TWI645419B

TWI645419B - 照射裝置

Info

Publication number: TWI645419B
Application number: TW104107386A
Authority: TW
Inventors: 石飛裕和; 山本勝; 村本浩亮
Original assignee: 日商岩崎電氣股份有限公司
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2018-12-21
Also published as: TW201539478A; CN104948946A; KR20150113874A; CN104948946B; JP2015194582A; JP6314604B2

Abstract

提供一種照射裝置，在不使用光罩之情況下，可抑制在光罩保持構件所產生之反射或者折射之影響。

在將光源10之光加以出射之光出射開口3A內，配置有光罩保持構件40，且將對光源10之光進行遮光之遮光光罩50，加以保持在該光罩保持構件40之照射裝置1中，構成為以升降自如之方式支撐光罩保持構件40。

Description

照射裝置

本發明係關於一種具備保持遮光光罩之光罩保持構件之照射裝置。

習知，作為照射裝置，已知一種對在2片透光性基板間設置由紫外線硬化性樹脂構成之密封材料且將液晶封裝於密封材料內之液晶面板，照射紫外線以使密封材料硬化而將2片基板貼合而成之照射裝置(例如，參照專利文獻1)。於對密封材料照射紫外線時，若有紫外線照射於液晶上，會使液晶之特性產生變化，因此，於此紫外線硬化裝置中，於與液晶對應之位置上配置有對光源之光進行遮光之遮光光罩，且將該遮光光罩保持於保持條(光罩保持構件)。保持條係使用透光性之素材(石英)而形成，且跨光出射開口而設。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2004-77583號公報

照射裝置也有不使用遮光光罩進行照射之情況，於該情況下，若於光出射開口存在有保持條，會因由保持條反射或折射之光之影響，使得被照射面之照度分布產生劣化。但每次於不使用遮光光罩時對保持條進行拆卸/安裝，不僅拆裝作業繁瑣，而且恐有拆裝時將相較之下高價之保持條破損之虞，並且，還需要有保持條之安全之保管空間。

本發明係鑑於上述情況而完成者，其目的在於提供一種照射裝置，當不使用遮光光罩時，可抑制光罩保持構件之反射或折射之影響。

為了達成上述目的，本發明係在出射光源之光的光出射開口內配置光罩保持構件，且由該光罩保持構件將上述光源之光予以遮光之遮光光罩之照射裝置；其特徵在於：升降自如地支撐上述光罩保持構件，且在以不使用上述遮光光罩之方式照射時，使上述光罩保持構件，自使用上述遮光光罩之方式進行照射之位置上昇20mm以上。

在上述構成中，亦可為上述光罩保持構件具備有由透光性素材所構成之保持部、及支撐該保持部之端緣部的框體，且升降自如地支撐上述框體。

在上述構成中，亦可具備有自動地升降上述光罩保持構件的升降機構。

在上述構成中，亦可將上述光源設為線狀光源，具備有將朝向上述線狀光源之周圍的光反射至被照射體的主反射鏡，並且在上述光罩保持構件與上述線狀光源之間，設置圍繞上述被照射體之輔助反射鏡，在上述輔助反射鏡與上述被照射體之間，設置供上述光罩保持構件進行升降之空間。

在上述構成中，亦可將上述光罩保持構件設定為相對於被照射面沿著鉛垂方向升降自如。

在上述構成中，亦可為上述保持部其被照射面側之面被形成為平面。

根據本發明，由於可升降自如地支撐光罩保持構件，因而於不使用遮光光罩時，藉由使光罩保持構件遠離被照射面，可抑制光罩保持構件之反射或折射之影響。

1‧‧‧照射裝置

1A~1E‧‧‧照射器

2‧‧‧工件

2A‧‧‧被照射面

2B‧‧‧基板

2C‧‧‧密封材料

2D‧‧‧液晶

3‧‧‧框體

3A‧‧‧光出射開口

4‧‧‧照射台

10‧‧‧紫外線燈管(光源)

11‧‧‧殼體

11A‧‧‧照射開口

12‧‧‧主反射板(主反射鏡)

13‧‧‧波長選擇濾波器

14‧‧‧輔助反射板(輔助反射鏡)

14A‧‧‧基端部

14B‧‧‧前端部

20‧‧‧輔助端板

21‧‧‧輔助側板

40‧‧‧光罩保持構件

41‧‧‧光罩保持器(框體)

41A‧‧‧內面

42‧‧‧保持條(保持部)

42A‧‧‧端緣部

43A‧‧‧吸附槽

43B‧‧‧通路

44‧‧‧支撐體(升降機構；驅動手段)

44A‧‧‧插入槽

44B‧‧‧支撐塊

44C‧‧‧壓緊構件

44D‧‧‧座片

44E‧‧‧固定構件

44F‧‧‧線型軸承

44G‧‧‧固定構件

44H‧‧‧止脫件

44J‧‧‧孔

44K‧‧‧連接部

45‧‧‧空氣管

46‧‧‧升降機構

50‧‧‧遮光光罩

50A‧‧‧開口

51‧‧‧遮光部

52‧‧‧透光部

60‧‧‧控制裝置

δ‧‧‧間隙

H‧‧‧高度

L‧‧‧燈管長邊方向

La‧‧‧長邊

Lb‧‧‧短邊

K‧‧‧長軸

W‧‧‧燈管寬度方向

Xa、Xb、Xc、Xd‧‧‧區域

S1、S2‧‧‧空間

圖1為顯示本發明之實施形態之照射裝置之示意圖。

圖2為顯示僅由紫外線燈管及主反射板進行照射而形成之工件之照度分布之示意圖。

圖3為顯示工件及遮光光罩之圖，(A)為顯示工件之剖視圖，(B)為顯示工件及遮光光罩之立體圖。

圖4為顯示光罩保持構件之立體圖。

圖5為顯示保持條之立體圖。

圖6為顯示保持條之圖，(A)為俯視圖，(B)為沿(A)中之A-A線所作之剖視圖。

圖7為沿圖6中之B-B線所作之剖視圖。

圖8為顯示將光罩保持構件上升後之照射裝置之示意圖。

圖9為顯示光罩保持構件之上升位置與照度之關係之圖，(A)為顯示測量部位之圖，(B)為顯示測量部位B之最大照度Max及最小照度Min之曲線圖，(C)為顯示測量部位C之最大照度Max及最小照度之曲線圖，(D)為顯示測量部位D之最大照度Max及最小照度Min之曲線圖。

下面參照圖式對本發明之實施形態進行說明。

圖1為顯示本實施形態之照射裝置之示意圖。圖2為顯示僅由紫外線燈管及主反射板進行照射而形成之工件之照度分布之示意圖。

如圖1所示，照射裝置1係內置紫外線燈管10，且能以均勻之照度(亦即，良好之均齊度)照射於作為照射區域之工件2之全域之裝置。此外，照射裝置1也可作為將液晶面板等之基板作為工件2，藉由將光照射於該工件2而將使用於工件2之光硬化性樹脂硬化之光硬化裝置而使用。照射裝置1係藉由至少一根以上(本實施形態中為5根)之線狀光源對工件2進行照射者，於該照射裝置1中，作為紫外線光源，可使用直管型之高功率之上述紫外線燈管10。

照射裝置1係於下面具有光出射開口3A之框體3內具備至少一個以上(本實施形態中為5個)之照射器1A~1E。各照射器1A~1E係於殼體11內具備一根紫外線燈管10、及對紫外線燈管10之放射光進行控制之主反射板(主反射鏡)12，且於與紫外線燈管10之軸線方向正交之燈管寬度方向(光源並列方向)W並列配置。此外，照射裝置1係於照射器1A~1E之下方具備四角筒狀之輔助反射板(輔助反射鏡)14。其等主反射板12及輔助反射板14構成照射裝置1之反射鏡。並且，照射裝置1係於輔助反射板14之下方具備光罩保持構件40，於該光罩保持構件40上保持有對紫外線燈管10之紫外線進行遮光之遮光光罩50。

工件2係載置於可升降地構成之照射台4，當照射台 4上升至照射位置時，其於框體3之光出射開口3A之正下方，被配置於間隔有間隙δ(本實施形態中為2mm)之位置，且是與光出射開口3A大致相同大小之區域。於該照射裝置1中，於較靠近光出射開口3A之位置設定有工件2。

紫外線燈管10係於工件2之正上方並列延伸，兩端之紫外線燈管10配置於工件2之端緣部之正上方。再者，工件2之長邊La係設定為與紫外線燈管10之管長大致相同長度或管長以下之長度，藉由將管長較長之長弧光燈使用於紫外線燈管10，可實現工件2之大面積化。

如上述，照射裝置1具備主反射板12及輔助反射板 14，藉由紫外線燈管10之直射光與主反射板12及輔助反射板14之反射光，能以均勻之照度對工件2進行照射。

其中，於僅藉由紫外線燈管10之直射光對工件2進行照射之情況下，紫外線燈管10之燈管管軸方向(長邊方向)之亮度分布被大致直接地反映於包含工件2之長軸K(圖2)之附近之照度分布中。

因此，藉由利用主反射板12及輔助反射板14對自紫外線燈管10放射且偏離工件2之光進行反射，以補充工件2上之直射光之照度分布而進行照射，可提高工件2之均齊度。

主反射板12係將放射於紫外線燈管10之周圍(更正確而言，為上方及水平方向)之光向工件2反射，以提高被照射面2A之照度，並圖實現照度之均勻性。主反射板12係形成為沿紫外線燈管10之管軸延伸之U字形，與紫外線燈管10對向之面形成為反射面。藉由該主反射板12之反射，如圖2所示，工件2於延伸於紫外線燈管10之正下方之區域Xa之兩側出現與該區域Xa一併延伸且具有相同照度之區域Xb。藉此，可將紫外線燈管10之正下方之照度分配於工件2之短邊Lb之方向而進行照射。

如圖1所示，殼體11係於紫外線燈管10之正下方形成有俯視為矩形狀之照射開口11A，且設定為使其長邊方向與紫外線燈管10之長邊方向(軸向)一致。於照射開口11A之內側設置有選擇透射之光之波長之波長選擇濾波器13，藉由該波長選擇濾波器13，可使照射裝置1照射所希望之波長之光。再者，本實施形態中設置有波長選擇濾波器13，但於能以紫外線燈管10本身出射所希望之波長之光的情況下，也可省去波長選擇濾波器13。此外，也可將一片之波長選擇濾波器配置於紫外線燈管10與光出射開口3A之間。此外，也可省略殼體11。

輔助反射板14係設於主反射板12與工件2之間，且藉由將洩漏至工件2之外部之光向工件2反射，以補充紫外線燈管10、及主反射板12之照射而形成之照度分布者。

詳細而言，該照射裝置1中，於僅藉由紫外線燈管10及主反射板12進行照射之情況下，如圖2所示，於與紫外線燈管10之兩端部對應之區域Xc、及紫外線燈管10之燈管寬度方向W之區域Xa之兩側之區域Xd，存在照度不足。於該照射裝置1中，以藉由反射光來補充這些區域Xc、Xd之照度不足之方式構成輔助反射板14。

具體而言，如圖1所示，輔助反射板14具有與紫外線燈管10之兩端對面之一對輔助端板20、及與紫外線燈管10之兩側對面之一對輔助側板21。其等輔助端板20及輔助側板21係組合成圍繞於工件2之四周之四角筒狀，其內壁面構成為反射面。於輔助反射板14之基端部14A之一側間隔既定距離(約50mm)之空間S1而設置有照射器1A~1E。輔助反射板14之前端部14B側係開設俯視為矩形之開口，於該開口之正下方且間隔既定距離(約50~70mm)之空間S2設置有光罩保持構件40。

在上述構成之基礎上，一對輔助端板20將光朝上述區域Xc反射，並且一對之輔助側板21將光朝上述區域Xd反射，藉由這些反射光來補充區域Xc、Xd之照度。

圖3為顯示工件2及遮光光罩50之圖，圖3(A)為顯示工件2之剖視圖，圖3(B)為顯示工件2及遮光光罩50之立體圖。

如圖3所示，工件2係於2片基板2B之間設置由紫外線硬化性樹脂構成之密封材料(液晶封裝材料)2C，且將液晶2D封裝於密封材料2C內之液晶面板。工件2係藉由對密封材料2C照射紫外線，將密封材料2C硬化而使2片基板2B貼合所形成。一塊基板2B係於與液晶2D對應之位置具有TFT(薄膜電晶體)電路(未圖示)之陣列基板，另一塊基板2B係於與液晶2D對應之位置具有彩色濾光器(未圖示)之彩色濾光器基板。圖3顯示配置為使具有TFT電路之基板2B成為被照射面2A之工件2。在此，於將紫外線照射於密封材料2C時，若有紫外線照射於液晶2D，則液晶2D之特性會發生變化。因此，於照射裝置1設置有對朝向液晶2D之光進行遮光之遮光光罩50。

遮光光罩50具備形成於與液晶2D對應之位置之遮光部51、及形成於與密封材料2C對應之位置之透光部52。遮光光罩50係藉由於一片之遮光素材(例如，金屬板)形成一個以上(本實施形態中為4個)之開口50A，由形成開口50A之邊緣部構成遮光部51，且由開口50A之內部構成透光部52。如圖1所示，該遮光光罩50係吸附保持於光罩保持構件40之下面。

圖4為顯示光罩保持構件40之立體圖。圖5為顯示保持條之立體圖。圖6為顯示保持條之圖，圖6(A)為俯視圖，圖6(B)為沿圖6(A)中之A-A線所作之剖視圖。圖7為沿圖6中之B-B線所作之剖視圖。圖8為顯示將光罩保持構件40上升後之照射裝置1之示意圖。

如圖4所示，光罩保持構件40具備形成為俯視矩形之框狀之光罩保持器(框體)41，且構成為於該光罩保持器41上支撐棒狀之複數條(本實施形態中為8條)之保持條(保持部)42。光罩保持器41係使用可支撐保持條42之具有剛性之材料(例如，鋁、不鏽鋼、鐵等之金屬，本實施形態中為鋁)，使內面41A形成為光出射開口3A之尺寸以上之大小。

複數之保持條42係使用透光性之素材(較佳為透明構件，本實施形態中為石英)而形成為橫跨光出射開口3A之長度，且排列於燈管寬度方向W，端緣部42A被支撐於光罩保持器41上。

如此，藉由使用複數之保持條42構成光罩保持構件40，不需要使用一片之加工精度高之大石英板，因而可將構成光罩保持構件40之構件小型化，其結果可實現輕量化及削減成本。再者，也可由一片石英板構成複數之保持條42。此外，本實施形態中，等間隔地配置保持條42，但配置間隔不限於等間隔，也可根據工件2之尺寸及工件2內部之液晶單元之配置而適宜設定。

如圖5及圖6所示，保持條42係形成為大致角筒狀，於下面(被照射面2A側之面)具備吸附槽43A。如圖5所示，本實施形態之吸附槽43A，係沿保持條42之長邊方向設置2排，並各排於保持條42之長邊方向大致中央被一分為二，但對吸附槽43A之數量及配置並無限制。於保持條42之長邊方向之兩端部形成有連通於吸附槽43A之通路43B。

如圖6及圖7所示，保持條42之長邊方向之兩端部藉由支撐體44被支撐於光罩保持器41。支撐體44包括具有插入保持條42之插入槽44A之支撐塊44B、及壓緊插入於插入槽44A之保持條42之上面(紫外線燈管10側之面)之壓緊構件44C。壓緊構件44C係於其與保持條42之上面之間配置有由彈性材料(例如，矽膠)構成之墊片44D，於支撐塊44B之上面固定有固定構件44E(例如，螺栓)，藉此，將保持條42固定於支撐體44。支撐體44係經由相對於光罩保持器41沿垂直方向(上下方向)支撐之線型軸承44F(例如，線型軸襯)而固定於光罩保持器41。圖7中，符號44G係對支撐體44進行定位及固定之固定構件(例如，螺栓)，符號44H係線型軸承44F之防脫件(例如，螺栓)。於保持條42之長邊方向之一端側之支撐體44，線型軸承44F被支撐於俯視為圓形之孔44J中，於保持條42之長邊方向之另一端側之支撐體44，支撐線型軸承44F之孔44J形成為長孔狀。此外，於另一端側之支撐體44，由於線型軸承44F之端面抵接於支撐體44，因而省略防脫件44H。

如圖6所示，支撐體44係於與保持條42之通路43B 對應之位置安裝有連接空氣管45之連接部44K。空氣管45連接於減壓器(未圖示)，若驅動減壓器，保持條42之通路43B被減壓，藉由來自吸附槽43A之吸引將遮光光罩50吸附保持於保持條42。

於圖1所示之照射裝置1中，例如，當以具有彩色濾光器之基板2B成為被照射面2A之方式配置工件2時等，也有不使用遮光光罩50而照射紫外線之情況。於該情況下，若於光出射開口3A有保持條42，因在保持條42之反射或折射之光的影響而會使被照射面2A之照度分布劣化。特別是於由保持條42反射或折射之紫外線聚光於液晶2D之情況下，由於液晶2D之特性會發生變化，因而成為一大問題。

因此，本實施形態中，可升降自如地支撐光罩保持構件40。更具體而言，光罩保持器41係支撐於例如汽缸等之升降機構(驅動手段)46，如圖8所示，光罩保持構件40係按每個支撐保持條42之光罩保持器41而進行升降。本實施形態中，光罩保持構件40係於不改變姿勢而維持水平度之狀態下相對於工件2之被照射面2A沿鉛垂方向進行升降。升降機構46也可具備導引光罩保持構件40之移動方向之導引構件。再者，升降方向不限於此。

紫外線燈管10、升降機構46、升降照射台4之直動機構(未圖示)及減壓器係連接於照射裝置1之控制裝置60。於該控制裝置60之控制下，對紫外線燈管10之亮燈、升降機構46、直動機構及減壓器之驅動進行控制。

遮光光罩50之拆裝係將照射台4降下後進行。於拆下遮光光罩50時，停止減壓器而解除減壓，自光罩保持構件40拆下遮光光罩50。然後驅動升降機構46而使光罩保持構件40上升至既定之高度H。藉此，由於光罩保持構件40遠離被照射面2A，因此，因在保持條42反射或折射而變得強度不均勻之光，於光罩保持構件40與被照射面2A之間與其他光混合，從而可抑制因保持條42引起之被照射面2A之照度不勻。

再者，於遮光光罩50之拆裝時，既可使紫外線燈管10保持為亮燈狀態，也可將其熄燈。

圖9顯示改變光罩保持構件40之上升位置而對被照射面2A上之既定之測量部位上之照度進行模擬之結果。

圖9為顯示光罩保持構件40之上升位置(上升高度)與照度之關係之圖，圖9(A)為顯示測量部位之圖，圖9(B)為顯示測量部位B之最大照度Max及最小照度Min之曲線圖，圖9(C)為顯示測量部位C之最大照度Max及最小照度之曲線圖，圖9(D)為顯示測量部位D之最大照度Max及最小照度Min之曲線圖。圖9(B)至圖9(D)中，橫軸顯示上升位置，縱軸顯示照度(mW/cm²)。再者，上升位置之基準位置(0mm)係作為使用遮光光罩50進行照射時之光罩保持構件40之位置，且作為與圖1所示之輔助反射板14之間間隔有既定距離之空間S2之位置。

如圖9A所示，於有效照射面積為寬度1500mm×長度1280mm之被照射面2A中，於將燈管寬度方向W之燈管長邊方向L之中央位置設為0mm之情況下，關於燈管寬度方向W，將測量部位B~D位於0~750mm之位置。此外，關於燈管長邊方向L，測量部位B位於0mm，測量部位C位於300mm，測量部位D位於640mm之位置。

如圖9(B)至圖9(D)所示，即使使光罩保持構件40較基準位置(0mm)上升20mm，最小照度Min仍上升，均齊度提高。上升位置於20~40mm處幾乎沒有變化，但若將光罩保持構件40上升60mm，則最小照度Min上升，最大照度Max減少，因而均齊度提高。於上升位置為60~120mm，均齊度逐漸提高，但於140mm以後幾乎沒有變化。

因此，即使僅將光罩保持構件40自基準位置上升 20mm，仍可大幅改善均齊度。若使光罩保持構件40自基準位置上升60mm，則可進一步改善均齊度。本實施形態中被設定為，當不使用遮光光罩50進行照射時，根據工件2之種類，於20mm以上且輔助反射板14之前端部14B與光罩保持構件40之上面之間的空間S2之距離以下之範圍內，使光罩保持構件40上升。

如以上說明，根據本實施形態，由於可升降自如地支撐光罩保持構件40，因此於不使用遮光光罩50時，藉由使光罩保持構件40遠離被照射面2A，可抑制光罩保持構件40之保持條42之反射或折射之影響。

此外，根據本實施形態，光罩保持構件40係構成為具備由透光性素材構成之保持條42、及支撐該保持條42之端緣部42A之光罩保持器41，且可升降自如地支撐光罩保持器41。藉由此構成，可支撐比保持條42更堅固地形成之光罩保持器41，不需要將較容易破損之高價之保持條42支撐於升降機構46，因而可抑制因光罩保持構件40之升降而引起之保持條42之破損。

此外，根據本實施形態，由於具備自動地升降光罩保持構件40之升降機構46，因而可容易地升降光罩保持構件40。此外，即使不將紫外線燈管10熄燈，也可對光罩保持構件40進行升降，因而可縮短製造步驟。

此外，根據本實施形態，將紫外線燈管10設為線狀光源，且具備將朝向紫外線燈管10之周圍之光朝工件2反射之主反射板12，並於光罩保持構件40與紫外線燈管10之間設置圍繞工件2之輔助反射板14，於輔助反射板14與工件2之間設置供光罩保持構件40升降之空間S2。藉由該構成，由於不是於輔助反射板14之內側，而可於輔助反射板14之下方使光罩保持構件40上升，因而與於輔助反射板14之內側使光罩保持構件40上升之情況比較，可進一步降低工件2之照度不勻。

此外，根據本實施形態，於不使用遮光光罩50進行照射時，由於使光罩保持構件40自使用遮光光罩50進行照射之位置上升20mm以上，因而可大幅改善均齊度。

惟，上述實施形態係本發明之一個態樣而已，當然未超出本發明之實質之範圍內，可適宜地進行變更。

例如，於上述實施形態中，使保持條42遠離被照射面2A，但也可於此基礎上，例如藉由於保持條42之上面或下面形成光干涉膜，來降低光之反射，抑制照度不勻之產生。

此外，於上述實施形態中，將升降機構46作為汽缸進行了說明，但升降機構46不限於此。

此外，於上述實施形態中，設置了可自動地升降光罩保持構件40之升降機構46，但光罩保持構件40也可為手動升降之構成。

此外，於上述實施形態中，設置了輔助反射板14，但也可省略輔助反射板14。

此外，於上述實施形態中，使用5根紫外線燈管10作為線狀光源，但線狀光源之個數不限於此。此外，也可取代紫外線燈管10，而使用將紫外線LED等之發光元件排列成直線狀之線狀光源。此外，線狀光源所照射之光不限於紫外線。

此外，於上述實施形態中，將照射裝置1作為光硬化裝置進行了說明，但本發明也可應用於各種之照射裝置。

Claims

一種照射裝置，係在出射光源之光的光出射開口內配置光罩保持構件，且由該光罩保持構件保持將上述光源之光予以遮光之遮光光罩者，其特徵在於：升降自如地支撐上述光罩保持構件，且在以不使用上述遮光光罩之方式照射時，使上述光罩保持構件，自使用上述遮光光罩之方式進行照射之位置上升20mm以上。
如申請專利範圍第1項之照射裝置，其中，上述光罩保持構件具備有由透光性素材所構成之保持部、及支撐該保持部之端緣部的框體，且升降自如地支撐上述框體。
如申請專利範圍第1項之照射裝置，其中，其具備有自動地升降上述光罩保持構件的升降機構。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之照射裝置，其中，將上述光源設為線狀光源，具備有將朝向上述線狀光源之周圍的光反射至被照射體的主反射鏡，並且在上述光罩保持構件與上述線狀光源之間，設置圍繞上述被照射體之輔助反射鏡，在上述輔助反射鏡與上述被照射體之間，設置供上述光罩保持構件進行升降之空間。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之照射裝置，其中，將上述光罩保持構件設定為相對於被照射面沿著鉛垂方向升降自如。
如申請專利範圍第2項之照射裝置，其中，上述保持部其被照射面側之面被形成為平面。