(57)【要約】  光照射時に発生する昇華物に起因したランプの汚れを抑えることのできる光照射装置を提供する。  光照射装置は、被処理物（２００）に光を照射するランプ（１０１）と、ランプ（１０１）にガスを直接噴き付ける方向に噴射する第１ガス噴射部（１１０）と、被処理物（２００）にガスを直接噴き付ける方向に噴射する第２ガス噴射部（１２０）と、を有し、第１ガス噴射部（１１０）および第２ガス噴射部（１２０）は、ランプ（１０１）の中心と被処理物（２００）とを最短距離で結ぶ線を基準線として、基準線を線対称とする第１の側と第２の側に分け、第１の側または第２の側のいずれか一方の側に両方設置され、第２ガス噴射部（１２０）は、第２ガス噴射部（１２０）のガス噴射口から被処理物方向に基準線と平行に引いた平行線（第２平行線）と第２ガス噴射部（１２０）のガス噴射方向中心の延長線とのなす角βが０度を超えて９０度以下となるように設置されている。
2017145635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に光を照射するランプと、  前記ランプにガスを直接噴き付ける方向に噴射する第１ガス噴射部と、  前記被処理物にガスを直接噴き付ける方向に噴射する第２ガス噴射部と、を有し、  前記ランプの中心と前記被処理物とを最短距離で結ぶ線を基準線として、前記基準線を線対称とする第１の側と第２の側に分けたときに、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部は、前記第１の側または前記第２の側のいずれか一方の側に両方設置され、  前記第２ガス噴射部のガス噴射口から前記被処理物方向に前記基準線と平行に引いた平行線と前記第２ガス噴射部のガス噴射方向中心の延長線とのなす角をβとし、前記平行線からガス噴射方向中心の延長線が前記ランプ方向へ開く角度を正としたときに、前記第２ガス噴射部は、なす角βが０度を超えて９０度以下となるように設置されている、光照射装置。
【請求項２】
前記第２ガス噴射部は、前記なす角βが２０度以上９０度以下となるように設置されている、請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記被処理物は前記ランプに対して相対的に移動しており、前記ランプと前記被処理物との相対速度を一定とした場合に、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部を設置していない場合に前記被処理物表面が受ける積算光量をＡ、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部を設置した場合に前記被処理物表面が受ける積算光量をＢとして、Ｂ／Ａ≧０．８となる位置に、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部が設置されている、請求項１または２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記被処理物は前記ランプに対して相対的に移動しており、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部は共に前記基準線よりも前記被処理物の移動方向上流側に設置されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の光照射装置。
【請求項５】
前記被処理物は前記ランプに対して相対的に移動しており、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部は共に前記基準線よりも前記被処理物の移動方向下流側に設置されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の光照射装置。
【請求項６】
ランプから被処理物へ光を照射する光照射方法であって、  前記ランプから前記被処理物へ光を照射すると共に、前記ランプの中心と前記被処理物とを最短距離で結ぶ線を基準線として、前記基準線を線対称として第１の側と第２の側に分けたときに、第１の側または第２の側のいずれか一方の側から第１ガス流と第２ガス流を噴射する段階を有し、  前記第１ガス流と第２ガス流を噴射する段階において、  前記第１ガス流は前記ランプにガスを直接噴き付ける方向に噴射させ、  前記第２ガス流のガス噴射口から前記被処理物方向に前記基準線と平行に引いた平行線と前記第２ガス流のガス噴射方向中心の延長線とのなす角をβとし、前記平行線からガス噴射方向中心の延長線が前記ランプ方向へ開く角度を正としたときに、前記第２ガス流は、なす角βが０度を超えて９０度以下となるように噴射させる、光照射方法。
【請求項７】
前記第２ガス流は、前記なす角βが２０度以上９０度以下となるように前記第２ガス流を噴射する、請求項６記載の光照射方法。
【請求項８】
前記被処理物を前記ランプに対して相対的に移動させて光を照射し、前記第１ガス流および前記第２ガス流は共に前記被処理物の移動方向下流側から噴射する、請求項６または７に記載の光照射方法。
【請求項９】
前記被処理物を前記ランプに対して相対的に移動させて光を照射し、前記第１ガス流および前記第２ガス流は共に前記被処理物の移動方向上流側から噴射する、請求項６または７に記載の光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光照射装置および光照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  光照射装置は、キセノンなどの希ガスまたは希ガスのハロゲン化物などを無声放電すなわち誘電体バリア放電を行うことで光を照射する。このため、光照射装置は、固有の単色に近い光を放射させるために、誘電体バリア放電ランプ、たとえばエキシマ放電ランプが用いられている。【０００３】  誘電体バリア放電ランプは、数多くの文献に記載されていて、従来から知られている。具体的には、特許文献１に記載されているような管状またはトーラス状のランプが一般的に用いられる。【０００４】  誘電体バリア放電ランプ内に封入される希ガスとしてキセノンを用いた場合は、１７２ｎｍを中心波長とする発光が得られる。波長１７２ｎｍの紫外線は、そのエネルギーが低圧水銀ランプから得られる波長１８５ｎｍや２５４ｎｍの紫外線より大きい。このため誘電体バリア放電ランプによる紫外線は、効果的に有機化合物の結合を切断し、分解して除去することができる。このことから誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置は、たとえば液晶基板のアッシングといったドライ洗浄用光照射装置として広く用いられている。また、光照射装置は感光性樹脂の硬化および殺菌など多様な用途に応用されている。【０００５】  このような光照射装置では、光照射工程において被処理物からの飛散物や昇華物がランプ管面に付着することがある。このため光照射装置は、従来から、このような付着物によって照射工程の処理時間が経過すると共にランプ照度が低下するという課題があった。【０００６】  このような従来からの課題に対して、たとえば特許文献２は、気流発生手段を設け、ランプの軸方向に沿った前面部を横切って気流を形成することで、被処理物からの飛散物や昇華物を気流によって吹き飛ばすことで、ランプ管面にこれらが付着することを抑制できるものとしている。【０００７】  しかし、特許文献２の構成では、気流が乱流となるため、被処理物から昇華物をかえって巻き上げてしまい、ランプ管面の汚れ防止効果があまり高くない。【０００８】  近年、光照射装置は、無機前駆体であるケイ素酸化物前駆体を含有する層を硬化させるために使用されている（たとえば特許文献３）。以前は、ケイ素酸化物前駆体を硬化させるため方法としては、特定硬化触媒、たとえば有機スズ化合物を用いることが一般的であった。この点、光照射装置を用いることで、規制の対象となった有機スズ化合物なしでも硬化を行うことができる。このため光照射装置を用いた技術は、環境的にも望ましい硬化方法として期待されている。【０００９】  しかし、ケイ素酸化物前駆体は光照射工程において、低分子ケイ素化合物の昇華物を生じ、これがランプ管面に強固に固着して、ランプ照度を著しく低下させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１９７１５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１８５６５６号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２３５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明の目的は、光照射時に発生する昇華物に起因したランプの汚れを抑えることのできる光照射装置および光照射方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。【００１３】  （１）被処理物に光を照射するランプと、  前記ランプにガスを直接噴き付ける方向に噴射する第１ガス噴射部と、  前記被処理物にガスを直接噴き付ける方向に噴射する第２ガス噴射部と、を有し、  前記ランプの中心と前記被処理物とを最短距離で結ぶ線を基準線として、前記基準線を線対称とする第１の側と第２の側に分けたときに、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部は、前記第１の側または前記第２の側のいずれか一方の側に両方設置され、  前記第２ガス噴射部のガス噴射口から前記被処理物方向に前記基準線と平行に引いた平行線と前記第２ガス噴射部のガス噴射方向中心の延長線とのなす角をβとし、前記平行線からガス噴射方向中心の延長線が前記ランプ方向へ開く角度を正としたときに、前記第２ガス噴射部は、なす角βが０度を超えて９０度以下となるように設置されている、光照射装置。【００１４】  （２）前記第２ガス噴射部は、前記なす角βが２０度以上９０度以下となるように設置されている、上記（１）に記載の光照射装置。【００１５】  （３）前記被処理物は前記ランプに対して相対的に移動しており、前記ランプと前記被処理物との相対速度を一定とした場合に、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部を設置していない場合に前記被処理物表面が受ける積算光量をＡ、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部を設置した場合に前記被処理物表面が受ける積算光量をＢとして、Ｂ／Ａ≧０．８となる位置に、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部が設置されている、上記（１）または（２）に記載の光照射装置。【００１６】  （４）前記被処理物は前記ランプに対して相対的に移動しており、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部は共に前記基準線よりも前記被処理物の移動方向上流側に設置されている、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の光照射装置。【００１７】  （５）前記被処理物は前記ランプに対して相対的に移動しており、前記第１ガス噴射部および前記第２ガス噴射部は共に前記基準線よりも前記被処理物の移動方向下流側に設置されている、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の光照射装置。【００１８】  （６）ランプから被処理物へ光を照射する光照射方法であって、  前記ランプから前記被処理物へ光を照射すると共に、前記ランプの中心と前記被処理物とを最短距離で結ぶ線を基準線として、前記基準線を線対称として第１の側と第２の側に分けたときに、第１の側または第２の側のいずれか一方の側から第１ガス流と第２ガス流を噴射する段階を有し、  前記第１ガス流と第２ガス流を噴射する段階において、  前記第１ガス流は前記ランプにガスを直接噴き付ける方向に噴射させ、  前記第２ガス流のガス噴射口から前記被処理物方向に前記基準線と平行に引いた平行線と前記第２ガス流のガス噴射方向中心の延長線とのなす角をβとし、前記平行線からガス噴射方向中心の延長線が前記ランプ方向へ開く角度を正としたときに、前記第２ガス流は、なす角βが０度を超えて９０度以下となるように噴射させる、光照射方法。【００１９】  （７）前記第２ガス流は、前記なす角βが２０度以上９０度以下となるように前記第２���ス流を噴射する、上記（６）に記載の光照射方法。【００２０】  （８）前記被処理物を前記ランプに対して相対的に移動させて光を照射し、前記第１ガス流および前記第２ガス流は共に前記被処理物の移動方向下流側から噴射する、上記（６）または（７）に記載の光照射方法。【００２１】  （９）前記被処理物を前記ランプに対して相対的に移動させて光を照射し、前記第１ガス流および前記第２ガス流は共に前記被処理物の移動方向上流側から噴射する、上記（６）または（７）に記載の光照射方法。
【発明の効果】
【００２２】  本発明によれば、２つのガス噴射部を設けることで、ランプと被処理物との間に２つのガス流を形成する。２つのガス流のうち、第２ガス噴射部から噴射されたガス流は昇華物を被処理体から素早く取り去る。一方、第１ガス噴射部から噴射されたガス流は、ランプ表面近傍まで到達した昇華物を吹き飛ばす。これによりランプへの昇華物の付着を抑制できるようになり、一定の照度を維持しながら長時間連続で光照射することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の光照射装置の概略斜視図である。
【図２】実施形態の光照射装置の１つのランプの概略側面図である。
【図３】ノズルのガス噴射口を説明するための概略斜視図である。
【図４】他のノズルのガス噴射口を説明するための概略斜視図である。
【図５】ガス流の方向を変えるガス流方向変更板を用いた例を示す側面図である。
【図６】ノズルによる作用を説明するための側面図である。
【図７】比較例１を説明するための説明図である。
【図８】比較例２を説明するための説明図である。
【図９】比較例３を説明するための説明図である。
【図１０】比較例４を説明するための説明図である。
【図１１】比較例５を説明するための説明図である。
【図１２】比較例６を説明するための説明図である。
【図１３】比較例７を説明するための説明図である。
【図１４】実施例１を説明するための説明図である。
【図１５】実施例２を説明するための説明図である。
【図１６】実施例３を説明するための説明図である。
【図１７】実施例４を説明するための説明図である。
【図１８】比較例８を説明するための説明図である。
【図１９】比較例９を説明するための説明図である。
【図２０】比較例１０を説明するための説明図である。
【図２１】実施例５を説明するための説明図である。
【図２２】比較例１１を説明するための説明図である。
【図２３】実施例６を説明するための説明図である。
【図２４】比較例１２を説明するための説明図である。
【図２５】比較例１３を説明するための説明図である。
【図２６】実施例７を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】  以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２５】  図１は実施形態の光照射装置の概略斜視図である。図２は実施形態の光照射装置の１つのランプの概略側面図である。
【００２６】  本実施形態による光照射装置１００は、複数の円管状のランプ１０１が配列されている。ランプ１０１はランプホルダー１０２によって支持されている。ランプホルダー１０２はランプ１０１の外部電極を兼ねている部材である。このためランプホルダー１０２はランプ１０１と接している。ランプホルダー１０２の側面に複数のガス供給管１０３が設けられている。ガス供給管１０３内は２つのガス配管１０３ａと１０３ｂが設けられている。ガス配管１０３ａと１０３ｂのそれぞれの先端にはガス噴射部としてノズルが設けられている（図２参照）。それぞれのノズルは、第１ノズル１１０（第１ガス噴射部）と、第２ノズル１２０（第２ガス噴射部）である。第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、いずれもランプ１０１長手方向に連続したスリット状の開口を有する形状であることが好ましい。このような形状以外にも、たとえば第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、ランプ１０１の長手方向に複数の開口が配置されたノズルとしてもよいし、ガスの流れを変更する変更板などとすることでもよい。これらノズル形状については後述する。
【００２７】  ガス供給管１０３は、集約されて、最終的にガス供給源（不図示）に接続されている。
【００２８】  供給されるガスは、後述する被処理物と反応せず、かつ紫外光を吸収しないガスであることが好ましい。このようなガスとしては、たとえば、窒素ガスや不活性（ヘリウムやアルゴンなど）ガスなどである。このためガス供給源は、これらガスのガスボンベなどとなる。ガス供給管１０３またはガス配管１０３ａと１０３ｂのそれぞれの途中にはガス流量計、流量制御弁（いずれも不図示）などが配置されている。またこれらの途中に増圧ポンプ（不図示）が設けられていてもよい。
【００２９】  なお、図２においては、第１ノズル１１０および第２ノズル１２０はそれぞれガス配管１０３ａと１０３ｂに設けているが、これに代えて、一つのガス配管をノズル直前で分岐させて第１ノズル１１０および第２ノズル１２０にガスを分配するようにしてもよい。
【００３０】  光照射装置１００は、ランプ１０１の下に被処理物２００を移動（搬送ともいう）させるための複数のローラー１５０が設置されている。被処理物２００は、ランプ１０１の長手方向と交差する方向（たとえば垂直方向）に移動される。ローラー１５０は回転自在となっていて被処理物２００の移動に伴い従動する。被処理物２００は、図外の巻き取り機によって被処理物２００が巻き取られることでランプ１０１の下を移動する。なお、複数のローラー１５０の全部または一部は動力源と接続されていて被処理物２００の移動を助けるために回転するようになっていてもよい。
【００３１】  ランプ１０１は、被処理物２００を処理する目的に応じて様々なランプ１０１が使用される。本実施形態では、被処理物２００（詳細後述）の光照射による硬化（改質）工程であるので、使用するランプ１０１は紫外線ランプとなる。ランプ形状は、管状またはトーラス状である（本実施形態の図においては管状を示した）。ほかにも球体のランプ１０１も使用可能である。ただし、ノズルからのガス流が乱される形状のものは好ましくない。たとえば、球体のランプ１０１を複数使用する場合は、間隔を密に配置したり、間隔部分を埋めたりして、ガス流が乱れないようにすることが好ましい。
【００３２】  図２を参照して、２つのノズルの取り付け位置について説明する。
【００３３】  ノズル位置を説明するために、円管状のランプ１０１を長手方向（軸方向）から見たときに、ここではランプ１０１中心と被処理物２００との間を最短距離で結ぶ仮想の線を設定して、これを基準線とする。この基準線を中心線として、線対称となるように、図示右側を第１の側、左側を第２の側とする。第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、両方とも同じ側（ここでは第１の側）に設置している。設置する側は、被処理物２００の移動方向との関係では、上流側でも下流側でもよい。
【００３４】  そして、第１ノズル１１０はランプ１０１に向けてガス（第１ガス流）を直接噴き付ける位置に設置され、第２ノズル１２０は被処理物２００に向けてガス（第２ガス流）を直接噴き付ける位置に設置されている。
【００３５】  第２ノズル１２０は、第１ノズル１１０よりも被処理物２００に近い位置に設けられている。これにより、第１ノズル１１０からのガス噴射方向中心と第２ノズル１２０からのガス噴射方向中心が交差することはない。
【００３６】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０とランプ１０１と位置関係は、第１ノズル１１０、第２ノズル１２０およびガス供給管１０３の大きさを加味して、ランプ１０１から照射された光をあまり遮らない位置に設置する。たとえば、被処理物２００を移動させたときのランプ１０１との相対速度（以下単に相対速度という）を一定とした場合、被処理物表面が受ける積算光量（Ｊ／ｃｍ２）が、ノズル非設置の値をＡ、ノズル設置後の値をＢとして、Ｂ／Ａ≧０．８とすることが好ましい。つまり被処理物２００が受ける光量が、ノズルを設置した場合に設置なかった場合と比較して８０％以上確保できる位置とする。このようにすることで両ノズルを設置しなかった場合に比較して積算光量が極端に低下することがない。このため、ノズルを設置しない場合と比較して、移動速度を下げるなどの対応は不要であり、生産性に影響することはない。より好ましくはＢ／Ａ≧０．９、さらに好ましくはＢ／Ａ≧０．９５である。
【００３７】  図２を参照してさらに具体的に説明する。ここでは第１ノズル１１０および第２ノズル１２０のそれぞれのガス噴射角度を表すために仮想線を設定した。仮想線は、第１ノズル１１０および第２ノズル１２０のそれぞれの噴射口から被処理物２００方向へ基準線と平行に引いた平行線である。ここでは、第１ノズル１１０の噴射口から被処理物２００方向へ基準線と平行に引いた線を第１平行線とし、第２ノズル１２０の噴射口から被処理物２００方向へ基準線と平行に引いた線を第２平行線とする。
【００３８】  第１ノズル１１０のガス噴射方向と第１平行線とのなす角をαとする。なす角αは、第１平行線からランプ１０１方向へ開く方向を正とする。このなす角αは第１ノズル１１０のガス噴射角度となる。このなす角αの許容範囲は、ランプ１０１の大きさ、およびランプ１０１と第１ノズル１１０との距離によって異なる。つまり、なす角αの許容範囲は、ランプ１０１の大きさが同じであれば、ランプ１０１と第１ノズル１１０との距離が短ければなす角αの許容範囲は大きくなり、距離が長ければなす角αの許容範囲は小さくなる。
【００３９】  たとえば、ランプ１０１に近い位置に第１ノズル１１０を設置するとすれば、なす角α＝６０度程度であれば、第１ノズル１１０からのガス噴射方向中心をランプ１０１方向に向けることができる。また、ランプ１０１から離して第１ノズル１１０を設置するとすれば、なす角α＝１２０度としてもよい。このような角度範囲であれば第１ノズル１１０からのガス噴射方向中心がランプ１０１方向を向くようになる。すなわち、このような角度範囲であれば、照射される光を遮ることのない位置に第１ノズル１１０を設置して、第１ノズル１１０から噴射されたガスをランプ１０１方向へ直接噴き付けることができる。しかも、ランプ管面に沿った層流を生み出すことができる。
【００４０】  第２ノズル１２０のガス噴射方向と第２平行線とのなす角をβとする。なす角βは第２平行線からランプ１０１方向へ開く方向を正とする。このなす角βは第２ノズル１２０のガス噴射角度となる。なす角βは、好ましくは、０度を超えて９０度以下である。この角度範囲であれば、第２ノズル１２０から噴射されたガスを被処理物２００方向へ直接噴き付けることができると共に、照射される光を遮ることなく、第２ノズル１２０を設置することができ、ランプ１０１と被処理物２００との間に層流を生み出すことができる。より好ましくは２０度以上９０度以下であり、この角度範囲とすることで、ランプ１０１と被処理物２００との間で、被処理物２００近傍に層流を生み出すことができる。
【００４１】  各ノズルからのガス流量は、ランプ１０１と被処理物２００との間に２つのガス流を作り出すことができればよく、特に限定されない。したがって、あまりにも流量が少ないと、ガス流を作り出すことができない。一方、不必要に多すぎても、ガス消費量に対するランプ汚れ抑制効果は向上しなくなるため意味はない。このような観点から、第１ノズル１１０および第２ノズル１２０のそれぞれのガス流量は、ランプ１０１の発光有効長（幅）１ｍあたり換算で、０．０２〜４．０（ｍ３／ｍｉｎ）程度であることが好ましい。なお、第１ノズル１１０および第２ノズル１２０のそれぞれのガス流量は、できるだけ同じにすることが好ましい。これは、一方のノズルからのガス流量が多すぎると、バランスが悪く２つのガス流をうまく形成できないからである。たとえば一方を１００％とすれば、他方は５０％以上とすることが好ましく、より好ましくは、両者のガス流量を同じにすることである。
【００４２】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、ランプ１０１の長手方向に対して垂直にガスを噴射する方向としている。
【００４３】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０のガス噴射口の形状について説明する。図３はノズルのガス噴射口を説明するための概略斜視図である。この図は、被処理物側からランプ方向を見た概略斜視図である。
【００４４】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、図３に示すように、それぞれランプ長手方向に（発光有効長）の全長にわたる長方形の１つの開口を有する。つまり、ノズルの噴射口だけを見ればスリット状に見える形状である。このようなスリット状の１つの開口を有するノズルであれば、第１ノズル１１０はランプ管面に略一様な流量でガスを噴射することができる。同様に第２ノズル１２０は被処理物に略一様な流量でガスを噴射することができる。このことから第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、それぞれ１つスリット状の開口とする形態が最も好ましい。
【００４５】  各ノズルのランプ長手方向と直交する方向の噴射拡散角度（いわゆるスプレー角）は、広がる形状にする必要はなく、０〜４５度程度で十分である。一方、ランプ長手方向のスプレー角（スリットの長手方向端部のガス拡散）はあってもなくてもよい。このためランプ長手方向のスプレー角はたとえば０〜４５度程度でよい。
【００４６】  なお、ガス配管１０３ａおよび１０３ｂは一つのスリット状の開口を有する第１ノズル１１０および第２ノズル１２０に対して複数設けている（図１参照）。ガス配管１０３ａおよび１０３ｂの数は、ランプ長手方向の長さによって異なり特に限定されない。たとえば１本のガス配管を用いてスリット状の開口のノズルにより略一様な流量でガスを噴射するようにしてもよい。またたとえば、ランプの長手方向の長さが長い場合には、それに合わせて数本から数十本のガス配管を用いてもよい。
【００４７】  このスリット状の開口から噴射するガス流量のバラツキは、一定の範囲内にすることが好ましい。たとえば最もガス流量が多い位置の流量を１００％としたとき、最少ガス流量となっている位置でも５０％以上となるようにすることが好ましい。より好ましくは最少ガス流量が８０％以上となるようにすることである。
【００４８】  また、各ノズル１１０および１２０のそれぞれの幅（ランプ１０１の発光有効長の方向にガスを噴射する領域）は、ランプ１０１の発光有効長を１００％としたときに、８０％以上にすることが好ましい。このような範囲とすることでランプ１０１の発光有効長の全長にわたり、ランプ汚れ抑制の効果が得られる。
【００４９】  一方、各ノズル１１０および１２０のそれぞれの開口高さ（ランプ１０１の発光有効長と直交する方向）は、たとえば０．０５〜２ｍｍ、好ましくは０．１〜１ｍｍである。このような開口高さとすることで、第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、それぞれランプ方向、被処理物方向に層流（詳細後述）を作り出すようにガスを噴射させることができる。
【００５０】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０のガス噴射口の他の形状について説明する。図４は、他のノズルのガス噴射口を説明するための概略斜視図である。この図は、被処理物側からランプ方向を見た概略斜視図である。
【００５１】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０は、図４に示すように、それぞれ独立した複数のノズルからなってもよい。つまり、第１ノズル１１０はノズル１１０１〜１１０７からなり、第２ノズル１２０はノズル１２０１〜１２０７からなるようにする。それぞれのノズル１１０１〜１１０７とノズル１２０１〜１２０７の開口はランプ１０１の長手方向が長径となった楕円形である。
【００５２】  ノズル１１０１〜１１０７とノズル１２０１〜１２０７の設置数は発光有効長さにわたり略一様な流量でガスを噴射することができるように設置すればよい。このために、スリット状の場合と同様に、複数のノズル１１０１〜１１０７とノズル１２０１〜１２０７は、ランプ１０１の発光有効長の８０％以上にガスを噴き付けることができる設置数にする。また、この場合の噴射するガス流量のバラツキも、スリット状の場合と同様に、たとえば最もガス流量が多い位置の流量を１００％としたとき、最少ガス流量となっている位置でも５０％以上となるようにすることが好ましい。より好ましくは最少ガス流量が８０％以上となるようにする。
【００５３】  ノズル１１０１〜１１０７とノズル１２０１〜１２０７における一つひとつのノズルのガス噴射拡散角度（スプレー角度）は、たとえば、ランプ長手方向においては多少広がりがあるようにする。これにより上記のガス流量のバラツキを抑える。たとえば、一つひとつのノズルのスプレー角は５〜１２０度程度とすることが好ましい。これによりランプ１０１の発光有効長の全長にわたり、略一様な流量でガスを噴射することができる。なお、ランプ長手方向と交差する方向のスプレー角は、スリット状の場合と同様に０〜４５度程度で十分である。
【００５４】  なお、個々のノズルの開口形状は、ここでは楕円形の場合を示したが、たとえば円形や矩形の開口を有するようにしてもよい。
【００５５】  さらにガス噴射部の別の形態について説明する。たとえばノズルに代えてガス流の方向を変えるガス流方向変更板を使用してもよい。図５はガス流の方向を変えるガス流方向変更板を用いた例を示す側面図である。
【００５６】  図５に示すように、ガス流方向変更板を用いる場合は、ガス配管１０３ａおよび１０３ｂを設ける。ガス配管１０３ａおよび１０３ｂは、いずれも直管で被処理物方向（図示下方向）に開口がある。そしてガス配管１０３ａの開口部分に第１ガス流方向変更板１１１、ガス配管１０３ｂの開口部分に第２ガス流方向変更板１２１を設ける。第１ガス流方向変更板１１１は第１ガス噴射部であり、第２ガス流方向変更板１２１は第２ガス噴射部である。
【００５７】  第１ガス流方向変更板１１１は、ガス配管１０３ａからのガスをランプ１０１へ直接噴き付ける方向に変更する。この第１ガス流方向変更板１１１は、板状の部材を第１ノズル１１０の場合と同様の角度に取り付けることで、ガス配管１０３ａからのガスをランプ１０１へ直接噴き付けることができる。第２ガス流方向変更板１２１は、ガス配管１０３ｂからのガスを被処理物２００へ直接噴き付ける方向に変更する。この第２ガス流方向変更板１２１は、板状の部材を第２ノズル１２０の場合と同様の角度に取り付けることで、ガス配管１０３ｂからのガスを被処理物２００へ直接噴き付けることができる。
【００５８】  このような第１ガス流方向変更板１１１および第２ガス流方向変更板１２１は、ランプ１０１の長手方向に複数設けたガス配管１０３ａに対して、長手方向に１枚物の第１ガス流方向変更板１１１、同様にランプ１０１の長手方向に複数設けたガス配管１０３ｂに対して、長手方向に１枚物の第２ガス流方向変更板１２１を設けることが好ましい。これにより、ランプ１０１の発光有効長の全長にわたり略一様な流量でガスを噴射することができる。
【００５９】  また、各ガス配管１０３ａおよび１０３ｂにそれぞれ分離した第１ガス流方向変更板１１１および第２ガス流方向変更板１２１を設けてもよい。もちろんこのようにした場合も、ランプ１０１の発光有効長の全長にわたり略一様な流量でガスを噴射できるように、第１ガス流方向変更板１１１および第２ガス流方向変更板１２１を設ける。
【００６０】  このようにガス流の方向を変える第１ガス流方向変更板１１１および第２ガス流方向変更板１２１を用いても、ノズル同様の設置位置と角度とすることで、ランプ管面の汚染を抑制することができる。なお、図５は、図２とは逆の位置に第１ガス流方向変更板１１１および第２ガス流方向変更板１２１が来るように描いたものである。第１ガス流方向変更板１１１および第２ガス流方向変更板１２１は、ランプ１０１に対してどちら側に配置してもよい。もちろん上述した第１ノズル１１０および第２ノズル１２０も同様にランプ１０１に対してどちら側に配置してもよい。
【００６１】  各ガス噴射部の形状や形態は図３〜５に示したもののほかにも、発光有効長の全長にわたり略一様な流量でガスを噴射することができる形状であればどのような形状でもよく、限定されない。
【００６２】  第１ノズル１１０および第２ノズル１２０による作用を説明する。図６はノズルによる作用を説明するための側面図である。なお、ガス流方向変更板を用いた場合も同様の作用である。
【００６３】  第１ノズル１１０は、ランプ１０１に直接ガスを噴き付けることで、ランプ管面の近傍に層流（矢印ａで示した第１ガス流）を生み出す。この第１ガス流ａはランプ管面近くに到来した昇華物（その他の飛散物を含む。以下同様）をランプ管面近傍から排除して、ランプ管面に付着するのを抑制する。
【００６４】  第２ノズル１２０は、被処理物２００方向へ直接ガスを噴き付けることで、被処理物２００の表面近傍に層流（矢印ｂで示した第２ガス流）を生み出す。この第２ガス流ｂは舞い上がった昇華物をいち早く吹き流して、ランプ近くへ飛来することを抑制する。なお、第２ノズル１２０が噴射するガスが被処理物２００の表面上から昇華物を舞い上げてしまう可能性もあるが、一方向から噴き付けることで舞い上がった昇華物は一定方向に流れる層流によって排除することができる。また、昇華物が仮にランプ近くまで飛来したとしても、第１ノズル１１０による層流がランプ管面への付着を防止するのである。
【００６５】  次に、被処理物２００について説明する。
【００６６】  本実施形態における被処理物２００は、基材上に、たとえば紫外線照射によって硬化するケイ素酸化物前駆体またはケイ素酸窒化物前駆体を含むシート状、帯状、または板状の部材である。このような部材には、たとえばガスバリア性フィルムがある。ガスバリア性フィルムは、フィルム基材上にケイ素酸化物前駆体またはケイ素酸窒化物前駆体が塗布されていて、紫外線照射によってケイ素酸化物前駆体またはケイ素酸窒化物前駆体が硬化することで改質されてガスバリア効果が付与される。ガスバリア性フィルムは、たとえば、有機ＥＬ素子、液晶表示素子（ＬＣＤ）、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池（ＰＶ）等の電子デバイスに広く利用されている。
【００６７】  ガスバリア性フィルムの具体例を説明する。ガスバリア性フィルムに用いられるフィルム基材としては、たとえば、シリコン等の金属基板、ガラス基板、セラミックス基板、プラスチックフィルム等が挙げられるが、好ましくはプラスチックフィルムが用いられる。用いられるプラスチックフィルムは、ガスバリア膜、ハードコート層等を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００６８】  ガスバリア性フィルムを有機ＥＬ素子等の電子デバイスの基板として使用する場合は、フィルム基材は耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、線膨張係数が１５ｐｐｍ／Ｋ以上１００ｐｐｍ／Ｋ以下で、かつガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以上３００℃以下の樹脂フィルム基材が使用される。該樹脂フィルム基材は、電子部品用途、ディスプレイ用積層フィルムとしての必要条件を満たしている。これらの用途にガスバリア性フィルムを用いる場合、ガスバリア性フィルムは、１５０℃以上の工程に曝されることがある。この場合、ガスバリア性フィルムにおけるフィルム基材の線膨張係数が１００ｐｐｍ／Ｋを超えると、ガスバリア性フィルムを前記のような温度の工程に流す際に基板寸法が安定せず、熱膨張および収縮に伴い、遮断性性能が劣化する不都合や、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなる。１５ｐｐｍ／Ｋ未満では、フィルムがガラスのように割れてしまいフレキシビリティが劣化する場合がある。
【００６９】  フィルム基材のＴｇや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。フィルム基材として用いることができる熱可塑性樹脂のより好ましい具体例としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：７０℃）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：１２０℃）、ポリカーボネート（ＰＣ：１４０℃）、脂環式ポリオレフィン（たとえば日本ゼオン株式会社製、ゼオノア（登録商標）１６００：１６０℃）、ポリアリレート（ＰＡｒ：２１０℃）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ：２２０℃）、ポリスルホン（ＰＳＦ：１９０℃）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ：特開２００１−１５０５８４号公報に記載の化合物：１６２℃）、ポリイミド（たとえば三菱ガス化学株式会社製、ネオプリム（登録商標）：２６０℃）、フルオレン環変性ポリカーボネート（ＢＣＦ−ＰＣ：特開２０００−２２７６０３号公報に記載の化合物：２２５℃）、脂環変性ポリカーボネート（ＩＰ−ＰＣ：特開２０００−２２７６０３号公報に記載の化合物：２０５℃）、アクリロイル化合物（特開２００２−８０６１６号公報に記載の化合物：３００℃以上）等が挙げられる（括弧内はＴｇを示す）。
【００７０】  さらにこのようなガスバリア性フィルムは、偏光板と組み合わせて使用されるものがある。偏光板と組み合わる場合は、ガスバリア性フィルムのガスバリア膜がセルの内側に向くようにし、最も内側に（素子に隣接して）配置することが好ましい。このとき、偏光板よりセルの内側にガスバリア性フィルムが配置されることになるため、ガスバリア性フィルムのレターデーション値が重要になる。このような態様でのガスバリア性フィルムの使用形態は、レターデーション値が１０ｎｍ以下のフィルム基材を用いたガスバリア性フィルムと円偏光板（１／４波長板＋（１／２波長板）＋直線偏光板）を積層して使用するか、あるいは１／４波長板として使用可能な、レターデーション値が１００ｎｍ〜１８０ｎｍのフィルム基材を用いたガスバリア性フィルムに直線偏光板を組み合わせて用いるのが好ましい。
【００７１】  レターデーションが１０ｎｍ以下のフィルム基材としては、たとえば、セルローストリアセテート（富士フイルム株式会社製：フジタック（登録商標））、ポリカーボネート（帝人化成株式会社製：ピュアエース（登録商標）、株式会社カネカ製：エルメック（登録商標））、シクロオレフィンポリマー（ＪＳＲ株式会社製：アートン（登録商標）、日本ゼオン株式会社製：ゼオノア（登録商標））、シクロオレフィンコポリマー（三井化学株式会社製：アペル（登録商標）（ペレット）、ポリプラスチック株式会社製：トパス（登録商標）（ペレット））、ポリアリレート（ユニチカ株式会社製：Ｕ１００（ペレット））、透明ポリイミド（三菱ガス化学株式会社製：ネオプリム（登録商標））等を挙げることができる。
【００７２】  また１／４波長板としては、上記のフィルム基材を適宜延伸することで所望のレターデーション値に調整したフィルム基材を用いることができる。
【００７３】  また、ガスバリア性フィルムは、有機ＥＬ素子等の電子デバイスとして利用されることから、プラスチックフィルムは透明であることが好ましい。すなわち、光線透過率が通常８０％以上、好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５：１９８１に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。ただし、ガスバリア性フィルムをディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。したがって、このような場合は、プラスチックフィルムとして不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、たとえば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。
【００７４】  ガスバリア性フィルムの基材として用いられるプラスチックフィルムの厚みは、用途によって適宜選択されるため特に制限がないが、典型的には１〜８００μｍであり、好ましくは１０〜２００μｍである。これらのプラスチックフィルムは、透明導電層、プライマー層等の機能層を有していてもよい。機能層については、上述したもののほか、特開２００６−２８９６２７号公報の段落番号００３６〜００３８に記載されているものを好ましく採用できる。
【００７５】  基材は、表面の平滑性が高いものが好ましい。表面の平滑性としては、平均表面粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下であるものが好ましい。下限は特にないが、実用上、０．０１ｎｍ以上である。必要に応じて、基材の両面、少なくともガスバリア膜を設ける側を研摩し、平滑性を向上させておいてもよい。
【００７６】  また、上記に挙げた樹脂等を用いた基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。
【００７７】  次に、ケイ素酸化物前駆体およびケイ素酸窒化物前駆体について説明する。
【００７８】  ケイ素酸化物前駆体またはケイ素酸窒化物前駆体（以下、単に前駆体とも称する）の具体的な例としては、たとえば、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン、シルセスキオキサン、テトラメチルシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、１，１−ジメチル−１−シラシクロブタン、トリメチルビニルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、トリメトキシビニルシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジビニルシラン、ジメチルエトキシエチニルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジメトキシメチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、アリールトリメトキシシラン、エトキシジメチルビニルシラン、アリールアミノトリメトキシシラン、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリビニルシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、メチルトリアセトキシシラン、アリールオキシジメチルビニルシラン、ジエチルビニルシラン、ブチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、テトラビニルシラン、トリアセトキシビニルシラン、テトラアセトキシシラン、３−トリフルオロアセトキシプロピルトリメトキシシラン、ジアリールジメトキシシラン、ブチルジメトキシビニルシラン、トリメチル−３−ビニルチオプロピルシラン、フェニルトリメチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、フェニルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルイソペンチロキシビニルシラン、２−アリールオキシエチルチオメトキシトリメチルシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−アリールアミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ジメチルエチキシフェニルシラン、ベンゾイロキシトリメチルシラン、３−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ジメチルエトキシ−３−グリシドキシプロピルシラン、ジブトキシジメチルシラン、３−ブチルアミノプロピルトリメチルシラン、３−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、ビス（ブチルアミノ）ジメチルシラン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジアセトキシメチルフェニルシラン、ジメチル−ｐ−トリルビニルシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ジエチルメチルフェニルシラン、ベンジルジメチルエトキシシラン、ジエトキシメチルフェニルシラン、デシルメチルジメトキシシラン、ジエトキシ−３−グリシドキシプロピルメチルシラン、オクチロキシトリメチルシラン、フェニルトリビニルシラン、テトラアリールオキシシラン、ドデシルトリメチルシラン、ジアリールメ���ルフェニルシラン、ジフェニルメチルビニルシラン、ジフェニルエトキシメチルシラン、ジアセトキシジフェニルシラン、ジベンジルジメチルシラン、ジアリールジフェニルシラン、オクタデシルトリメチルシラン、メチルオクタデシルジメチルシラン、ドコシルメチルジメチルシラン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，４−ビス（ジメチルビニルシリル）ベンゼン、１，３−ビス（３−アセトキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシロキサン、１，３，５−トリス（３，３，３−トリフルオロプロピル）−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テトラエトキシ−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等を挙げることができる。これら前駆体は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００７９】  上記シルセスキオキサンとしては、たとえば、Ｍａｙａｔｅｒｉａｌｓ製Ｑ８シリーズのＯｃｔａｋｉｓ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ）ｐｅｎｔａｃｙｃｌｏ−ｏｃｔａｓｉｌｏｘａｎｅ−ｏｃｔａｋｉｓ（ｙｌｏｘｉｄｅ）ｈｙｄｒａｔｅ；Ｏｃｔａ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ）ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａｋｉｓ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ）ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａ［［３−［（３−ｅｔｈｙｌ−３−ｏｘｅｔａｎｙｌ）ｍｅｔｈｏｘｙ］ｐｒｏｐｙｌ］ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ；Ｏｃｔａａｌｌｙｌｏｘｅｔａｎｅ  ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａ［（３−Ｐｒｏｐｙｌｇｌｙｃｉｄｙｌｅｔｈｅｒ）ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ；Ｏｃｔａｋｉｓ［［３−（２，３−ｅｐｏｘｙｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｒｏｐｙｌ］ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａｋｉｓ［［２−（３，４−ｅｐｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ）ｅｔｈｙｌ］ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａｋｉｓ［２−（ｖｉｎｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ；Ｏｃｔａｋｉｓ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌｓｉｌｏｘｙ）ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａｋｉｓ［（３−ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａ［（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌｐｒｏｐｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌｏｘｙ］ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、Ｏｃｔａｋｉｓ［（３−ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ］ｏｃｔａｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ、および有機基を含まない水素化シルセスキオキサン等が挙げられる。
【００８０】  これら前駆体の中でも、成膜性、クラック等の欠陥が少ないこと、残留有機物の少なさの点で、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン等のポリシラザン；シルセスキオキサン等のポリシロキサン等が好ましく、ガスバリア性能が高く、屈曲時および高温高湿条件下であってもバリア性能が維持されることから、ポリシラザンがより好ましく、パーヒドロポリシラザンが特に好ましい。
【００８１】  ポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーであり、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等の結合を有し、かつＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、および両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙ等の前駆体となる無機ポリマーである。
【００８２】  具体的には、ポリシラザンは、好ましくは下記の構造を有する。
【００８３】
【化１】
2017145635.tif 000003
【００８４】  上記一般式（Ｉ）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または（トリアルコキシシリル）アルキル基である。この際、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。ここで、アルキル基としては、炭素原子数１〜８の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などがある。また、アリール基としては、炭素原子数６〜３０のアリール基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などの非縮合炭化水素基；ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基などの縮合多環炭化水素基が挙げられる。（トリアルコキシシリル）アルキル基としては、炭素原子数１〜８のアルコキシ基で置換されたシリル基を有する炭素原子数１〜８のアルキル基が挙げられる。より具体的には、３−（トリエトキシシリル）プロピル基、３−（トリメトキシシリル）プロピル基などが挙げられる。上記Ｒ１〜Ｒ３に場合によって存在する置換基は、特に制限はないが、たとえば、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、メルカプト基（−ＳＨ）、シアノ基（−ＣＮ）、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、ニトロ基（−ＮＯ２）などがある。なお、場合によって存在する置換基は、置換するＲ１〜Ｒ３と同じとなることはない。たとえば、Ｒ１〜Ｒ３がアルキル基の場合には、さらにアルキル基で置換されることはない。これらのうち、好ましくは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビニル基、３−（トリエトキシシリル）プロピル基または３−（トリメトキシシリルプロピル）基である。
【００８５】  また、上記一般式（Ｉ）において、ｎは、整数であり、一般式（Ｉ）で表される構造を有するポリシラザンが１５０〜１５０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。
【００８６】  上記一般式（Ｉ）で表される構造を有する化合物において、好ましい態様の一つは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザンである。
【００８７】  または、ポリシラザンとしては、下記一般式（ＩＩ）で表される構造を有する。
【００８８】
【化２】
2017145635.tif 000004
【００８９】  上記一般式（ＩＩ）において、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、Ｒ４’、Ｒ５’およびＲ６’は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または（トリアルコキシシリル）アルキル基である。この際、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、Ｒ４’、Ｒ５’およびＲ６’は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。上記における、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または（トリアルコキシシリル）アルキル基は、上記一般式（Ｉ）の定義と同様であるため、説明を省略する。
【００９０】  また、上記一般式（ＩＩ）において、ｎ’およびｐは、整数であり、一般式（ＩＩ）で表される構造を有するポリシラザンが１５０〜１５０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、ｎ’およびｐは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。
【００９１】  上記一般式（ＩＩ）のポリシラザンのうち、Ｒ１’、Ｒ３’およびＲ６’が各々水素原子を表し、Ｒ２’、Ｒ４’およびＲ５’が各々メチル基を表す化合物；Ｒ１’、Ｒ３’およびＲ６’が各々水素原子を表し、Ｒ２’、Ｒ４’が各々メチル基を表し、Ｒ５’がビニル基を表す化合物；Ｒ１’、Ｒ３’、Ｒ４’およびＲ６’が各々水素原子を表し、Ｒ２’およびＲ５’が各々メチル基を表す化合物が好ましい。
【００９２】  または、ポリシラザンとしては、下記一般式（ＩＩＩ）で表される構造を有する。
【００９３】
【化３】
2017145635.tif 000005
【００９４】  上記一般式（ＩＩＩ）において、Ｒ１”、Ｒ２”、Ｒ３”、Ｒ４”、Ｒ５”、Ｒ６”、Ｒ７”、Ｒ８”およびＲ９”は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または（トリアルコキシシリル）アルキル基である。この際、Ｒ１”、Ｒ２”、Ｒ３”、Ｒ４”、Ｒ５”、Ｒ６”、Ｒ７”、Ｒ８”およびＲ９”は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。上記における、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または（トリアルコキシシリル）アルキル基は、上記一般式（Ｉ）の定義と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】  また、上記一般式（ＩＩＩ）において、ｎ”、ｐ”およびｑは、整数であり、一般式（ＩＩＩ）で表される構造を有するポリシラザンが１５０〜１５０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、ｎ”、ｐ”およびｑは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。
【００９６】  上記一般式（ＩＩＩ）のポリシラザンのうち、Ｒ１”、Ｒ３”およびＲ６”が各々水素原子を表し、Ｒ２”、Ｒ４”、Ｒ５”およびＲ８”が各々メチル基を表し、Ｒ９”が（トリエトキシシリル）プロピル基を表し、Ｒ７”がアルキル基または水素原子を表す化合物が好ましい。
【００９７】  一方、そのＳｉと結合する水素原子部分の一部がアルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより下地である基材との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック膜に靭性を持たせることができ、より（平均）膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。このため、用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択してよく、混合して使用することもできる。
【００９８】  パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と６および８員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度（ポリスチレン換算）で、液体または固体の物質があり、その状態は分子量により異なる。
【００９９】  ポリシラザンの別の例としては、以下に制限されないが、たとえば、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（特開平７−１９６９８６号公報）等の、低温でセラミック化するポリシラザンが挙げられる。
【０１００】  以上のような前駆体は、塗膜を形成するための塗布液（以下、塗膜形成用塗布液とも称する）に調製される。調製に用いられる溶剤としては、前駆体を溶解できるものであれば特に制限されないが、前駆体と容易に反応してしまう水および反応性基（たとえば、ヒドロキシル基、あるいはアミン基等）を含まず、前駆体に対して不活性の有機溶剤が好ましく、非プロトン性の有機溶剤がより好ましい。具体的には、溶剤としては、非プロトン性溶剤；たとえば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒；塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類：たとえば、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、モノ−およびポリアルキレングリコールジアルキルエーテル（ジグライム類）などを挙げることができる。上記溶剤は、前駆体の溶解度や溶剤の蒸発速度等の目的にあわせて選択され、単独で使用されてもまたは２種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
【０１０１】  塗膜形成用塗布液における前駆体の濃度は、特に制限されず、ガスバリア膜の膜厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは１〜８０重量％、より好ましくは５〜５０重量％、さらに好ましくは１０〜４０重量％である。
【０１０２】  塗膜形成用塗布液は、改質を促進するために、触媒を含有することが好ましい。適用可能な触媒としては、たとえば、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、３−モルホリノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン等のアミン化合物、Ｐｔアセチルアセトナート等のＰｔ化合物、プロピオン酸Ｐｄ等のＰｄ化合物、Ｒｈアセチルアセトナート等のＲｈ化合物等の金属触媒、Ｎ−複素環式化合物、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ピペリジン、ルチジン、ピリミジン、ピリダジン等のピリジン化合物、ＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン）、ＤＢＮ（１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン）、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、マレイン酸、ステアリン酸、等の有機酸、塩酸、硝酸、硫酸、過酸化水素等の無機酸等が挙げられる。これらのうち、アミン化合物を用いることが好ましい。この際添加する触媒の濃度としては、ポリシラザンを基準としたとき、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜７重量％の範囲である。触媒添加量をこの範囲とすることで、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、および膜密度の低下、膜欠陥の増大などを避けることができる。
【０１０３】  塗膜形成用塗布液には、必要に応じて下記に挙げる添加剤を用いることができる。たとえば、セルロースエーテル類、セルロースエステル類；たとえば、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセトブチレート等、天然樹脂；たとえば、ゴム、ロジン樹脂等、合成樹脂；たとえば、重合樹脂等、縮合樹脂；たとえば、アミノプラスト、特に尿素樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステルもしくは変性ポリエステル、エポキシド、ポリイソシアネートもしくはブロック化ポリイソシアネート、ポリシロキサン等である。
【０１０４】  塗膜形成用塗布液を塗布する方法としては、従来公知の適切な湿式塗布方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
【０１０５】  塗布厚さは、目的に応じて適切に設定され得る。たとえば、ガスバリア膜１層当たりの塗布厚さは、乾燥後の厚さが５〜５００ｎｍ程度であることが好ましく、１０〜４００ｎｍであることがより好ましい。膜厚が５ｎｍ以上であれば十分なバリア性を得ることができ、５００ｎｍ以下であれば、塗膜形成時に安定した塗布性を得ることができ、かつ高い光線透過性を実現できる。
【０１０６】  塗布液を塗布した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。塗膜を乾燥することによって、塗膜中に含有される有機溶媒を除去することができる。この際、塗膜に含有される有機溶媒は、すべてを乾燥させてもよいが、一部残存させていてもよい。一部の有機溶媒を残存させる場合であっても、好適なガスバリア膜が得られうる。なお、残存する溶媒は後に除去されうる。
【０１０７】  塗膜の乾燥温度は、適用する基材によっても異なるが、５０〜２００℃であることが好ましい。たとえば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃のポリエチレンテレフタレート基材を基材として用いる場合には、乾燥温度は、熱による基材の変形等を考慮して１５０℃以下に設定することが好ましい。上記温度は、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することによって設定されうる。乾燥時間は短時間に設定することが好ましく、たとえば、乾燥温度が１５０℃である場合には３０分以内に設定することが好ましい。また、乾燥雰囲気は、大気雰囲気下、窒素雰囲気下、アルゴン雰囲気下、真空雰囲気下、酸素濃度をコントロールした減圧雰囲気下等のいずれの条件であってもよい。
【０１０８】  上部塗膜形成用塗布液を塗布して得られた塗膜は、改質処理前または改質処理中に水分を除去する工程を含んでいてもよい。水分を除去する方法としては、低湿度環境を維持して除湿する形態が好ましい。低湿度環境における湿度は温度により変化するので、温度と湿度の関係は露点温度の規定により好ましい形態が示される。好ましい露点温度は４℃以下（温度２５℃／湿度２５％）で、より好ましい露点温度は−５℃（温度２５℃／湿度１０％）以下であり、維持される時間はガスバリア膜の膜厚によって適宜設定することが好ましい。ガスバリア膜の膜厚が１．０μｍ以下の条件においては、露点温度は−５℃以下で、維持される時間は１分以上であることが好ましい。なお、露点温度の下限は特に制限されないが、通常、−５０℃以上であり、−４０℃以上であることが好ましい。改質処理前、あるいは改質処理中に水分を除去することによって、ガスバリア膜の脱水反応を促進する観点から好ましい形態である。
【０１０９】  好ましい前駆体であるポリシラザンは、有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのまま塗膜形成用塗布液として使用することができる。ポリシラザン溶液の市販品としては、メルクパフォーマンスマテリアルズ社製のＮＮ１２０−１０、ＮＮ１２０−２０、ＮＡＸ１２０−２０、ＮＮ１１０、ＮＮ３１０、ＮＮ３２０、ＮＬ１１０Ａ、ＮＬ１２０Ａ、ＮＬ１２０−２０、ＮＬ１５０Ａ、ＮＰ１１０、ＮＰ１４０、ＳＰ１４０等が挙げられる。
【０１１０】  上記前駆体を塗布した後、硬化させるために、本実施形態に係る光照射装置を用いて紫外線を照射することにより行う。たとえばケイ素酸化物またはケイ素酸窒化物内の原子間結合力より大きい、２００ｎｍ未満の波長成分の光エネルギーを用い、好ましくは１００〜１８０ｎｍの波長成分を含む紫外光を用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温（約２００℃以下）で、ケイ素酸化物膜および／またはケイ素酸窒化物膜の形成を行う。
【０１１１】  このような紫外光源としては、２００ｎｍ未満の波長成分を含む紫外光を発生させるものであればよい。好適にはエキシマラジエータ（たとえば、約１７２ｎｍに最大放射を有するＸｅエキシマランプや約１９３ｎｍに最大放射を有するＡｒＦエキシマランプ、約１６１ｎｍに最大放射を有するＡｒＢｒエキシマランプ等のエキシマランプ）、約１８５ｎｍおよび２５４ｎｍに輝線を有する低圧水銀ランプやアマルガムランプ、重水素ランプ、約１５６ｎｍと約１６５ｎｍに強い輝線を有する一酸化炭素を用いたランプ（たとえば特開２０１０−１３５１６２公報）などが用いられる。
【０１１２】  これら紫外光源の中でも、希ガスエキシマランプが特に好ましく用いられる。Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎｅ等の希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電等によりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には、    ｅ＋Ｘｅ→ｅ＋Ｘｅ＊    Ｘｅ＊＋Ｘｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ２＊＋Ｘｅとなり、励起されたエキシマ分子であるＸｅ２＊が基底状態に遷移するときに１７２ｎｍのエキシマ光を発光する。
【０１１３】  エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を低く保つことができる。さらには始動・再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。
【０１１４】  エキシマ発光を得るには、誘電体バリア放電を用いる方法が知られている。誘電体バリア放電とは、両電極間に誘電体（エキシマランプの場合は透明石英）を介してガス空間を配し、電極に数１０ｋＨｚの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じる、雷に似た非常に細いマイクロ放電（ｍｉｃｒｏ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）と呼ばれる放電で、マイクロ放電のストリーマが管壁（誘電体）に達すると誘電体表面に電荷が溜まるため、マイクロ放電は消滅する。このマイクロ放電が管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返している放電である。このため肉眼でもわかる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。
【０１１５】  効率よくエキシマ発光を得る方法としては、誘電体バリア放電以外には無電極電界放電でも可能である。
【０１１６】  容量性結合による無電極電界放電で、別名高周波放電（ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）放電）とも呼ばれる。ランプ１０１と電極およびその配置は、基本的には誘電体バリア放電と同じでよいが、両極間に印加される高周波は数ＭＨｚで点灯される。無電極電界放電はこのように空間的にまた時間的に一様な放電が得られるため、チラツキがない長寿命のランプ１０１が得られる。
【０１１７】  誘電体バリア放電の場合は、マイクロ放電が電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。このため細い金属線を網状にした電極が用いられる。この電極は光を遮らないようにできるだけ細い線が用いられるため、酸素雰囲気中では真空紫外光により発生するオゾン等により損傷しやすい。
【０１１８】  これを防ぐためにはランプ１０１の周囲、すなわち照射装置内を窒素等の不活性ガスの雰囲気にし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。合成石英の窓は高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じる。
【０１１９】  二重円筒型ランプは外径が２５ｍｍ程度であるため、ランプ軸の直下とランプ側面では照射面までの距離の差が無視できず、照度に大きな差を生じる。したがって仮にランプ１０１を密着して並べても、一様な照度分布が得られない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られる。
【０１２０】  無電極電界放電を用いた場合には、外部電極を網状にする必要はない。ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけでグロー放電は放電空間全体に広がる。外部電極には、通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用される。しかし、ランプ１０１の外径は誘電体バリア放電の場合と同様に大きいため一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。
【０１２１】  これら合成石英の窓を用いた場合は、合成石英の窓がランプ管面ということになる。したがって、昇華物などにより汚染されると、この合成石英の窓の洗浄または交換が必要となる。
【０１２２】  細管エキシマランプの最大の特徴は、構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマ発光を行うためのガスを封入しているだけである。したがって、非常に安価な光源を提供できる。
【０１２３】  二重円筒型ランプは、内外管の両端を接続して閉じる加工をしているため、細管ランプに比べ取り扱いや輸送で破損しやすい。細管ランプの管の外径は６〜１２ｍｍ程度で、あまり太いと始動に高い電圧が必要になる。
【０１２４】  放電の形態は、誘電体バリア放電でも無電極電界放電のいずれでも使用できる。電極の形状はランプ１０１に接する面が平面であってもよいが、ランプ１０１の曲面に合わせた形状にすればランプ１０１をしっかり固定できると共に、電極がランプ１０１に密着することにより放電がより安定する。また、アルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板にもなる。
【０１２５】  希ガスエキシマランプのうち、Ｘｅエキシマランプは、波長の短い１７２ｎｍの紫外光を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生させることができる。
【０１２６】  また、波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは、有機物の結合を解離させる能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間で塗膜の改質を実現できる。
【０１２７】  エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で、すなわち短い波長でエネルギーを照射するため、解射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるＰＥＴなどのフレシキブルフィルム材料に適している。
【０１２８】  本実施形態に係る光照射装置１００においても、これら誘電体バリア放電や無電極電界放電によるランプ１０１が好適に用いられる。
【０１２９】  照射時の反応には、酸素が必要であるが、２００ｎｍ以下の波長成分を含む紫外光は、酸素による吸収があるため効率が低下しやすいことから、照射は可能な限り酸素濃度および水蒸気濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、照射時の酸素濃度は、０．０１〜５体積％であることが好ましく、０．０１〜１体積％であることがより好ましく、０．０１〜０．５体積％であることがさらに好ましい。この範囲であれば、塗膜の改質が十分に進み、また酸素による紫外光の吸収も抑制されることから、オゾンの発生も抑制され、得られるガスバリア性フィルムの損傷も抑えられる。
【０１３０】  紫外光照射時に用いられる、照射雰囲気を満たすガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。これらを満たすため本実施形態の装置では、装置内雰囲気の酸素濃度を上記範囲に維持しつつ、乾燥窒素ガスを第１ノズル１１０および第２ノズル１２０から噴き付けるとよい。
【０１３１】  塗膜が受ける塗膜面での紫外光のピーク照度は５０〜５００ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましく、８０〜３００ｍＷ／ｃｍ２であることがより好ましい。この範囲であれば、塗膜の深部まで改質が可能となる。
【０１３２】  塗膜面における紫外光の照射エネルギー量（照射量）は、０．０１〜２０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましく、０．１〜２０Ｊ／ｃｍ２であることがより好ましく、０．３〜１５Ｊ／ｃｍ２であることがさらに好ましい。この範囲であれば、硬化が十分に進み、生産性が向上する。また、過剰改質によるクラック発生や、フィルム基材の熱変形を防ぐことができる。なお、紫外線照射工程は、複数回行われてもよいが、その場合、照射量の合計が上記範囲となるように、１回あたりの照射量を適宜選択すればよい。
【０１３３】  紫外光の照射は、照射される塗膜を担持しているフィルム基材がダメージを受けない範囲で、フィルム基材−紫外光源間の距離や照射時間を設定することが好ましい。
【０１３４】  フィルム基材としてプラスチックフィルムを用いた場合を例にとると、基材−紫外線照射ランプ間の距離は、酸素による光吸収を抑制するという観点から、０．０１〜１０ｍｍが好ましい。また、照射時間は、改質効率や生産性の観点から、０．０５〜３００秒が好ましい。
【０１３５】  また、紫外線照射は、２００ｎｍ以上２３０ｎｍ未満の波長を有する紫外光を用いることもある。このような波長の紫外光源は、２００ｎｍ以上２３０ｎｍ未満の波長を有する紫外光を発生させるものであればよく、たとえば、ＫｒＣｌエキシマランプ（２２２ｎｍの単一波長）、ＫｒＢｒエキシマランプ（２０７ｎｍ）、ＡｌＧａＮやＡｌＮを用いたＬＥＤ素子等が挙げられるが、特に限定されない。またＸｅエキシマランプのガラス管内部に蛍光体を設けること（たとえば特開２０１１−１７５８２３）や、Ｘｅエキシマランプと塗膜間に蛍光体を設けたフィルターを介することで当該波長の紫外線を発生させることができる。
【０１３６】  この場合も、酸素が必要であり、照射時の酸素濃度は、０．０１〜２１体積％であることが好ましく、０．１〜２１体積％であることがより好ましい。この範囲であれば、塗膜の改質が十分に進む。また照射雰囲気を満たすガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。このような波長の場合も上記２００ｎｍ未満お波長の紫外線照射と同様に本実施形態の装置では、装置内雰囲気の酸素濃度を上記範囲に維持しつつ、乾燥窒素ガスを第１ノズル１１０および第２ノズル１２０から噴き付けるとよい。
【０１３７】  このような波長の紫外線照射の場合は、塗膜が受ける塗膜面での該紫外光のピーク照度は１０〜５００ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましく、５０〜３００ｍＷ／ｃｍ２であることがより好ましい。この範囲であれば、塗膜の深部まで硬化が可能となる。また、塗膜面における紫外光の照射エネルギー量（照射量）は、０．０１〜２０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましく、０．１〜１５Ｊ／ｃｍ２であることがより好ましく、０．３〜１０Ｊ／ｃｍ２であることがさらに好ましい。この範囲であれば、硬化が十分に進み、生産性が向上する。また、過剰改質によるクラック発生や、フィルム基材の熱変形を防ぐことができる。この場合も紫外線照射を複数回行ってもよいが、その場合、照射量の合計が上記範囲となるように、１回あたりの照射量を適宜選択すればよい。紫外光の照射は、照射される塗膜を担持しているフィルム基材がダメージを受けない範囲で、フィルム基材−紫外光源間の距離や照射時間を設定することが好ましい。
【０１３８】  フィルム基材としてプラスチックフィルムを用いた場合を例にとると、基材−紫外線照射ランプ間の距離は、酸素による光吸収を抑制するという観点から、０．０１〜１００ｍｍが好ましい。また、照射時間は、改質効率や生産性の観点から、０．０５〜３００秒が好ましい。
【０１３９】  紫外線源であるランプ１０１と被処理物２００との間隔は上記紫外線照射エネルギーとなるように設置すればよく、特に制限されないが、たとえば、５〜５０ｍｍであることが好ましい。また、ランプ１０１は、被処理物２００の移動方向に一定間隔（たとえば、５〜２００ｍｍ間隔）で設置する。このときランプ１０１の設置本数は、被処理物２００との相対速度によって異なり、ランプ照度が同じであれば、ランプ１０１の設置本数が少ない場合には相対速度を遅くすることで、硬化に必要なエネルギー量となるようにし、ランプ１０１の設置本数が多い場合には相対速度を速くすることでスループットを上げることが可能となる。
【実施例】
【０１４０】  本発明を適用した実施例を説明する。【０１４１】  （試験内容）  エキシマランプ１本の光照射装置を使用した。被処理物は、エキシマランプに対して移動させた。被処理物の移動はロールトゥロール方式によって行った。光照射装置および被処理物の構成は下記のとおりである。【０１４２】  光照射装置は、エム・ディ・コム社製の水冷式エキシマランプを有する。エキシマランプは外形２０ｍｍφのサイズであり、有効照射幅が５００ｍｍである。また、管面照度はランプの管面から３ｍｍの距離（間隙は窒素充填）で、１２０±５ｍＷ／ｃｍ２の範囲に調整して用いた。【０１４３】  ガス噴射ノズルは、第１ノズルおよび第２ノズル共に、噴射口の開口が高さ０．５ｍｍ、長さ５００ｍｍのスリット状（矩形状）の噴射口を有する。使用したガスは窒素ガスである。【０１４４】  被処理物の基材は５５０ｍｍ幅、１００μｍのＰＥＴ基材（東レ社製のＵＨ１３）を用いた。【０１４５】  塗布液として、ポリシラザン（メルクパフォーマンスマテリアルズ社製、ＮＮ１２０）をジブチルエーテルで５質量％に希釈して調製した。【０１４６】  基材を０．５ｍ／ｍｉｎの速度で移動させ、エクストルージョンコータを用い、基材の平滑面側に、乾燥膜厚で１００ｎｍとなるように塗布液を塗布した。塗布幅は５００ｍｍ幅である。この移動速度においては、塗布後、第一乾燥部で５０℃１０分間の乾燥の後、第二乾燥部で８０℃１０分間の乾燥が行われる条件である。【０１４７】  光照射装置のチャンバーに窒素を供給し、ランプ管面と基材塗布面との間の空間の酸素濃度が、０．０５〜０．１体積％の範囲に維持されるよう制御し、ランプから紫外線照射を行った。このときノズルの配置および窒素ガス流量を変化させて、実施例および比較例となるように、５００ｍの連続処理を行った。なお各実施例および比較例ともに、開始時には新品のランプを用いた。【０１４８】  （評価方法）  ランプ管面照度測定  ５００ｍの連続処理前後における管面照度を下記のように測定した。【０１４９】  ランプの管面から３ｍｍの距離（間隙は窒素充填）での照度を５００ｍの連続処理の前と後で測定し、連続処理前の照度を１００としたときの、連続処理後の照度をランプ汚れ指標とした。照度は、ランプ中央、ランプ中央から左右に２００ｍｍ離れた合計３点で測定し、３点の平均値を照度とした。それぞれの測定はランプ管面の最も被処理物に近い部位で行った。【０１５０】  図７〜図２６は各実施例および比較例を説明するための説明図であり、各図において、（ａ）は設定条件および汚れ指標の結果を示す図表であり、（ｂ）は被処理物移動方向をｘ軸、被処理物から垂直の高さ方向をｙ軸とした２次元座標上に、被処理物移動位置と方向、ランプ、および各ノズルの配置を示す図である。（ａ）の図表に示した設定条件は、ランプと被処理物の距離、ノズル設定値（位置および噴射角度）、ガス流量である。（ｂ）の図においてはランプ管面の最も被処理物に近い位置を２次元座標の原点（ゼロ）となるように示した。【０１５１】  また、表１に各実施例および比較例の設定条件概要とランプ汚れ指標の結果をまとめた。なお、表１において設定条件概要とは、図７〜図２６に示した設定条件の概要であり、「α」および「β」は噴射角度（なす角αおよびなす角β）、「流量」は窒素ガスの流量、「向き」はガスを噴射させた方向でランプ方向か被処理物方向かを示している。「配置」は被処理物の移動方向に対してノズルをランプよりも上流側に配置したか下流側に配置したかを示している。【０１５２】
【表１】
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【０１５３】  上記試験結果から以下のことがわかる。ノズルが１つ（第１ノズルのみ）の比較例１〜７では、ノズルの角度や窒素ガス流量が違っても汚れ指標は、良いものでも９１、そのほかはどれも９０以下となっている。しかも、ノズルが１つでは、ランプ方向へ噴射しても、被処理物方向へ噴射しても、汚れ指標はあまり変わらない。【０１５４】  一方、実施例１〜４は、上述した実施例の各条件の範囲内となるように第１ノズルおよび第２ノズルを設置している。これら実施例１〜４は、汚れ指標が９７以上と、比較例１〜７と比べて明らかに良い値となっている。このことから１つのノズルによるガス流と比較して、２つのノズルによってランプと被処理物との間に２つのガス流を形成することで、ランプ汚れが抑えられていることがわかる。【０１５５】  また、比較例８は、第１ノズルはランプ方向に噴射している。一方、第２ノズルは完全に被処理物と垂直な方向（β＝０度）に噴射している。ちなみに実施例１〜４はβ＞０である。このような比較例８は２つのノズルを用いているものの汚れ指標が９２と実施例１〜４と比較して悪い結果である。これは、第２ノズルの角度が被処理物に対して垂直であるため、ランプと被処理物との間に２つのガス流による層流がうまく形成されなかったためと考えられる。【０１５６】  また、比較例９および１０はいずれも２つのノズルを用いているものの、両方のノズルがランプ方向へガスを噴射するか、被処理方向へガスを噴射している。このようにした場合も、実施例１〜４と比較して汚れ指標が悪くなっている。これらの結果から、２つのガス噴射部を設けたとしても、一方をランプ方向、他方を被処理物方向となるようにガスを流さないと、ランプ汚れを抑制する効果が少ないことがわかる。【０１５７】  また、実施例１および３は、第２ノズルの噴射角度β、およびガス流量を同じにして、第１ノズルの噴射角度αを変えている。実施例１および３の汚れ指標はいずれも比較例８〜１０より良い結果となっている。この結果から、第１ノズルからのガス流はランプに直接当たる方向であれば、汚れを抑制できることがわかる。ちなみに、これらの実施例１および３は、ランプ管面と第１ノズルとの最短距離を５ｍｍに設定している。このとき第１ノズルの第１平行線とガス噴射方向中心の延長線とのなす角α（噴射角度）は、おおむね６０度以上８０度以下であることがわかる。【０１５８】  また、実施例３および４は、第１ノズルの噴射角度α、およびガス流量を同じにして、第２ノズルの噴射角度βを変えている。実施例３および４の汚れ指標はいずれも比較例８〜１０より良い結果となっている。この結果から、第２ノズルからのガス流は被処理物に直接当たる方向であって、かつ、被処理物に対して垂直よりも傾いている必要のあることがわかる。つまり、βは０度を超えて９０度以下となるように設定することになる。特に実施例３および４からは、βが２０度以上にすることが好ましいことがわかる。なお、上限の９０度は幾何学的に考えて、βを９０度以上にしてしまうと第２ノズルからのガスが直接ランプに噴き付けることになってしまい、これでは比較例１０と同じことになる。【０１５９】  また、実施例１〜４は第１ノズルおよび第２ノズ��を被処理物移動方向のランプより下流側に設けたものである。一方、実施例５は第１ノズルおよび第２ノズルを被処理物移動方向のランプより上流側に設けたものである。これら実施例１〜４と５を比較すると、汚れ指標はほとんど同じである。したがって、２つのノズルの位置は、上流側であっても下流側であっても、ほぼ同様の効果が得られることがわかる。【０１６０】  また、比較例１１は、第１ノズルは下流から上流へランプ方向に噴射し、第２ノズルは上流から下流へ被処理物方向に噴射している。この場合も汚れ指標は、実施例１〜４よりも悪い。このように２つのノズルから２つのガス流を噴射したとしても、互いにぶつかり合う方向に噴射させたのでは、汚れを抑制する効果は実施例と比較してよくないことがわかる。【０１６１】  また、実施例６は、ランプと被処理物との距離を５ｍｍとして、実施例１〜４の１０ｍｍよりも短くしたものである。この場合も、同様の効果が得られることがわかる。一方、比較例１２および１３は、２つのノズルがランプ方向または被処理物方向を向いた例で、かつランプと被処理物との距離を５ｍｍにした例である。この場合も比較例９および１０と同様に実施例６よりも汚れ指標が悪い結果となっている。さらに、実施例７は逆に、ランプと被処理物との距離を２０ｍｍと長くしたものである。実施例１〜４よりも汚れ指標がよくなっている。これらの結果は、ランプと被処理物との距離にかかわらず、２つのノズルによってランプと被処理物との間に２つのガス流を形成することで、ランプ汚れが抑えられることを示している。【０１６２】  以上のように、２つのノズルを用いて、それぞれのノズルからランプ方向と被処理物方向にそれぞれ直接ガスを噴き付けることで、ランプの汚れを抑制できることがわかった。【０１６３】  以上本発明を適用した実施形態および実施例を説明したが、本発明は、これら実施形態および実施例に限定されるものではない。たとえば、被処理物に対してランプを移動する構成としてもよい。この場合、被処理物は固定でも移動してもよい。また、ランプからの光照射中、被処理物は移動していてもよいし、停止する形態であってもよい。ただし、ランプに対して被処理物が相対的に移動させずに光を照射する場合、第１および第２ガス噴射部やガス配管は、ランプから照射された光が第１および第２ガス噴射部やガス配管によって遮られて、被処理物に影ができない位置に設置する。また、各図においては図面としてランプの下に被処理物を配置して描いているが、ランプと被処理物は、上下左右どのような位置関係であってもよい。また、ランプの数は１つでもよいし、複数でもよい。また、被処理物の形状はシート状に限らず、ガス流の流れを遮るものでなければ、凹凸のある部材であってもよい。また、本発明は、紫外線を照射するランプを用いた光照射装置に限定されるものではない。たとえば赤外線や可視光のランプ、さらにＸ線照射などのランプを使用した光照射装置にも適用可能であり、それらランプ管面の汚染を抑制または防止することができる。【０１６４】  そのほか、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができ、それらもまた本発明の範疇である。【０���６５】  本出願は、２０１６年２月２４日に出願された日本特許出願番号２０１６-０３３６４３号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として本開示に引用される。（符号の説明）１００  光照射装置、１０１  ランプ、１０２  ランプホルダー、１０３  ガス供給管、１０３ａ、１０３ｂ  ガス配管、１１０  第１ノズル、１１１  第１ガス流方向変更板、１２１  第２ガス流方向変更板、１２０  第２ノズル、１５０  ローラー、２００  被処理物、１１０１〜１１０７、１２０１〜１２０７  ノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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