JP2008086890A

JP2008086890A - 紫外線照射装置

Info

Publication number: JP2008086890A
Application number: JP2006269627A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tamai; 幸一玉井
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】被処理体に対して一様な照度で紫外線を照射することができる紫外線照射装置。
【解決手段】複数体の紫外線照射ユニット２を並設し、被処理材10の被処理面に対して一様に所定波長領域の紫外線を照射するための紫外線照射装置１であって、紫外線照射ユニット各々は、光源としての紫外線放電ランプ111と、紫外線放電ランプの側方及び上方を覆うように配置され、当該紫外線放電ランプからの紫外線を下方に反射させる反射面を持つ主反射体112と、紫外線放電ランプの下方に配置され、紫外線放電ランプからの紫外線を散乱させるルーバー装置115とを有し、ルーバー装置は、軸周りの回転によって散乱特性が変化する反射面を有するルーバー単体13を複数体、各ルーバー単体間に所定間隔を空けて並置し、かつ、複数体のルーバー単体各々を軸周りに任意の角度だけ回転させた姿勢に保持する回転操作部12を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶パネルに配向膜を形成する工程、半導体や液晶パネルの接着工程等で紫外線を照射するために用いる紫外線照射装置に関する。

一般に液晶パネル基板は、２枚のガラス板の間に液晶体を封入した構造であり、一方のガラス板上に多数のアクティブ素子（ＴＦＴ）と液晶駆動用電極をマトリクス配列に形成し、ソースバスライン、ゲートバスラインにて各ＴＦＴのソース、ゲートを接続している。そしてＴＦＴ、液晶駆動用電極の上に配向膜を形成している。他方のガラス板の対向面側には、カラーフィルタ、配向膜、そして透明電極（ＩＴＯ）を形成している。そして両ガラス板それぞれの配向膜間には間隔を保持し、補強するためのスペーサを液晶体と共に封入し、シール剤にて周囲を封止している。

このような構造の液晶パネル基板において、配向膜は、電極間に電圧を印加して液晶体を配向させる液晶配向を制御するためのものであり、近年、新しい配向膜の成膜技術が提案されている。それは、ＴＦＴ素子が設けられた第１のガラス板と当該第１のガラス板に相対する第２のガラス板との間に、電圧印加により配向する配向性を持つ液晶体と紫外線に反応して重合を起こすジアゾ系の結合をもつ単量体の紫外線反応材料とを混合した材料を封入しておき、この液晶パネルに紫外線を照射して紫外線反応材料を重合させることで配向膜をガラス板上に形成する方法である。この方法によれば、配向膜形成工程を液晶封入工程の前に必要としないために、製造工程が簡略化でき、コスト、時間を削減できる利点がある。

この新しい液晶パネルの製造技術にあっては、液晶体と紫外線反応材料とを混合した材料に対して所定波長領域の紫外線を一様な面強度になるように照射できる紫外線照射装置が必要である。

図６はこのような提案されている紫外線照射装置１００を示しており、被処理基板１０を処理する処理室１０１内に、被処理基板１０に紫外線を照射し、被処理基板１０の内部に配向部を形成させるために複数体の紫外線照射ユニット１０２を並べて設置し、これら複数体の紫外線照射ユニット１０２の下方に波長３８０ｎｍ以上の波長領域の可視光線、紫外線の透過を抑制するフィルタ１０３を配置した構成である。

そして図７に示すように、各紫外線照射ユニット１０２は、下方が開口する筐体１１０の内部中央部に配置された紫外線放電ランプ１１１と、筐体１１０内で紫外線放電ランプ１１１の側方及び上方を覆い、当該紫外線放電ランプ１１１からの紫外線をほぼ平行光線にして下方に反射させるように配置された逆Ｕ字断面の反射面を持つ主反射体１１２と、紫外線放電ランプ１１１の下方に両側に斜めに配置された補助反射板１１３とから構成されている。尚、処理室１００の内部には、被処理基板１０を配置するためのステージ１５１が設けられている。ステージ１５１上には、必要に応じて被処理基板１０を冷却するための冷却板１５２が配置されている。

ところが、このような提案されている紫外線照射装置１００では、各紫外線照射ユニット１０２から出射する紫外線が被処理基板１０の被処理面に一様な面照度で照射されるように配慮しても、微視的には図７の照度分布Ｇ１に示すように、隣接するユニット１０２，１０２間に相当する位置で両側のユニット１０２，１０２からの紫外線が重なり、他の場所よりも照度が強くなり、一様性が十分に実現できない問題点があった。
特許第３１６３３５７号公報

本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、被処理体の被処理面に対して一様な面照度で紫外線を照射することができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数体の紫外線照射ユニットを並設し、下方に設置された被処理材の被処理面に対して一様に所定波長領域の紫外線を照射するための紫外線照射装置であって、前記紫外線照射ユニット各々は、光源としての紫外線放電ランプと、前記紫外線放電ランプの側方及び上方を覆うように配置され、当該紫外線放電ランプからの紫外線を下方に反射させる反射面を持つ主反射体と、前記紫外線放電ランプの下方に配置され、前記紫外線放電ランプからの紫外線を散乱させるルーバー装置とを有し、前記ルーバー装置は、軸周りの回転によって散乱特性が変化する反射面を有するルーバー単体を複数体、各ルーバー単体間に所定間隔を空けて並置し、かつ、前記複数体のルーバー単体各々を前記軸周りに任意の角度だけ回転させた姿勢に保持する回転操作部を設けた構成であることを特徴とする。

上記の紫外線照射装置において、前記補助反射板は、矩形若しくは菱形断面形状の反射面を持つ外殻と、前記外殻の中心部に挿通された回転軸とで構成することができる。

また、上記紫外線照射装置において、前記補助反射板は、楕円断面形状の反射面を持つ外殻と、前記外殻の中心部に挿通された回転軸とで構成することができる。

本発明の紫外線照射装置によれば、回転操作部によって各ルーバー単体の姿勢を調整することで各紫外線照射ユニットの下部に設置したルーバー装置によって各紫外線放電ランプからの紫外線を一様に散乱させることができ、被処理体の被処理面に対して一様な面照度で紫外線を照射することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１、図２は、本発明の１つの実施の形態の紫外線照射装置１を示している。図１、図２の本実施の形態の紫外線照射装置１において、図６、図７に示した従来から提案されている紫外線照射装置１００と共通する構成要素について共通の符号を付して示してある。

本実施の形態の紫外線照射装置１は、被処理基板１０を処理する処理室１０１内に、被処理基板１０に紫外線を照射し、被処理基板１０の内部に配向部を形成させるために複数体の紫外線照射ユニット２を並べて設置し、これら複数体の紫外線照射ユニット２の下方に波長３８０ｎｍ以上の波長領域の可視光線、紫外線の透過を抑制するフィルタ１０３を配置した構成である。

各紫外線照射ユニット２は、下方が開口する筐体１１０の内部中央部に紫外線放電ランプ１１１を配置し、筐体１１０内で紫外線放電ランプ１１１の側方及び上方を覆い、当該紫外線放電ランプ１１１からの紫外線をほぼ平行光線にして下方に反射させるように逆Ｕ字断面の反射面を持ち、５００ｎｍ以上の光線は透過するコールドミラーで成る主反射体１１２を配置し、本実施の形態の特徴であるルーバー装置１１５を紫外線放電ランプ１１１の下方の位置に配置し、さらにその下方の筐体開口部近くの両側に補助反射板１１３を配置した構成である。

紫外線放電ランプ１１１は、例えば、紫外線透過性を有する石英製の気密性容器の内部にタングステン（Ｗ）製等の電極が配置された外管径２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、発光長Ｌが１０００ｍｍ、ランプ電圧１２７５Ｖ、ランプ電圧値１３．５Ａの紫外線ランプが利用可能である。気密性容器の内部には、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガス、水銀（Ｈｇ）、そして波長領域３００〜４００ｎｍにおいて水銀のスペクトル以外に少なくとも１つ以上の発光を有する金属封入物が封入されたランプが好適なものとして用いることができる。例えば、気密性容器の内部に水銀と少量の希ガスを封入させた高圧水銀ランプ、気密性容器の内部に水銀とハロゲン化した金属を封入したメタルハライドランプ、さらには、気密性容器の内部に水銀と少量の希ガスと共に、ハロゲン化タリウムを封入したタリウムランプを用いることができる。

ルーバー装置１１５は、図３に詳しく示すルーバー単体１３を複数体、本実施の形態では６体等間隔に筐体１１０内の放電ランプ１１１の下方に配置して構成してある。ルーバー単体１３の長さは使用する処理室１０１のサイズ、また、被処理基板１０のサイズにより決定される。大画面化している近年の液晶パネル製造用には１ｍの長さになることもある。

図３に示すように、ルーバー単体１３は、高輝度アルミニウム材で菱形に形成した外殻１１とその中心に挿通した回転心棒１２により構成されていて、ランプ軸方向の両端において筐体１１０の側面にて回転可能に支持される。このルーバー単体１３は、回転心棒１２を回転させることで独自に他のルーバー単体１３と異なる傾き角度の姿勢を保つことができ、放電ランプ１１１の中心軸線と回転心棒１２の中心軸線とを結ぶ線Ｌ１に対してθｘの角度に各自調整することができる。

次に、上記構成の紫外線照射装置１による紫外線照射動作について説明する。紫外線放電ランプ１１１を放電点灯させて紫外線を放射させる。この紫外線放電ランプ１１１から下側に放射される紫外線は直接に下方に向かい、また紫外線放電ランプ１１１から上側、側方に放射される紫外線は主反射体１１３により反射され、その反射紫外線が下方に向かう。これら紫外線はルーバー装置１１５に達してその高輝度アルミニウムの外殻１１に当たって反射散乱され、さらに下方に向かい、フィルタ１０３を経て被処理基板１０に照射される。

このルーバー装置１１５を通過する際に、紫外線は各ルーバー単体１３の傾き角度に応じて反射方向が異なることになるので、各ルーバー単体１３の傾き角度を変更しながら被処理基板１０の被処理面上の照度分布を計測することでその均斉度が一様になるように調整する。

本実施の形態では、外殻１１の高さが４０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、長さが１ｍのサイズのルーバー単体１３を採用したが、これによれば、最外位置のルーバー単体１３について、その高さ方向がランプ中心とルーバー中心とを結ぶ直線Ｌ１に対して外側に約１４°（＝θｘ）傾く姿勢にした時に、隣接する紫外線照射ユニット２，２間の境界部分での照度が他の部分の照度に近づき、均斉度が最適であった。すなわち、図６に示した従来提案されている紫外線照射装置１００の場合には照度均斉度の１９％であった。また、図１に示している状態、つまり、本実施の形態の紫外線照射装置１において各ルーバー装置１１５の全ルーバー単体１３を垂直姿勢にした場合には照度均斉度は１２％であった。これに対して、本実施の形態の紫外線照射装置１において各ルーバー装置１１５の左右最外位置のルーバー単体１３のθｘをそれぞれ上記のように＋１４°にした場合には照度均斉度が９％になるまでに改善されることが確認できた。ただし、照度の均斉度は、次の式によって求めたものである。

（均斉度）＝（最高照度値−最低照度値）／（最高照度値＋最低照度値）×１００％
また、本発明の紫外線照射装置では、ルーバー単体１３の構造は特に限定されず、軸心の周りに回転可能で、かつ、回転させることで反射特性が変化する形状のものを採用することができ、例えば、図４に示すような楕円断面形状のもの、四角断面形状のもの、羽根形等でかつ外表面が鏡面となっている部材を採用することができる。

本発明の１つの実施の形態の紫外線照射装置の断面図。上記実施の形態における紫外線照射ユニットの拡大断面図。上記実施の形態においてルーバー装置内に用いられるルーバー単体の一部破断斜視図。上記実施の形態におけるルーバー装置の作用説明図。本発明の他の実施の形態の紫外線照射装置における紫外線照射ユニットの断面図。従来提案されている紫外線照射装置の断面図。上記従来提案の紫外線照射装置における紫外線照射ユニットの拡大断面図。

符号の説明

１紫外線照射装置
１０被処理基板
１０１処理室
１０２紫外線照射ユニット
１０３フィルタ
１１０筐体
１１１紫外線放電ランプ
１１２主反射体
１１３補助反射板
１１５ルーバー装置
１１外殻
１２回転心棒
１３ルーバー単体

Claims

複数体の紫外線照射ユニットを並設し、下方に設置された被処理材の被処理面に対して一様に所定波長領域の紫外線を照射するための紫外線照射装置であって、
前記紫外線照射ユニット各々は、光源としての紫外線放電ランプと、前記紫外線放電ランプの側方及び上方を覆うように配置され、当該紫外線放電ランプからの紫外線を下方に反射させる反射面を持つ主反射体と、前記紫外線放電ランプの下方に配置され、前記紫外線放電ランプからの紫外線を散乱させるルーバー装置とを有し、
前記ルーバー装置は、軸周りの回転によって散乱特性が変化する反射面を有するルーバー単体を複数体、各ルーバー単体間に所定間隔を空けて並置し、かつ、前記複数体のルーバー単体各々を前記軸周りに任意の角度だけ回転させた姿勢に保持する回転操作部を設けた構成であることを特徴とする紫外線照射装置。
前記補助反射板は、矩形若しくは菱形断面形状の反射面を持つ外殻と、前記外殻の中心部に挿通された回転軸で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
前記補助反射板は、楕円断面形状の反射面を持つ外殻と、前記外殻の中心部に挿通された回転軸で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。