，２２及びこれを具備する製版露光装置１は、感光膜Ｗ２を構成する充填剤及び感光剤を効果的に硬化でき、その硬化を短時間で行なうことができる。
【００３３】
なお、第１の実施例においては、光源ユニット２１，２２を２つ具備した図を示したが、図３（ａ）のように、第１の光源ユニット２１に、紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、該第１の固体発光素子２３１１が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とが具備されていれば、第２の光源ユニット２２を設けなくてもかまわない。
【００３４】
図３（ｂ）に示す透光性レンズ２５は、その出射光側からみると、図３（ａ）に示すように円状であり、基板２１１，２２１上で互いに隣接する円状の透光性レンズの中心が四角形を形成するように配置される。
製版露光の用途においては、光源ユニット２１，２２からの出射光を平行光にしたいという要望があり、透光性レンズに固体発光素子からの光を平行光に形成する機能を具備させることがある。そうすると、同一基板２１１，２２１上に配置された透光性レンズ間の隙間は固体発光素子からの出射光が弱く陰になってしまうことがある。
そこで、図５に示すように、基板２１１，２２１上で互いに隣接する隣接する円状の透光性レンズの中心が正三角形を形成するように配置される。すなわち、図５における基板２１１，２２１上の透光性レンズの配置は、六方充填配置である。図５のように配置すると、透光性レンズを密集させて配置することができ、透光性レンズ間の陰の領域を小さくすることができる。
【００３５】
前述のように、透光性レンズ２５には、固体発光素子からの光を平行光に形成する機能を具備されることがある。このときの透光性レンズ２５は、図３に示す半球状のものであってもかまわないが、図６のように断面台形のような形状のものであってもかまわない。
【００３６】
上述の第１の実施例においては、同一基板２１１上に長波長側の紫外線を出射する第１の固体発光素子２３１１と、短波長側の紫外線を出射する第２の固体発光素子２３２１とを配置したが、必ずしも同一基板２１１上に配置しなくてもかまなわない。その例を示したのが図７である。
【００３７】
図７は、本発明に係る第２の実施例の説明図である。
図７は、第２の実施例の製版露光装置１に具備される光源ユニット２１，２２の説明図であり、光源ユニット２１，２２の正面図である。
なお、図７には、図１〜３に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
また、第２の実施例においても、製版露光装置１の斜視図やその断面図は、第１の実施例と相違しないことから、図１及び図２を参照図として用いる。
【００３８】
図７の第２の実施例は、長波長側の紫外線を出射する固体発光素子（図７における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）を同一基板２１１，２２１上に配置し、短波長側の紫外線を出射する固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）を同一基板２１１，２２１上に配置した点で、図３の第１の実施例と相違する。
図７の第２の実施例の説明として、図１〜３と共通する部分は省略し、相違する部分について述べる。
【００３９】
第２の実施例では、光源ユニット２１，２２が被照射物Ｗに対して相対的に移動する方向Ｓ（Ｘ軸方向）において、前方側（第１の光源ユニット２１側）に、同一基板２１１上に長波長側の紫外線を出射する第１の固体発光素子を具備する第１の光出射体２３１だけが設けられる。一方、光源ユニット２１，２２が被照射物Ｗに対して相対的に移動する方向Ｓ（Ｘ軸方向）において、後方側（第２の光源ユニット２２側）に、同一基板２２１上に短波長側の波長を出射する第２の固体発光素子を具備する第２の光出射体２３２だけが設けられる。
【００４０】
第２の実施例においても、第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、第２の実施例においては、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子（図７における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い例えば３６５ｎｍの波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）と、を別基板２１１，２２１に設けることにより、長波長側の紫外線の光強度と短波長側の紫外線の光強度とが異なるように制御できる。
【００４１】
なお、第２の実施例においても、図５に示すように、透光性レンズ２５の配置が六方充填配置にすれば、透光性レンズ２５間の陰の領域を小さくすることができる。
また、固体発光素子からの光を平行光に形成するために、第３の実施例における透光性レンズ２５の形状は、図６に示すような形状であってもかまわない。
【００４２】
上述の第１及び第２の実施例においては、光源ユニット２１，２２から放射される紫外線の波長が例えば３６５ｎｍの短波長側と例えば４０５ｎｍの長波長側との２つのものを示した。
製版露光の用途においては、被照射物Ｗの感光膜の膜厚を５０μｍのような厚膜のものを形成したいという要望があり、第１及び第２の実施例のような光源ユニット２１，２２を用いた場合、その感光膜の形状が崩れてしまうことがあった。これは、波長が短いと感光膜への吸収率が高いために、感光膜の深い部分にまで光が届かない場合があるためと考えられる。具体的には、４０５ｎｍの紫外線の場合、感光膜の１５μｍ辺りの深さ領域まで光が浸入することができ、１５μｍ辺りの深さ領域まで感光膜を感光させ、十分に硬化させることができるが、感光膜の５０μｍ辺りの深さ領域まで浸入する光は少なく、十分な硬化ができなかったものと考えられる。
そこで、感光膜が５０μｍ以上のような厚膜のものでも、充分に硬化できる例として第３の実施例を説明する。
【００４３】
図８は、本発明に係る第３の実施例の説明図である。
図８は、第３の実施例の製版露光装置１に具備される光源ユニット２１，２２の説明図であり、光源ユニット２１，２２の正面図である。
なお、図８には、図１〜３に示したものと同じものに同一の符号が付されている。
また、第３の実施例においても、製版露光装置１の斜視図やその断面図は、第１の実施例と相違しないことから、図１及び図２を参照図として用いる。
【００４４】
図８の第３の実施例は、長波長側の紫外線を出射する固体発光素子が、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子と、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子とからなる点で、図７の第２の実施例と相違する。
図８の第３の実施例の説明として、図７と共通する部分は省略し、相違する部分について述べる。
【００４５】
第１の光源ユニット２１には、第２の固体発光素子（図８における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）が出射する紫外線の波長に対して、長波長の紫外線を出射する第１の光出射体２３１と第３の光出射体２３３とが設けられる。第２の光源ユニット２２には、第１及び第３の光出射体からの紫外線よりも、波長の短い紫外線を出射する短波長側の第２の光出射体２３２が設けられる。
第１の光源ユニット２１において、同一基板２１１上に、第１の光出射体２３１に具備された長波長側の固体発光素子として、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子（図８における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）と、第３の光出射体に具備された例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子（図８における第３の光出射体２３３の内部に設けた不図示の第３の固体発光素子）とが設けられる。
また、第３の実施例に係る第１の光源ユニット２１は、光出射体２３１，２３３が基板の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられることで、光出射体２３１，２３３に具備される第１及び第３の固体発光素子も基板２１１の長手方向に沿って３列のアレイ状に設けられる。この３列のうち、被照射物Ｗに向かって移動される方向Ｓ（Ｘ軸方向）側の１列目には、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子が配列され、次の２列目には、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子と、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子とが交互に配列され、最後の３列目には、例えば４０５ｎｍの紫外線を出射する第１の固体発光素子が配列される。
【００４６】
前述のように、紫外線は、相対的に短波長のものと長波長のものとでは、感光膜へ吸収率が異なり、相対的に長波長ほど吸収率が低く、相対的に短波長ほど吸収率が高い。一方、感光膜Ｗ２は、紫外線を吸収すると硬化されると物性を変化させ、紫外線透過率を低下させる。
このため、第３の実施例では、長波長側の固体発光素子に、例えば４３６ｎｍの紫外線を出射する第３の固体発光素子が具備され、且つ、光源ユニット２１，２２が載置台に対して相対的に移動される方向のならびで、第１の固体発光素子よりも先に第３の固体発光素子が配置されることにより、例えば５０μｍのような厚膜の感光膜の深い部分まで長波長側の紫外線を浸入させることができ、感光膜の深い部分でも硬化することができる。さらに、４３６ｎｍ，４０５ｎｍ及び３６５ｎｍの３つの波長を感光膜に対して順次照射させることより、感光膜の各深さで紫外線が吸収され、各深さにおける硬化を良好に行なうことができる。具体的には、実験３の結果で述べるが、波長４３６ｎｍの紫外線は感光膜の深い部分を硬化させ、波長４０５ｎｍの紫外線は感光膜の中央近傍を硬化させ、波長３６５ｎｍの紫外線は感光膜の表面近傍を硬化させる。このように、第３の実施例においては、感光膜が厚膜のものであっても充分に硬化することができ、その形状が崩れることを抑制できる。
【００４７】
また、第３の実施例においても、第３の固体発光素子からの紫外線（波長４３６ｎｍ）が、感光剤の感光波長領域（波長３００ｎｍ〜５００ｎｍ）に入っていることから、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、第２の実施例のように、同一基板上には同一の固体発光素子で構成するため、第３の光源ユニットを準備し、その第３の光源ユニットの基板上に第３の固体発光素子だけで構成してもかまわない。この場合、第１〜３の光源ユニットが載置台に対して相対的に移動される方向のならびで、第３の固体発光素子（波長４３６ｎｍ）だけを具備する第３の光源ユニットが配置され、第３の固体発光素子からの紫外線よりも短い波長を出射する第１の固体発光素子（波長４０５ｎｍ）だけを具備する第１の光源ユニットが配置され、第１の固体発光素子からの紫外線よりも短い波長を出射する第２の固体発光素子（波長３６５ｎｍ）だけを具備する第２の光源ユニットが配置される。これにより、第２の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、第３の実施例においても、図５に示すように、透光性レンズ２５の配置が六方充填配置にすれば、透光性レンズ２５間の陰の領域を小さくすることができる。
さらにまた、固体発光素子からの光を平行光に形成するために、第３の実施例における透光性レンズ２５の形状は、図６に示すように、断面台形であってもかまわない。
【００５０】
上述した第１〜３の実施例では、光源ユニット２１，２２と被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳとの相対的移動を、光源ユニット２１，２２に設けた駆動手段によって、光源ユニット２１，２２を移動させることで実現していたが、光源ユニット２１，２２を載置台ＷＳ以外の部材に固定し、被照射物Ｗを載置する載置台ＷＳに駆動手段を設け、載置台ＷＳ側を移動させてもかまわない。
【００５１】
上述した第１〜３の実施例に効果を説明するための実験を行なった。
長波長側の紫外線を出射する固体発光素子と、短波長側の紫外線を出射する固体発光素子とを少なくとも具備することで、感光膜の十分な硬化を行なえることを示す実験１を示す。
【００５２】
＜実験１＞
実験１では、図１に示す構成の製版露光装置１を用いた。
本発明の構成は、長波長側の第１の光出射体２３１に具備される第１の固体発光素子として、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の光出射体２３２に具備される第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを設けた製版露光装置１を準備した。
また、本発明の効果を示すため、比較例は、第２の実施例で設けた短波長側の第２の固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）を具備せず、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
【００５３】
実験１に供する感光膜Ｗ２には、２００ｎｍ〜４００ｎｍの感光波長領域を有するアクリルモノマーの充填剤と、３００ｎｍ〜５００ｎｍの感光波長領域を有するジアゾ系の感光剤とからなるものを乾燥させて準備した。
【００５４】
実験１においては、本発明の製版露光装置１で処理した感光膜Ｗ２と、比較例の製版露光装置１で処理した感光膜Ｗ２とを準備し、各感光膜Ｗ２の硬化が充分であるか試すため、スクリーン印刷に用いる溶剤（インクに含まれる成分）をＡ〜Ｃまで準備した。各感光膜Ｗ２は、例えば３０μｍの厚みで形成される。
各感光膜Ｗ２は、各溶剤に２４時間浸漬された後、溶剤が乾燥される。この浸漬前後での各感光膜Ｗ２の重量変化を測定し、重量変化率として定義した。
なお、溶剤Ａにはメタノールを、溶剤Ｂにはエタノールを、溶剤Ｃにはアセトンを用いた。
【００５５】
実験１の結果を示したのが図９である。図９では、各溶剤Ａ〜Ｃに対して本発明と比較例における溶出率（塗布した重量に対して溶出した重量の比率）を比較して示してある。水への溶出量は、本発明及び比較例で違いが無かった。ところが、溶剤への溶出量は、いずれの溶剤においても比較例の方が多かった。
これは、比較例は、波長４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成されており、感光膜の深い部分を硬化できるものの、浅い部分での硬化が不十分となり、この浅い部分が溶剤Ａ〜Ｃに溶出してしまったものと考えられる。
また、前述のように、波長４０５ｎｍの紫外線は、感光剤の感光波長領域に入っており、感光剤を感光させて硬化できるが、充填剤の感光波長領域には入っていないので、充填剤の硬化が不十分になったと推測される。充填剤は、本願の段落番号０００７に記載されるように、耐溶剤性を向上させる機能を有する。このため、比較例では、充填剤の硬化が不十分になったために耐溶剤性が低下したものと考えられる。
【００５６】
一方、本発明に係る製版露光装置１では、波長４０５ｎｍの紫外線を出射させた後、波長４０５ｎｍの紫外線より波長の短い３６５ｎｍの紫外線を出射されることにより、感光膜の深い部分を硬化できると共に、浅い部分での硬化を良好に行なうことができる。
さらに、波長３６５ｎｍの紫外線は、充填剤の感光領域に入っているので、充填剤の硬化を十分に行なうことができ、充填剤が有する耐溶剤性の機能が発揮させることができたものと考えられる。
その上、製版露光によって形成された版は、繰り返し溶剤（インクに含まれる成分）が塗布されて印刷対象に溶剤と塗布するのに用いられる。このため、溶剤が塗布される度に、硬化した感光膜Ｗ２が溶出したのでは、耐久性に問題がある。このため、本発明に係る製版露光装置１では、比較例に比して溶出量が少ないことから、耐久性に優れた版を製版できることが分かった。
【００５７】
＜実験２＞
次に、実験２では、製版された感光膜Ｗ２の形状から本発明の効果を示す。
実験２では、図１に示す構成の製版露光装置１を用いた。
本発明の構成は、長波長側の第１の光出射体２３１に具備される第１の固体発光素子として、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の光出射体２３２に具備される第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを設けた製版露光装置１を準備した。
また、本発明の効果を示すため、比較例１は、第２の実施例で設けた長波長側の第１の固体発光素子（図７における第１の光出射体２３１の内部に設けた不図示の第１の固体発光素子）を具備せず、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
さらに、比較例２は、第２の実施例で設けた短波長側の第２の固体発光素子（図７における第２の光出射体２３２の内部に設けた不図示の第２の固体発光素子）を具備せず、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
【００５８】
実験２に供する感光膜Ｗ２には、２００ｎｍ〜４００ｎｍの感光波長領域を有するアクリルモノマーの充填剤と、３００ｎｍ〜５００ｎｍの感光波長領域を有するジアゾ系の感光剤とからなる感光乳剤を乾燥させて準備した。なお、この感光乳剤の必要露光量は、１２００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００５９】
実験２においては、各製版露光装置１で露光した後、水で未硬化部分を洗い流し、厚みＬ１が１５μｍのレジストパターンを形成した版を得た。各製版露光装置１で処理したレジストパターンの形状を、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ））で観察して比較した。
その結果を模式的に示したのが、図１０である。
図１０（ａ）は比較例１（３６５ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１０（ｂ）は比較例２（４０５ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１０（ｃ）は本発明（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理したレジストパターンの形状である。本発明における処理では、感光膜に対して、波長４０５ｎｍの紫外線を先に照射した後に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射してレジストパターンの形状を得た。
なお、版への紫外線照射時間は、約１分間である。
【００６０】
比較例１（３６５ｎｍのみ）で処理した場合、図１０（ａ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２からの紫外線が照射される側）の硬化は十分であるが、紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化が不十分であったためにレジストパターンが細くなっていた。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次小さくなる台形状に形成された。
これは、波長の長短の違いによる感光膜Ｗ２への吸収率の違いに起因するものと、硬化された感光膜Ｗ２の物性に起因するものとが、考えられる。具体的には、以下に述べる。
波長３６５ｎｍの紫外線は、感光剤の感光波長領域及び充填剤の感光領域に入っていることから、感光剤及び充填剤を硬化することができる。ところが、３６５ｎｍのような波長の短い紫外線は、感光膜Ｗ２への吸収率が高いので、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）は十分な硬化が得られたが、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）に至る光の照度が十分になく、十分な硬化が得られなかったものと考えられる。さらに、感光膜Ｗ２は、硬化されると紫外線の透過率が低下するので、感光膜Ｗ２の浅い部分が硬化したのちは、硬化した感光膜Ｗ２に遮光されることで、感光膜Ｗ２の深い部分に至る光の照度を低下させたものと考えられる。これらの理由から、感光膜Ｗ２の深い部分への紫外線照度が不十分となり、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次小さくなる台形状に形成されたものと考えられる。
【００６１】
比較例２（４０５ｎｍのみ）で処理した場合、図１０（ｂ）に示すように、紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化は充分であるが、紙面上方側（光源ユニット２１，２２からの紫外線が照射される側）の硬化が不十分であったためにレジストパターンが細くなっている。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成される。
これは、波長の長短の違いによる感光膜Ｗ２への吸収率の違いに起因するものと考えられる。具体的には、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）に至る光の照度が十分になる。また、波長４０５ｎｍの光は、厚みが１５μｍ辺りへの吸収率が良好であったために、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）で十分な硬化が得られたものと考えられる。ところが、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）は十分な硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成されたものと考えられる。
【００６２】
本発明（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理した場合、図１０（ｃ）に示すように、上方側（光源ユニット２１，２２からの紫外線が照射される側）の硬化は十分であり、紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化も十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく、長方形状に形成された。
これは、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低く、厚みが１５μｍ辺りへの吸収率が良好であるため、先に照射された４０５ｎｍの紫外線によって、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）の硬化が十分に得られたものと考えられる。また波長が短い方が感光膜Ｗ２への吸収率が高いので、後から照射された３６５ｎｍの紫外線によって、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）の硬化も十分に得られたものと考えられる。またさらに、感光膜に対して、先に、相対的に波長の長い４０５ｎｍを照射することで、感光膜の表面は硬化されていないので、感光膜の表面は良好な紫外線透過率を有し、これにより、４０５ｎｍの紫外線が感光膜の深い部分に良好に照射され、十分な硬化が得られる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく、長方形状に形成されたものと考えられる。
【００６３】
実験２の結果から、本発明の係る光源ユニット２１，２２及びこれを具備した製版露光置は、相対的に波長の長い紫外線（４０５ｎｍ）と、相対的に波長の短い紫外線（３６５ｎｍ）を出射すると共に、先に相対的に波長の長い紫外線を出射することにより、感光膜の深い部分と浅い部分、すなわち感光膜の全体を良好に硬化することができ、そのレジストパターンの形状が良好のものが得られることが分かった。
さらに、本発明の光源ユニット２１，２２及びこれを具備した製版露光装置１は、相対的に波長の長い紫外線（４０５ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる感光剤の感光波長領域に入っており、さらに相対的に短い紫外線（３６５ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる充填剤の感光波長領域に入っていることから、感光膜を良好に硬化できたものと考えられる。
【００６４】
＜実験３＞
最後に、実験３では、製版された感光膜Ｗ２の形状から、感光膜Ｗ２の厚みが３０μｍの厚膜である場合の本発明の効果を示す。
実験３では、図１に示す構成の製版露光装置１を用いた。
本発明の構成は、長波長側の第１の光出射体２３１に具備される第１の固体発光素子として、４３６ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の光出射体２３２に具備される第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを設けた製版露光装置１を準備した。
また、本発明の効果を示すため、比較例１は、短波長側の第２の固体発光素子を具備せず、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
比較例２は、短波長側の第２の固体発光素子を具備せず、４３６ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードだけで構成した製版露光装置１を準備した。
比較例３は、長波長側の第１の固体発光素子として、４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと、短波長側の第２の固体発光素子として、３６５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを具備した製版露光装置１を準備した。
【００６５】
実験３に供する感光膜Ｗ２には、２００ｎｍ〜４００ｎｍの感光波長領域を有するアクリルモノマーの充填剤と、３００ｎｍ〜５００ｎｍの感光波長領域を有するジアゾ系の感光剤とからなる感光乳剤を乾燥させて準備した。なお、この感光乳剤の必要露光量は、１２００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００６６】
実験３においては、各製版露光装置１で露光した後、水で未硬化部分を洗い流し、レジストパターンを形成した版を得た。このとき、レジストパターンは、その厚みＬ２が実験２のときの２倍に厚みになるように、３０μｍにした。
各製版露光装置１で処理したレジストパターンの形状は、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ））で観察して比較した。
その結果を示したのが、図１１である。
図１１（ａ）は比較例１（４０５ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１１（ｂ）は比較例２（４３６ｎｍのみ）で処理したレジストパターンの形状で、図１１（ｃ）は比較例３（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理したレジストパターンの形状で、図１１（ｄ）は本発明（３６５ｎｍ＋４３６ｎｍ）で処理したレジストパターンの形状である。比較例３における処理では、感光膜に対して、波長４０５ｎｍの紫外線を先に照射した後に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射してレジストパターンの形状を得た。また、本発明における処理では、感光膜に対して、波長４３６ｎｍの紫外線を先に照射した後に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射してレジストパターンの形状を得た。
なお、版への紫外線照射時間は、約１分間である。
【００６７】
比較例１（４０５ｎｍのみ）で処理した場合、図１１（ａ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）と紙面下方側（支持体Ｗ１側）の硬化が不十分であり、紙面上方側と紙面下方側に挟まれた紙面中央側の硬化は十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から中央に向かって幅が順次大きくなり、続いて紙面中央から下方に向かって幅が順次小さくなるように、六角形状に形成された。
これは、実験２で説明したように、波長の長短の違いによる感光膜Ｗ２への吸収率の違いに起因するものが、考えられる。実験２で説明した部分は省略するが、波長４０５ｎｍの紫外線は、厚みが１５μｍ辺りへの吸収率が良好であったために、厚みが３０μｍの感光膜Ｗ２の場合、図１１（ａ）に示すように、感光膜Ｗ２の中央部分の十分な硬化が得られたものと考えられる。ところが、波長４０５ｎｍの紫外線は、感光膜Ｗ２の中央部分に吸収されてしまうことで、それより深い（感光膜Ｗ２の１５μｍより深い部分）への照度が不十分となり、十分な硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から中央に向かって幅が順次大きくなり、続いて紙面中央から下方に向かって順次小さくなる六角形状に形成されたものと考えられる。
さらに、実験３においては、硬化された感光膜Ｗ２の物性に起因して、レジストパターンの形状が六角形状になったことも考えられる。具体的には、感光膜Ｗ２は、硬化されると紫外線の透過率が低下するので、感光膜Ｗ２の１５μｍ辺りが硬化したのちは、硬化した感光膜Ｗ２に遮光されることで、感光膜Ｗ２の深い部分（３０μｍ辺りの部分）に至る光の照度を低下させたものと考えられる。
【００６８】
比較例２（４３６ｎｍのみ）で処理した場合、図１１（ｂ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）の硬化が不十分であり、紙面下方側の硬化は十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成された。
これは、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）に至る光の照度が十分になる。また、波長４３６ｎｍの紫外線は、厚みが３０μｍ辺りへの吸収率が良好であったために、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）で十分な硬化が得られたものと考えられる。ところが、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低いため、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）は十分な硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が順次大きくなる台形状に形成されたものと考えられる。
【００６９】
比較例３（３６５ｎｍ＋４０５ｎｍ）で処理した場合、図１１（ｃ）に示すように、紙面上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）及び紙面中央の硬化が十分であり、紙面下方側の硬化が不十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から中央に向かって幅が変化せず、続いて紙面中央から下方に向かって幅が順次小さくなるように、六角形状に形成された。
これは、波長３６５ｎｍの紫外線は感光膜Ｗ２の深い部分に吸収され、波長４０５ｎｍの紫外線は感光膜Ｗ２の１５μｍ辺りまでに吸収されてしまい、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）の硬化が得られなかったものと考えられる。これにより、レジストパターンは、感光膜Ｗ２の厚み１５μｍ辺りまでは良好なレジスト形状を形成されるが、１５μｍより深くなるとその幅が順次小さくなる六角形状に形成されたものと考えられる。
【００７０】
本発明（３６５ｎｍ＋４３６ｎｍ）で処理した場合、図１１（ｄ）に示すように、上方側（光源ユニット２１，２２から紫外線が照射される側）から紙面下方側（支持体Ｗ１側）に至るまでその硬化が十分であった。これにより、レジストパターンは、断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく、長方形状に形成された。
これは、波長が長い方が感光膜Ｗ２への吸収率が低く、特に波長４３６ｎｍの紫外線は、厚みが１５μｍより深い部分への吸収率が良好であるため、感光膜Ｗ２の深い部分（紙面下方側）の硬化が十分に得られたものと考えられる。また波長が短い方が感光膜Ｗ２への吸収率が高いので、感光膜Ｗ２の浅い部分（紙面上方側）の効果も十分に得られるものと考えられる。これにより、レジストパターンは、その断面が紙面上方から下方に向かって幅が変化することなく。長方形状に形成されたものと考えられる。
さらに、本発明の光源ユニット２１，２２及びこれを具備した製版露光装置１は、相対的に波長の長い紫外線（４３６ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる感光剤の感光波長領域に入っており、さらに相対的に短い紫外線（３６５ｎｍ）が感光膜Ｗ２に含まれる充填剤の感光波長領域に入っていることから、感光膜を良好に硬化できたものと考えられる。
【００７１】
実験３の結果から、本発明の係る光源ユニット２１，２２は、充填剤の感光波長領域に入る波長の紫外線（４３６ｎｍ）と、感光剤の感光波長領域に入る波長の紫外線（３６５ｎｍ）とを具備することにより、充填剤と感光剤とを良好に硬化することができることが分かった。さらに、感光膜Ｗ２の厚みが３０μｍのような厚膜の場合、波長４３６ｎｍの紫外線を長波長側の紫外線として用いることにより、感光膜Ｗ２の深い部分まで良好に硬化することができ、そのレジストパターンの形状を良好のものにすることができた。
【００７２】
さらに、実験３の結果から、波長４３６ｎｍの紫外線は、深さ３０μｍ辺りへの吸収率が良好であることが分かる。このため、感光膜Ｗ２が３０μｍより厚膜のもの例えば５０μｍのような厚膜のものの場合、波長３６５の紫外線と波長４３６の紫外線だけでは、感光膜Ｗ２の中央部分の硬化が不十分になってしまって細くなってしまうことが予測される。
そこで、本発明に係る第３の実施例のように、長波長側の固体発光素子として、４３６ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードと４０５ｎｍの紫外線を出射する発光ダイオードとを組み合せることにより、感光膜Ｗ２が５０μｍより厚膜であっても、良好なレジストパターンの形状を得ることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 製版露光装置
２１ 第１の光源ユニット
２１１ 基板
２２ 第２の光源ユニット
２２１ 基板
２３１ 第１の光出射体（長波長）
２３１１ 第１の固体発光素子（長波長）
２３２ 第２の光出射体（短波長）
２３２１ 第２の固体発光素子（短波長）
２３３ 第３の光出射体（長波長）
２４ 封止剤
２５ 透光性レンズ
３ 駆動手段
４ レール
５ 固定手段
Ｍ マスク
Ｓ 光源ユニットと被照射物とを相対的に移動させる方向
Ｗ 被照射物
Ｗ１ 支持体
Ｗ２ 感光膜
Ｗ３ スクリーンメッシュ
ＷＳ 載置台
Ｌ１ 感光膜の厚み
Ｌ２ 感光膜の厚み
ＵＶ１ 第１の光源ユニットからの紫外線
ＵＶ２ 第２の光源ユニットからの紫外線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体発光素子を備える光源ユニットと、
該光源ユニットからの紫外線を照射される被照射物が載置される載置台と、
を有する製版用露光装置において、
該光源ユニット又は該載置台には、該光源ユニットと該載置台とを相対的に移動させる駆動手段が設けられ、
該複数の固体発光素子は、紫外線を出射する第１の固体発光素子と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子からなり、
該光源ユニットが該載置台に対して相対的に移動する方向のならびで、第１の固体発光素子の後に第２の固体発光素子が配置される
ことを特徴とする製版露光装置。
【請求項２】
前記被照射物は感光剤と充填剤とを含むものであるとき、
該第１の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該感光剤の感光波長領域に入り、
該第２の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該充填剤の感光波長領域に入る
ことを特徴とする請求項１に記載の製版露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製版露光装置に具備される光源ユニットであって、
該複数の固体発光素子は、第１の固体発光素子と第２の固体発光素子とが同一基板上に設けられた
ことを特徴とする光源ユニット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の製版露光装置に具備される光源ユニットであって、
該複数の固体発光素子は、第１の固体発光素子と第２の固体素子の各々が別々の基板上に設けられている
ことを特徴とする光源ユニット。
【請求項１】
複数の固体発光素子を備える光源ユニットと、
該光源ユニットからの紫外線を照射される被照射物が載置される載置台と、
を有する製版用露光装置において、
該光源ユニット又は該載置台には、該光源ユニットと該載置台とを相対的に移動させる駆動手段が設けられ、
該複数の固体発光素子は、紫外線を出射する第１の固体発光素子と、該第１の固体発光素子が出射する紫外線より短い波長の紫外線を出射する第２の固体発光素子との少なくとも２つの紫外線を出射する固体発光素子からなり、
該光源ユニットが該載置台に対して相対的に移動する方向のならびで、第１の固体発光素子の後に第２の固体発光素子が配置される
ことを特徴とする製版露光装置。
【請求項２】
前記被照射物は感光剤と充填剤とを含むものであるとき、
該第１の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該感光剤の感光波長領域に入り、
該第２の固体発光素子が出射する紫外線のピーク波長が、該充填剤の感光波長領域に入る
ことを特徴とする請求項１に記載の製版露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製版露光装置に具備される光源ユニットであって、
該複数の固体発光素子は、第１の固体発光素子と第２の固体発光素子とが同一基板上に設けられた
ことを特徴とする光源ユニット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の製版露光装置に具備される光源ユニットであって、
該複数の固体発光素子は、第１の固体発光素子と第２の固体素子の各々が別々の基板上に設けられている
ことを特徴とする光源ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１９７５４０（Ｐ２０１０−１９７５４０Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０３０９（Ｐ２００９−４０３０９）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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