KR20110053183A - Ultraviolet ray radiating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 예를 들면 액정 패널의 제조용으로서 제조 도중의 패널(피처리 기판)에 자외선을 조사하는 자외선 조자 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the ultraviolet illuminator apparatus which irradiates an ultraviolet-ray to the panel (to-be-processed substrate) in the middle of manufacture for example for manufacture of a liquid crystal panel.
액정 패널의 제조에서는 액정체와 광반응성을 가진 고분자체를 내부에 밀봉한 피처리 기판을 냉각하면서 자외선 조사 장치로부터 이에 자외선을 조사한다. 자외선 조사 장치에는 파장 340nm 이하의 자외선의 투과를 억제하는 필터가 설치되어 있고, 이를 통한 자외선 조사에 의해 피처리 기판의 내부의 고분자체를 반응시켜 대향부를 형성하도록 하고 있다(예를 들면, JP2008-116672(KOKAI)를 참조).In manufacture of a liquid crystal panel, ultraviolet-ray is irradiated from an ultraviolet irradiation device, cooling a to-be-processed board | substrate which sealed the liquid crystal body and the polymer body which has photoreactivity inside. The ultraviolet irradiation device is provided with a filter which suppresses the transmission of ultraviolet rays having a wavelength of 340 nm or less, and forms an opposing portion by reacting the polymer body inside the substrate to be treated by ultraviolet irradiation through this (for example, JP2008-). 116672 (KOKAI)).
상기 기술에서는 액정 패널의 고품질 제조를 위해 액정체를 소정의 방향으로 배향시키는 배향막을 제어성 좋게 형성하는 것이 중요하다. 막을 천으로 비비는 「러빙법」 등이 일반적으로 이용되어 왔지만, 러빙법을 이용하면 먼지가 떨어져 오염이 부착되거나 정전기 등에 의해 피처리 기판에 있는 반도체 소자가 파손되는 등의 문제가 있다.In the above technique, it is important to form an alignment film in which the liquid crystal body is oriented in a predetermined direction with good controllability for high quality production of the liquid crystal panel. The rubbing method, which rubs the film with cloth, has generally been used. However, when the rubbing method is used, there are problems such as dust falling and contamination, or damage to the semiconductor element on the substrate to be processed by static electricity.
따라서 러빙법을 대신하는 기술로서 광반응성 물질을 기판상에 형성하고, 자외선을 조사함으로써 광반응성 물질을 화학 반응시켜 이를 배향 기능을 갖게 하는 기술이 채용되고 있다. 이 경우, 액정 패널(피처리 기판)에 조사하는 자외선에 강도 불균형이 발생하면 배향막을 제어성 좋게 균일하게 형성할 수 없는 문제가 있다.Therefore, as a technique to replace the rubbing method, a technique is formed in which a photoreactive material is formed on a substrate, and irradiated with ultraviolet light to chemically react the photoreactive material to have an orientation function. In this case, when intensity imbalance arises in the ultraviolet-ray irradiated to a liquid crystal panel (processing board | substrate), there exists a problem that an orientation film cannot be formed uniformly uniformly.
따라서 자외선의 강도 불균형을 감소시키는 자외선 조사 장치의 예로서 JPH8-225992(KOKAI), WO2006/094220, JPH6-260295(KOKAI) 등에 개시된 것이 있다. 이들 장치는 강도 불균형 개선을 위해 자외선을 피처리 기판의 방향을 향해 반사시키는 반사판을 이용하고, 또한 그 문헌 중에는 그 반사 표면에 광확산성을 갖게 하는 일정한 가공을 실시해두는 것이 바람직하다는 기재가 있다. 그러나, 이들 문헌에 기재된 표면 가공 기술을 갖게 해도 강도 불균형의 경감에는 한도가 있고, 특히 액정 패널의 제조 용도로는 더욱 강도 불균형이 작은 자외선 조사 장치가 요구되고 있다.Therefore, examples of the ultraviolet irradiation device for reducing the intensity imbalance of ultraviolet rays include those disclosed in JPH8-225992 (KOKAI), WO2006 / 094220, JPH6-260295 (KOKAI) and the like. These devices use the reflecting plate which reflects an ultraviolet-ray toward the direction of a to-be-processed board | substrate for improvement of an intensity | strength imbalance, and it mentions in the literature that it is desirable to perform the constant process which makes the reflecting surface light-diffusing. However, even if it has the surface processing technique described in these documents, there exists a limit to reduction of intensity imbalance, and especially the ultraviolet irradiation apparatus which has small intensity imbalance is calculated | required further for the manufacture use of liquid crystal panels.
본 발명의 목적은 보다 큰 면적에 걸쳐 균일 강도의 자외선을 조사하는 것이 가능한 자외선 조사 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation device capable of irradiating ultraviolet rays of uniform intensity over a larger area.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 형태인 자외선 조사 장치는 자외선 투과성을 가진 재료로 관 형상으로 형성된 자외선 램프와, 상기 자외선 램프에 대향하여 배치된, 상기 자외선 램프의 축에 직교하는 평면에 그려지는 단면이 파라볼라 형상이 되도록 형성된 확산 반사면을 가진 반사판을 구비하고, 상기 반사판의 상기 파라볼라 형상이 최소 곡률반경(R)으로서 82mm 이상 88mm 이하인 제 1 조건과, 개구 폭(W)으로서 227mm 이상 300mm 이하인 제 2 조건으로 이루어진 2개의 조건 중 적어도 한쪽을 만족하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, an ultraviolet irradiation device of one embodiment of the present invention is drawn on a plane perpendicular to the axis of the ultraviolet lamp, which is disposed in a tubular shape with a material having ultraviolet permeability, and disposed opposite to the ultraviolet lamp. Has a reflecting plate having a diffuse reflecting surface formed to have a parabolic shape in cross section, wherein the parabolic shape of the reflecting plate is at least 82 mm and 88 mm as the minimum radius of curvature R, and 227 mm or more and 300 mm as the opening width W; It is characterized by satisfy | filling at least one of two conditions which consist of the following 2nd conditions.
본 발명에 의하면 보다 큰 면적에 걸쳐 균일 강도의 자외선을 조사하는 것이 가능한 자외선 조사 장치를 제공할 수 있다.According to this invention, the ultraviolet irradiation device which can irradiate an ultraviolet-ray of uniform intensity over a larger area can be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 자외선 조사 장치의 기본적 구성을 나타내는 종단면도,
도 2는 도 1에 도시한 A-Aa 위치의 화살표 방향의 종단면도,
도 3은 도 1에 도시한 자외선 램프를 약간 상세히 나타내는 구성도,
도 4는 철계 메탈 할라이드 램프와 탈륨계 메탈 할라이드 램프의 강도 분광 분포를 비교하여 나타내는 그래프,
도 5는 도 1에 도시한 반사판의 반사면 형상의 일례를 설명하는 사시도,
도 6은 도 5에 도시한 반사판의 화살표(A)로 나타내는 영역 표면을 확대하여 도시한 설명도,
도 7a, 도 7b는 비교예의 반사판과 도 5에 도시한 반사판의 자외선 반사 형태를 비교하여 나타내는 설명도,
도 8은 도 1에 도시한 자외선 조사 장치에 의한 자외선 조사면의 강도 분포를 비교예와 비교하여 나타내는 그래프,
도 9는 실시형태로서의 자외선 조사 장치의 자외선 램프와 반사판의 위치 관계를 더 설명하는 배치도(단면 도시),
도 10은 실시형태로서의 자외선 조사 장치의 반사판의 최소 곡률반경(R) 및 개구폭(W)을 변화시켰을 때의 자외선 조사면의 강도의 균제도를 각각 측정한 결과를 나타내는 표,
도 11은 도 10에 도시한 표의 반사판의 개구폭(W)이 230 mm일 때를 골라 그린 그래프,
도 12는 도 10에 도시한 표의 반사판의 최소 곡률반경(R)이 85mm일 때를 골라 그린 그래프,
도 13은 본 발명의 다른 실시형태인 자외선 조사 장치의 구성을 도시한 종단면도,
도 14는 도 9에 도시한 B-Ba 위치의 화살표 방향의 종단면도,
도 15는 도 14에 도시한 종단면도의 일부 확대도 및
도 16은 본 발명의 또 다른 실시형태인 자외선 조사 장치의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The longitudinal cross-sectional view which shows the basic structure of the ultraviolet irradiation device which is one Embodiment of this invention,
2 is a longitudinal cross-sectional view in the direction of the arrow in the A-Aa position shown in FIG. 1;
3 is a configuration diagram showing in detail the ultraviolet lamp shown in FIG.
4 is a graph illustrating a comparison of intensity spectral distributions of an iron-based metal halide lamp and a thallium-based metal halide lamp;
5 is a perspective view for explaining an example of the shape of the reflecting surface of the reflecting plate shown in FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory view showing an enlarged view of an area surface indicated by an arrow A of the reflecting plate shown in FIG. 5;
7A and 7B are explanatory views showing comparison of the ultraviolet reflection form of the reflecting plate of the comparative example and the reflecting plate shown in FIG. 5;
8 is a graph showing the intensity distribution of the ultraviolet irradiation surface by the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 1 in comparison with the comparative example;
9 is a layout view (sectional view) further explaining the positional relationship between the ultraviolet lamp and the reflecting plate of the ultraviolet irradiation device according to the embodiment;
10 is a table showing the results of measuring the uniformity of the intensity of the ultraviolet irradiation surface when the minimum curvature radius R and the opening width W of the reflecting plate of the ultraviolet irradiation device as an embodiment were respectively measured;
FIG. 11 is a graph drawn when the aperture width W of the reflector of the table shown in FIG. 10 is 230 mm;
12 is a graph drawn when the minimum radius of curvature R of the reflector of the table shown in FIG. 10 is 85 mm;
13 is a longitudinal sectional view showing the configuration of an ultraviolet irradiation device according to another embodiment of the present invention;
14 is a longitudinal cross-sectional view in the direction of the arrow in the B-Ba position shown in FIG. 9;
15 is a partially enlarged view of the longitudinal cross-sectional view shown in FIG. 14 and FIG.
It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematically the structure of the ultraviolet irradiation device which is another embodiment of this invention.
(실시예의 설명)(Description of Example)
본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 기술되지만, 이들 도면은 도해만의 목적을 위해 제공되고, 어떠한 상황에서도 발명을 한정하지 않는다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, these drawings are provided for illustrative purposes only and do not limit the invention in any circumstances.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings.
도 1~도 3은 본 발명의 일 실시형태인 자외선 조사 장치를 설명하기 위한 것으로서, 도 1은 그 기본적 구성을 나타내는 종단면도, 도 2는 도 1에 도시한 A-Aa 위치의 화살표 방향의 종단면도, 도 3은 도 1에 도시한 자외선 램프를 약간 상세히 도시한 구성도이다.1 to 3 are for explaining the ultraviolet irradiation device which is one Embodiment of this invention, FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view which shows the basic structure, FIG. 2 is a longitudinal cross section of the arrow direction of the A-Aa position shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating in detail the ultraviolet lamp shown in FIG. 1.
도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 이 자외선 조사 장치는 예를 들면 4개의 자외선 램프(100)와 냉각 유닛(200)을 구비한다.As shown in FIG. 1, FIG. 2, this ultraviolet irradiation device is provided with four
자외선 램프(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 자외선 투과성을 가진 석영 유리제로 관형상으로 형성된 기밀한 방전 공간(11)을 가진 발광관(12)을 구비한다. 발광관(12)의 축방향 양단의 내부에는 한쌍의 예를 들면 텅스텐재의 전극(13a, 13b)이 배치된다. 발광관(12)은 예를 들면 외부 직경(φ)이 27.5mm, 두께(m)가 1.5mm, 발광 길이(L)가 1800mm 정도인 일중관(一重管)이다.The
전극(13a, 13b)은 각각 이너 리드(14a, 14b)를 통해 금속 박(15a, 15b)의 일단에 용접되어 있다. 금속 박(15a, 15b)의 타단에는 도시하지 않은 아우터 리드의 일단이 용접되어 있다. 금속 박(15a, 15b)의 부분은 이너 리드(14a, 14b)와 아우터 리드의 사이의 발광관(12)을 가열하여 밀봉한 것이다.The
금속박(15a, 15b))은 발광관(12)을 형성하는 석영 유리의 열팽창률에 가까운 열팽창률을 가진 재료이면 어느 것이라도 좋지만, 이 조건에 적합한 것으로서 몰리브덴의 박판을 사용하고 있다. 금속박(15a, 15b)에 일단이 각각 접속된 아우터 리드의 타단에는 예를 들면 세라믹제의 소켓(16a, 16b) 내에 절연 밀봉되어 있는 급전용 리드선(17a, 17b)이 전기적으로 접속되고, 또한 리드선(17a, 17b)은 도시하지 않은 전원 회로에 접속된다.The
방전 공간(11)에는 아크 방전을 유지시키기 위한 희가스인 충분한 양의 희가스외에 수은, 할로겐, 또한 자외광을 발광시키기 위한 금속인 철, 주석, 인듐, 비스무스, 탈륨 및 망간으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 밀봉되어 있다. 이에 의해 파장 300~400nm의 자외선을 발광시킬 수 있다. 또한, 기술적으로 통상은 파장 380nm을 갖고 자외광과 가시광의 경계가 되는 경우가 많지만, 본원에서는 한개의 연속 파장역을 나타내므로 편의적으로 「파장 300~400nm의 자외선」등이라고 표현한다.The
도 4는 상기 발광 금속 중 철이 밀봉된 철계 메탈할라이드 램프와 탈륨이 밀봉된 탈륨계 메탈할라이드 램프의 강도 분광 분포를 비교하여 나타내는 그래프이다. 도 4에서 명확해진 바와 같이 이들 램프에 의해 파장 300~400nm의 자외선이 얻어지는 것을 알 수 있다.FIG. 4 is a graph showing the intensity spectral distributions of the iron-based metal halide lamps sealed with iron and the thallium-based thallium-based metal halide lamps among the light emitting metals. As apparent from FIG. 4, it can be seen that ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 400 nm are obtained by these lamps.
다시 도 1, 도 2를 참조하면, 도면부호 "18"은 알루미늄으로 만든 냉각 블럭이다. 냉각 블럭(18)은 그 일면측에 자외선 램프(100)의 상부 반주면과 대향하는 반사판(19)이 접촉되어 있고, 또한 타면측에는 복수의 냉각 핀(181)이 일체적으로 형성되어 있다. 반사판(19)은 예를 들면 SUS(스테인레스강)재나 알루미늄재 등을 재질로 하고 있다.Referring again to FIGS. 1 and 2,
또한, 반사판(19)의 배면과 냉각 블럭(18) 사이에 열전도성이 높은 부재(미도시)를 배치하여 반사판(19)의 열을 냉각 블럭(18)에 더 전달하기 쉽게 할 수 있고, 이에 의하면 더 효과적인 냉각을 실현할 수 있다.In addition, a member (not shown) having high thermal conductivity may be disposed between the rear surface of the reflecting
도 5에 도시한 바와 같이, 이 실시형태에서 반사판(19)은 예를 들면 Y=(1/170)·X2의 함수형을 따르는 단면의 반사면 형상(단면이 파라볼라 형상)을 갖고 있다. 반사판(19)은 자외선 램프(100)에 대해 자외선 램프(100)의 축에 직교하는 평면에 그려지는 단면이 파라볼라 형상이 되도록 일정 간격으로 대향하여 배치된다. 또한, 그 반사 표면은 확산성이 있는 반사면으로 되어 있다. 그 표면 상태의 일례를 설명하는데 예를 들면 도 6에 도시한 상태이다. 도 6은 도 5에 도시한 반사판의 화살표 A로 나타내는 영역 표면을 확대하여 도시한 설명도이다. 즉, 표면의 곡면을 따라서 작은 반사면(61)이 조합되어 입사광이 확산되는 상태의 표면으로 되어 있다. 이에 의해 도 7b에 도시한 바와 같이 반사판(19)에 입사된 자외선은 확산되어 반사된다. 도 7a, 도 7b는 비교예의 반사판과 도 5에 도시한 반사판의 자외선 반사 형태를 비교하여 도시한 설명도이다. 이와 같은 확산 기능을 가진 반사면(61)을 가진 반사판(19)은 예를 들면 틀에 의한 프레스 가공에 의해 형성될 수 있다. 또한, 표면의 엔보스 가공에 의해 얻을 수도 있다.As shown in FIG. 5, in this embodiment, the reflecting
반사판(19)으로서 알루미늄재를 이용한 경우에는 그 표면에의 자외선 확산성 부여를 위해 다른 방법으로서 다음과 같은 방법도 채택할 수 있다. 그 하나로서 예를 들면 한번 경면 가공을 실시한 표면을 갖는 알루미늄재를 기재로 하여 그 표면에 해머톤 마무리 또는 스탁코 마무리를 실시하여 불규칙적인 요철을 형성한다. 또는 불규칙적인 요철이 아니라 예를 들면 하니컴 형상 등의 소정의 패턴을 따르는 표면 구조를 형성하도록 해도 좋다.In the case where an aluminum material is used as the reflecting
또한, 또 다른 예의 반사판(19)으로서 유리 표면에 금속 산화물의 증착층을 다층으로 형성함으로써, 즉 자외선에 대해 확산 반사성을 갖게 한 다이크로믹 미러를 이용할 수도 있다. 또한, 또 다른 예의 반사판(19)으로서 유리 표면 또는 금속 표면에 예를 들면 황산바륨 등의 자외선 반사성을 가진 물질을 성긴 입자 직경으로 증착 또는 결착시킨 반사판을 이용할 수도 있다.As another reflecting
다시 도 1, 도 2를 참조하면 핀(181)은 자외선 램프(10)에서 발생한 열을 빼앗기 쉽게 하여, 자외선 램프(100)의 온도를 소정 이상으로 상승시키지 않는 역할을 하고 있다. 냉각 블럭(18)의 하측에는 자외선 램프(100)와 반사판(19)을 수납할 수 있는 램프 하우스(21)가 형성되어 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the
도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 자외선 램프(11)와 대향하는 램프 하우스(21)의 벽은 자외선 램프(100)으로부터 방사되는 자외선을 통과시키는 창부(窓 部)(23)가 형성되고, 이 창부(23)에는 예를 들면 파장 320nm 이하의 자외선을 컷트하는 단파장측 광 컷트 필터(24)와 파장 400nm 이상의 가시광 및 적외선을 컷트하는 장파장측 광 컷트 필터(25)가 설치되어 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the wall of the
자외선 램프(100)를 방전 점등시키면 단파장측 광 컷트 필터(24) 및 장파장측 광 컷트 필터(25)를 투과하여 파장 320~400nm의 자외선이 피조사물인 액정 패널(피처리 기판)에 조사된다. 이에 의해 자외선에 의한 광반응성 물질의 화학 반응이 생겨 배향막이 형성된다.When the
냉각 블럭(18)의 상측에는 자외선 램프(11)의 램프축 방향을 따라서 냉각 블럭(18)을 덮는 냉각 구조부의 일부로서 커버(26)가 배치된다. 커버(26)의 길이 방향의 일단에는 흡입구(27)가 형성되고, 타 단에는 통기구(28)가 형성되어 있다. 그리고, 통기구(28)에 연통시키도록 통 형상의 배기통(29)이 장착되어 있다.The
자외선 램프(100)의 한쪽의 전극(13a)에는 고주파 점등장치(300)의 고주파 출력단의 한쪽이 급전선(30a), 리드선(17a) 등을 경유하여 접속되고, 자외선 램프(100)의 다른 쪽 전극(13b)에는 고주파 점등장치(300)의 고주파 출력단의 다른 쪽이 급전선(30b), 리드선(17b) 등을 경유하여 접속되어 있다. 고주파 점등장치(300)가 전원 투입되면, 고주파 전압이 전극(13a)과 전극(13b) 사이에 인가되고, 이에 의해 방전 공간(11)에 자외선을 발생시킬 수 있다.One of the high frequency output terminals of the high
도 8은 도 1에 도시한 자외선 조사 장치에 의한 자외선 조사면의 강도 분포를 비교예와 비교하여 도시하고 있다. 여기서 도 8의 횡축인 「측정 포인트」는 반사판(19)과 대향하는 평면상에 부착한 반사판(19)의 길이 방향과 직교하는 직선(Z)(도 5 참조)상의 위치를 도시하고 있다.FIG. 8 shows the intensity distribution of the ultraviolet irradiation surface by the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 1 in comparison with the comparative example. Here, the "measurement point" which is a horizontal axis of FIG. 8 shows the position on the straight line Z (refer FIG. 5) orthogonal to the longitudinal direction of the reflecting
도 8에 도시한 바와 같이 이 실시형태의 경우는 비교예와의 비교에서 반사판(19)의 표면이 갖는 광 확산기능에 의한 작용에 의해 측정 포인트의 전체 영역에 걸쳐 평균적인 강도가 된다.As shown in Fig. 8, in this embodiment, in comparison with the comparative example, the average intensity is obtained over the entire area of the measurement point due to the action of the light diffusing function of the surface of the
따라서 이 실시형태의 자외선 조사 장치는 피조사물인 액정 패널(피처리 기판)에 대해 균일한 자외선 조사가 가능하고, 따라서 액정 패널 제조의 수율 향상에 기여할 수 있다.Therefore, the ultraviolet irradiation device of this embodiment can uniformly irradiate the ultraviolet-ray to the liquid crystal panel (to-be-processed substrate) which is an irradiated object, and can contribute to the yield improvement of liquid crystal panel manufacture.
계속해서 도 9는 실시형태로서의 자외선 조사 장치의 자외선 램프(100)와 반사판(19)의 위치 관계를 추가 설명하는 배치도(단면 도시)이다. 이하에서는 자외선 램프(100)와 반사판(19)의 바람직한 배치 관계에 대해 설명한다.9 is a layout view (cross-sectional view) which further demonstrates the positional relationship of the
반사판(19)은 도 9에 도시한 바와 같이 파라볼라 중심축을 중앙으로 하여 양 날개로 대칭으로 펼쳐 그 양 날개 사이의 폭이 개구폭(W)이라고 정의된다. 또한 이 반사판(19)의 경우는 지면 수직 방향으로의 각 단면이 동일하므로 파라볼라 중심은 지면 수직 방향으로 연장되는 파라볼라 중심축으로서 정의되어 있다. 개구폭(W)의 방향과 직교하는 평면상에 투영한 파라볼라의 도시 상하 방향의 최대 사이즈는 높이(H)라고 정의된다. 파라볼라는 파라볼라 중심에서 최소 곡률반경(R)을 시현(示現)한다. 그리고 일반적으로 파라볼라에는 초점이 정의된다. 초점은 파라볼라의 중심에 대한 법선 방향의 광선을 포함하는 평행광이 반사광(19)에 입사될 때 이 평행광의 반사광이 일점에 집광하는 점으로서 정의된다. 반사판(19)의 경우는 지면 수직 방향으로의 각 단면이 동일하므로 초점은 지면 수직 방향으로 연장되는 초점축으로서 정의할 수 있다. 자외선 램프(100)의 발광관축은 도시한 바와 같이 파라볼라 중심축 및 초점축을 포함하는 평면 내에 적어도 이들의 축의 양쪽에 평행해지도록 위치하고 있다.As shown in Fig. 9, the reflecting
도 10은 실시형태로서의 자외선 조사 장치의 반사판(19)의 최소 곡률반경(R) 및 개구 폭(W)을 변화시켰을 때의 자외선 조사면의 강도의 균제도를 각각 측정한 결과를 나타내는 표이다. 균제도라는 것은 자외선 조사면 내의 강도 불균형의 정도를 소정의 계산식으로 수치화한 것이며, 수치 [%]가 낮을수록 균제도는 좋고, 수치 [%]가 높을수록 균제도는 나쁘다. 여기서는 자외선 조사면 내에서의 최대 강도 및 최소 강도를 이용하여 (최대 강도-최소 강도)/(최대 강도+ 최소 강도)인 계산식에 의해 균제도를 구하고 있다. 또한, 여기서 반사판(19)은 그 표면이 엔보스 가공된 것을 이용하고 있다.FIG. 10: is a table which shows the result of having measured the uniformity of the intensity | strength of the ultraviolet irradiation surface at the time of changing the minimum curvature radius R and the opening width W of the reflecting
이 측정에서는 최소 곡률반경(R), 개구폭(W)의 규정 외에 자외선 램프(100)를 그 중심축이 파라볼라 중심축에서 55mm의 거리가 되는 위치에 두고 있다. 또한, 자외선 램프(100)의 직경은 70mm이다. 또한, 파라볼라의 개구폭(W)이 규정되고, 또 최소 곡률반경(R)이 규정되면 파라볼라의 높이(H)는 일의에 정해진다.In this measurement, in addition to the minimum curvature radius R and the opening width W, the
도 10에 도시한 바와 같이 강도의 균제도는 최소 곡률반경(R)이 85mm이고, 개구폭(W)이 230mm일 때 가장 좋게 되었다. 즉, 이 때의 조건에서는 파라볼라 중심축으로부터 초점축까지의 거리는 42.5mm이고, 파라볼라의 높이(H)는 80mm이다. 파라볼라 중심축으로부터 초점축까지의 거리가 42.5mm이므로 자외선 램프(100)의 중심축은 반사판(19)의 파라볼라 형상의 초점축보다도 반사판(19)의 파라볼라 중심축에서 봐서 떨어진 측에서, 또 반사판(19)의 파라볼라 형상의 높이 내측에 위치하도록 배치되어 있게 된다. 이 조건에서 벗어난 경우, 예를 들면 발광관축이 초점축보다도 파라볼라 중심축측에 있는 경우는 반사판(19)과 램프(100)의 거리가 가까워지므로 반사판(19)의 열 변형이 발생하기 쉽다고 생각된다. 이 영향에 의해 균제도가 악화되어 있을 가능성이 생각된다. 또한, 반대측으로 벗어난 경우, 즉 발광관축이 파라볼라 형상의 높이보다 외측에 위치하는 경우는 반사광이 램프(100)에 의해 차단되는 배치가 되기 쉽고, 광의 이용 효율이 내려가므로 역시 균제도는 열화된다고 생각된다.As shown in Fig. 10, the uniformity of strength is best when the minimum radius of curvature R is 85 mm and the opening width W is 230 mm. That is, under this condition, the distance from the parabola central axis to the focal axis is 42.5 mm, and the height H of the parabola is 80 mm. Since the distance from the parabola central axis to the focal axis is 42.5 mm, the central axis of the
도 11은 도 10에 도시한 표의 반사판의 개구폭(W)이 230mm일 때를 골라 그린 그래프이다. 또한, 도 12는 도 10에 도시한 표의 반사판의 최소 곡률반경(R)이 85mm일 때를 골라 그린 그래프이다. 도 12에서는 W=300mm까지 측정하고 있지만, 이는 장치로서의 공간적인 다른 제약 때문에 더 이상 크게 할 수 없기 때문이다.FIG. 11 is a graph selected when the opening width W of the reflection plate of the table shown in FIG. 10 is 230 mm. 12 is a graph drawn when the minimum radius of curvature R of the reflecting plate of the table shown in FIG. 10 is 85 mm. In Fig. 12, measurements are made up to W = 300 mm, because they can no longer be made larger due to the spatial constraints of the device.
도 10 내지 도 12를 보고 알 수 있는 바와 같이 강도의 균제도를 극소에 가깝게 유지하는 데에는 파라볼라의 최소 곡률반경(R)으로서 82mm 이상 88mm 이하인 제 1 조건과, 파라볼라의 개구폭(W)으로서 227mm 이상 300mm 이하인 제 2 조건으로 이루어진 2 가지 조건 중 적어도 한쪽을 만족하도록 하면 좋은 것을 알 수 있다. 2 가지 조건을 모두 만족하면 특히 좋다.As can be seen from FIG. 10 to FIG. 12, in order to keep the uniformity of strength close to the minimum, the first condition is 82 mm or more and 88 mm or less as the minimum curvature radius R of the parabola, and 227 mm or more as the opening width W of the parabola. It turns out that it is good to satisfy at least one of the two conditions which consist of 2nd conditions of 300 mm or less. It is especially good if both conditions are satisfied.
또한, 도 10에 결과를 나타낸 측정에서는 반사판(19)으로서 그 표면이 엔보스 가공된 것을 이용했지만, 비교를 위해 이와 같은 엔보스 가공이 이루어지기 전의 경면을 가진 반사판을 이용한 경우에 대해서도 결과를 얻었다. 그 결과에서는 전반적으로 강도의 균제도는 4% 정도 열화되는 것을 알 수 있었다. 따라서 반사판(19)의 반사면에 광 확산성을 갖게 하는 것과 상기와 같은 파라볼라의 최소 곡률반경(R)의 값 또는 개구폭(W)의 값을 반사판(19)에 규정하여 특히 균제도가 높은 반사판으로 할 수 있다.In addition, in the measurement shown in FIG. 10, the surface of which the surface was enbossed was used as the reflecting
계속해서 도 13~도 15는 본 발명의 다른 실시형태인 자외선 조사 장치를 설명하기 위한 것으로서, 도 13은 그 기본적 구성을 나타내는 종단면도, 도 14는 도 13에 나타낸 B-Ba 위치의 화살표 방향의 종단면도, 도 15는 도 14에 도시한 종단면도의 일부 확대도이다. 이들 도면에서 이미 설명한 도면중에 나타낸 것과 동일한 구성물에는 동일한 부호를 붙이고 있다.13-15 is for demonstrating the ultraviolet irradiation device which is another embodiment of this invention, FIG. 13: is a longitudinal cross-sectional view which shows the basic structure, FIG. 14 is the arrow direction of the B-Ba position shown in FIG. 15 is a partially enlarged view of the longitudinal cross-sectional view shown in FIG. 14. In the drawings, the same components as those shown in the drawings already described are given the same reference numerals.
이 실시형태에서는 자외선 램프(100)를 소정 온도(예를 들면 850℃) 이하로 유지하기 위해 그 냉각 방식을 수냉으로 하고 있다. 이 실시형태도 도 1, 도 2를 참조하여 설명한 실시형태와 마찬가지로 예를 들면 4개의 자외선 램프(100)를 구비한 구성으로 하여 이하 설명한다. 이들의 4개의 자외선 램프(100)에는 각각 냉각 유닛(300)이 수반되어 있다.In this embodiment, in order to maintain the
자외선 램프(100)와 냉각 유닛(300)은 이들 사이가 자외선 램프(100)의 소켓(16a, 16b)에 장착된 스페이서(91a, 91b)에 의해 소정의 간격으로 유지되어 있다.The
냉각 유닛(300)은 원통 형상의 석영 유리 등의 자외선 투과성을 가진 재료로 이루어진 내관(31)과 그 외측에 설치된 외관(32)을 구비하고, 이중관 구조로 되어 있다. 자외선 램프(100)는 내관(31)에 포함되어 있다.The
냉각 유닛(300)의 내관(31)은 내부 직경(d1)이 예를 들면 32mm, 외부 직경(d2)이 예를 들면 36mm이며, 외관(32)은 내부 직경(d3)이 예를 들면 66mm, 외부 직경(d4)이 예를 들면 70mm이다.The
냉각 유닛(300)에는 그 외부 둘레의 양 단부에 설치된 접속관(33a, 33b)을 이용하여 외부로부터 물 등의 냉각액(34)이 순환될 수 있다. 즉, 접속관(33a)측에서 온도가 낮은 냉각액(34)이 공급되고, 이에 의해 자외선 램프(100)의 냉각을 실시하면서 냉각액(34)이 이동하고, 데워진 냉각액(34)은 접속관(33b)으로부터 회수된다. 데워져 회수된 냉각액(34)은 도시하지 않은 냉각 장치로 냉각되어 다시 접속관(33a)측으로 공급된다.In the
외관(32)의 외표면의 각각에는 가시광 및 적외선을 컷트하는 장파장측 광컷트 필터(93)가 형성되어 있다. 경우에 따라서는 불필요한 자외선을 컷트하는 단파장측 광 컷트 필터(92)를 겹쳐 형성하도록 해도 좋다.On each of the outer surfaces of the
냉각 유닛(300)의 도시 상측에는 자외선 확산성을 가진 반사면을 구비한 반사판(94)을 배치한다. 반사판(94)은 예를 들면 도 5, 도 6, 도 7b를 참조하여 설명한 것과 동일한 구성이다.Above the illustration of the
자외선 램프(100)를 방전 점등시키면 장파장측 광컷트 필터(93)를 투과하여 파장 320~400nm의 자외선이 피조사물인 액정 패널(피처리 기판)에 조사된다. 이에 의해 자외선에 의한 광반응성 물질의 화학 반응이 생겨 배향막이 형성된다.When the
파장 320~400nm의 자외선은 자외선 램프(100)로부터 직접 피조사물에 조사되는 것 외에 반사판(94)에서 확산 반사되는 것으로도 피조사물에 도달한다. 이와 같이 가해진 자외선에 의한 피조사물상의 그 강도는 이미 설명한 바와 같이 예를 들면 도 8에 도시한 균제도가 높은 분포가 된다. 따라서 액정 패널 제조 과정에 적용하여 배향막을 제어성 좋게 균일하게 형성할 수 있다.Ultraviolet rays having a wavelength of 320 to 400 nm not only irradiate the irradiated object directly from the
이 실시형태의 자외선 조사 장치도 피조사물인 액정 패널(피처리 기판)에 대해 균일한 자외선 조사가 가능하고, 따라서 액정 패널 제조의 수율 향상에 기여할 수 있다. 이 실시형태의 경우, 냉각액(34)을 사용하는 냉각 유닛(300)을 이용하고 있으므로 냉각 능력이 높고, 따라서 자외선 램프(300)를 소정 온도(예를 들면 850℃) 이하로 용이하게 유지할 수 있어 예를 들면 장치 수명 등의 점에서 이점이 크다.The ultraviolet irradiation device of this embodiment can also make uniform ultraviolet irradiation with respect to the liquid crystal panel (to-be-processed substrate) which is an irradiated object, and can contribute to the yield improvement of liquid crystal panel manufacture. In this embodiment, since the
계속해서 도 16은 본 발명의 또 다른 실시형태인 자외선 조사 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 상기 도면에서 이미 설명한 도면에 도시한 것과 동일 또는 동일 상당의 것에는 동일 부호를 붙이고 있다. 그 설명은 추가해야하는 사항이 없는 한 생략한다.Subsequently, FIG. 16 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an ultraviolet irradiation device as another embodiment of the present invention. In the drawings, the same or equivalent components as those shown in the drawings already described are denoted by the same reference numerals. The description is omitted unless there is anything else to add.
도 16에 도시한 바와 같이 이 자외선 조사 장치는 도시 횡방향으로 자외선 램프(400)가 8개 평행하게 배치되고, 그 각각에는 반사판(410)이 수반되어 있다. 반사판(410)과는 반대측의 자외선 램프(400)에 대향하는 위치에는 필터(420)가 설치되어 있다. 그리고, 필터(420)를 통해 자외선 램프(400)와는 반대 측이 피조사물이 얹어 설치되는 자외선 조사면이다. 이 조사면의 도시 횡방향 폭은 예를 들면 1890mm이고, 이에 의해 대형의 액정 패널 제조용으로서 이용할 수 있다.As shown in FIG. 16, in this ultraviolet irradiation device, eight
이와 같이 특히 큰 조사면을 요하는 자외선 조사 장치라도 상기 실시형태에서 설명한 기술과 동일한 기술의 적용에 의해 균일 강도의 자외선을 조사하는 것이 가능하게 되어 있다.Thus, even the ultraviolet irradiation device which requires especially large irradiation surface can irradiate the ultraviolet-ray of uniform intensity by application of the technique similar to the technique demonstrated by said embodiment.
이상 설명한 각 실시형태의 자외선 램프는 설명한 롱아크의 메탈할라이드 램프에 한정되지 않고, 플래시 램프, 유전체 배리어 방전 램프나 무전극 램프 등의 자외선 램프라도 좋다.The ultraviolet lamp of each embodiment described above is not limited to the long arc metal halide lamp demonstrated, It may be ultraviolet lamps, such as a flash lamp, a dielectric barrier discharge lamp, and an electrodeless lamp.
본 발명은 여기에 도해하여 설명한 특정 형태에 한정되지 않는 것으로서, 이하의 크레임의 범위에 들어가는 변형된 것은 모두 포함하는 것으로서 이해된다.The present invention is not limited to the specific forms illustrated and illustrated herein, and is understood as including all modifications falling within the scope of the following claims.
100 : 자외선 램프 200,300 : 냉각 유닛
11 : 방전 공간 12 : 발광관
13a, 13b : 전극 14a, 14b : 이너 리드
15a, 15b : 금속 박 16a, 16b : 소켓
17a, 17b : 리드 선 18 : 냉각 블럭
181 : 핀 19, 94 : 반사판
21 : 램프 하우스 23 : 창부
24 : 단파장측 광 컷트 필터 25, 93 : 장파장측 광 컷트 필터
26 : 커버 27 : 흡입구
28 : 통기구 29 : 배기통
30a, 30b : 급전선 61 : 반사면
31 : 내관 32 : 외관
33a, 33b : 접속관 34 : 냉각액100: ultraviolet lamp 200,300: cooling unit
11
13a, 13b:
15a, 15b:
17a, 17b: lead wire 18: cooling block
181:
21: Lamp House 23: Window
24: Short wavelength side
26
28: vent 29: exhaust vent
30a, 30b: feed line 61: reflective surface
31: Interior 32: Exterior
33a, 33b: Connection pipe 34: Cooling liquid
Claims (5)
상기 자외선 램프에 대향하여 배치된, 상기 자외선 램프의 축에 직교하는 평면으로 그려지는 단면이 파라볼라 형상이 되도록 형성된 확산 반사면을 가진 반사판을 구비하고,
상기 반사판의 상기 파라볼라 형상은 최소 곡률반경(R)으로서 82mm 이상 88mm 이하인 제 1 조건과, 개구폭(W)으로서 227mm 이상 300mm 이하인 제 2 조건으로 이루어진 2 가지 조건 중 적어도 한쪽을 만족하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.UV lamp formed in tubular shape with a material having ultraviolet transmission,
A reflecting plate having a diffuse reflecting surface formed so as to have a parabolic shape in cross-section drawn in a plane orthogonal to the axis of the ultraviolet lamp disposed opposite the ultraviolet lamp,
The parabolic shape of the reflecting plate satisfies at least one of two conditions consisting of a first condition of 82 mm or more and 88 mm or less as a minimum radius of curvature R and a second condition of 227 mm or more and 300 mm or less as an opening width W. UV irradiation device.
상기 자외선 램프는 상기 자외선 램프의 상기 축이 상기 반사판의 상기 파라볼라 형상의 초점축 보다도 상기 반사판의 파라볼라 중심축에서 봐서 떨어진 측이고, 또 상기 반사판의 상기 파라볼라 형상의 높이 내측에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.The method of claim 1,
The ultraviolet lamp is disposed such that the axis of the ultraviolet lamp is located at a side away from the parabola central axis of the reflecting plate than the parabola focusing axis of the reflecting plate and located inside the height of the parabola shape of the reflecting plate. Ultraviolet irradiation device characterized in that.
상기 반사판의 상기 자외선 램프와 대향하는 측과는 반대 측에 설치된 냉각 유닛을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.The method according to claim 1 or 2,
And a cooling unit provided on the side opposite to the side of the reflecting plate that faces the ultraviolet lamp.
상기 자외선 램프를 덮도록 설치된, 이중관 구조의 수냉 냉각 유닛을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.The method according to claim 1 or 2,
And a double tube structured water-cooled cooling unit provided to cover the ultraviolet lamp.
상기 자외선 램프 및 상기 반사판으로부터 피조사물에 조사해야하는 자외선이 상기 조사물에 도달하기까지의 사이의 공간에 설치된, 상기 자외선 보다 단파장의 광선을 컷트하는 단파장측 광 컷트 필터와, 상기 자외선 보다 장파장의 광선을 컷트하는 장파장측 광 컷트 필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.The method according to claim 1 or 2,
The short wavelength side optical cut filter which cuts the light of shorter wavelength than the said ultraviolet ray provided in the space between the said ultraviolet lamp and the said irradiation plate from the said ultraviolet-ray to irradiate an irradiated object to the said irradiated object, and the light of longer wavelength than the said ultraviolet-ray The ultraviolet irradiation device characterized by further comprising the long wavelength side optical cut filter which cuts into pieces.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |