JP5533761B2 - 光照射装置 - Google Patents
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Description
放電容器内から不純物を除去する手段として、放電容器を高温に加熱して放電容器内部の不純物を排気する処理(以下、温排気と呼ぶ)が行われていた。例えば、放電容器を800度で5時間加熱し、その後、放電容器内の大気を排気して不純物を除去していた。
この光照射装置91には、液晶の被処理対象物W0に対して紫外光を高照度で照射することが必要とされる一方で、液晶の被処理対象物が高い温度に曝されないことが求められている。例えば、エキシマランプ点灯時に生じる熱や輻射熱は液晶の被処理対象物W0に熱的な影響を及ぼし、液晶ディスプレイ製造の妨げとなる。そこで、当該光照射装置91には、被処理対象物W0に対する熱の影響を除去するための冷却装置932が備えられている。
請求項2に記載の発明は、前記放電容器の内壁と前記蛍光物質の間には、シリカ粒子より構成される反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置とするものである。
請求項3に記載の発明は、前記ゲッターは、ゲッター材料が支持体に担持されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光照射装置とするものである。
請求項4に記載の発明は、前記ゲッターは、放電容器の内壁面に前記ゲッター材料が蒸着した薄膜であることを特徴とする請求項3に記載の光照射装置とするものである。
請求項5に記載の発明は、前記放電容器の内部には、前記ゲッターを備えるためのゲッター室が設けられ、該放電容器の外部には、該ゲッター室の外周に前記支持体を固定させるための磁性部材が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の光照射装置とするものである。
請求項2に記載の発明によれば、前記放電容器の内面にはシリカ粒子より構成される反射膜が形成されているため、エキシマからの光照射を有効活用できるとともに、シリカ粒子から生じた不純物は、ゲッターによって除去することができる。
請求項3に記載の発明によれば、前記ゲッターは、該ゲッターの材料が支持体に持設されていることにより、放電容器内にゲッターの材料を確実に簡易に装入できる。
請求項4に記載の発明によれば、前記ゲッターは、放電容器の内壁面に前記ゲッター材料が蒸着した薄膜であるため、ゲッターの吸着面積を広域に設けることができる。
請求項5に記載の発明によれば、前記エキシマランプは、前記放電容器の外部に前記支持体を固定させるための磁性部材を有することにより、該支持体が振動して放電容器内部を損傷することがない。
本発明の光照射装置に取付けられるエキシマランプの概略図を図1(a)に示し、エキシマランプのA−A断面図を図1(b)に示す。また、本発明の光照射装置の説明図を図2に示す。
また反射膜には、紫外光の反射率が高い粒子が用いられ、例えばシリカ(SiO2)粒子やアルミナ(Al2O3)粒子が用いられている。
このときエキシマランプ5や外管7からワークW1に向かって輻射熱が生じると、ワークW1の温度上昇を伴い、ワークW1の面内温度の均一性が乱され、ワークW1に不具合が生じる。そのため、ワークW1の上方に位置する光照射装置1には冷却装置32が設けられ、冷却装置32によってエキシマランプ5や外管7が冷却されることで、エキシマランプ5や外管7からワークW1への輻射熱の影響を抑制している。
また、本発明の光照射装置1にエキシマランプ5が取り付けられたとき、ゲッター室55を覆ったベース部材9がランプホルダー8に覆われるよう設計されることが好ましい。このような構成により、冷却風によるゲッターの冷却がさらに緩和される効果を生む。
このように、ゲッターを最適な位置に配置することで、エキシマランプからの紫外光の照度維持率は大幅に変化し、エキシマランプの長寿命化につながる。
ゲッター56が、容器内に設置して機能させる非蒸発型のゲッター材料や、容器の内壁面に薄膜として蒸着した蒸発型のゲッター材料が挙げられる。例えば非蒸発型のゲッターとしてZr合金が挙げられ、蒸発型のゲッターとしてBa合金が挙げられる。
また、本発明に用いられるゲッターは、当該ゲッターの使用環境が数度から100℃程度の温度差においてゲッターの吸着速度が異なるものであり、尚且つ、その温度差を有する低温側のゲッターと高温側のゲッターにおいて、高温側のゲッターの吸着速度が低温側のゲッターより優れた性質を示すものが用いられる。
エキシマランプ5の一端に仕切り壁57が設けられ、また端部にガス導入口59が設けられている。このガス導入口59を介してゲッター室55にゲッター56が装入される。その後、放電容器内の大気を排気後、放電容器内にキセノンガスが封入され、ガス導入口59を閉じて放電容器が密封される。密閉後、ゲッター材料561に応じてゲッター室55を加熱し、ゲッター材料を活性化させる。
上述したゲッターに蒸発型のゲッターを用いた場合、図4(c)に示すように、ゲッター材料を保持する支持体562からゲッター材料は蒸発され、放電容器の内壁面に蒸着されて薄膜560を形成する。これにより、ゲッターの吸着面積を広域に設けることができる。
そこで支持体562の素材に磁性部材を用い、ゲッター室55の外周に磁性部材563を設けて、ゲッター室内の支持体562を磁力によって固定することで、支持体562の振動を抑えることができる。このような磁性部材は、ゲッター室55の外周に位置する放電容器の壁面に設ける、または、ゲッター室55の外周に位置するランプホルダー8に設ける、ことができる。
図1および図2に示す構成に従い、下記の条件により本発明に係る光照射装置を作製した。
冷却ファンは一つの光源に対して例えば4m3/minの送風量を供給することのできる送風能力を有する軸流ファンである。導風用空間部における圧力は500〜1000Pa、冷却風の温度が30度、排風用空間部における風の温度が60度程度である。
光照射装置に設けられるエキシマランプにおいて、冷却装置からの冷却風は、冷却風の上流側である一方の端部81から下流側である他方の端部82へ流れ、このとき、ゲッター室及びゲッターは冷却風の下流側である他方の端部82に設けられている。
本発明に用いたゲッターはゲッター材料として非蒸発型のBa−Al合金であり、150℃から500℃の比較的低温な環境で用いられる蒸発型ゲッターである。このゲッターは支持体に担持されてゲッター室に装入され、前処理としてゲッターおよび支持体を1100度で加熱し、ゲッターを活性化させた。
被処理対象物は、縦横の寸法が2200mm×2500mmである試験用液晶パネル材であり、光源ユニットと被処理対象物であるワークW1との離間距離は400mmである。
上記の条件で点灯した場合、エキシマランプの一方の端部81は40度前後であり、他方の端部82は80度前後であった。
実施例1において、光照射装置に取り付けられるエキシマランプのゲッター室およびゲッターが、他方の端部82ではなく一方の端部81に設けられている、ことの他は同様の光照射装置を作製した。
実施例1において、光照射装置に取り付けられるエキシマランプにゲッター室およびゲッターが設けられていない、ことの他は同様の光照射装置を作製した。
これらの実施例1と比較例1、比較例2の光照射装置を用いて、波長が300nm〜400nmの領域の照度維持率を測定した。照度維持率は照度を分光光度計で測定し、測定値を点灯初期の照度で除算したものであり、照度維持率100%とは点灯初期の照度が維持されていることを意味する。測定結果を図5に示す。エキシマランプにゲッターを備えた実施例1と比較例1はゲッターを備えない比較例2と比べて、長時間に渡って高い照度維持率を示すことが確認できた。また、エキシマランプのゲッターを冷却風の下流側に備えた実施例1は長時間に渡って90%以上の照度維持率を保ち、ゲッターを冷却風の上流側に備えた比較例1と比べて高い照度維持率を保つことができた。点灯時間が3000時間を経過した時点で、実施例1は比較例1より20%も高い照度維持率を示した。
このような結果から、ゲッター室およびゲッターの位置を冷却風の上流側から下流側へ入れ替えることで照度維持率を飛躍的に向上させることができる、ことを確認できた。
2 冷却ファン
3 ラジエーター
32 冷却装置
4 電装室
5 エキシマランプ
51 放電容器
52 外部電極
53 反射膜
54 蛍光体
55 ゲッター室
56 ゲッター
560 薄膜
561 ゲッター材料
562 支持体
563 磁性部材
57 仕切り壁
58 通気孔
59 ガス導入口
6 冷却風通路
7 外管
8 ランプホルダー
81 一方の端部
82 他方の端部
9 ベース部材
91 光照射装置
92 冷却ファン
93 ラジエーター
932 冷却装置
95 エキシマランプ
97 外管
S 放電空間
W1 ワーク
W0 被処理対象物
Claims (5)
- 内面に蛍光物質が設けられ、外面に一対の電極が設けられた放電容器を備えた長尺状のエキシマランプと、該エキシマランプを内部に挿通した状態で設けられた光透過性材料よりなる外管と、該エキシマランプの一方の端部から他方の端部に向けて冷却風を送風させる冷却装置と、よりなる光照射装置において、
該エキシマランプは、放電容器の内部であって他方の端部にゲッターが設けられていることを特徴とする光照射装置。 - 前記放電容器の内壁と前記蛍光物質の間には、シリカ粒子より構成される反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
- 前記ゲッターは、ゲッター材料が支持体に担持されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光照射装置。
- 前記ゲッターは、放電容器の内壁面に前記ゲッター材料が蒸着した薄膜であることを特徴とする請求項3に記載の光照射装置。
- 前記放電容器の内部には、前記ゲッターを備えるためのゲッター室が設けられ、
該放電容器の外部には、該ゲッター室の外周に前記支持体を固定させるための磁性部材が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の光照射装置。
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