光照射装置、光照射方法、金属卤化物灯的制作方法

专利名称：光照射装置、光照射方法、金属卤化物灯的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及光照射装置、光照射方法以及金属卤化物灯，其用于例如制造液晶面板，用于对制造过程中的面板(被处理基板)照射规定波长的光。
背景技术：
用于液晶面板制造的紫外线照射装置是用于向制造过程中的液晶面板照射该紫外线照射装置产生的紫外线、并使液晶面板制造中必要的密封剂(光硬化性树脂)硬化。密封剂含有光引发剂，并具有吸收规定波长的紫外线之后硬化的特性。在这样的液晶面板的制造工序中，为了仅在密封剂的区域照射规定波长的紫外线，在除此之外的区域不照射该紫外线，一般在离`开液晶面板的上方，设有形成为规定形状的遮光罩。这是因为照射紫外线会对除了密封剂区域的液晶面板区域照成损害。除了密封剂硬化这样特别的目的，应该尽可能避免紫外线的使用。又，遮光罩一般在维护上具有较大负担，妨碍液晶面板制造效率的提高。[现有技术文献][专利文献I]特开平6-267509号公报[专利文献2]特开2009-54460号公报[专利文献3]特开2008-102197号公报

发明内容
本发明的目的在于，提供一种光照射装置、光照射方法以及金属卤化物灯，即使是没有遮光罩，也可以对面板不造成损害地向面板照射必要波长的光。实施方式的光照射装置包括金属卤化物灯、双层管、氧化膜。金属卤化物灯具有筒状、石英玻璃材料的发光管。双层管具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通。氧化膜是在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属卤化物灯相对的面上设置的、膜厚为O. 4μπι以上、1. Ομπι以下的、含有钛、硅、铋、和钽的膜。又，另一实施方式的光照射装置包括金属卤化物灯、双层管、氧化膜。金属卤化物灯具有筒状、石英玻璃材料的发光管。双层管具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通。氧化膜是在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属齒化物灯相对的面上设置的、膜厚为O. 4 μ m以上、1. O μ m以下的、含有钛、娃、铺、和钽的膜。根据上述结构的光照射装置，即使没有遮光罩，也可以对面板不造成损害地向面板照射必要波长的光。


图1是表示一实施方式的光照射装置的结构的纵截面图。图2是图1中示出的A-Aa位置的箭头方向的截面图。图3是表示图1中示出的金属卤化物灯的结构的纵截面图。图4是表示将图3的图示部分放大的纵截面图。图5是表示图1中所示的金属卤化物灯放射的光的分光分布的实例的特性图。图6是对于图1、图2中所示的氧化膜16，表示因其形成膜厚使分光透射特性如何变化的特性图。图7是将图6所示的特性图的部分波长域放大示出的特性图。图8是表示图1、图2所示的光照射装置放射的光的分光分布的实例的特性图。图9是表示在波长380nm至440nm的范围具有吸收区域的光引发剂的光吸收度的实例的特性图。图10是将图1、图2所示的光照射装置放射的光的分光分布的实例与其它的光照射装置的放射光的分光分布进行比较所示的特性图。图11是表示另一实施方式的光照射装置的结构的截面图。图12对于又一实施方式中使用的氧化膜16A，表示因其形成膜厚使分光透射特性如何变化的特性图。图13是表示又一实施方式的光照射装置放射的光的分光分布的实例的特性图。(符号说明)12…内管、13···夕卜管、15···冷却水、16、16A···氧化膜、30···放电空间、31···发光管、100…金属卤化物灯、111、112…支架、141、142…连接管、200…冷却单元、321、322…电极、331、332…内部导线、341、342…金属箔、351、352…插座、361、362…导线、400…反射板、401···板材、402…长波长侧的光的反射膜、500…面板。
具体实施例方式(实施例说明)以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示一实施方式的光照射装置的结构的纵截面图。图2是图1中示出的A-Aa位置的箭头方向的截面图。如图1、图2所示，该光照射装置由金属卤化物灯100和冷却单元200构成。在金属卤化物灯100和冷却单元200 (其双层管)之间，由安装有金属卤化物灯100的插座351、352的支架111，112设定出 规定的间隔。参照图3和图4，对金属卤化物灯100进行说明。图3是表示图1中示出的金属卤化物灯的结构的纵截面图。图4是表示将图3的图示部分放大的纵截面图。如图3、图4所示，金属卤化物灯100具有以有光透射性的例如石英玻璃形成放电空间30的发光管31。发光管31具有筒状形状，在其长度方向两端的内部配置有例如钨制的电极321、322。电极321、322分别介由内部导线331、332焊接于例如钥制金属箔341、342的一端。在金属箔341、342的另一端焊接有图未示的外部导线的一端。金属箔341、342的部分用于加热内部导线331、332和外部导线之间的发光管31、并密封发光管31。在发光管31的内部除了封入有稀有气体氩(封入压为例如1. 33kPa (IOtorr))之外，还封入有例如水银(封入量为例如540mg(2. 25mg/cm3))、镓、铅。对于镓，以碘化镓GaI3封入时封入量为例如2Img (O. 09mg/cm3),对于铅，以碘化铅PbI2封入时封入量为例如3mg(0. 01mg/cm3)。镓(Ga)产生的发光主波长为403nm、417nm，适合在波长380nm至440nm具有吸收区域的光引发剂。铅(Pb)产生的主发光波长为364nm、368nm、406nm，其中前两者被后述的氧化膜16充分地遮挡,剩下的波长406nm的光适合在波长380nm至440nm具有吸收区域的光引发剂。又，水银(Hg)产生的发光主波长为365nm、405nm,前者被后述的氧化膜16充分地遮挡，剩下的波长406nm的光适合在波长380nm至440nm具有吸收区域的光引发剂。该实施方式中，假设照射波长380nm至440nm的光作为使光硬化性树脂硬化的必要的光(后述)。金属箔341、342只要是与形成发光管31的石英玻璃的热膨胀率接近的材料即可，作为适合该条件的材料使用了钥。分别连接于金属箔341、342的一端的外部导线的另一端，与绝缘密封在例如陶瓷制的插座351、352内的供电用导线361、362电连接，进一步地，导线线361、362连接于图未示的电源电路。如上构成的金属卤化物灯100可以是例如与外径Φ为27. 5mm、发光长(大致L)为500_的长弧对应的结构。图5是表示图1中所示的金属卤化物灯放射的光的光谱分布的实例的特性图。更具体来 说，示出以灯电压为700V、灯电流为8. 6A点亮的情况下的光谱分布。另参照图1、图2，冷却单元200是具有内管12(内径32mm、外径36mm)和外管13(内径64_、外径70_)的双层管，内管12是具有与金属卤化物灯100的发光管31同样的光透射性的石英玻璃制的结构，外管13是设于内管12的外侧、具有与发光管31同样的光透射性的石英玻璃制的结构。内管12设于筒状地包围发光管31的位置，外管13设于筒状地包围内管12的位置。在内管12和外管13之间，形成流体可以流动的被封闭的空间。通过该空间，使来自外部的、温度25°C左右的、作为冷却介质的冷却水15，从设于外周端部的连接管141向连接管142循环。冷却水15最好使用光透射性良好的纯水等。更具体来说，冷却单元200整体是如下的循环构造从连接管141流入温度低的冷却水15，从连接管142流出进行了对金属卤化物灯100的冷却而变暖了的冷却水15。变暖了的冷却水15被再次冷却，再次从连接管141流入。外管13形成为例如至少含有50%以上的SiO2的石英玻璃制结构，进一步地，在外管13的外表面上形成有氧化膜16，该氧化膜16含有T1、S1、B1、Ta作为主要成分。其中，T1、Bi是为获得遮挡规定波长光的特性而被加入的。氧化膜16，通过浸溃作为原料的氧化物溶液等的方法来涂布，然后，以例如800°C左右以下的高温进行加热处理(烧制、烧成)，并在外管13的外表面上均匀地被固定、粘附。以800°C左右以下的温度进行处理是因为，氧化铋(Bi2O3)的熔点约为820°C，达到该熔点的话，可能使外管13的石英玻璃白浊。通过浸溃进行溶液涂布按照如下方法进行在冷却单元200的双层管的长度方向改变冷却单元200的朝向，并从装有氧化物溶液的槽内多次提起该冷却单元200。由此，使涂布的膜厚一样，形成厚度均匀的氧化膜16。氧化膜16是为了从金属卤化物灯100放射的光中遮挡波长360nm附近的不要的紫外线而设置的。氧化膜16 —般因成膜原料的比率、溶液的涂布厚度条件、其加热处理条件等而使其紫外线遮挡特性发生变动。对此进行利用，在某种程度内可以得到的具有期望的紫外线遮挡特性的分光滤光膜。为了得到期望的紫外线遮挡特性，有必要较厚地形成氧化膜16的膜厚的话，增加原料溶液的涂布次数即可。又，关于提高形成厚的膜厚的氧化膜16的机械强度，最好添加Ta作为成膜原料。形成膜厚采用例如SEM(透射型电子显微镜)进行测定。作为特性例，Ti02、Si02、Bi203、Ta2O5的质量比为 TiO2 SiO2 Bi2O3 Ta2O5 =31 31 31 7的氧化膜16中，形成规定的膜厚，波长360nm附近透射率为例如22%左右以下，得到具有充分的紫外线遮挡特性的分光滤光膜。更加具体地，图6是表示因氧化膜16的形成膜厚使分光透射特性如何变化的特性图。图7是将图6所示的特性图的部分波长域放大示出的特性图。如这些图所示可知，通过改变氧化膜16的膜厚，可以具有控制性地使紫外线遮挡特性变动，通过使膜厚从膜厚
O.2 μ m增至膜厚1. O μ m，使遮挡波长360nm的紫外线的特性单调增强。膜厚达到1. 2 μ m的话，脱离该倾向，遮挡波长360nm的紫外线的特性极度恶化。该恶化是因为形成的氧化膜16的机械强度劣化、产生细的裂缝，从裂缝处泄漏紫外线。根据该图6、图7所示的结果可知，作为氧化膜16的膜厚，若从0.4 μ m至Ι.Ομπι，则能够得到充分的紫外线遮 挡特性。尤其是在O. 6 μ m左右的情况下，如图8所示，与使必要的光透射的特性的平衡也变好，可以判断为理想膜厚。图8是表示图1、图2所示的光照射装置放射的光的分光分布的实例的特性图。此时的氧化膜16的膜厚为O. 6 μ m。该光照射装置，通过规定膜厚、规定成分的氧化膜16，可以充分遮挡紫外线地照射光。因此，即使没有遮光罩，也可以对液晶面板不造成损害地向液晶面板照射必要波长的光。作为该必要波长的光的照射对象，可以设想为含有光引发剂的树脂组成物，该光引发剂在波长380nm至440nm具有吸收区域(尤其是其峰值)。该特性的光引发剂可以例举为例如、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酸基)氧化憐(Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)。其光吸收特性如图9所示。通过本实施方式的光照射装置，向使用含有该光引发剂的树脂组成物的面板照射光时，即使不使用遮光罩，也可以对液晶不造成损害地使树脂组成物硬化。与含有铁作为发光金属这一公知的金属卤化物灯相比，该硬化的效率为何种程度在下面示出。又，这样的含有铁的金属卤化物灯具有波长380nm至440nm的发光光谱，使含有在同一波长域具有吸收区域的光引发剂的树脂组成物硬化的灯都可以先作为候选。对应的硬化效率按下式求出数I
权利要求
1.一种光照射装置，其特征在于，包括 具有筒状、石英玻璃材料的发光管的金属卤化物灯； 双层管，该双层管具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通；和， 在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属卤化物灯相对的面上设置的、膜厚为O. 4μηι以上、1. Ομπι以下的、含有钛、娃、秘、和钽的氧化膜。
2.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于， 所述金属卤化物灯是在所述发光管中封入镓的灯。
3.一种光照射方法，其特征在于，包括 准备树脂组成物的步骤，该树脂组成物含有在波长380nm至440nm具有吸收区域的光引发剂；和 从光照射装置向所述树脂组成物照射光的步骤， 该光照射装置包括 具有筒状、石英玻璃材料的发光管的金属卤化物灯； 双层管，该双层管具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通；和， 在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属卤化物灯相对的面上设置的、膜厚为O. 4μηι以上、1. Ομπι以下的、含有钛、娃、秘、和钽的氧化膜。
4.一种金属齒化物灯，其特征在于，具有 筒状、石英玻璃材料的发光管；和 形成在所述发光管的外侧的面上的、膜厚为O. 4 μ m以上、1. O μ m以下的、含有钛、硅、秘、和钽的氧化膜。
5.一种光照射装置，其特征在于，包括 具有筒状、石英玻璃材料的发光管的金属卤化物灯； 双层管，该双层管具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通；和， 在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属卤化物灯相对的面上设置的、膜厚为O. 4μηι以上、1. Ομπι以下的、含有钛、娃、铺、和钽的氧化膜。
6.如权利要求5所述的光照射装置，其特征在于， 所述金属卤化物灯是在所述发光管中封入镓的灯。
7.一种光照射方法，其特征在于，包括 准备树脂组成物的步骤，该树脂组成物含有在波长380nm至440nm具有吸收区域的光引发剂；和 从光照射装置向所述树脂组成物照射光的步骤， 该光照射装置包括 具有筒状、石英玻璃材料的发光管的金属卤化物灯； 双层管，该双层管具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通；和， 在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属卤化物灯相对的面上设置的、膜厚为O. 4μηι以上、1. Ομπι以下的、含有钛、娃、铺、和钽的氧化膜。
8.一种金属卤化物灯，其特征在于，具有 筒状、石英玻璃材料的发光管；和 形成在所述发光管的外侧的面上的、膜厚为O. 4 μ m以上、1. O μ m以下的、含有钛、硅、铺、和钽的氧化膜。
全文摘要
本发明公开一种具有金属卤化物灯、双层管、氧化膜的光照射装置。金属卤化物灯具有筒状、石英玻璃材料的发光管。双层管，具有筒状、石英玻璃材料的作为第一管的内管和筒状、石英玻璃材料的作为第二管的外管，所述内管设于筒状地包围所述金属卤化物灯的所述发光管的位置，所述外管设于筒状地包围该内管的位置，该第一管和该第二管之间的空间是被封闭的空间双层管，以使得在所述第一管和所述第二管之间的所述空间流体能够流通。氧化膜，设置在所述双层管的所述外管的外表面上、或者在所述双层管的所述内管的与所述金属卤化物灯相对的面上，膜厚在0.4μm以上、1.0μm以下，含有钛、硅、铋、和钽。
文档编号H01J61/35GK103065924SQ201210050369
公开日2013年4月24日 申请日期2012年2月29日 优先权日2011年10月24日
发明者藤冈纯, 日野弘喜, 田内亮彦, 矢内启资 申请人:哈利盛东芝照明公司