CN103018963A

CN103018963A - 紫外线照射装置

Info

Publication number: CN103018963A
Application number: CN2012103265984A
Authority: CN
Inventors: 日野弘喜; 藤冈纯; 田内亮彦
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: CN103018963B

Abstract

本发明提供关于310nm~380nm、特别是320nm~350nm可以照射强紫外线的紫外线照射装置。实施方式的紫外线照射装置并列地配置有多个形成有包含LaPO₄:Ce作为在310nm~340nm具有峰值波长的荧光体的荧光体层22的第1荧光灯2，并且以位于第1荧光灯2之间的方式并列地配置有多个形成有包含YPO₄:Ce作为在340nm~360nm具有峰值波长的荧光体的荧光体层的第2荧光灯3。

Description

紫外线照射装置

技术领域

本发明的实施方式涉及液晶面板的制造工序等中使用的紫外线照射装置。

背景技术

在液晶面板的制造工序中，一般为了控制取向，进行称为PSA（Polymer Sustained Alignment，聚合物持续取向）工序的光取向工序。该工序是对具备液晶和作为光反应物质的单体的液晶面板照射紫外线、使单体聚合而控制液晶的取向的工序。在紫外线的照射中，如专利文献1那样主要使用紫外线灯。

在此，单体具有吸收光谱在250nm左右最高，随着朝向长波长而变低的倾向。为了使单体聚合，有效的是照射吸收光谱高的250nm左右的紫外线，但是若照射300nm以下的紫外线，则会对液晶面板产生影响，有可能使液晶面板的可靠性下降。此外，比380nm长的波长的光有可能会对液晶面板产生热影响。因而，为了抑制对液晶面板的损伤并且使单体聚合，需要照射310nm~380nm、特别是320nm~350nm的紫外线。

【专利文献】

【专利文献1】特开2011-146363号公报

发明内容

本发明所要解决的课题在于提供关于310nm~380nm、特别是320nm~350nm可以照射强紫外线的紫外线照射装置。

为了解决上述课题，实施方式的紫外线照射装置对包含光反应性物质的液晶面板进行照射，具备：第1光源，其形成有包含在310nm~340nm具有峰值波长的LaPO₄荧光体的荧光体层；以及第2光源，其形成有包含在340nm~360nm具有峰值波长的YPO₄荧光体的荧光体层。

附图说明

图1是用于说明涉及紫外线照射装置的实施方式的图。

图2是用于说明图1的荧光灯的图。

图3是用于说明在图1的第1荧光灯和第2荧光灯中形成的荧光体的放射光谱及单体的吸收光谱的图。

图4是用于说明由图1的紫外线照射装置获得的放射光谱及单体的吸收光谱的图。

图5是用于说明图1的实施例和比较例1~5的放射光谱的图。

图6是用于说明紫外线照射型的荧光体（LaPO₄:Ce）和可见光照射型的荧光体（Sr₂P₂O₇:Eu）的照度维持率的图。

图7是用于说明使具备包含LaPO₄:Ce的荧光体层的荧光灯的荧光体膜厚变化时的照度维持率的图。

图8是用于说明使具备包含YPO₄:Ce的荧光体层的荧光灯的荧光体膜厚变化时的照度维持率的图。

图9是用于说明具备包含LaPO₄:Ce的荧光体层的荧光灯和具备包含YPO₄:Ce的荧光体层的荧光灯的荧光体膜厚与照度维持率的关系的图。

符号说明

1外壳，2第1光源，3第2光源，4液晶面板。

具体实施方式

以下，说明用于实施发明的实施方式。

参照附图说明实施方式的紫外线照射装置。图1是用于说明涉及紫外线照射装置的实施方式的图。

图1是液晶面板的光取向工序中使用的紫外线照射装置的概略图。紫外线照射装置具备外壳1。该外壳1由紫外线的反射性优异的金属等构成，在其内部形成有空间。在该空间中，配置有第1光源和第2光源。第1光源是管状的第1荧光灯2，以管轴大致平行的方式并列地配置有多个。第2光源是管状的第2荧光灯3，以位于第1荧光灯2之间并且管轴相互大致平行的方式并列地配置有多个。

关于第1荧光灯2的结构，参照图2进行说明。第1荧光灯2如从图2可以看出，是热阴极型的荧光灯（化学灯），具备玻璃管21作为主要部分。玻璃管21例如是由紫外线透射性的石英构成的玻璃，在其内部封入有水银和氩、氙、氖等单独物质或混合而成的稀有气体。此外，在内壁面形成有荧光体层22。在玻璃管21的两端，密封固定有例如包含科瓦铁镍钴合金（Kovar）的一对导线23，在导线23位于灯内的前端部保持有灯丝24。灯丝24例如是包含钨的螺旋状的线圈，在其螺旋处的部分例如涂敷以（Ba,Ca,Sr）O为主成分的热电子放射物质（emitter）。

第2荧光灯3也是同样的构造，但是荧光体层在各个荧光灯中不同。在第1荧光灯2中，作为荧光体层22，使用LaPO₄:Ce（铈活化磷酸镧）；在第2荧光灯3中，作为荧光体层，使用YPO₄:Ce（铈活化磷酸钇）。LaPO₄:Ce和YPO₄:Ce是具有图3所示的放射光谱的荧光体。如从该图可以看出，LaPO₄:Ce在310nm~340nm、具体地337nm附近具有峰值波长，YPO₄:Ce在340nm~360nm、具体地355nm附近具有峰值波长。

此外，在外壳1的内部空间，以与多个第1荧光灯2、第2荧光灯3相对的方式，配置有液晶面板4。从而，可以将由第1荧光灯2、第2荧光灯3产生的直接紫外线及由外壳1的内面反射的间接紫外线大致均匀地照射于液晶面板4的板面。该液晶面板4是在内部包含液晶及作为光反应性物质的单体的面板。该单体例如具有图3的虚线所示的吸收光谱。即，吸收光谱在260nm处最高，随着成为长波长侧而逐渐减小，在350nm处大致为0。

在此，制作以灯间距50mm的等间距交替地配置有各10支（共计20支）管径为15.5mm、全长约为1150mm的第1荧光灯2及第2荧光灯3的紫外线照射装置（实施例），对各灯接入165A、28W电源而使其点亮，并对由该紫外线照射装置形成的液晶面板4中的放射光谱进行测定。其结果示于图4。另外，测定中所使用的设备为OPTO RESEACH公司制的MSR-7000。

从图4可以看出，由该实施例的紫外线照射装置形成的放射光谱，紫外线的强度在310nm~380nm强，在与310nm相比短波长侧和与380nm相比长波长侧弱。特别是，在320nm~350nm处强度强。因而，该紫外线照射装置，能够抑制对液晶面板4的损伤，并且使单体有效地发生反应。

接着，关于上述的紫外线照射装置（实施例）、仅搭载有形成了LaPO₄:Ce的荧光体层的荧光灯的同样的紫外线照射装置（比较例1）、仅搭载有形成了YPO₄:Ce的荧光体层的荧光灯的同样的紫外线照射装置（比较例2）、仅搭载有形成了LaPO₄:Ce与YPO₄:Ce混合而成的荧光体层的荧光灯的同样的紫外线照射装置，进行了比较放射光谱的试验。其结果示于图5。比较例3中LaPO₄:Ce为90%，YPO₄:Ce为10%；比较例4中LaPO₄:Ce为80%，YPO₄:Ce为20%；比较例5中LaPO₄:Ce为70%，YPO₄:Ce为30%。

从图5可以看出，实施例在310nm~380nm整个区域相对强度都高，但是比较例1其340nm~380nm的强度低，比较例2其310nm~330nm的强度低。比较例3~5虽然强化了比较例1的弱点即340nm~380nm，但是310nm~330nm的强度大幅下降。即，可以认为，实施例与比较例1~5相比较，310nm~380nm处的强度格外高。

在此，在使用LaPO₄:Ce及YPO₄:Ce等紫外线照射型的荧光体的情况下，期望考虑其寿命特性。这是因为，如图6所示，紫外线照射型的荧光体，若与可见光照射型的荧光体比较，则照度维持率明显低。图6中所使用的可见光照射型的荧光体为在荧光灯中作为蓝色系的荧光体一般使用的Sr₂P₂O₇:Eu（铕活化磷酸锶）。作为照度维持率下降的原因，认为是由水银向荧光体的附着和/或管内离子的冲撞引起的紫外线激励功能的消失。

为了缓和这些原因，进行了使第1荧光灯2和第2荧光灯3的荧光体层的膜厚变化的试验。其结果示于图7~图9。图7是用于说明在LaPO₄:Ce下使荧光体的膜厚变化时的照度维持率的图，图8是用于说明在YPO₄:Ce下使荧光体的膜厚变化时的照度维持率的图，图9是将这些荧光体的膜厚与照度维持率的关系图示化的图。LaPO₄:Ce的照度使用オ一ク公司制的UV-31进行测定，YPO₄:Ce的照度使用オ一ク公司制的UV-35进行测定，并且将UV-31和UV-35在灯的长度方向的中央部分分离40mm左右而配置。即，LaPO₄:Ce的照度值表示310nm左右的紫外线的照度值，YPO₄:Ce的照度值表示350nm前后的紫外线的照度值。

从结果可以看出，LaPO₄:Ce和YPO₄:Ce都有在膜厚过小和过大时照度维持率下降的倾向。具体地，LaPO₄:Ce在膜厚=10.5μm左右时照度维持率为最大，YPO₄:Ce在膜厚27.4μm左右时照度维持率为最大。因此，期望对LaPO₄:Ce将膜厚设定为7.6μm~12.9μm，对YPO₄:Ce将膜厚设定为23.4μm~29.0μm。

另外，例如将形成有包含在328nm附近具有峰值波长的Ca₃（PO₄）₂:Tl（铊活化磷酸钙）的荧光体的第1荧光灯2与形成有包含在360nm附近具有峰值波长的SrB₄O₇F:Eu（铕活化氟硼酸锶）的荧光体的第2荧光灯3相组合，也成为同样的结果。即，与形成有各种荧光体的灯和/或形成有各种荧光体混合而成的荧光体的灯的情况相比，能够在310nm~380nm得到强度相对高的放射光谱。此外，将形成有包含在310nm附近具有峰值波长的（Ca，Zn）₃（PO₄）₂:Tl（铊活化磷酸钙、锌）的荧光体层22的第1荧光灯2与形成有包含在352nm附近具有峰值波长的BaSi₂O₅:Pb,Ce（铅,铈活化硅酸钡）的荧光体层的第2荧光灯3相组合，也成为同样的结果。即，只要将形成有在310nm~340nm具有峰值波长的荧光体层22的第1荧光灯2与形成有在340nm~360nm具有峰值波长的荧光体层的第2荧光灯3相组合，便可以抑制对液晶面板4的损伤，并且使单体有效地发生反应。但是，若还考虑环境、荧光体的寿命、荧光体的波长的匹配等，则使用LaPO₄:Ce作为在310nm~340nm具有峰值波长的荧光体、使用YPO₄:Ce作为在340nm~360nm具有峰值波长的荧光体的组合最佳。

在实施方式中，并列地配置多个形成有包含LaPO₄:Ce作为在310nm~340nm具有峰值波长的荧光体的荧光体层22的第1荧光灯2，并且以位于第1荧光灯2之间的方式并列地配置有多个形成有包含YPO₄:Ce作为在340nm~360nm具有峰值波长的荧光体的荧光体层22的第2荧光灯3，由此可以对包含单体的液晶面板4照射在310nm~380nm强、在310nm以下及380nm以上弱的紫外线，所以能够对液晶面板4抑制损伤，并且使单体有效地发生反应。

此时，将包含含有LaPO₄:Ce的荧光体的荧光体层22的厚度设定为7.6μm~12.9μm，将包含含有YPO₄:Ce的荧光体的荧光体层的厚度设定为23.4μm~29.0μm，由此能够形成照度维持率优异的长寿命灯。

本发明并非限定于上述实施方式，而可以进行各种变形。例如，第1、第2光源并不限于热阴极荧光灯，而也可以是冷阴极荧光灯。此外，也可以是将具备荧光层的LED、例如包括含有荧光体的模塑树脂的LED配置于基板上而形成的灯。总之，可以应用于具备荧光体的光源。

虽然说明了本发明的实施方式，但上述的实施方式是作为例子而提示的，而并非要限定本发明的范围。上述的新颖实施方式可通过其他各种方式实施，在不脱离本发明的主旨的范围能够进行各种省略、置换及变更。上述的实施方式及其变形例，包含于本发明的范围及主旨，并且包含于权利要求所记载的发明及其均等的范围。

Claims

1.一种紫外线照射装置，其对包含光反应性物质的液晶面板进行照射，具备：

第1光源，其形成有包含在310nm~340nm具有峰值波长的LaPO₄荧光体的荧光体层；以及

第2光源，其形成有包含在340nm~360nm具有峰值波长的YPO₄荧光体的荧光体层。

2.根据权利要求1所述的紫外线照射装置，其中：

包含含有LaPO₄的荧光体的荧光体层的厚度为7.6μm~12.9μm，包含含有YPO₄的荧光体的荧光体层的厚度为23.4μm~29.0μm。

3.一种紫外线照射装置，其对包含光反应性物质的液晶面板进行照射，具备：

第1光源，其形成有包含在310nm~340nm具有峰值波长的荧光体的荧光体层；以及

第2光源，其形成有包含在340nm~360nm具有峰值波长的荧光体的荧光体层。

4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的紫外线照射装置，其中：

前述第1、第2光源为管状的荧光灯，前述第1光源以管轴大致平行的方式并列地配置有多个，前述第2光源以位于前述第1光源之间并且管轴与前述第1光源的管轴大致平行的方式并列地配置有多个。