JP2006351670A - Ultraviolet irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線照射装置に関し、更に詳しくは、半導体装置の製造工程および液晶表示基板の製造工程などにおける露光処理を行うための光源として用いられる紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus, and more particularly to an ultraviolet irradiation apparatus used as a light source for performing an exposure process in a manufacturing process of a semiconductor device, a manufacturing process of a liquid crystal display substrate, and the like.
従来、半導体装置の製造工程や液晶表示基板の製造工程においては、露光処理を行うための光源として、消費電力が数kWから数10kWである高圧水銀ランプよりなる光源ランプを備えた紫外線照射装置が広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process or a liquid crystal display substrate manufacturing process, an ultraviolet irradiation apparatus provided with a light source lamp composed of a high-pressure mercury lamp having a power consumption of several kW to several tens kW as a light source for performing an exposure process. Widely used.
このような紫外線照射装置の或る種のものとしては、例えば図10に示すように、光源ランプ41と、当該光源ランプ41に覆い被さるように配置され、その内表面に可視光線および熱線を透過し、紫外線を反射する反射面を有し、光源ランプ41から放射される紫外線を高い効率で前方(図10における上方)に投射する凹面状反射ミラー42と、当該凹面状反射ミラー42の光投射口42Aの光投射方向前方(図10における上方)に設けられた、可視光線および熱線を反射し、紫外線を透過する熱線カットフィルター43とを備え、光源ランプ41から放射され、凹面状反射ミラー42の光投射口42Aから投射された光のうちの熱線カットフィルター43を透過した紫外線が紫外線照射対象体に対して照射される構成のものがある。
図10の紫外線照射装置はスポットキュア処理を行うための装置であり、同図において、45はシャッタであり、46は光ファイバユニットであり、47は紫外線照射対象体に対向するレンズユニットである。
As a certain type of such an ultraviolet irradiation device, for example, as shown in FIG. 10, a
The ultraviolet irradiation device of FIG. 10 is a device for performing spot cure processing. In FIG. 10, 45 is a shutter, 46 is an optical fiber unit, and 47 is a lens unit facing the ultraviolet irradiation object.
また、特に液晶表示基板の製造工程に用いられる紫外線照射装置においては、近年における液晶表示基板の大面積化に対応するために、紫外線照射領域の拡張化が要請されているが、単に紫外線照射領域を拡張することのみでは、紫外線照射装置自体の処理能力が低下してしまうことから、紫外線照射領域を拡張しつつ、紫外線照射量を大きくすることが必要とされている。 In addition, in the ultraviolet irradiation device particularly used in the manufacturing process of the liquid crystal display substrate, in order to cope with the recent increase in the area of the liquid crystal display substrate, it is required to expand the ultraviolet irradiation region. Since the processing capability of the ultraviolet irradiating apparatus itself is reduced only by expanding the range, it is necessary to increase the ultraviolet irradiation amount while expanding the ultraviolet irradiation region.
而して、液晶表示基板の製造工程に用いられる紫外照射装置の光源ランプとしては、大きな紫外線照射量を得るために、現在、消費電力が25kWである高圧水銀ランプが用いられているが、今後、更なる大きな紫外線照射量が要求されると、それに対応するために高圧水銀ランプの構成部材である放電容器や電極材料が大型化されることによって高圧水銀ランプ自体が大型化され、それに伴って紫外線照射装置が大型化されたり、また、光源ランプに係る製造コストや製造工程数が大幅に増加してしまうというおそれがある。 Thus, as a light source lamp of an ultraviolet irradiation device used in a manufacturing process of a liquid crystal display substrate, a high-pressure mercury lamp having a power consumption of 25 kW is currently used in order to obtain a large ultraviolet irradiation amount. When a larger amount of ultraviolet irradiation is required, the discharge vessel and electrode material, which are constituent members of the high-pressure mercury lamp, are increased in size to cope with it, and accordingly, the high-pressure mercury lamp itself is increased in size. There is a possibility that the ultraviolet irradiation device is increased in size, and the manufacturing cost and the number of manufacturing steps related to the light source lamp are significantly increased.
また、光源ランプに関しては、紫外線照射装置に大きな紫外線照射量を得るために、例えば放電容器内に封入する発光物質の量を大きくすることなどにより、その発光効率を大きくすることが考えられるが、このようなランプを得るためには、先ずは高負荷に耐えうるランプ構造、当該ランプを構成するための構成部材を開発する必要がある。 Regarding the light source lamp, in order to obtain a large ultraviolet irradiation amount in the ultraviolet irradiation device, it is conceivable to increase its luminous efficiency, for example, by increasing the amount of the luminescent substance sealed in the discharge vessel. In order to obtain such a lamp, first, it is necessary to develop a lamp structure that can withstand a high load and a component for constituting the lamp.
一方、紫外線照射装置においては、紫外線照射量を大きくすることが必要とされていると共に、省エネルギー化の要請もあることから、高いエネルギー効率で大きな紫外線照射量を得るための効率化を図ることが極めて重要な課題とされている。
而して、紫外線照射装置の光源ランプとして、放電容器にコーティング膜を設けることにより、放電容器によって囲繞された発光空間において発生した光の一部を当該放電容器の外方に向かって放射させずに反射させることによって放電容器内に留め、この光を利用することにより光源ランプの発光効率を大きくすることが試みられているが、点灯時において放電容器の温度が1000℃程度の高温となることからコーティング膜が剥離してしまうという問題がある。
On the other hand, in the ultraviolet irradiation device, it is necessary to increase the amount of ultraviolet irradiation, and there is also a demand for energy saving. Therefore, it is possible to improve efficiency for obtaining a large amount of ultraviolet irradiation with high energy efficiency. This is an extremely important issue.
Thus, by providing a coating film on the discharge vessel as a light source lamp of the ultraviolet irradiation device, a part of the light generated in the light emitting space surrounded by the discharge vessel is not emitted toward the outside of the discharge vessel. It has been attempted to increase the luminous efficiency of the light source lamp by using this light while being kept in the discharge vessel by reflecting the light, but the temperature of the discharge vessel will be as high as about 1000 ° C. during lighting. There is a problem that the coating film peels off.
また、紫外線照射装置としては、光源ランプとして点灯時の水銀の蒸気圧が8×106 Pa(約80気圧)以上となる超高圧水銀ランプ(例えば、特許文献1参照。)の複数を配列させた状態で備えてなるものが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
このような紫外線照射装置においては、光源ランプとして高い水銀蒸気圧で動作する超高圧水銀ランプが用いられていることから、i線、h線およびg線などの水銀に係る輝線スペクトルと共に、広い波長領域にわたって連続するスペクトルが得られるため、大きな紫外線照射量を得ることができる。
しかしながら、このような超高圧水銀ランプは、紫外線と共に可視光線をも大きな放射量で放射するものであることから、紫外線のみを利用する紫外線照射装置の光源ランプとして用いた場合には、可視光線の放射に係るエネルギーが無駄に消費されることとなり、その結果、紫外線照射装置において、光源ランプから放射された光を高い効率で利用することができない、という問題がある。
In addition, as the ultraviolet irradiation device, a plurality of ultra-high pressure mercury lamps (for example, refer to Patent Document 1) in which the vapor pressure of mercury at the time of lighting is 8 × 10 6 Pa (about 80 atm) or more is arranged as a light source lamp. What has been prepared in the state which has been prepared is proposed (for example, refer patent document 2).
In such an ultraviolet irradiation device, an ultra-high pressure mercury lamp that operates at a high mercury vapor pressure is used as a light source lamp, so that it has a broad wavelength along with emission line spectra related to mercury such as i-line, h-line, and g-line. Since a continuous spectrum over a region can be obtained, a large ultraviolet irradiation amount can be obtained.
However, since such an ultra-high pressure mercury lamp emits visible light as well as ultraviolet light with a large radiation dose, when used as a light source lamp of an ultraviolet irradiation device that uses only ultraviolet light, As a result, there is a problem that the energy emitted from the light source lamp cannot be used with high efficiency in the ultraviolet irradiation device.
また、露光処理を行うための光源として用いられる紫外線照射装置としては、従来、紫外域における波長365nmの光(i線)が主として照射されるものが広く用いられているが、近年においては、紫外線照射対象体として、紫外域における波長350nm以下の光の照射が必要とされるものが登場してきていることから、これに対応するために、特に波長350nm以下の領域の光を大きな照射量で照射することのできるものも要望されている。 In addition, as an ultraviolet irradiation device used as a light source for performing an exposure process, a device that is mainly irradiated with light (i-line) having a wavelength of 365 nm in the ultraviolet region has been widely used. As an object to be irradiated, those that require irradiation with light of a wavelength of 350 nm or less in the ultraviolet region have appeared, and in order to cope with this, light of a region of a wavelength of 350 nm or less is irradiated with a large dose. What can be done is also desired.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、光源ランプであるショートアーク型放電ランプから放射される光を高い効率で利用することにより大きな紫外線照射量を得ることのできる紫外線照射装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、紫外域における波長350nm以下の領域の光をも大きな照射量で得ることのできる紫外線照射装置を提供することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to increase the amount of ultraviolet irradiation by utilizing light emitted from a short arc type discharge lamp, which is a light source lamp, with high efficiency. An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus that can be obtained.
Another object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus capable of obtaining light in a region of a wavelength of 350 nm or less in the ultraviolet region with a large irradiation amount.
本発明の紫外線照射装置は、凹面状反射ミラーと、当該凹面状反射ミラーの光投射口の光投射方向前方に設けられた前面ガラスと、水銀が封入されてなるショートアーク型放電ランプとを備え、ショートアーク型放電ランプが、凹面状反射ミラーの焦点と当該ショートアーク型放電ランプの電極間中心とが略一致し、かつ凹面状反射ミラーの光軸と当該ショートアーク型放電ランプのアーク軸とが一致する状態に配置されており、
前記凹面状反射ミラーが波長350〜450nmの領域の光を80%以上反射し、かつ波長450〜590nmの領域の光を50%以上反射する反射面を有し、
前記前面ガラスが少なくとも波長350〜400nmの全領域の光に対する透過率が50%以上であり、少なくとも波長530〜590nmの領域の光を50%以上反射することを特徴とする。
The ultraviolet irradiation device of the present invention includes a concave reflection mirror, a front glass provided in front of the light projection direction of the light projection port of the concave reflection mirror, and a short arc type discharge lamp in which mercury is enclosed. In the short arc type discharge lamp, the focal point of the concave reflection mirror and the center of the electrode of the short arc type discharge lamp substantially coincide, and the optical axis of the concave reflection mirror and the arc axis of the short arc type discharge lamp Are placed in a matching state,
The concave reflecting mirror has a reflecting surface that reflects 80% or more of light in a wavelength region of 350 to 450 nm and reflects 50% or more of light in a wavelength region of 450 to 590 nm;
The front glass has a transmittance of at least 50% for light in the entire region having a wavelength of 350 to 400 nm, and reflects at least 50% of light in the region of a wavelength of 530 to 590 nm.
本発明の紫外線照射装置は、凹面状反射ミラーと、当該凹面状反射ミラーの光投射口の光投射方向前方に設けられた前面ガラスと、水銀が封入されてなるショートアーク型放電ランプとを備え、ショートアーク型放電ランプが、凹面状反射ミラーの焦点と当該ショートアーク型放電ランプの電極間中心とが略一致し、かつ凹面状反射ミラーの光軸と当該ショートアーク型放電ランプのアーク軸とが一致する状態に配置されており、
前記凹面状反射ミラーが波長300〜450nmの領域の光を80%以上反射し、かつ波長450〜590nmの領域の光を50%以上反射する反射面を有し、
前記前面ガラスが少なくとも波長300〜400nmの全領域の光に対する透過率が50%以上であり、少なくとも波長530〜590nmの領域の光を50%以上反射することを特徴とする。
The ultraviolet irradiation device of the present invention includes a concave reflection mirror, a front glass provided in front of the light projection direction of the light projection port of the concave reflection mirror, and a short arc type discharge lamp in which mercury is enclosed. In the short arc type discharge lamp, the focal point of the concave reflection mirror and the center of the electrode of the short arc type discharge lamp substantially coincide, and the optical axis of the concave reflection mirror and the arc axis of the short arc type discharge lamp Are placed in a matching state,
The concave reflecting mirror has a reflecting surface that reflects 80% or more of light in a wavelength region of 300 to 450 nm and reflects 50% or more of light in a wavelength region of 450 to 590 nm;
The front glass has a transmittance of at least 50% for light in the entire region having a wavelength of 300 to 400 nm, and reflects at least 50% of light in the region of a wavelength of 530 to 590 nm.
本発明の紫外線照射装置においては、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスの各々において、特定の割合で反射すべき光の波長領域における分光反射率の最高値が95%以上であることが好ましい。 In the ultraviolet irradiation device of the present invention, it is preferable that the maximum value of the spectral reflectance in the wavelength region of light to be reflected at a specific ratio is 95% or more in each of the concave reflecting mirror and the front glass.
本発明の紫外線照射装置においては、ショートアーク型放電ランプは、0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されていることが好ましい。 In the ultraviolet irradiation apparatus of the present invention, it is preferable that 0.08 mg / mm 3 or more of mercury is enclosed in the short arc type discharge lamp.
本発明の紫外線照射装置によれば、紫外線を特定の反射率で反射すると共に可視光線をも特定の反射率で反射する凹面状反射ミラーと、紫外線を透過すると共に可視光線を特定の反射率で反射する前面ガラスとを備えてなるものであることから、ショートアーク型放電ランプから光投射方向以外の方向に放射された紫外線を、凹面状反射ミラーによって反射させることにより光投射方向に放射された紫外線と共に凹面状反射ミラーの光投射口から投射することができ、また、このショートアーク型放電ランプから放射された可視光線が、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスの少なくとも一方によって反射されることによって当該ショートアーク放電ランプにおける発光空間内に導かれ、アーク放電によって当該発光空間内に生成されたプラズマ中において吸収されて熱エネルギーに変換され、これにより、プラズマ温度を上昇させることから、当該ショートアーク型放電ランプの発光効率を大きくすることができ、しかも、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスのいずれもが少なくとも発光物質として水銀が封入されてなるショートアーク型放電ランプから大きな光強度で放射される波長530〜590nmの領域の光を反射するものであることから、この可視域における波長530〜590nmの領域の光をプラズマ温度を上昇させるために有効に利用することができる。
従って、本発明の紫外線照射装置によれば、光源ランプであるショートアーク型放電ランプから放射される光を高い効率で利用することができ、これにより、大きな紫外線照射量を得ることができる。
According to the ultraviolet irradiation device of the present invention, the concave reflecting mirror that reflects ultraviolet light with a specific reflectance and also reflects visible light with a specific reflectance, and transmits ultraviolet light and reflects visible light with a specific reflectance. Since it is provided with a front glass that reflects, ultraviolet rays radiated from the short arc type discharge lamp in a direction other than the light projection direction are reflected in the light projection direction by being reflected by the concave reflecting mirror. It can be projected from the light projection port of the concave reflecting mirror together with ultraviolet rays, and the visible light emitted from this short arc type discharge lamp is reflected by at least one of the concave reflecting mirror and the front glass. A plasm generated in the light emitting space by the arc discharge is guided into the light emitting space in the short arc discharge lamp. It is absorbed in and converted into thermal energy, thereby increasing the plasma temperature, so that the luminous efficiency of the short arc discharge lamp can be increased, and both the concave reflecting mirror and the front glass are Reflects light in a wavelength range of 530 to 590 nm emitted from a short arc discharge lamp in which mercury is sealed as a luminescent substance at a high light intensity. Therefore, a wavelength of 530 to 590 nm in the visible range is reflected. The light in the region can be effectively used to raise the plasma temperature.
Therefore, according to the ultraviolet irradiation device of the present invention, the light emitted from the short arc type discharge lamp, which is a light source lamp, can be used with high efficiency, whereby a large ultraviolet irradiation amount can be obtained.
また、本発明の紫外線照射装置においては、特に凹面状反射ミラーとして、波長300〜450nmの領域の光を特定の割合で反射するものを用いると共に、前面ガラスとして、波長300〜450nmの全領域の光を特定の割合で透過するものを用いることにより、紫外域における波長350nm以下の領域の光を大きな照射量で得ることができる。 Moreover, in the ultraviolet irradiation device of the present invention, in particular, a concave reflecting mirror that reflects light in a wavelength region of 300 to 450 nm at a specific ratio is used, and the front glass has a wavelength of 300 to 450 nm. By using a material that transmits light at a specific ratio, light having a wavelength of 350 nm or less in the ultraviolet region can be obtained with a large dose.
また、本発明の紫外線照射装置においては、ショートアーク型放電ランプとして、水銀の封入量が0.08mg/mm3 以上であるものを用いることにより、当該ショートアーク型放電ランプにi線、h線およびg線などの水銀に係る輝線スペクトルと共に、広い波長領域にわたって連続するスペクトルが得られることから、このショートアーク型放電ランプから紫外線および可視光線が大きな放射量で放射されることとなるため、一層大きな紫外線照射量を得ることができる。 In the ultraviolet irradiation device of the present invention, as the short arc type discharge lamp, a mercury-filled amount of 0.08 mg / mm 3 or more is used. Since a spectrum continuous over a wide wavelength region is obtained together with an emission line spectrum relating to mercury such as g-line, ultraviolet rays and visible rays are emitted from the short arc type discharge lamp with a large radiation amount. A large amount of ultraviolet irradiation can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の紫外線照射装置の構成の一例を概略的に示す説明図である。
この第1の紫外線照射装置は、凹状であって反射空間を形成し、その前端(図1において右端)に円状の光投射口11Aを有する凹面状反射ミラー11と、当該凹面状反射ミラー11の光投射口11Aの光投射方向前方(図1において右方)に設けられた前面ガラス13とを備え、当該凹面状反射ミラー11の反射空間内に、発光空間を形成する球状の発光管部21Aと、その両端に続いて管軸方向外方、すなわち光軸方向前方および後方に伸びるロッド状の封止管部21Bとよりなる、例えばシリカガラス製の放電容器21を有してなり、発光空間内には、互いに対向するよう陰極(図示せず)および陽極(図示せず)が配置されてなる構成のショートアーク型放電ランプ15が、凹面状反射ミラー11の焦点と当該ショートアーク型放電ランプ15の電極間中心とが略一致し、かつ凹面状反射ミラー11の光軸と当該ショートアーク型放電ランプ15のアーク軸とが一致するように略水平に配置されている構成のものである。
この図の例において、前面ガラス13は、凹面状反射ミラー11の光投射口11Aの面積以上の表面積を有し、当該光投射口11Aを覆うことのできる形状のものである。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an example of the configuration of the ultraviolet irradiation device of the present invention.
The first ultraviolet irradiation device is concave and forms a reflection space, and has a
In the example of this figure, the
凹面状反射ミラー11は、例えばホウ珪酸よりなる凹状の基材の内表面に反射面が設けられてなるものであり、当該反射面は、波長350〜450nmの領域の光を80%以上、好ましくは95%以上反射し、かつ波長450〜590nmの領域の光を50%以上、好ましくは95%以上反射するものである。
The concave reflecting
凹面状反射ミラー11における反射面の波長350〜450nmの領域の光の反射率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプ15から放射される紫外線を高い効率で光投射口11Aから前方に投射することができず、また、波長450〜590nmの領域の光の反射率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプ15の発光空間内に導かれる、当該ショートアーク型放電ランプ15から放射された可視光線の量が小さくなり、当該発光空間内においてプラズマ温度を十分に上昇させることができなくなる。
When the reflectivity of light in the wavelength range of 350 to 450 nm of the reflecting surface of the concave reflecting
また、凹面状反射ミラー11は、反射空間が高温となって凹面状反射ミラー11自体およびショートアーク型放電ランプ15が過熱されることを防止する目的から、その反射面が熱線を透過するものである。
The concave reflecting
凹面状反射ミラー11の反射面は、例えば酸化ニオブ層と酸化珪素層とが交互に合計50層程度積層されてなる構成の誘電体多層膜などよりなるものであり、その厚みは、例えば4μmである。
ここに、誘電体多層膜としては、酸化ニオブ層と酸化珪素層とが積層されてなるものの他、例えば酸化ハフニウム層と酸化珪素層とが積層されてなるもの、酸化タンタル層と酸化珪素層とが積層されてなるものおよび酸化ジルコニウム層と酸化珪素層とが積層されてなるものを用いることもできる。
The reflecting surface of the concave reflecting
Here, as the dielectric multilayer film, in addition to a laminate of a niobium oxide layer and a silicon oxide layer, for example, a laminate of a hafnium oxide layer and a silicon oxide layer, a tantalum oxide layer and a silicon oxide layer A layer formed by stacking a zirconium oxide layer and a silicon oxide layer can also be used.
また、凹面状反射ミラー11は、特定の割合で反射すべき光の波長領域、具体的には、反射率が80%以上とされる波長350〜450nmの領域および反射率が50%以上とされる波長450〜590nmの領域、すなわち波長350〜590nmの領域における分光反射率の最高値が95%以上であることが好ましい。
The concave reflecting
前面ガラス13は、ショートアーク型放電ランプ15から放射されて凹面状反射ミラ−11の光投射口11Aから投射され、紫外線照射対象体に照射される光の光路上に配置されるものであり、少なくとも波長350〜400nmの全領域の光に対する透過率が50%以上、好ましくは95%以上であり、少なくとも波長530〜590nmの領域の光を50%以上、好ましくは95%以上反射するものである。
ここに、「波長350〜400nmの全領域の光に対する透過率」とは、当該波長350〜400nmの領域における分光透過率の平均値を示す。
The
Here, “transmittance with respect to light in the entire wavelength range of 350 to 400 nm” indicates an average value of spectral transmittance in the wavelength range of 350 to 400 nm.
前面ガラス13の波長350〜400nmの全領域の光に対する透過率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプ15から放射されて凹面状反射ミラー11の光投射口11Aから投射された紫外線を高い効率で紫外線照射対象体に対して照射することができず、また、波長530〜590nmの領域の光の反射率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプ15の発光空間内に導かれる、当該ショートアーク型放電ランプ15から放射された可視光線の量が小さくなり、当該発光空間内においてプラズマ温度を十分に上昇させることができなくなる。
When the transmittance of the entire area of the
前面ガラス13としては、例えばガラス板よりなる基材の少なくとも一方の表面に、例えば酸化タンタル層と酸化珪素層とが交互に合計40層程度積層されてなる構成を有する、例えば厚み3μmの誘電体多層膜などよりなる機能性薄膜が設けられてなるものである。
ここに、誘電体多層膜としては、酸化ニオブ層と酸化珪素層とが積層されてなるものの他、例えば酸化ハフニウム層と酸化珪素層とが積層されてなるもの、酸化タンタル層と酸化珪素層とが積層されてなるものおよび酸化ジルコニウム層と酸化珪素層とが積層されてなるものを用いることもできる。
The
Here, as the dielectric multilayer film, in addition to a laminate of a niobium oxide layer and a silicon oxide layer, for example, a laminate of a hafnium oxide layer and a silicon oxide layer, a tantalum oxide layer and a silicon oxide layer A layer formed by stacking a zirconium oxide layer and a silicon oxide layer can also be used.
また、前面ガラス13は、特定の割合で反射すべき光の波長領域、具体的には、反射率が50%以上とされる波長530〜590nmの領域における分光反射率の最高値が95%以上であることが好ましい。
Further, the
ショートアーク型放電ランプ15は、発光物質として水銀が封入されてなるものであり、この水銀の封入量は0.08mg/mm3 以上であることが好ましく、特に0.08〜0.3mg/mm3 であることが好ましい。
ショートアーク型放電ランプ15における水銀の封入量が0.08mg/mm3 以上であることにより、当該ショートアーク型放電ランプ15にi線、h線およびg線などの水銀に係る輝線スペクトルと共に、広い波長領域にわたって連続するスペクトルが得られることから、このショートアーク型放電ランプ15から紫外線および可視光線が大きな放射量で放射されることとなるため、第1の紫外線照射装置に一層大きな紫外線照射量を得ることができる。
The short arc
When the amount of mercury enclosed in the short arc
以上のような構成の第1の紫外線照射装置においては、ショートアーク型放電ランプ15が点灯されると、このショートアーク型放電ランプ15から放射された光のうちの光投射方向に放射された光が凹面状反射ミラー11の光投射口11Aから投射されると共に、光投射方向以外の方向に放射された光のうちの凹面状反射ミラー11によって反射された紫外線および可視光線が光投射口11Aから投射され、この光投射口11Aから投射された光のうちの前面ガラス13を透過した紫外線が紫外線照射対象体に対して照射される。
In the first ultraviolet irradiation apparatus configured as described above, when the short arc
そして、ショートアーク型放電ランプ15から放射された光のうちの可視光線が、例えば図1において一点鎖線で示すように、凹面状反射ミラー11および前面ガラス13の少なくとも一方によって最終的に当該凹面状反射ミラー11の焦点位置に戻るように反射されることにより、当該ショートアーク放電ランプ15における発光空間内に導かれ、アーク放電によって当該発光空間内に生成されたプラズマ中において吸収されて熱エネルギーに変換されることから、この発光空間におけるプラズマ温度が上昇するため、当該ショートアーク型放電ランプ15の発光効率が大きくなり、しかも、凹面状反射ミラー11および前面ガラス13のいずれもが、少なくとも発光物質として水銀が封入されてなるショートアーク型放電ランプ15から大きな光強度で放射される波長530〜590nmの領域の光を反射するものであることから、この可視域における波長530〜590nmの領域の光を無駄にすることなく、プラズマ温度を上昇させるために有効に利用することができる。
Then, visible light of the light emitted from the short arc
また、凹面状反射ミラー11および前面ガラス13によって波長530〜590nmの領域の光(可視光線)が繰り返し反射されて多重反射が生起されることにより、この可視光線のショートアーク放電ランプ15における発光空間内での吸収が繰り返し行われることとなるため、水銀蒸気雰囲気中における波長530〜590nmの領域の光が吸収される割合が小さいものであっても、当該発光空間内においてプラズマ温度を十分に上昇させることができる。このことは、凹面状反射ミラー11および前面ガラス13の各々の波長530〜590nmの領域の光の反射率が大きくなるに従って多重反射が生起される確率が大きくなることから、顕著なもとのなる。
In addition, light (visible light) in a wavelength region of 530 to 590 nm is repeatedly reflected by the concave reflecting
従って、このような第1の紫外線照射装置によれば、紫外線と共に可視光線を利用する構成のものであることから、例えば、図2に示すように、光源ランプ31と、当該光源ランプ31に覆い被さるように配置され、その内表面に図3に示すような特性を有する、可視光線(VIS)および熱線(IR)を透過し、紫外線(UV)を反射する反射面が設けられており、光源ランプ31から放射される紫外線を高い効率で前方(図2において右方)に投射する凹面状反射ミラー32と、当該凹面状反射ミラー32の光投射口32Aの光投射方向前方(図2において右方)に設けられた、図4および図5に示すような特性を有する、可視光線(VIS)および熱線(IR)を反射し、紫外線(UV)を透過する熱線カットフィルター33とを備え、光源ランプ31から放射された光のうちの凹面状反射ミラー32の光投射口32Aから投射され熱線カットフィルター33を透過した紫外線が紫外線照射対象体に対して照射される構成を有する従来の紫外線照射装置に比して、光源ランプであるショートアーク型放電ランプ15から放射される光を高い効率で利用することができ、これにより、大きな紫外線照射量を得ることができる。
図3において、実線は、波長365nmの光を主として反射する特性を有する反射面に係る分光反射率を示し、破線は、波長240〜365nmの光を主として反射する特性を有する反射面に係る分光反射率を示し、これらは、いずれも光線入射角度15°の条件におけるものである。
Therefore, according to such a first ultraviolet irradiation device, since the visible light is used together with the ultraviolet light, for example, as shown in FIG. 2, the
In FIG. 3, the solid line indicates the spectral reflectance related to the reflective surface having the characteristic of mainly reflecting light having a wavelength of 365 nm, and the broken line indicates the spectral reflection related to the reflective surface having the characteristic of mainly reflecting light having a wavelength of 240 to 365 nm. These are all under the condition of a light incident angle of 15 °.
<第2の実施の形態>
第2の紫外線照射装置は、凹面状反射ミラーとして、波長300〜450nmの領域の光を80%以上、好ましくは95%以上反射し、かつ波長450〜590nmの領域の光を50%以上、好ましくは95%以上反射する反射面が設けられてなるものを備えていること以外は、第1の実施の形態に係る第1の紫外線照射装置と同様の構成を有するものである。
<Second Embodiment>
The second ultraviolet irradiation device, as a concave reflecting mirror, reflects light in a wavelength region of 300 to 450 nm by 80% or more, preferably 95% or more, and light in a wavelength region of 450 to 590 nm by 50% or more, preferably Has the same configuration as that of the first ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment, except that a reflection surface that reflects 95% or more is provided.
凹面状反射ミラーにおける反射面の波長300〜450nmの領域の光の反射率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプから放射される紫外線を高い効率で光投射口から前方に投射することができず、また、波長450〜590nmの領域の光の反射率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプの発光空間内に導かれる、当該ショートアーク型放電ランプから放射された可視光線の量が小さくなり、当該発光空間内においてプラズマ温度を十分に上昇させることができなくなる。 When the reflectivity of light in the wavelength range of 300 to 450 nm on the reflecting surface of the concave reflecting mirror is too small, the ultraviolet rays emitted from the short arc type discharge lamp are projected forward from the light projection port with high efficiency. If the reflectance of light in the wavelength region of 450 to 590 nm is too low, visible light emitted from the short arc discharge lamp is guided into the light emission space of the short arc discharge lamp. As a result, the plasma temperature cannot be sufficiently increased in the light emitting space.
前面ガラスの波長300〜400nmの全領域の光に対する透過率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプから放射されて凹面状反射ミラーの光投射口から投射された紫外線を高い効率で紫外線照射対象体に対して照射することができず、また、波長530〜590nmの領域の光の反射率が過小である場合には、ショートアーク型放電ランプ15の発光空間内に導かれる、当該ショートアーク型放電ランプから放射された可視光線の量が小さくなり、当該発光空間内においてプラズマ温度を十分に上昇させることができなくなる。
When the transmittance of the entire area of the front glass with a wavelength of 300 to 400 nm is excessively low, the ultraviolet rays emitted from the short arc type discharge lamp and projected from the light projection port of the concave reflecting mirror are ultraviolet rays with high efficiency. When the irradiation object cannot be irradiated and the reflectance of light in the wavelength region of 530 to 590 nm is excessively small, the short is guided into the light emission space of the short
このような構成の第2の紫外線照射装置においては、ショートアーク型放電ランプが点灯されると、このショートアーク型放電ランプから放射された光のうちの光投射方向に放射された光が凹面状反射ミラーの光投射口から投射されると共に、光投射方向以外の方向に放射された光のうちの凹面状反射ミラーによって反射された紫外線および可視光線が光投射口から投射され、この光投射口から投射された光のうちの前面ガラスを透過した紫外線が紫外線照射対象体に対して照射される。 In the second ultraviolet irradiation device having such a configuration, when the short arc type discharge lamp is turned on, the light emitted in the light projection direction out of the light emitted from the short arc type discharge lamp is concave. Ultraviolet rays and visible rays that are projected from the light projection port of the reflection mirror and reflected by the concave reflection mirror out of the light emitted in a direction other than the light projection direction are projected from the light projection port. The ultraviolet rays that have passed through the front glass out of the light projected from are irradiated to the ultraviolet irradiation object.
以上のような構成の第2の紫外線照射装置によれば、第1の紫外線照射装置と同様に、紫外線を特定の反射率で反射すると共に可視光線をも特定の反射率で反射する凹面状反射ミラーと、紫外線を透過すると共に可視光線を特定の反射率で反射する前面ガラスとを備えてなるものであることから、ショートアーク型放電ランプから光投射方向以外の方向に放射された紫外線を、凹面状反射ミラーによって反射させることによって光投射方向に放射された紫外線と共に凹面状反射ミラーの光投射口から投射することができ、また、このショートアーク型放電ランプから放射された可視光線が、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスの少なくとも一方によって最終的に当該凹面状反射ミラーの焦点位置に戻るように反射されることによって当該ショートアーク放電ランプにおける発光空間内に導かれ、アーク放電によって当該発光空間内に生成されたプラズマ中において吸収されて熱エネルギーに変換され、これにより、プラズマ温度が上昇されることから当該ショートアーク型放電ランプの発光効率を大きくすることができ、しかも、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスのいずれもが少なくとも発光物質として水銀が封入されてなるショートアーク型放電ランプから大きな光強度で放射される波長530〜590nmの領域の光を反射するものであることから、この可視域における波長530〜590nmの領域の光をプラズマ温度を上昇させるために有効に利用することができる。 According to the second ultraviolet irradiation device configured as described above, like the first ultraviolet irradiation device, the concave reflection that reflects ultraviolet light with a specific reflectance and also reflects visible light with a specific reflectance. Since it comprises a mirror and a front glass that transmits ultraviolet rays and reflects visible light with a specific reflectance, ultraviolet rays radiated from a short arc type discharge lamp in a direction other than the light projection direction, It can be projected from the light projection port of the concave reflecting mirror together with the ultraviolet rays radiated in the light projecting direction by being reflected by the concave reflecting mirror, and the visible light emitted from this short arc type discharge lamp is concave. Is reflected by at least one of the mirror-like reflecting mirror and the front glass so as to finally return to the focal position of the concave reflecting mirror. The short arc type discharge is introduced into the light emission space in the arc discharge lamp, absorbed in the plasma generated in the light emission space by the arc discharge, and converted into thermal energy, thereby increasing the plasma temperature. The luminous efficiency of the lamp can be increased, and the wavelength 530 to be emitted with high light intensity from a short arc type discharge lamp in which both the concave reflecting mirror and the front glass are filled with mercury as a luminescent material. Since the light in the 590 nm region is reflected, the light in the visible region having a wavelength of 530 to 590 nm can be effectively used to raise the plasma temperature.
また、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスによって波長530〜590nmの領域の光(可視光線)が繰り返し反射されて多重反射が生起されることにより、この可視光線のショートアーク放電ランプにおける発光空間内での吸収が繰り返し行われることとなるため、水銀蒸気雰囲気中における波長530〜590nmの領域の光が吸収される割合が小さいものであっても、当該発光空間内においてプラズマ温度を十分に上昇させることができる。このことは、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスの各々の波長530〜590nmの領域の光の反射率が大きくなるに従って多重反射が生起される確率が大きくなることから、顕著なもとのなる。 Further, light (visible light) in the wavelength region of 530 to 590 nm is repeatedly reflected by the concave reflecting mirror and the front glass, and multiple reflection occurs, so that the visible light in the light emission space in the short arc discharge lamp is generated. Since the absorption is repeatedly performed, the plasma temperature can be sufficiently increased in the light emission space even if the ratio of the light having a wavelength of 530 to 590 nm in the mercury vapor atmosphere is small. it can. This is remarkable because the probability of multiple reflection occurring increases as the reflectance of light in the wavelength range of 530 to 590 nm of each of the concave reflecting mirror and the front glass increases.
従って、このような第2の紫外線照射装置によれば、光源ランプであるショートアーク型放電ランプから放射される光を高い効率で利用することができ、これにより、大きな紫外線照射量を得ることができる。
また、第2の紫外線照射装置においては、凹面状反射ミラーが波長300〜450nmの領域の光を特定の割合で反射するものであると共に、前面ガラスが波長300〜450nmの全領域の光を特定の割合で透過するものであることから、紫外域における波長350nm以下の領域の光をも大きな照射量で得ることができる。
Therefore, according to such a second ultraviolet irradiation device, light emitted from the short arc type discharge lamp which is a light source lamp can be used with high efficiency, and thereby a large ultraviolet irradiation amount can be obtained. it can.
In the second ultraviolet irradiation device, the concave reflecting mirror reflects light in the wavelength region of 300 to 450 nm at a specific ratio, and the front glass specifies light in the entire wavelength region of 300 to 450 nm. Therefore, light having a wavelength of 350 nm or less in the ultraviolet region can be obtained with a large irradiation amount.
本発明の紫外線照射装置は、紫外線照射対象体に照射すべき紫外線の波長領域に応じて、第1の紫外線照射装置または第2の紫外線照射装置が選択され、例えば半導体装置の製造工程および液晶表示基板の製造工程などにおける露光処理を行うための光源として用いることができ、光源ランプとして大型のものでなくて小型のものを用いても高いエネルギー効率で大きな紫外線照射量が得られることから、特に、大面積を有する液晶表示基板の製造工程において好適に用いることができる。
具体的に、大面積の液晶表示基板の製造工程に用いる場合には、紫外線照射装置は、例えばショートアーク型放電ランプ、凹面状反射ミラーおよび前面ガラスよりなる紫外線照射ユニットの複数が配列されてなる構成のもの、あるいはショートアーク型放電ランプおよび凹面状反射ミラーよりなる光投射ユニットの複数が共通の前面ガラスの紫外線透過面に沿って配列されてなる構成のものなどの複数のショートアーク型放電ランプを備えてなる構成を有するものであることが好ましい。
In the ultraviolet irradiation apparatus of the present invention, the first ultraviolet irradiation apparatus or the second ultraviolet irradiation apparatus is selected according to the wavelength region of the ultraviolet rays to be irradiated to the ultraviolet irradiation target. For example, the semiconductor device manufacturing process and the liquid crystal display Since it can be used as a light source for performing an exposure process in a manufacturing process of a substrate, and a large UV irradiation amount can be obtained with high energy efficiency even if a small light source lamp is used instead of a large light source lamp, And can be suitably used in the manufacturing process of a liquid crystal display substrate having a large area.
Specifically, when used in the manufacturing process of a large-area liquid crystal display substrate, the ultraviolet irradiation device is formed by arranging a plurality of ultraviolet irradiation units composed of, for example, a short arc type discharge lamp, a concave reflecting mirror, and a front glass. A plurality of short arc discharge lamps having a configuration, or a configuration in which a plurality of light projection units comprising a short arc type discharge lamp and a concave reflecting mirror are arranged along the ultraviolet transmission surface of a common front glass It is preferable that it has a structure provided with.
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の紫外線照射装置は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、紫外線照射装置は、水銀が封入されたショートアーク型放電ランプと、紫外線を特定の反射率で反射すると共に可視光線をも特定の反射率で反射する凹面状反射ミラーと、紫外線を透過すると共に可視光線を特定の反射率で反射する前面ガラスとを備えてなるものであれば、その用途に応じた適宜の構成部材が設けられてなるものであってもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, the ultraviolet irradiation device of this invention is not limited to said example, A various change can be added.
For example, the ultraviolet irradiation device transmits a short arc discharge lamp in which mercury is enclosed, a concave reflecting mirror that reflects ultraviolet light with a specific reflectance and also reflects visible light with a specific reflectance, and transmits ultraviolet light. In addition, as long as it includes a front glass that reflects visible light with a specific reflectance, an appropriate component member may be provided depending on the application.
以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。 Hereinafter, experimental examples performed for confirming the effects of the present invention will be described.
〔実験例1〕
図1に示されている構成に従い、凹面状反射ミラーと、前面ガラスと、ショートアーク型放電ランプとを備えてなる、第1の実験用紫外線照射装置、第2の実験用紫外線照射装置、第3の実験用紫外線照射装置、第4の実験用紫外線照射装置および第5の実験用紫外線照射装置を作製した。
[Experimental Example 1]
In accordance with the configuration shown in FIG. 1, a first experimental ultraviolet irradiation device, a second experimental ultraviolet irradiation device, and a first experimental ultraviolet irradiation device comprising a concave reflecting mirror, a front glass, and a short arc type discharge lamp. 3 experimental ultraviolet irradiation apparatuses, a fourth experimental ultraviolet irradiation apparatus, and a fifth experimental ultraviolet irradiation apparatus were produced.
作製した第1の実験用紫外線照射装置(以下、「実験用装置(1)」ともいう。)においては、凹面状反射ミラーとして、凹状の基材の内表面に、酸化ニオブ層と酸化珪素層とが交互に合計50層積層されてなる構成の厚み4μの誘電体多層膜よりなり、図6に示すように、波長350〜460nmの領域の光の反射率が90%以上であり、かつ波長530〜590nmの領域の光(以下、「特定の可視域の光」ともいう。)の反射率が90%である反射面が設けられてなるもの用い、前面ガラスとして、ガラス板よりなる基材の一面に、酸化タンタル層と酸化珪素層とが合計40層積層されてなる構成の厚み3μmの誘電体多層膜よりなる機能性薄膜が設けられてなり、図7および図8に示すように、波長350〜400nmの全領域の光に対する透過率が50%以上であり、波長500〜640nmの光を90%以上反射するもの用い、ショートアーク型放電ランプとして、水銀の封入量が15mg(0.2mg/mm3 )であって、動作圧力が約20MPaであり、図9に示すスペクトルが得られる超高圧水銀ランプを用いた。 In the produced first experimental ultraviolet irradiation device (hereinafter also referred to as “experimental device (1)”), a niobium oxide layer and a silicon oxide layer are formed on the inner surface of the concave substrate as a concave reflecting mirror. And a dielectric multilayer film having a thickness of 4 μm, in which a total of 50 layers are alternately stacked, and as shown in FIG. 6, the reflectance of light in the wavelength region of 350 to 460 nm is 90% or more, and the wavelength A substrate having a reflective surface with a reflectance of 90% of light in the region of 530 to 590 nm (hereinafter also referred to as “light in a specific visible region”) is used, and a substrate made of a glass plate as a front glass On one surface, a functional thin film made of a dielectric multilayer film having a thickness of 3 μm and having a structure in which a total of 40 tantalum oxide layers and silicon oxide layers are laminated, as shown in FIGS. 7 and 8, For light in the entire region with a wavelength of 350 to 400 nm As a short arc type discharge lamp having a transmittance of 50% or more and reflecting light with a wavelength of 500 to 640 nm of 90% or more, the enclosed amount of mercury is 15 mg (0.2 mg / mm 3 ), An ultrahigh pressure mercury lamp having an operating pressure of about 20 MPa and a spectrum shown in FIG. 9 was used.
作製した第2の実験用紫外線照射装置(以下、「実験用装置(2)」ともいう。)は、凹面状反射ミラーとして、波長300〜460nmの領域の光の反射率が90%以上であると共に、特定の可視域の光の反射率が50%である反射面を有するものを用いたこと以外は実験用装置(1)と同様の構成を有するものである。
作製した第3の実験用紫外線照射装置(以下、「実験用装置(3)」ともいう。)は、凹面状反射ミラーとして、波長300〜460nmの領域の光の反射率が90%以上であると共に、特定の可視域の光の反射率が30%である反射面を有するものを用いたこと以外は実験用装置(1)と同様の構成を有するものである。
作製した第4の実験用紫外線照射装置(以下、「実験用装置(4)」ともいう。)は、凹面状反射ミラーとして、波長350〜460nmの領域の光の反射率が90%以上であると共に、特定の可視域の光の反射率が10%である反射面を有するものを用いたこと以外は実験用装置(1)と同様の構成を有するものである。
作製した第5の実験用紫外線照射装置(以下、「実験用装置(5)」ともいう。)は、凹面状反射ミラーとして、波長350〜460nmの領域の光の反射率が90%以上であると共に、特定の可視域の光の反射率が5%未満である反射面を有するものを用いたこと以外は実験用装置(1)と同様の構成を有するものである。
なお、実験用装置(2)〜実験用装置(5)を構成する凹面状反射ミラーは、各々、実験用装置(1)を構成する凹面状反射ミラーと同一の形状を有するものである。
The produced second experimental ultraviolet irradiation device (hereinafter also referred to as “experimental device (2)”) is a concave reflecting mirror, and has a light reflectance of 90% or more in a wavelength region of 300 to 460 nm. In addition, the apparatus has the same configuration as that of the experimental apparatus (1) except that a reflection surface having a reflectance of light in a specific visible range of 50% is used.
The produced third experimental ultraviolet irradiation device (hereinafter also referred to as “experimental device (3)”) is a concave reflecting mirror, and has a light reflectance of 90% or more in a wavelength region of 300 to 460 nm. In addition, the apparatus has the same configuration as that of the experimental apparatus (1) except that a reflection surface having a reflectance of 30% of light in a specific visible range is used.
The produced fourth experimental ultraviolet irradiation device (hereinafter also referred to as “experimental device (4)”) is a concave reflecting mirror, and has a light reflectance of 90% or more in a wavelength region of 350 to 460 nm. In addition, the apparatus has the same configuration as that of the experimental apparatus (1) except that a reflection surface having a reflectance of 10% of light in a specific visible range is used.
The manufactured fifth experimental ultraviolet irradiation device (hereinafter also referred to as “experimental device (5)”) is a concave reflecting mirror, and has a reflectance of 90% or more in the wavelength region of 350 to 460 nm. In addition, the apparatus has the same configuration as that of the experimental apparatus (1) except that a reflection surface having a reflectance of light in a specific visible range of less than 5% is used.
The concave reflecting mirrors constituting the experimental device (2) to the experimental device (5) each have the same shape as the concave reflecting mirror constituting the experimental device (1).
作製した実験用装置(1)〜実験用装置(5)の各々について、ショートアーク型放電ランプを同一の点灯条件で点灯させた場合における、前面ガラスを透過して投射される紫外線の出力値を確認した。結果を表1に示す。
表1において、「紫外線出力率」とは、実験用装置(5)の紫外線出力値を基準として100とした場合におけるその他の実験用装置に係る紫外線出力値の相対値である。この実験用装置(5)は、前面ガラスを備えてなるものではあるが、この前面ガラスが、図10および図2に示したような従来の紫外線照射装置に設けられている熱線カットフィルターと殆ど変わらない紫外線反射特性および可視光線反射特性を有するもの(図4および図5参照)であることから、当該実験用装置(5)に係る紫外線出力値を従来の紫外線照射装置の紫外線出力値として評価を行った。
For each of the experimental apparatus (1) to the experimental apparatus (5) produced, the output value of the ultraviolet rays that are projected through the front glass when the short arc type discharge lamp is turned on under the same lighting conditions. confirmed. The results are shown in Table 1.
In Table 1, the “ultraviolet ray output rate” is a relative value of the ultraviolet ray output values of other experimental devices when the ultraviolet ray output value of the experimental device (5) is 100. Although this experimental apparatus (5) is provided with a front glass, the front glass is almost the same as the heat ray cut filter provided in the conventional ultraviolet irradiation apparatus as shown in FIG. 10 and FIG. Since it has the same ultraviolet reflection characteristic and visible light reflection characteristic (see FIGS. 4 and 5), the ultraviolet output value according to the experimental device (5) is evaluated as the ultraviolet output value of the conventional ultraviolet irradiation device. Went.
表1の結果から、紫外線照射装置を、実験用装置(1)〜実験用装置(4)のように、凹面状反射ミラーの光投射口から投射された波長530〜590nmの特定の可視域の光を前面ガラスによって50%以上反射させて当該凹面状反射ミラーの反射空間内に導くと共に、この特定の可視域の光が当該凹面状反射ミラーによっても反射される構成を有するものとすることにより、光源ランプとしてのショートアーク型放電ランプを大型の高い発光効率を有するものに変更することなく、実験用装置(5)のような凹面状反射ミラーによって特定の可視域の光が殆ど反射されることのない構成の紫外線照射装置に比して、大きな紫外線出力値を得ることができ、しかも、実験用装置(1)および実験用装置(2)のように、凹面状反射ミラーの特定の可視域の光の反射率を50%以上とすることにより、紫外線出力値を5%以上大きくすることができることが確認された。
すなわち、少なくとも波長530〜590nmの領域の光を50%以上の反射率で反射する特性を有する凹面状反射ミラーおよび前面ガラスを備え、この波長領域の光を利用する構成の紫外線照射装置によれば、ショートアーク型放電ランプから放射された光を高い効率で利用することができ、これにより、従来の紫外線照射装置に比して、高いエネルギー効率で大きな紫外線照射量を得るための効率化に絶大な効果が得られると認められる、5%以上の大きな割合で紫外線の出力値を上昇させること、すなわち大きな紫外線照射量が得られることが確認された。
From the results shown in Table 1, the ultraviolet irradiation device is a specific visible region having a wavelength of 530 to 590 nm projected from the light projection port of the concave reflecting mirror as in the experimental device (1) to the experimental device (4). By reflecting light by 50% or more by the front glass and guiding it into the reflection space of the concave reflecting mirror, and having a configuration in which the light in the specific visible range is also reflected by the concave reflecting mirror. Without changing the short arc type discharge lamp as the light source lamp to a large one having high luminous efficiency, light in a specific visible range is almost reflected by the concave reflecting mirror such as the experimental device (5). Compared with an ultraviolet irradiation device having a configuration without this, a large ultraviolet output value can be obtained, and, like the experimental device (1) and the experimental device (2), a concave reflecting mirror is used. By the reflectance of the light of the constant in the visible region of 50% or more, it is possible to increase the UV output value of 5% or more was confirmed.
That is, according to the ultraviolet irradiation apparatus having a configuration including a concave reflecting mirror and a front glass having a characteristic of reflecting light in a wavelength region of 530 to 590 nm at a reflectance of 50% or more, and using the light in this wavelength region The light emitted from the short arc type discharge lamp can be used with high efficiency, which makes it extremely efficient to obtain a large amount of UV irradiation with high energy efficiency compared to conventional UV irradiation equipment. It was confirmed that the output value of ultraviolet rays was increased by a large ratio of 5% or more, that is, a large amount of ultraviolet irradiation was obtained.
11 凹面状反射ミラー
11A 光投射口
13 前面ガラス
15 ショートアーク型放電ランプ
21 放電容器
21A 発光管部
21B 封止管部
31 光源ランプ
32 凹面状反射ミラー
32A 光投射口
33 熱線カットフィルター
41 光源ランプ
42 凹面状反射ミラー
42A 光投射口
43 熱線カットフィルター
45 シャッタ
46 光ファイバユニット
47 レンズユニット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記凹面状反射ミラーが波長350〜450nmの領域の光を80%以上反射し、かつ波長450〜590nmの領域の光を50%以上反射する反射面を有し、
前記前面ガラスが少なくとも波長350〜400nmの全領域の光に対する透過率が50%以上であり、少なくとも波長530〜590nmの領域の光を50%以上反射することを特徴とする紫外線照射装置。 A concave reflection mirror, a front glass provided in front of the light projection direction of the light projection port of the concave reflection mirror, and a short arc type discharge lamp in which mercury is enclosed, a short arc type discharge lamp, The concave reflecting mirror is substantially aligned with the center of the electrode of the short arc type discharge lamp, and the optical axis of the concave reflecting mirror is aligned with the arc axis of the short arc type discharge lamp. And
The concave reflecting mirror has a reflecting surface that reflects 80% or more of light in a wavelength region of 350 to 450 nm and reflects 50% or more of light in a wavelength region of 450 to 590 nm;
The ultraviolet irradiation apparatus, wherein the front glass has a transmittance of 50% or more for light in the entire region having a wavelength of at least 350 to 400 nm and reflects at least 50% of light in the region of a wavelength of 530 to 590 nm.
前記凹面状反射ミラーが波長300〜450nmの領域の光を80%以上反射し、かつ波長450〜590nmの領域の光を50%以上反射する反射面を有し、
前記前面ガラスが少なくとも波長300〜400nmの全領域の光に対する透過率が50%以上であり、少なくとも波長530〜590nmの領域の光を50%以上反射することを特徴とする紫外線照射装置。 A concave reflection mirror, a front glass provided in front of the light projection direction of the light projection port of the concave reflection mirror, and a short arc type discharge lamp in which mercury is enclosed, a short arc type discharge lamp, The concave reflecting mirror is substantially aligned with the center of the electrode of the short arc type discharge lamp, and the optical axis of the concave reflecting mirror is aligned with the arc axis of the short arc type discharge lamp. And
The concave reflecting mirror has a reflecting surface that reflects 80% or more of light in a wavelength region of 300 to 450 nm and reflects 50% or more of light in a wavelength region of 450 to 590 nm;
The ultraviolet irradiation device, wherein the front glass has a transmittance of 50% or more for light in the entire region having a wavelength of at least 300 to 400 nm and reflects at least 50% of light in the region of a wavelength of 530 to 590 nm.
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