(57)【要約】【課題】光源からの熱がフィルムに伝達されることを抑制することができるフィルム用光照射装置を提供する。【解決手段】一面から光を出射する扁平なエキシマランプと、このエキシマランプが収容された、当該エキシマランプの一面に対向して配置された光透過窓部材を有するケーシングとを備えてなり、前記エキシマランプの一面からの光が前記光透過窓部材を介して前記ケーシングの外部に出射されるフィルム用光照射装置であって、前記ケーシング内に、前記エキシマランプと前記光透過窓部材との間にドライエアを送風する第１の冷却手段、および前記エキシマランプにおける前記一面とは反対側の他面に向かってドライエアを送風する第２の冷却手段が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面から光を出射する扁平なエキシマランプと、このエキシマランプが収容された、当該エキシマランプの一面に対向して配置された光透過窓部材を有するケーシングとを備えてなり、前記エキシマランプの一面からの光が前記光透過窓部材を介して前記ケーシングの外部に出射されるフィルム用光照射装置であって、
前記ケーシング内に、前記エキシマランプと前記光透過窓部材との間にドライエアを送風する第１の冷却手段、および前記エキシマランプにおける前記一面とは反対側の他面に向かってドライエアを送風する第２の冷却手段が設けられていることを特徴とするフィルム用光照射装置。
【請求項２】
前記第１の冷却手段および前記第２の冷却手段の各々から送風されるドライエアは、その露点が−４０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム用光照射装置。
【請求項３】
前記エキシマランプに高電圧を供給する昇圧トランスを備えてなり、
前記ケーシング内には、隔壁によって区画されることにより、前記エキシマランプを収容するランプ収容室および前記昇圧トランスを収容するトランス収容室が形成されており、前記隔壁には、前記第１の冷却手段および前記第２の冷却手段の各々から送風されたドライエアが通過する開口が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム用光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される長尺なフィルムの搬送経路に沿って配置されて当該フィルムに光を照射するために用いられるフィルム用光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば有機エレクトロルミネッセンス素子などのフラットパネル型の表示素子においては、樹脂よりなるフィルム基材上に有機物層が積層されてなるフィルムが設けられている（特許文献１参照。）。このようなフィルムにおける有機物層を形成する材料としては、例えば光硬化性樹脂が用いられており、フィルム基材上に光硬化性樹脂層を形成した後、当該光硬化性樹脂層に光を照射することにより、有機物層（硬化樹脂層）が積層されてなるフィルムが得られる。
従来、フィルム基材上に形成された光硬化性樹脂層を光照射処理するフィルム用光照射装置としては、光源としてメタルハライドランプを備えてなるものが知られている（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８８０２９号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のフィルム用光照射装置においては、得られるフィルムにおける有機物層に、屈曲、フィルム基材からの剥離、クラックなどが発生することにより、歩留りが低下する、という問題があることが判明した。これは、フィルムに光を照射するときに、当該フィルムが高い温度に加熱されることによるものと考えられる。
具体的に説明すると、メタルハライドランプは、点灯時において例えば５００℃以上の温度に発熱するため、フィルムに光を照射するときに、当該メタルハライドランプからの熱がフィルムに伝達されることにより、当該フィルムが高い温度に加熱される。そして、フィルム基材を構成する樹脂と有機物層を構成する硬化樹脂とは熱膨張係数が異なることから、フィルムが冷却されたときに、フィルム基材の収縮量と有機物層の収縮量との差に起因して有機物層に応力が生じる。その結果、図５（Ａ）に示すように、フィルム基材５０に積層された有機物層５５が屈曲したり、図５（Ｂ）に示すように、フィルム基材５０から有機物層５５が剥離したり、図５（Ｃ）に示すように、有機物層５５にクラックｃが生じたりする。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、光源からの熱がフィルムに伝達されることを抑制することができるフィルム用光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のフィルム用光照射装置は、一面から光を出射する扁平なエキシマランプと、このエキシマランプが収容された、当該エキシマランプの一面に対向して配置された光透過窓部材を有するケーシングとを備えてなり、前記エキシマランプの一面からの光が前記光透過窓部材を介して前記ケーシングの外部に出射されるフィルム用光照射装置であって、  前記ケーシング内に、前記エキシマランプと前記光透過窓部材との間にドライエアを送風する第１の冷却手段、および前記エキシマランプにおける前記一面とは反対側の他面に向かってドライエアを送風する第２の冷却手段が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のフィルム用光照射装置においては、前記第１の冷却手段および前記第２の冷却手段の各々から送風されるドライエアは、その露点が−４０℃以下であることが好ましい。
また、前記エキシマランプに高電圧を供給する昇圧トランスを備えてなり、
前記ケーシング内には、隔壁によって区画されることにより、前記エキシマランプを収容するランプ収容室および前記昇圧トランスを収容するトランス収容室が形成されており、前記隔壁には、前記第１の冷却手段および前記第２の冷却手段の各々から送風されたドライエアが通過する開口が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のフィルム用光照射装置によれば、光源として、メタルハライドランプに比して発熱量の小さいエキシマランプが用いられており、しかも、第１の冷却手段から送風されるドライエアによって光透過窓部材が冷却されると共に、第２の冷却手段から送風されるドライエアによってエキシマランプが冷却されるので、光源からの熱が被照射物であるフィルムに伝達されることを抑制することができる。従って、フィルムに光を照射するときに、当該フィルムが高い温度に加熱されることがないので、フィルムの硬化樹脂層に、屈曲、剥離およびクラックなどが生じることを防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のフィルム用光照射装置の一例における内部の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の光照射装置に用いられるエキシマランプの一例における構成を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は長手方向に垂直な断面を示す断面図である。
【図３】本発明のフィルム用光照射装置を備えたフィルム露光処理装置の一例における概略の構成を示す説明図である。
【図４】フィルムの一例における構成を示す説明用断面図である。
【図５】（Ａ）はフィルムにおける有機物層が屈曲した状態を示す説明用断面図、（Ｂ）はフィルムにおける有機物層がフィルム基材から剥離した状態を示す説明用断面図、（Ｃ）はフィルムにおける有機物層にクラックが生じた状態を示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のフィルム用光照射装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のフィルム用光照射装置の一例における内部の構成を示す説明図である。このフィルム用光照射装置１は、搬送される長尺なフィルムの搬送経路に沿って配置されて当該フィルムを露光するために用いられるものであって、外形が略直方体状の例えばアルミニウムよりなるケーシング１０を有する。このケーシング１０の前面（図１において下面）には、後述するエキシマランプ２０からの光を透過して当該ケーシング１０の外部に出射する光透過窓部材１１が設けられている。一方、ケーシング１０の背面には、後述する第１の冷却手段３５および第２の冷却手段３６から送風されたドライエアが排気される排気口１２が形成されており、この排気口１２には、排気ファン（図示省略）が取り付けられている。
【００１１】
ケーシング１０内には、当該ケーシング１０の前面および背面の間に例えばアルミニウムよりなる隔壁１５が設けられており、この隔壁１５よってケーシング１０の内部が区画されることにより、ケーシング１０の前面側にランプ収容室Ｓ１が形成されていると共に、ケーシング１０の背面側にトランス収容室Ｓ２が形成されている。また、隔壁１５には、後述する第１の冷却手段３５および第２の冷却手段３６からのドライエアが通過する開口１６が形成されている。
ケーシング１０内におけるランプ収容室Ｓ１には、一面（図１において下面）から光を出射する扁平なエキシマランプ２０が、当該一面が光透過窓部材１１に対向した状態で収容され、トランス収容室Ｓ２には、エキシマランプ２０に高電圧を供給する昇圧トランス３０が収容されている。
【００１２】
そして、ケーシング１０内におけるランプ収容室Ｓ１には、エキシマランプ２０と光透過窓部材１１との間にドライエアＧ１を送風する第１の冷却手段３５が設けられていると共に、エキシマランプ２０における光が出射される一面とは反対側の他面（図１において上面）に向かってドライエアＧ２を送風する第２の冷却手段３６が設けられており、第１の冷却手段３５および第２の冷却手段３６の各々は、ドライエア供給機構（図示省略）に接続されている。
【００１３】
ケーシング１０における光透過窓部材１１を構成する材料は、エキシマランプ２０からの光を透過し得るものであればよく、例えば石英ガラスを用いることができるが、ソーダガラスやホウケイ酸ガラスを用いることにより、被照射物であるフィルムの処理に不要な波長域の光を減少させることができる。
【００１４】
エキシマランプ２０としては、被処理物であるフィルムにおける光硬化性樹脂層を硬化し得る光を放射するもの、例えば波長３００〜４００ｎｍの紫外光を放射するものが用いられる。
ここで、「エキシマランプ」とは、キセノンガスなどの放電用ガスが充填された放電空間を有し、この放電用ガスに放電を誘起せしめるための２つの電極のうちの少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に誘電体材料が介在するように構成されたランプをいう。
図２は、本発明の光照射装置に用いられるエキシマランプの一例における構成を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は長手方向に垂直な断面を示す断面図である。
このエキシマランプ２０は、内部に放電空間Ｓが形成された全体が扁平な直方体状の放電容器２１を有し、この放電容器２１の内部にはエキシマ用ガスが封入されている。
放電容器２１における上壁部２１Ａおよび下壁部２１Ｂの各々の外表面には、一対のメッシュ状の電極、すなわち、高電圧給電電極として機能する一方の電極２２Ａおよび接地電極として機能する他方の電極２２Ｂが互いに対向して配置されている。
図示の例のエキシマランプ２０においては、放電容器２１における下壁部２１Ｂの外表面が、光が出射される一面とされており、放電容器２１における下壁部２１Ｂを除く各壁部の内表面には、反射材層２５、ガラス粉末層２６および蛍光体層２７がこの順で積層された状態で形成され、放電容器２１における下壁部２１Ｂの内表面には、ガラス粉末層２６および蛍光体層２７がこの順で積層された状態で形成されている。
【００１５】
放電容器２１を構成する材料としては、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を透過し得るもの、例えば石英ガラスなどを用いることができる。
一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂを構成する材料としては、アルミニウム、ニッケル、金などの金属材料を用いることができる。また、一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂは、上記の金属材料を含む導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、或いは上記の金属材料を真空蒸着することにより、形成することもできる。
放電容器２１の放電空間Ｓ内に封入されるエキシマ用ガスとしては、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、または、希ガスと、臭素、塩素、ヨウ素、フッ素等のハロゲンガスとを混合した混合ガスなどを用いることができる。
また、エキシマ用ガスの封入圧は、例えば１０〜１００ｋＰａである。
【００１６】
反射材層２５は、例えばシリカとアルミナとの混合物により構成されている。
また、ガラス粉末層２６を構成する材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラス（Ｓｉ−Ｂ−Ｏ系ガラス）およびアルミノケイ酸ガラス（Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系ガラス）、バリウムケイ酸ガラス、または、これらいずれかの組成を元にアルカリ土類酸化物やアルカリ酸化物、金属酸化物を添加したガラスなどを用いることができる。
また、蛍光体層２７を構成する蛍光体としては、放電容器２１の放電空間Ｓにおいて発生するエキシマ光を受けることによって、波長３００〜４００ｎｍを蛍光を発するものが用いられ、その具体例としては、ユーロピウム付活ホウ酸ストロンチウム（Ｓｒ−Ｂ−Ｏ：Ｅｕ、中心波長３６８ｎｍ）蛍光体、セリウム付活アルミン酸マグネシウムランタン（Ｌａ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ：Ｃｅ、中心波長３３８ｎｍ（ただし、ｂｒｏａｄ））蛍光体、ガドリニウム、プラセオジム付活リン酸ランタン（Ｌａ−Ｐ−Ｏ：Ｇｄ，Ｐｒ、中心波長３１１ｎｍ）蛍光体などを挙げることができる。
【００１７】
上記のフィルム用光照射装置１においては、エキシマランプ２０における一方の電極２２Ａと他方の電極２２Ｂとの間に、昇圧トランス３０から出力された高周波高電圧交流が印加されることによって、放電容器２１内の放電空間Ｓにおいて誘電体バリア放電が発生し、この誘電体バリア放電によってエキシマ用ガスに由来するエキシマ分子が形成されてエキシマ光が発生し、蛍光体層２７がエキシマ光を受けることにより、当該蛍光体層２７から波長３００〜４００ｎｍの紫外光が放射される。そして、この紫外光は、直接または反射材層２５に反射されて放電容器２１の下壁部２１Ｂの外表面すなわちエキシマランプ２０の一面から下方に出射され、ケーシング１０における光透過窓部材１１を介して当該ケーシング１０の外部に出射される。
このとき、第１の冷却手段３５によってエキシマランプ２０と光透過窓部材１１との間にドライエアＧ１が送風されることにより、光透過窓部材１１が冷却されると共に、第２の冷却手段３６によってエキシマランプ２０における一面とは反対側の他面に向かってドライエアが送風されることにより、エキシマランプ２０が冷却される。そして、第１の冷却手段３５および第２の冷却手段３６からのドライエアは、隔壁１５に形成された開口１６を通過してトランス収容室Ｓ２を流過し、排気口１２からケーシング１０の外部に排気される。
【００１８】
以上において、第１の冷却手段３５および第２の冷却手段３６によって送風されるドライエアの流量は、それぞれ１００〜１０００Ｌ／ｍｉｍであることが好ましい。
また、送風されるドライエアは、その露点が−４０℃以下であることが好ましい。ドライエアの露点が−４０℃を超える場合には、光透過窓部材１１の表面において結露が生じる結果、エキシマランプ２０からの光を高い効率で外部に放射することが困難となることがあり、また、トランス収容室Ｓ２内の湿度が上昇してトランス３０が劣化しやすくなる、という問題が生じる。
また、送風されるドライエアの温度は、１０〜３０℃であることが好ましい。
【００１９】
このようなフィルム用光照射装置１は、光硬化性樹脂層が積層された長尺なフィルムの搬送経路に沿って配置されて当該光硬化性樹脂を硬化処理するために使用される。
図３は、本発明のフィルム用光照射装置を備えたフィルム硬化処理装置の一例における概略の構成を示す説明図である。このフィルム硬化処理装置においては、長尺なフィルムをその長手方向に搬送する複数の搬送ロール４１よりなるフィルム搬送機構４０が設けられ、このフィルム搬送機構４０によって搬送される長尺なフィルムＦの搬送経路に沿って、図１に示す光照射装置１の複数が、搬送されるフィルムＦの上方および下方に位置するよう配置されている。
【００２０】
この例のフィルムＦは、図４に示すように、２つのフィルム基材４５，４６の間に、光硬化性樹脂層４７が形成されてなる３層構造のものである。
フィルム基材４５，４６を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂などの透明樹脂を用いることができる。
また、光硬化性樹脂層４７を構成する材料としては、アクリル系、ウレタン系またはポリエステル系の光硬化性樹脂材料を用いることができる。
【００２１】
そして、フィルム搬送機構４０によって搬送されるフィルムＦに対して、フィルム用光照射装置１からの光Ｌが照射されることにより、当該フィルムＦにおける光硬化性樹脂層４７が硬化され、目的とする有機物層が形成される。
搬送されるフィルムＦとフィルム用光照射装置１との離間距離（具体的には、フィルムＦと光透過窓部材１１との離間距離）は、例えば１０〜５０ｍｍである。
また、フィルムの搬送速度は、例えば１〜１０ｍ／ｍｉｎである。
【００２２】
本発明のフィルム用光照射装置１によれば、光源として、メタルハライドランプに比して発熱量の小さいエキシマランプ２０が用いられており、しかも、第１の冷却手段３５から送風されるドライエアＧ１によって光透過窓部材１１が冷却されると共に、第２の冷却手段３６から送風されるドライエアＧ２によってエキシマランプ２０が冷却されるので、光源からの熱が被照射物であるフィルムに伝達されることを抑制することができる。従って、フィルムに光を照射するときに、当該フィルムが高い温度に加熱されることがないので、フィルムの硬化樹脂層に、屈曲、剥離およびクラックなどが生じることを防止または抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明のフィルム用光照射装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、被照射物であるフィルムは、３層構造のものに限定されず、１つのフィルム基材上に光硬化性樹脂層が積層されてなる２層構造のものであってもよい。
また、エキシマランプは、放射される光の波長が３００〜４００ｎｍのものに限定されず、被処理物であるフィルムにおける光硬化性樹脂層を構成する材料の種類に応じて適宜選択することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明のフィルム用光照射装置の具体的な実施例について説明する。
図１および図２の構成に従い、下記の仕様のケーシングおよびエキシマランプを用いてフィルム用光処理装置を作製した。
［ケーシング］
ランプ収容室の寸法が１４５０ｍｍ×２６０ｍｍ×８０ｍｍ、トランス収容室の寸法が４００ｍｍ×２２０ｍｍ×１３０ｍｍであり、光透過窓部材は、石英ガラス製で、その縦横の寸法が９００ｍｍ×１００ｍｍ、厚みが３ｍｍである。
［エキシマランプ］
放電容器の材質は石英ガラスで、その内部にキセノン（Ｘｅ）ガスが封入され、発光長が１０８０ｍｍ、発光幅が４０ｍｍ、入力が５００Ｗのものである。
蛍光体層は、プラセオジム付活リン酸ランタンよりなり、波長３００〜４００ｎｍの蛍光を発するものである。
また、このエキシマランプは、光透過窓部材に１３ｍｍの離間距離で対向して配置されており、光透過窓部材の表面における光の放射強度が６０ｍＷ／ｃｍ2 である。
【００２５】
上記のフィルム用光照射装置の２つを用い、図３に示す構成に従って、フィルム硬化処理装置を作製した。
このフィルム硬化処理装置を用い、２２℃の温度環境下において、フィルム光照射装置の各々について、第１の冷却手段および第２の冷却手段の各々により、露点が−４０℃のドライエアを、流量が４５０Ｌ／ｍｉｎとなる条件で送風しながら、エキシマランプを５００Ｗの入力で点灯させると共に、フィルム搬送機構により、フィルム用光照射装置の各々における光透過窓部材の外表面に対してそれぞれ離間距離が２０ｍｍとなる搬送経路に沿って、搬送速度が１ｍ／ｍｉｎの条件でフィルムを搬送した。
そして、フィルム光照射装置の各々のエキシマランプにおける放電容器、昇圧トランスおよび光透過窓部材の各々の表面温度を測定したところ、放電容器が１６０℃、昇圧トランスが３８℃、光透過窓部材が６８℃であり、また、フィルムの表面温度を測定したところ、温度上昇が１３℃であった。
以上の結果から、上記のフィルム用光照射装置によれば、光源からの熱がフィルムに伝達されることを十分に抑制することができることが確認された。
【符号の説明】
【００２６】
１  フィルム用光照射装置
１０  ケーシング
１１  光透過窓部材
１２  排気口
１５  隔壁
１６  開口
２０  エキシマランプ
２１  放電容器
２１Ａ  上壁部
２１Ｂ  下壁部
２２Ａ  一方の電極
２２Ｂ  他方の電極
２５  反射材層
２６  ガラス粉末層
２７  蛍光体層
３０  昇圧トランス
３５  第１の冷却手段
３６  第２の冷却手段
４０  フィルム搬送機構
４１  搬送ロール
４５，４６  フィルム基材
４７  光硬化性樹脂層
５０  フィルム基材
５５  有機物層
ｃ    クラック
Ｆ    フィルム
Ｓ    放電空間
Ｓ１  ランプ収容室
Ｓ２  トランス収容室
【図１】
2013098014.tif 000003
【図２】
2013098014.tif 000004
【図３】
2013098014.tif 000005
【図４】
2013098014.tif 000006
【図５】
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