KR20120024383A

KR20120024383A - 광 조사 장치

Info

Publication number: KR20120024383A
Application number: KR1020110074158A
Authority: KR
Inventors: 노리타카 다케조에; 도시유키 수가
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-03-14
Also published as: CN102419496B; JP5434852B2; TWI453786B; TW201212094A; JP2012053325A; CN102419496A; KR101380470B1

Abstract

피처리 대상물의 광 조사면에 있어서의 조도의 면내 균일성이 높은 광 조사 처리를 행할 수 있는 광 조사 장치를 제공하는 것이다.
이 광 조사 장치는, 길이 방향의 양단부가 케이스에 의해 유지된, 길이 방향에 수직인 단면 형상이 직사각형상인 장척의 램프와, 당해 램프가 내부에 삽입 통과된 상태로, 길이 방향의 양단부가 상기 케이스에 의해 유지되어 설치된, 내부에 냉각풍 유통로를 형성하는 투광성을 갖는 장척의 통형상의 외투관에 의해 구성된 광원 엘리먼트를 구비하여 이루어지며, 상기 외투관의 내부에는, 상기 램프를 그 길이 방향의 국소적인 위치에 있어서 당해 외투관에 대해 직접적으로 지지시키는 서포터가 설치되어 있고, 당해 서포터는, 상기 램프의 4개의 모서리에 따른 각부와 접하여 당해 램프를 사이에 끼워 유지하는, 절연 재료로 이루어지는 서포터 본체를 구비하고 있으며, 당해 서포터 본체에는, 상기 외투관의 내면에 접촉하는, 탄성 부재를 구비한 외투관 접촉부가 형성되어 있다.

Description

광 조사 장치{LIGHT IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은, 광 조사 장치에 관한 것이다.

액정 패널(70)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 2장의 유리판의 사이에 액정을 봉입한 구조로 되어 있으며, 예를 들면, 한 면에, 다수의 액티브 소자(예를 들면 박막 트랜지스터 : TFT)(72) 및 액정 구동용 전극(투명 전극 : ITO)(73)이 형성되고, 또한 그 위에 배향막(74)이 형성된 제1 유리판(71)과, 한 면에, 컬러 필터(76), 투명 전극(77) 및 배향막(78)이 형성된 제2 유리판(75)이 스페이서 부재(79)를 통해 한 면들이 서로 대향하도록 배치되며, 제1 유리판(71) 및 제2 유리판(75)의 사이에 액정층(80)이 형성되어, 구성되어 있다.

이러한 액정 패널(70)의 제조 공정에 있어서, 자외선에 반응하여 중합하는 광 반응성 물질(모노머)이 함유된 액정을 구비한 액정 패널재에 대해 자외선을 조사함으로써, 액정 패널재의 반응 처리(프리틸트각 발현 처리, PSVA)를 행하는 기술이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 이 기술에서는, 전압을 인가하면서, 자외선을 액정 패널재에 조사함으로써, 액정을 특정 방향으로 배향시킨 상태로 광 반응성 물질을 중합시킬 수 있으며, 이에 의해, 액정에 이른바 프리틸트각을 부여할 수 있다고 되어 있다.

이러한 자외선을 이용한 액정 패널재의 반응 처리(PSVA)에서는, 액정에 있어서의 광 반응성 물질에 대해, 자외선을 고조도로 조사하는 것이 필요해지는 한편으로, 액정에 있어서의 광 반응성 물질이 높은 온도에 노출되는 일이 없는 것이 요구되고 있다.

광 반응성 물질의 반응 속도는 온도 의존성이 높고, 광 조사 중의 온도가 높으면 중합이 너무 진행되어 폴리머 입자의 성장이 너무 커진다. 그러면 균일한 프리틸트각이 형성되지 않으므로 콘트라스트가 나빠지거나, 빛이 새어나가게 되어 버린다.

또한, 액정 패널재에 있어서의 광 조사면에 있어서 온도 불균일이 생겨 버리면, 광 반응성 물질의 반응에 차(편차)가 생겨, 액정의 기울기(프리틸트각)에 편차를 발생시켜 버리게 되어, 이 액정의 기울기 편차는 제품 시에 농담 편차가 되어 나타나 버린다.

이상과 같이, 액정 패널의 제조 공정에 있어서, 자외선을 이용한 액정 패널재의 반응 처리를 행할 때에는, (가) 파장 300~400nm의 자외선이 액정 패널재에 조사되는 것, (나) 액정 패널재의 광 조사면에 있어서의 자외선 조도의 면내 균일성이 높은 것, (다) 액정 패널재의 온도 상승이 적고, 액정 패널재의 광 조사면에 있어서의 온도의 면내 균일성이 높은 것이 요구되지만, 광 반응성 물질에 악영향을 주지 않으며, 원하는 액정 패널재의 반응 처리를 행할 수 있는 자외선 조사 장치는 알려져 있지 않은 것이 실정이다.

일본국 특허공개 2003-177408호 공보

또, 이러한 자외선 조사 장치에서는, 예를 들면 전체 길이가 2500mm 이상인 장척의 엑시머 램프가, 그 점등 시에 있어서 예를 들면 냉각풍에 의해 냉각되면서 이용된다.

엑시머 램프를 냉각하는 수단으로서는, 예를 들면 엑시머 램프가 내부에 삽입 통과된 상태로 투광성을 갖는 외투관을 설치하고, 외투관의 내부에 냉각풍을 유통시키는 것을 생각할 수 있지만, 엑시머 램프가 장척인 것인 경우에는, 외투관의 내부에, 예를 들면 유속이 20~30m/sec가 되는 풍량과 같은 강력한 냉각풍을 흐르게 하는 것이 필요해진다.

그러나, 이러한 냉각 방법에서는, 외투관의 내부에서 난류가 생김으로써 엑시머 램프가 흔들려 버려, 그 진동으로 램프가 파손된다는 문제가 발생한다.

또한, 엑시머 램프가 흔들림으로써, 엑시머 램프로부터 광이 조사되는 영역의 크기나 위치가 변화해 버려, 피처리 대상물의 광 조사면에 있어서의 조도 균일성이 손상된다는 문제가 생긴다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 의거하여 이루어진 것이며, 피처리 대상물의 광 조사면에 있어서의 조도의 면내 균일성이 높은 광 조사 처리를 행할 수 있는 광 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 광 조사 장치는, 길이 방향의 양단부가 케이스에 의해 유지된, 길이 방향에 수직인 단면 형상이 직사각형상인 장척의 램프와, 당해 램프가 내부에 삽입 통과된 상태로, 길이 방향의 양단부가 상기 케이스에 의해 유지되어 설치된, 내부에 냉각풍 유통로를 형성하는 투광성을 갖는 장척의 통형상의 외투관에 의해 구성된 광원 엘리먼트를 구비하여 이루어지며,

상기 외투관의 내부에는, 상기 램프를 그 길이 방향의 국소적인 위치에 있어서 당해 외투관에 대해 직접적으로 지지시키는 서포터가 설치되어 있고,

당해 서포터는, 상기 램프의 4개의 모서리에 따른 각부와 접하여 당해 램프를 사이에 끼워 유지하는, 절연 재료로 이루어지는 서포터 본체를 구비하고 있으며, 당해 서포터 본체에는, 상기 외투관의 내면에 접촉하는, 탄성 부재를 구비한 외투관 접촉부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광 조사 장치에서는, 상기 램프는, 벌브의 길이 방향으로 연장되는 개구부를 갖는 반사재층이 상기 벌브의 내면에 형성된 엑시머 램프로 이루어지고,

상기 서포터는, 상기 반사재층의 개구부에 대향하는 영역에, 당해 개구부를 통해 방사되는 상기 엑시머 램프로부터의 방사광을 통과시키는 공간부가 형성된 구성으로 되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 것에서는, 상기 서포터 본체는, 각각 전체가 대략 갈고리형상의 2개의 아암 부재가 연결되어 구성되어 있으며, 당해 아암 부재의 각각의 선단이 상기 반사재층의 개구부에 대향하는 영역 외에 위치되도록 이간된 상태로 설치되고, 이에 의해, 상기 공간부가 형성된 구성으로 할 수 있다.

본 발명의 광 조사 장치에 의하면, 램프를 양단부가 케이스에 유지된 외투관에 대해 직접적으로 지지시키는 서포터가, 램프의 4개의 모서리에 따른 각부와 접하여 램프를 사이에 끼워 유지한 상태에 있어서, 외투관의 내면에 외투관 접촉부를 구성하는 탄성 부재에 의해 압접되어 외투관에 유지되는 구성으로 됨으로써, 외투관의 내부에 유통되는 냉각풍에 의해 램프가 상하 방향으로 흔들리는 그 정도가 작아지도록 억제할 수 있으므로, 피처리 대상물의 광 조사면에 있어서의 조도의 면내 균일성이 높은 광 조사 처리를 행할 수 있음과 더불어, 램프가 진동에 의해 파손되는 것을 회피할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 자외선 조사 장치의 한 구성예에 있어서의 내부 구조의 개략을 도시한 설명도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 자외선 조사 장치의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 자외선 조사 장치의 광원 유닛에 있어서의 광원 엘리먼트의 배치예를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 자외선 조사 장치에서 이용되는 엑시머 램프의 일례에 있어서의 구성의 개략을, 램프의 길이 방향에 수직인 단면으로 절단한 상태로 도시한 단면도이다.
도 5는, 서포터의 일례에 있어서의 구성의 개략을 도시한 사시도이다.
도 6은, 도 5에 나타낸 서포터의, 지지되는 엑시머 램프의 광 방사 방향 반대측에서 보았을 때의 평면도이다.
도 7은, 엑시머 램프의 외투관에 대한 지지 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은, 액정 패널의 구조의 개략을 도시한 설명용 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 자외선 조사 장치의 한 구성예에 있어서의 내부 구조의 개략을 도시한 설명도, 도 2는, 도 1에 나타낸 자외선 조사 장치의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.

이 자외선 조사 장치는, 크게 구별하여, 광원부(10), 냉각부(40), 라이트 가이드부(50) 및 전원부(도시 생략)에 의해 구성되어 있다.

광원부(10)는, 아래쪽으로 개구하는 광 조사용 개구(11C)를 갖는 전체가 박스형 형상인 광원부 하우징 부재(11)를 구비하고 있다.

이 광원부 하우징 부재(11)의 내부에는, 단면 형상이 대략 H형 형상인 케이스(12)가 설치되어 있으며, 케이스(12)를 구성하는 수평 방향으로 신장되는 평판형상의 격벽(12A)에 의해 광원부 하우징 부재(11)의 내부 공간이 상하로 구획되어 있다.

격벽(12A)에 의해 구획되는 아래쪽 공간부는, 광원 유닛(20)이 배치되는 광원 유닛 배치 공간부(15)로 되어 있으며, 위쪽 공간부는, 광원 유닛(20)에 대응한 예를 들면 트랜스(35) 등의 전장체(電裝體)가 배치된 전장체 배치 공간부(16)로 되어 있다.

또, 광원부 하우징 부재(11) 내에 있어서의 일단측 영역에, 케이스(12)를 구성하는 상하 방향으로 신장되는 일단 벽(13)과 광원부 하우징 부재(11)의 일단 벽(11A)에 의해 구획되어 형성된, 전장체 배치 공간부(16) 및 광원 유닛 배치 공간부(15)의 각각에 냉각풍을 도입하기 위한 공통의 도풍용(導風用) 공간부(18)를 가짐과 더불어, 광원부 하우징 부재(11) 내에 있어서의 타단측 영역에, 케이스(12)를 구성하는 상하 방향으로 신장되는 타단 벽(14)과 광원부 하우징 부재(11)의 타단 벽(11B)에 의해 구획되어 형성된 공통의 배풍용(排風用) 공간부(19)를 갖고 있다.

케이스(12)의 일단 벽(13)에는, 냉각풍을 전장체 배치 공간부(16)에 도입하기 위한 도풍용 통풍구(13A)가 형성되어 있으며, 타단 벽(14)에는, 냉각풍을 전장체 배치 공간부(16)로부터 배출하기 위한 배풍용 통풍구(14A)가 형성되어 있다.

광원 유닛(20)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각, 파장 300~400nm에 발광 피크를 갖는 광을 방사하는 장척의 엑시머 램프(25) 및 이 엑시머 램프(25)가 내부에 삽입 통과된 상태로 엑시머 램프(25)를 따라 신장되도록 설치된 예를 들면 원통형상의 장척의 외투관(24)에 의해 구성된 광원 엘리먼트(21)의 복수의 것이, 예를 들면, 각각의 엑시머 램프(25)의 축 중심이 동일 평면 내에 위치됨과 더불어 서로 평행하게 신장되는 상태로, 등간격마다 병렬로 배치되어 구성되어 있다.

각각의 광원 엘리먼트(21)를 구성하는 엑시머 램프(25)는, 길이 방향에 있어서의 양단부가 램프 홀더(22)를 통해 케이스(12)의 일단 벽(13) 및 타단 벽(14)에 동일한 수평 레벨로 유지 고정되어 있으며, 또, 외투관(24)은, 그 일단 개구(24A)가 도풍용 공간부(18)에 위치됨과 더불어 타단 개구(24B)가 배풍용 공간부(19)에 위치된 상태로, 길이 방향에 있어서의 양단부가 케이스(12)의 일단 벽(13) 및 타단 벽(14)에 동일한 수평 레벨로 유지 고정되어 있다.

광원 유닛(20)을 구성하는 엑시머 램프(25)는, 예를 들면, 액정 패널재에 있어서의 액정에 포함되는 광 반응성 물질(모노머)을 중합하는데 적합한 파장인 300nm~400nm의 자외광을 방사하는 것이다.

도 4는, 본 발명에 따른 자외선 조사 장치에서 이용되는 엑시머 램프의 일례에 있어서의 구성을 개략을, 램프의 길이 방향에 수직인 단면으로 절단한 상태로 도시한 단면도이다.

이 엑시머 램프(25)는, 내부에 방전 공간(S)이 형성된, 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의 단면 형상이 직사각형상인 장척의 벌브(26)를 구비하고 있으며, 이 벌브(26)의 내부에는, 방전용 가스로서, 예를 들면 크세논 가스가 봉입되어 있다. 여기에, 벌브(26)는, 예를 들면 석영 유리로 이루어진다.

벌브(26)에 있어서의 상벽(26A) 및 하벽(26B)의 각각의 외표면에는, 예를 들면 한 쌍의 메시형상의 전극, 즉, 고전압 급전 전극으로서 기능하는 한쪽의 전극(27A) 및 접지 전극으로서 기능하는 다른 쪽의 전극(27B)이 길이 방향으로 신장되도록 서로 대향하여 배치되어 있다.

벌브(26)의 내면에는, 벌브(26)의 길이 방향으로 연장되는 개구부(30A)를 갖는 반사재층(30)이 형성되어 있으며, 또한, 반사재층(30)의 내면 영역 및 반사재층(30)의 개구부(30A)가 위치되는 벌브(26)의 내면 영역에 유리 분말층(31)이 형성되고, 유리 분말층(31)의 내면 상에 형광체층(32)이 형성되어 있다. 이 엑시머 램프(25)에 있어서는, 반사재층(30)의 개구부(30A)가 벌브(26)의 하벽(26B)의 내면 영역에 형성되어 있으며, 반사재층이 형성되어 있지 않은 영역에 의해 광 출사부(38)가 형성되어 있다.

반사재층(30)은, 예를 들면, 실리카와 알루미나의 혼합물에 의해 구성되어 있다.

또, 유리 분말층(31)을 구성하는 유리로서는, 예를 들면, 붕규산 유리(Si-B-O계 유리) 및 알루미노규산 유리(Si-Al-O계 유리), 바륨규산 유리, 또는, 이들 중 어느 하나의 조성을 기초로 알칼리 토류 산화물이나 알칼리 산화물, 금속 산화물을 첨가한 유리 등을 예시할 수 있다.

또, 형광체층(32)을 구성하는 형광체로서는, 예를 들면 유로퓸 부활(付活) 붕산 스트론튬(Sr-B-O : Eu(이하 「SBE」라고 칭한다.), 중심 파장 368nm) 형광체, 세륨 부활 알루민산 마그네슘 란탄(La-Mg-Al-O : Ce(이하, 「LAM」이라고 칭한다.), 중심 파장 338nm(단, broad)) 형광체, 가돌리늄, 프라세오디뮴 부활 인산 란탄(La-P-O : Gd, Pr(이하, 「LAP : Pr, Gd」라고 칭한다.), 중심 파장 311nm) 형광체 등을 예시할 수 있다.

외투관(24)은, 예를 들면 300~400nm의 파장역의 광을 투과하는 투광성을 갖는 재료, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 원통형상의 것이며, 엑시머 램프(25)와 거의 동일한 길이를 갖는다.

냉각부(40)는, 예를 들면, 광원부 하우징 부재(11)의 상부에 있어서의, 박스형 형상의 냉각부 하우징 부재(41)를 구비하고 있으며, 이 냉각부 하우징 부재(41)의 내부에는, 예를 들면 축류팬 등의 냉각 팬(42)과, 당해 냉각 팬(42)의 상류측에 있어서, 예를 들면 수냉 라디에이터 등의 방열용 열 교환기(43)가 배치되어 있다.

냉각 팬(42)은, 예를 들면, 각각의 광원 엘리먼트(21)에 있어서, 외투관(24)의 내부에 유통되는 냉각풍의 유속이 10~30m/sec이며, 50~250m³/min의 송풍량의 냉각풍을 공급할 수 있는 송풍 능력을 갖는 것이다.

이 냉각부 하우징 부재(41)의 내부 공간은, 냉각부 하우징 부재(41)의 양측의 각각에 설치된 통풍 덕트(45)를 통해 광원부(10)에 있어서의 도풍용 공간부(18) 및 배풍용 공간부(19)와 연통되어 있으며, 이에 의해, 냉각 팬(42)으로부터 공급되는 냉각풍이 광원부(10)에 있어서의 도풍용 공간부(18)를 통해 전장체 배치 공간부(16) 내에 도입됨과 더불어 각각의 광원 엘리먼트(21)에 있어서의 외투관(24) 내에 도입되며, 배풍용 공간부(19)를 통해 냉각부(40)에 있어서의 방열용 열 교환기(43)에 도입되는, 폐쇄된 순환 냉각풍 유통 경로를 형성하는 냉각 기구가 구성되어 있다.

라이트 가이드부(50)는, 피처리 대상물(W)에 대한 자외선 조사량을 충분히 확보하면서, 광원 유닛(20)과 피처리 대상물(W)의 사이에 충분한 크기의 이간 거리를 확보하기 위한 말하자면 스페이서로서의 기능도 갖고 있으며, 광원부 하우징 부재(11)에 있어서의 광 조사용 개구(11C)에 대응한 크기를 가지며, 내주면이 반사면에 의해 형성된, 예를 들면 처리 공간을 구획하는 직사각형 틀형상의 라이트 가이드 부재(51)가 광원부(10)의 하면으로부터 아래쪽으로 신장되도록 부착되어 구성되어 있다.

도 1에 있어서의 부호 58은, 피처리 대상물(W)인 예를 들면 액정 패널재를 라이트 가이드부(50)의 하측에 위치되는, 재치면(載置面)이 수평으로 된 스테이지, 59는 스테이지 가대(架臺)이다.

그리고, 상기의 자외선 조사 장치의 광원 유닛(20)을 구성하는 광원 엘리먼트(21)에서는, 예를 들면, 외투관(24)의 내부에 있어서의 엑시머 램프(25)의 길이 방향에 있어서의 국소적인 위치 예를 들면 중앙 위치에, 엑시머 램프(25)를 외투관(24)에 대해 직접적으로 지지시키는 서포터(60)가 설치되어 있다. 여기에, 서포터(60)는, 엑시머 램프(25)의 양단의 각각으로부터 길이 방향으로 예를 들면 700mm 이상 이간된 중앙부 영역 내에서 배치되어 있으면 되고, 서포터(60)의 수도 1개에 한정되지 않는다.

서포터(60)는, 예를 들면, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 2개의 아암 부재(62, 63)가 나사(도시 생략)에 의해 연결되어 이루어지는, 엑시머 램프(25)를 2개의 아암 부재(62, 63)에 의해 사이에 끼워 유지하는 서포터 본체(61)를 구비하고 있다.

한쪽의 아암 부재(62)는, 지지되는 엑시머 램프(25)에 있어서의 벌브(26)의 상벽(26A)과 대향하여 연장되는 기부(基部)(62A)와, 이 기부(62A)의 일단에 연속되어 아래쪽으로 경사져 연장되는 경사부(62B)와, 이 경사부(62B)에 연속되어 아래쪽 안쪽을 향해 연장되는 선단부(62C)를 갖는 전체가 갈고리형상(훅형상)인 것이며, 경사부(62B)의 내면 및 선단부(62C)의 내면에, 엑시머 램프(25)의 벌브(26)에 있어서의 2개의 모서리(예를 들면 도 4에 있어서 벌브(26)의 좌측 벽과, 상벽(26A) 및 하벽(26B)의 모서리)에 따른 각부(26C)에 접하는 원호형상의 대접면(對接面)을 갖는 램프 접촉부(64)가 형성되어 있다. 도 5에 나타낸 부호 62D는, 2개의 아암 부재(62, 63)를 연결시키는 나사(도시 생략)가 장착되는 연결용 나사 장착용 나사구멍이다.

다른 쪽의 아암 부재(63)는, 지지되는 엑시머 램프(25)에 있어서의 벌브(26)의 상벽(26A)과 대향하여 연장되는 기부(63A)와, 이 기부(63A)의 일단에 연속되어 아래쪽으로 경사져 연장되는 경사부(63B)와, 이 경사부(63B)에 연속되어 아래쪽 안쪽을 향해 연장되는 선단부(63C)와, 기부(63A)의 타단에 연속되어 당해 기부(63A)와 수직으로 위쪽으로 연장되는 연결부(63D)를 갖는 전체가 갈고리형상(훅형상)인 것이며, 경사부(63B)의 내면 및 선단부(63C)의 내면에, 엑시머 램프(25)의 벌브(26)에 있어서의 2개의 모서리(예를 들면 도 4에 있어서 벌브(26)의 우측 벽과, 상벽(26A) 및 하벽(26B)의 모서리)에 따른 각부(26C)에 접하는 원호형상의 대접면을 갖는 램프 접촉부(64)가 형성되어 있다.

여기에, 램프 접촉부(64)가 엑시머 램프(25)의 각부(26C)와 접하는 위치에 형성되는 이유는, 벌브(26)의 각부(26C)가 비교적 강도가 높은 것, 및, 폭이 좁은 한 쌍의 대향벽(예를 들면 도 4에 있어서의 벌브(26)의 좌측 벽 및 우측 벽)에 힘을 작용시키면, 응력 집중에 의해 엑시머 램프(25)가 파손에 이른다는 문제점이 발생하기 때문이다.

이 서포터(60)에서는, 한쪽의 아암 부재(62) 및 다른 쪽의 아암 부재(63)의 각각의 선단부(62C, 63C)의 외면, 및, 다른 쪽의 아암 부재(63)의 연결부(63D) 상면의 3개소에, 외투관(24)의 내면에 탄성적으로 접촉하는 외투관 접촉부(65)가 형성되어 있다.

외투관 접촉부(65)는, 서포터 본체(61)에 있어서의 3개소 이상의 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하며, 이에 의해, 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의 모든 방향에서 외투관(24)에 의해 유지된 구성으로 할 수 있다.

예를 들면, 다른 쪽의 아암 부재(63)의 연결부(63D) 상면에 있어서의 외투관 접촉부(65)의 구성에 대해 구체적으로 설명하면, 외투관 접촉부(65)는, 다른 쪽의 아암 부재(63)의 연결부(63D) 상면에 나사 고정되어 설치된, 예를 들면 금속으로 이루어지는 측면에서 볼 때 대략 사다리꼴형상의 판 스프링(66)으로 이루어지는 탄성 부재와, 이 판 스프링(66)의 천판부(天板部)(66A)의 외면에 나사 고정되어 고정된 완충 부재(68)에 의해 구성되고, 판 스프링(66)의 기판부(66B)의 각각에 형성된 나사 장착용 관통구멍의 적어도 한쪽이 장구멍(66C)으로 되어 있으며, 이에 의해, 판 스프링(66)이 서포터 본체(61)에 대해 길이 방향으로 슬라이드 가능한 상태(헐겁게 끼워진 상태)로 되어 있다.

한쪽의 아암 부재(62)의 선단부(62C) 및 다른 쪽의 아암 부재(63)의 선단부(63C)에 있어서의 외투관 접촉부(65)의 구성에 대해서도 동일하다.

서포터 본체(61) 및 완충 부재(68)를 구성하는 재료로서는, 예를 들면 내열성, 내UV성 및 전기 절연성이 우수한 절연성 재료가 이용되며, 이러한 절연성 재료로서는, 예를 들면 PTFE 등의 불소 수지 재료를 예시할 수 있다.

서포터(60)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 서포터 본체(61)의 내면에 있어서의 4개소의 램프 접촉부(64)가 각각 엑시머 램프(25)에 있어서의 벌브(26)의 4개소의 각부(26C)와 접하여 벌브(26)의 일부를 수용하도록 엑시머 램프(25)를 사이에 끼워 유지한 상태에 있어서, 3개소의 외투관 접촉부(65)의 각각이 외투관(24)의 내면에 판 스프링(66)의 스프링 탄성에 의해 압접되며, 이에 의해, 예를 들면 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의 모든 방향에서 외투관(24)에 의해 유지되어 있다.

즉, 엑시머 램프(25)는, 서포터(60)가 장착된 상태에 있어서, 외투관(24) 내에 삽입되어 배치되지만, 엑시머 램프(25)의 삽입 시에 있어서는, 서포터(60)의 외투관 접촉부(65)를 구성하는 판 스프링(66)이 완충 부재(68)를 통해 외투관(24)의 내면에 의해 외투관(24)의 축 중심 방향으로 압축되면서 장구멍(66C)의 작용에 의해 길이 방향으로 슬라이드되어 탄성적으로 변형되고, 판 스프링(66)의 복원력에 의해 외투관(24)의 내면에 압접되게 된다.

서포터(60)는, 엑시머 램프(25)에 있어서의 반사재층(30)의 개구부(30A)에 대향하는 영역에, 당해 개구부(30A)(광 출사부(38))를 통해 방사되는 엑시머 램프(25)로부터의 방사광을 통과시키는 공간부가 형성된 상태, 구체적으로는, 엑시머 램프(25)의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서, 한쪽의 아암 부재(62)의 선단부(62C)에 형성된 램프 접촉부(64)의 대접면의 선단 가장자리 및 다른 쪽의 아암 부재(63)의 선단부(63C)에 형성된 램프 접촉부(64)의 대접면의 선단 가장자리가 반사재층(30)의 개구부(30A)에 대응하는 영역 외에 위치되도록 이간되어 광의 통로가 형성된 상태로, 엑시머 램프(25)에 설치되어 있다.

또, 서포터(60)는, 서포터 본체(61)의 내면, 구체적으로는, 2개의 아암 부재(62, 63)의 기부(62A, 63A)의 내면과 한쪽의 전극(고전압 급전 전극)(27A)이 접촉하지 않도록 공극(K)이 형성된 상태로, 엑시머 램프(25)에 설치되어 있다. 이러한 구성으로 됨으로써, 예를 들면 스크린 인쇄 등으로 형성된 한쪽의 전극(27A)이 서포터(60)의 장착 시에 예기치 않게 작용하는 힘에 의해 떨어져 버리는 것을 확실하게 회피할 수 있다.

상기의 자외선 조사 장치의 한 구성예를 나타내면, 엑시머 램프(25)의 전체 길이가 2800mm, 세로 가로의 치수가 43mm×15mm, 램프 출력이 2kW이고, 외투관(24)의 전체 길이가 2500mm, 내경이 76mm, 두께가 2.5mm이며, 서포터(60)의 길이 방향의 치수(도 6에 있어서의 상하 방향의 치수)가 80mm, 폭 방향의 최대 치수(도 6에 있어서의 좌우 방향의 치수)가 75mm이다.

광원 유닛(20)을 구성하는 광원 엘리먼트(21)의 수는, 예를 들면 32개이며, 서로 이웃하는 광원 엘리먼트(21)의 이간 거리(p)는, 예를 들면 87mm이다.

상기의 자외선 조사 장치의 동작에 대해 설명한다.

이 자외선 조사 장치에서는, 평판형상의 피처리 대상물(W)(예를 들면 액정 패널재)이 반송 로봇(도시 생략)에 의해 반입되어 스테이지(58) 상에 올려놓여진 상태에 있어서, 엑시머 램프(25)에 있어서의 한쪽의 전극(27A)에, 전원부로부터 고주파 전압이 전장체 배치 공간부(16)에 설치된 트랜스(35)에 의해 승압되어 공급되면, 벌브(26)를 구성하는 유전체 재료를 통해 방전 공간(S) 내에서 유전체 배리어 방전이 발생하여, 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자가 형성되고, 엑시머 분자로부터 방사되는 광(크세논 가스의 경우 172nm의 진공 자외광)에 의해 형광체층(32)을 구성하는 형광체가 여기되어 예를 들면 300~400nm의 자외선이 광 출사부(38)를 통해 출사, 즉, 벌브(26)의 하벽(26B)을 투과함과 더불어 다른 쪽의 전극(27B)의 개구를 통과하여 출사된다.

한편, 냉각 팬(42)이 구동됨으로써 공급되는 냉각풍이 광원부(10)에 있어서의 도풍용 공간부(18)를 통해 그 일부가 전장체 배치 공간부(16) 내에 도입됨과 더불어 다른 전부가 각각의 광원 엘리먼트(21)에 있어서의 외투관(24) 내에 도입되며, 이에 의해, 엑시머 램프(25) 및 외투관(24) 및 트랜스(35) 등의 전장체가 냉각되고, 그 후, 배풍용 공간부(19)를 통해 열 교환기(43)에 도입되어 냉각되어, 장치 외부에 배기되지 않고, 다시, 냉각 팬(42)에 의해 냉각풍이 소정의 공급량으로 공급된다.

그리고, 상기 구성의 자외선 조사 장치에 의하면, 기본적으로는, 복수의 광원 엘리먼트(21)가, 각각의 엑시머 램프(25)의 축 중심이 동일한 수평면 내에 위치됨과 더불어 서로 평행하게 신장되는 상태로, 병렬로 배치되어 광원 유닛(20)이 구성됨으로써, 예를 들면 300~400nm의 파장역의 자외선을, 피처리 대상물(W)에 대해 균일한 조도 분포로 조사할 수 있는 것에 더하여, 각각의 광원 엘리먼트(21)에 있어서는, 외투관(24)이 그 내부에 엑시머 램프(25)가 삽입 통과된 상태로 설치됨으로써, 외투관(24)에 의한 냉각풍 도풍 기능(정풍(整風) 작용)에 의해, 엑시머 램프(25)의 벌브(26)를 직접적으로 냉각할 수 있으므로, 복수의 엑시머 램프(25)가 램프마다 균일하게 냉각되어 엑시머 램프(25) 자체에 의한 피처리 대상물(W)에 대한 방사열의 편차를 작게 억제할 수 있음과 더불어 열선이 피처리 대상물(W)에 대해 조사되는 것을 억제할 수 있고, 또한, 외투관(24) 그 자체도 냉각풍에 의해 냉각되므로 피처리 대상물(W)에 대한 방사열을 억제할 수 있으며, 따라서, 피처리 대상물(W)의 온도 상승을 적게 할 수 있음과 더불어 피처리 대상물(W)의 면내에 있어서의 높은 온도 균일성을 얻을 수 있다.

또한, 엑시머 램프(25)를 양단부가 케이스(12)에 유지된 외투관(24)에 대해 지지시키는 서포터(60)가, 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서 엑시머 램프(25)의 4개소의 각부(26C)와 접하여 엑시머 램프(25)를 사이에 끼워 유지한 상태에 있어서, 외투관(24)의 내면에 판 스프링(66)을 포함하는 외투관 접촉부(65)를 통해 압접되어 외투관(24)에 유지된 구성으로 됨으로써, 냉각풍이 외투관(24) 내에서 난류가 생기는 풍량(유속)으로 외투관(24)의 내부에 유통되는 구성으로 된 경우여도, 냉각풍에 의해 엑시머 램프(25)가 상하 방향으로 흔들리는 그 정도가 작아지도록 억제할 수 있으므로, 피처리 대상물(W)의 광 조사면에 있어서의 조도의 면내 균일성이 높은 광 조사 처리를 행할 수 있음과 더불어, 엑시머 램프(25)가 진동에 의해 파손되는 것을 회피할 수 있다.

또, 상기 구성의 자외선 조사 장치에 의하면, 다음과 같은 효과가 얻어진다. 즉, 내주면이 반사면에 의해 형성된 공간으로 이루어지는 라이트 가이드부(50)를 구비함으로써, 피처리 대상물(W)에 대한 자외선 조사량은 충분히 확보하면서, 광원 유닛(20)과 피처리 대상물(W) 사이의 이간 거리를 크게 할 수 있으므로, 광원 유닛(20)의 방사열에 의한 영향을 한층 확실하게 억제할 수 있으며, 피처리 대상물(W)의 온도 상승을 적게 할 수 있음과 더불어 피처리 대상물(W)의 면내에 있어서의 높은 온도 균일성을 얻을 수 있다.

또, 엑시머 램프(25)가 이용되고, 이 엑시머 램프(25)의 방전 공간(S)에서 발생하는 소정의 파장역의 자외선(진공 자외선)이 벌브(26)의 내표면에 설치된 형광체층(32)의 작용에 의해 300?400nm의 자외선으로서 방사되는 구성으로 됨으로써, 여분의 광 성분이 피처리 대상물(W)에 방사되는 일이 없으므로, 피처리 대상물(W)의 온도 상승을 확실하게 적게 할 수 있다.

또한, 방열용 열 교환기(43)를 구비한 구성으로 됨으로써, 폐쇄된(밀폐계의) 순환 냉각풍 유통 경로를 형성할 수 있으며, 자외선 조사 장치를 예를 들면 클린 룸 내에서 사용하는 경우여도, 장치의 외부로부터 냉각풍을 받아들이는 것, 및, 장치 외부로 냉각풍을 배기할 필요가 없어지므로, 덕트 등을 접속할 필요가 없어, 냉각 기구를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또, 공랭식임으로써, 수냉식의 것이면 발생할 우려가 있는 누수 등의 문제가 발생하지 않는다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 자외선 조사 장치는, 피처리 대상물의 광 조사면에 있어서의 조도의 면내 균일성 및 온도의 면내 균일성이 높은 광 조사 처리를 행할 수 있으므로, 예를 들면, 액정 패널의 제조 공정에 있어서의 액정 패널재의 반응 처리(프리틸트각 발현 처리)에서 이용되는 자외선 조사 장치로서 적합한 것이 된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변경을 더할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 광 조사 장치에서는, 서포터에 형성되는 외투관 접촉부의 수 및 위치는, 상기 실시예의 것에 한정되지 않으며, 또, 외투관 접촉부를 구성하는 탄성 부재에 대해서도, 상기 실시예의 것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 광원 유닛을 구성하는 광원 엘리먼트의 개수 및 배열 방법은, 상기 실시예의 것에 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절히 설계 변경할 수 있다.

10 : 광원부
11 : 광원부 하우징 부재
11A : 일단 벽
11B : 타단 벽
11C : 광 조사용 개구
12 : 케이스
12A : 격벽
13 : 일단 벽
13A : 도풍용 통풍구
14 : 타단 벽
14A : 배풍용 통풍구
15 : 광원 유닛 배치 공간부
16 : 전장체 배치 공간부
18 : 도풍용 공간부
19 : 배풍용 공간부
20 : 광원 유닛
21 : 광원 엘리먼트
22 : 램프 홀더
24 : 외투관
24A : 일단 개구
24B : 타단 개구
25 : 엑시머 램프
26 : 벌브
26A : 상벽
26B : 하벽
26C : 각부
27A : 한쪽의 전극
27B : 다른 쪽의 전극
30 : 반사재층
30A : 개구부
31 : 유리 분말층
32 : 형광체층
35 : 트랜스
38 : 광 출사부
S : 방전 공간
40 : 냉각부
41 : 냉각부 하우징 부재
42 : 냉각 팬
43 : 열 교환기
45 : 통풍 덕트
50 : 라이트 가이드부
51 : 라이트 가이드 부재
58 : 스테이지
59 : 스테이지 가대
60 : 서포터
61 : 서포터 본체
62 : 한쪽의 아암 부재
63 : 다른 쪽의 아암 부재
62A, 63A : 기부
62B, 63B : 경사부
62C, 63C : 선단부
62D : 연결용 나사 장착용 나사구멍
63D : 연결부
64 : 램프 접촉부
65 : 외투관 접촉부
66 : 판 스프링(탄성 부재)
66A : 천판부
66B : 기판부
66C : 장구멍
68 : 완충 부재
K : 공극
W : 피처리 대상물
70 : 액정 패널
71 : 제1 유리판
72 : 액티브 소자
73 : 액정 구동용 전극
74 : 배향막
75 : 제2 유리판
76 : 컬러 필터
77 : 투명 전극
78 : 배향막
79 : 스페이서 부재
80 : 액정층

Claims

길이 방향의 양단부가 케이스에 의해 유지된, 길이 방향에 수직인 단면 형상이 직사각형상인 장척의 램프와, 당해 램프가 내부에 삽입 통과된 상태로, 길이 방향의 양단부가 상기 케이스에 의해 유지되어 설치된, 내부에 냉각풍 유통로를 형성하는 투광성을 갖는 장척의 통형상의 외투관에 의해 구성된 광원 엘리먼트를 구비하여 이루어지며,
상기 외투관의 내부에는, 상기 램프를 그 길이 방향의 국소적인 위치에 있어서 당해 외투관에 대해 직접적으로 지지시키는 서포터가 설치되어 있고,
당해 서포터는, 상기 램프의 4개의 모서리에 따른 각부(角部)와 접하여 당해 램프를 사이에 끼워 유지하는, 절연 재료로 이루어지는 서포터 본체를 구비하고 있으며, 당해 서포터 본체에는, 상기 외투관의 내면에 접촉하는, 탄성 부재를 구비한 외투관 접촉부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 램프는, 벌브의 길이 방향으로 연장되는 개구부를 갖는 반사재층이 상기 벌브의 내면에 형성된 엑시머 램프로 이루어지고,
상기 서포터는, 상기 반사재층의 개구부에 대향하는 영역에, 당해 개구부를 통해 방사되는 상기 엑시머 램프로부터의 방사광을 통과시키는 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 서포터 본체는, 각각 전체가 대략 갈고리형상의 2개의 아암 부재가 연결되어 구성되어 있으며, 당해 아암 부재의 각각의 선단이 상기 반사재층의 개구부에 대향하는 영역 외에 위치되도록 이간된 상태로 설치되고, 이에 의해, 상기 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.