光変換器
【課題】蛍光体の劣化を防止し、紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプ等の紫外線光源の点灯状態を正確に測定する光センサに利用される光変換器を提供する。
【解決手段】紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器において、光変換器４は、間隔を保って対向配置された、紫外光を透過する第１の基板４１と可視光を透過する第２の基板４２を有し、第１の基板と第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、第１の基板と第２の基板を封止し、第１の基板と第２の基板との間に蛍光体４３が配置され、密閉空間には、酸素除去剤５が配置されている。さらには、第１の基板と第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合したことを特徴とする。
【解決手段】紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器において、光変換器４は、間隔を保って対向配置された、紫外光を透過する第１の基板４１と可視光を透過する第２の基板４２を有し、第１の基板と第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、第１の基板と第２の基板を封止し、第１の基板と第２の基板との間に蛍光体４３が配置され、密閉空間には、酸素除去剤５が配置されている。さらには、第１の基板と第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプ等の紫外線光源から放射される紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば液晶表示パネルのガラス基板の紫外線照射による洗浄工程などにおいては、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を放射するエキシマランプを具えてなる紫外線照射装置が用いられている。
【０００３】
図８を用いて、このような紫外線照射装置を説明する。
紫外線照射装置１０は、光取出窓１１と本体ケース１２と金属ブロック１３を有し、本体ケース１２の内部にエキシマランプ１が配置されている。
光取出窓１１は光透過部材でありエキシマランプ１から放射される紫外光を透過するもので、例えば合成石英ガラスから構成される。本体ケース１２は、ステンレスからなるもので一方の側壁にはガス導入口１２ａが、他方の側壁にはガス排出口１２ｂが形成される。
このガス導入口１２ａからは窒素ガス等の不活性ガスが導入され、ガス排出口１２ｂから残存していた酸素ガスとともに不活性ガスが排出される。
１６は、金属ブロック１３を冷却する水冷パイプである。
【０００４】
金属ブロック１３は、溝部が形成され、各溝部はエキシマランプ１の半分の部分が嵌まるようになっている。また、金属ブロック１３には、各々のエキシマランプ１を臨むように貫通孔が形成されており、金属ブロック１３の上方であって、貫通孔を臨む位置に光センサ１５が組み込まれおり、この光センサ１５によってエキシマランプ１からの放射光を検知するものである。（特許文献１参照）
【０００５】
例えば、このような紫外線照射装置を用いた液晶表示パネルのガラス基板のドライ洗浄工程は、通常、被処理物である液晶用ガラス基板をベルトコンベアーなどの適宜の搬送手段によって搬送して紫外線照射装置による光照射領域に導入し、紫外光を連続照射することにより行われている。
【０００６】
このような紫外線照射装置においては、信頼性の高い紫外光照射処理を行うためには、エキシマランプの点灯状態が適正な状態、例えば十分な強度で紫外光が照射されている状態であるか否かを確認することが必要となるが、主として放射される光が紫外光であることから、当該エキシマランプの点灯状態は目視にて確認することができない。
このため、エキシマランプの点灯状態を確認するために、エキシマランプから放射される紫外光を蛍光体によって可視光に変換して可視光を検知する光センサを利用し、エキシマランプの点灯状態を測定する方法が知られている。（特許文献２参照）
【０００７】
図８に示す光センサ１５は、このような紫外光を蛍光体によって可視光に変換して可視光を検知する光センサである。
図９は、光センサの説明図である。
光センサ１５は、大別して、紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器２０と、フォトダイオードによって可視光を検出する可視光検出器３０よりなる。
光変換器２０は、紫外光を透過する石英ガラス製の第１の基板２１と、可視光を透過する石英ガラス製の第２の基板２２を有し、第１の基板２１の内面に蛍光体２３が配置された構造である。そして、光変換器２０は、リング状のパッキン９０内に嵌め込まれ、押え部材９１で第１の基板２１の前面が押えられている。
可視光検出器３０は、光変換器２０の第２の基板２２と対向する部分に貫通孔３１が形成された筐体３２を有し、筐体３２内に可視光を検出するフォトダイオード３３が配置された構造である。
この光センサ１５は、図８に示す紫外線照射装置のように、金属ブロック１３の上方の位置であって、大気中に曝される所に設置されている。
【０００８】
このような光センサ１５は、金属ブロック１３の貫通孔よりエキシマランプから放射された紫外光が光変換器２０の第１の基板２１に到達する構造になっており、第１の基板２１と金属ブロック１３の貫通孔の間は本体ケース１２内部と連通した空間になっており、紫外光が吸収されない不活性ガス雰囲気となっている。そして、紫外光が第１の基板２１を透過し蛍光体２３に照射され、紫外光が蛍光体２２によって可視光に変換され、可視光が第２の基板２２を透過して、光変換器２０から出射される。出射された可視光は、可視光検出器３０の筐体３２の貫通孔３１を通り、可視光検出器３０内に照射され、フォトダイオード３３で検出され、エキシマランプの点灯状態が確認できるものである。
【０００９】
図１０は、光センサから光変換器の取り出した説明図である。
光変換器２０は、第１の基板２１と第２の基板２２が共に円盤状の石英ガラスからなる。第１の基板２１の表面に蛍光物質を塗布し乾燥して蛍光体２３を形成する。そして、第１の基板２１に形成された蛍光体２３が第２の基板２２の方向に位置するように、第１の基板２１と第２の基板２２を対向配置し、第１の基板２１と第２の基板２２の外周部をバーナーによって加熱溶融することにより、内部に蛍光体２３を有する密閉空間が形成されている。
【００１０】
蛍光体は吸湿性を有するため、水分を吸収すると可視光への変換効率が変化するものであり、この変換効率の変化をなくすために、蛍光体２３を第１の基板２１と第２の基板２２で構成される密閉空間に配置することにより、蛍光体２３を大気中の水分と完全に隔離し、蛍光体２３によって変換される可視光の変化を抑制するものである。
【特許文献１】特開２００４−２２１４９０号公報
【特許文献２】特開平８−１３６３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１０に示す光変換器２０では、蛍光体２３を第１の基板２１と第２の基板２２で構成される密閉空間に配置した構造ではあるが、第１の基板２１と第２の基板２２の外周部をバーナーによって加熱溶融しただけの構造であるため、その密閉空間には、酸素が存在するものである。
【００１２】
また、蛍光体２３は、第１の基板２１の内面の中心領域に形成されており、外周に近い領域には形成されていないものである。
これは、第１の基板２１の外周部と第２の基板２２の外周部を加熱溶融する際に、蛍光体２３が第１の基板２１の外周に近い領域まで形成されていると、熱によって蛍光体２３が劣化するため、外周に近い領域には蛍光体２３を形成しないものである。
【００１３】
つまり、蛍光体２３が第１の基板２１の内面全域に形成されておらず、第１の基板２１に照射された紫外光は、蛍光体２３に照射されない紫外光が存在し、その紫外光は、そのまま第１の基板２１を透過して、第１の基板２１と第２の基板２２で構成される密閉空間内に照射されるものがある。
このような紫外光が密閉空間に照射されると、密閉空間内の酸素が紫外光によってオゾンとなり、このオゾンによって蛍光体２３が劣化し、正確な可視光変換がなされなくなり、結果的に、エキシマランプの点灯状態を正確に測定できなくなるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、紫外光を蛍光体によって可視光に変換される光変換器であって、蛍光体の劣化を防止し、紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプ等の紫外線光源の点灯状態を正確に測定する光センサに利用される光変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の光変換器は、紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器において、前記光変換器は、間隔を保って対向配置された、紫外光を透過する第１の基板と可視光を透過する第２の基板を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、前記第１の基板と前記第２の基板を封止し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に蛍光体が配置され、前記密閉空間には、酸素除去剤が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材との間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材には、紫外光反射機能を有する金属粒子が混入されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、前記第１の基板若しくは前記第２の基板の少なくともどちらか一方には、溝部が形成されて、当該溝部にＯリングが配置され、前記第１の基板と第２の基板が押圧され、前記Ｏリングが第１の基板と第２の基板との間で変形し、第１の基板と第２の基板との間の空間が前記Ｏリングによって密閉空間となっており、前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記Ｏリングとの間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置され、前記溝部の内面は、紫外光反射面または紫外光減衰面となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板はガラス板であり、前記第２の基板はガラス層であり、前記第１の基板の表面に前記蛍光体が設けられ、前記第２の基板のガラス層が前記蛍光体を覆うように設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の光変換器は、請求項１〜請求項５に記載の光変換器であって、特に、前記密閉空間に水分吸着剤が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光変換器は、第１の基板と第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、第１の基板と前記第２の基板を封止し、第１の基板と第２の基板との間に蛍光体が配置され、密閉空間に酸素除去剤が配置されているので、密閉空間内の酸素はこの酸素除去剤に除去されるため、密閉空間内の酸素濃度を極めて低くでき、密閉空間内ではほとんどオゾンが発生せず、オゾンによる蛍光体の劣化を確実に防止することができ、蛍光体によって紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプの点灯状態を正確に測定できるものである。
【００２３】
本発明の光変換器は、第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合した構造であるので、銀ロウまたはハンダを溶融する温度を低くすることができ、蛍光体の熱劣化を確実に防止することができる。
【００２４】
本発明の光変換器は、第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、密閉空間内であって、蛍光体と水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材との間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置された構造であるので、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材に紫外光が照射されることがなく、第１の基板と第２の基板の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００２５】
本発明の光変換器は、第１の基板と第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材には、紫外光反射機能を有する金属粒子が混入されている構造であるので、紫外光が水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材の内部まで深く進行することを防止し、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材の紫外光劣化を効果的に抑制することができ、第１の基板と第２の基板の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００２６】
本発明の光変換器は、第１の基板と第２の基板は共にガラスであって、第１の基板若しくは第２の基板の少なくともどちらか一方には、溝部が形成されて、当該溝部にＯリングが配置され、第１の基板と第２の基板が押圧され、Ｏリングが第１の基板と第２の基板との間で変形し、第１の基板と第２の基板との間の空間がＯリングによって密閉空間となっており、密閉空間内であって、蛍光体とＯリングとの間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置され、溝部の内面は、紫外光反射面または紫外光減衰面となっている構造であるので、Ｏリングには、紫外光が照射されないか、照射されても紫外光を減衰する構造になっているので、弾性体が紫外光によって劣化せず、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００２７】
本発明の光変換器は、第１の基板はガラス板であり、第２の基板はガラス層であり、第１の基板の表面に蛍光体が設けられ、第２の基板のガラス層が蛍光体と酸素除去剤を覆うように設けられているので、簡単な構造で、蛍光体と酸素除去剤が存在する空間を密閉空間とすることができる。
【００２８】
さらに、密閉空間には水分吸着剤が配置されているので、第１の基板と第２の基板を封止する工程において、密閉空間内に水分が入っても、確実にその水分を水分吸着剤で吸着することができるので、蛍光体が水分を吸着することがなく、蛍光体の可視光への変換効率を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本願発明の光変換器を説明する。
図１は、本願発明の光変換器の断面図である。
光変換器４は、第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスよりなり、厚さ１ｍｍ、直径１６ｍｍの円盤状の板状体である。
第１の基板４１の表面には、希土類元素付括の蛍光体あるいはＺｎ2 ＳｉＯ4：Ｍｎからなる蛍光体４３あるいはＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎからなる蛍光体４３の蛍光体膜が形成されており、この蛍光体によって、波長１７２ｎｍの紫外光を可視光に変換するものである。
この蛍光体４３は、第１の基板４１の中心から半径１０ｍｍの中心領域に形成されている。
また、第１の基板４１は石英ガラス製であるために紫外光を透過し、第２の基板４２は石英ガラス製であるために可視光を透過するものである。
なお、第２の基板は可視光を透過する機能を有するものであればよく、石英ガラスに限定されず、単なるガラスでもよい。
【００３０】
そして、第１の基板４１に形成された蛍光体４３が第２の基板４２の方向に位置するように、第１の基板４１と第２の基板４２を間隔を保って対向配置し、第１の基板４１と第２の基板４２の外周部をバーナーによって加熱溶融することにより、内部に蛍光体４３を有する密閉空間が形成されている。
つまり、蛍光体４３は、密閉空間内で第１の基板４１と第２の基板４２との間に配置された構造になっている。
【００３１】
この結果、蛍光体４３が第１の基板４１と第２の基板４２で構成される密閉空間に配置されることにより、大気中の水分と完全に隔離され、蛍光体４３が大気中の水分を吸収することがないので、可視光への変換効率が変化せず一定のものとなる。
【００３２】
さらに、この密閉空間内に酸素除去剤５が配置されている。
この酸素除去剤５としては、金属の酸化作用により酸素を吸収する不可逆反応的構造のものとして、チタン、鉄、マンガン、アルミなどであり、微細気泡に酸素分子が入り込み吸着する可逆反応的構造のものとして、シリカゲル、活性炭などである。
【００３３】
蛍光体４３は、第１の基板４１の内面の中心領域に形成されており、外周に近い領域には形成されていないものであるので、第１の基板４１に照射された紫外光は、蛍光体４３に照射されない紫外光が存在し、その紫外光は、そのまま第１の基板４１を透過して、第１の基板４１と第２の基板４２で構成される密閉空間内に照射される。
【００３４】
そして、この密閉空間には、酸素除去剤５が配置されており、密閉空間内の酸素はこの酸素除去剤５に除去されるため、密閉空間内の酸素濃度を極めて低くでき、密閉空間内ではほとんどオゾンが発生せず、オゾンによる蛍光体４３の劣化を確実に防止することができる。
よって、蛍光体４３によって紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプの点灯状態を光センサで正確に測定できるものである。
【００３５】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図２は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この紫外線検出器６は、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図１に示すものと同一である。
第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、それぞれ側面にはメタライズ層６１が形成されている。
この金属の蒸着層６１は、化学気相蒸着法や物理蒸着法によって形成されるものであり、銀或いは金の蒸着層である。
そして、それぞれの蒸着層６１を銀と亜鉛などの合金の銀ロウやハンダ６２によって接合して、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間を密閉空間にし、この密閉空間に蛍光体４３を配置する構造である。
【００３６】
そして、この密閉空間には、前述した酸素除去剤５が配置されており、密閉空間内の酸素を除去するものである。
【００３７】
この光変換器６では、第１の基板４１と第２の基板４２の側面の蒸着層６１は金や銀の蒸着層であり、銀ロウやハンダ６２金属成分を有するものであるので、ロウ材を加熱溶融することによって、それぞれを接合することができる。
そして、銀ロウの場合は低温銀ロウの場合で融点が２２０℃であり、石英ガラスの融点１７００℃より低いので、第１の基板４１と第２の基板４２を銀ロウ６２によって接合する場合、蛍光体４３が形成された第１の基板４１の温度は、第１の基板４１を溶融して封止する場合に比べ低くすることができ、蛍光体４３の熱劣化を確実に防止することができる。
【００３８】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図３は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ａは、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図２に示すものと同一である。
第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、それぞれ側面には蒸着６１が形成されている。
なお、図３では、光変換器７Ａは一端側のみ拡大して示したものである。
【００３９】
この蒸着層６１は、金または銀の蒸着層である。
そして、それぞれの蒸着層６１を、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１によって接合して、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間を密閉空間にし、この密閉空間に蛍光体４３を配置する構造である。
そして、密閉空間内であって、蛍光体４３と封着材７１との間に、紫外光反射機能を有する金属体７２が配置されている。
この金属体７２は、ＳＵＳ、ニッケル、チタン等の金属である。
さらに、蛍光体４３と金属体７２との間に酸素除去剤５が配置されている。
【００４０】
水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１は、紫外光が照射されると劣化することがあるが、これらの封着材７１の密閉空間側には、第１の基板４１から第２の基板４２に亘って金属体７２が配置されており、この金属体７２は紫外光を反射するものであり、密閉空間側に露出した封着材７１の表面に紫外光が照射されることを防止することができる。
さらに、第１の基板４１と第２の基板４２はガラスであるので、内部を紫外光が進行するものであり、進行してきた紫外光が封着材７１との接合面まで到達するものであるが、第１の基板４１と第２の基板４２の側面には、それぞれ金または銀の蒸着層６１が形成されており、この蒸着層６１の部分で封着材７１が接合されているので、蒸着層６１によって第１の基板４１と第２の基板４２の内部を進行してきた紫外光を反射し、封着材７１には紫外光が照射されない構造になっている。
つまり、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１には、紫外光が照射されない構造になっているので、封着材７１が紫外光によって劣化せず、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００４１】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図４は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ｂは、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図２に示すものと同一である。
第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、それぞれ側面には蒸着層６１が形成されている。
なお、図４では、光変換器７Ｂ一端側のみ拡大して示したものである。
【００４２】
この蒸着層６１は、金または銀の蒸着層６１である。
そして、それぞれの蒸着層６１を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１よって接合して、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間を密閉空間にし、この密閉空間に蛍光体４３を配置する構造である。
さらに、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１の内部に紫外線反射機能を有する金属粒子７３が混入されている。
この金属粒子７３は、ＳＵＳ、ニッケル、チタン等の金属の粒子である。
さらに、蛍光体４３と封着材７１との間に酸素除去剤５が配置されている。
【００４３】
水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１は、紫外光が照射されると劣化することがあるが、封着材７１に金属粒子７３が混入されているので、密閉空間側に露出した封着材７１の表面に紫外光が照射されても、その金属粒子７３で紫外光を反射し、紫外光が封着材７１の内部まで深く進行することを防止し、封着材７１の紫外光劣化を効果的に抑制することができる。
さらに、第１の基板４１と第２の基板４２はガラスであるので、内部を紫外光が進行するものであり、進行してきた紫外光が封着材７１との接合面まで到達するものであるが、第１の基板４１と第２の基板４２の側面には、それぞれ金または銀の蒸着層６１が形成されており、この蒸着層６１の部分で封着材７１が接合されているので、蒸着層６１によって第１の基板４１と第２の基板４２の内部を進行してきた紫外光を反射し、封着材７１には紫外光が照射されない構造になっている。
つまり、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７は、密閉空間側に露出した表面にのみ紫外光が照射される構造であり、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１の中に混入された金属粒子７３で紫外光を反射し、紫外光が封着材７１の内部まで深く進行することがないので、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１の紫外光劣化を効果的に抑制することができ、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００４４】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図５は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ｃは、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図２に示すものと同一の部材からなり、第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、第１の基板４１には、全周に亘って、溝部４１１が形成され、この溝部４１１に弾性体である樹脂製のＯリング７４が嵌め込まれて配置されている。
そして、第１の基板４１と第２の基板４２が適宜の機構により押圧され、Ｏリング７４が第１の基板４１と第２の基板４２との間で変形し、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間がＯリング７４によって密閉空間となっている。
この密閉空間内であって、蛍光体４３とＯリング７４との間に、紫外光反射機能を有する金属体７２が配置されており、さらに、蛍光体４３と金属体７２との間に酸素除去剤５が配置されている。
この金属体７２は、ＳＵＳ、ニッケル、チタン等の金属である。
Ｏリング７４は、紫外光が照射されると劣化することがあるが、Ｏリング７４の密閉空間側には、第１の基板４１から第２の基板４２に亘って金属体７２が配置されており、この金属体７２は紫外光を反射するものであり、密閉空間側に露出したＯリング７４の表面に紫外光が照射されることを防止することができる。
さらに、第１の基板４１の溝部４１１の内面は、紫外光を反射するためにメタル系やセラミ系の紫外光反射面４１２となっている。具体的には、紫外光反射面４１２は、ニッケルやチタンの金属蒸着面かアルミナや窒化ボロン素が塗布された処理面になっている。或いは、第１の基板４１の溝部４１１の内面は、紫外光を減衰するために曇りガラス面となるように処理された紫外光減衰面４１２となっている。
【００４５】
つまり、第１の基板４１はガラスであるので、内部を紫外光が進行するものであり、進行してきた紫外光が溝部４１１に嵌め込まれたＯリング７４の接触面まで到達するものであるが、溝部４１１の内面は、紫外光反射面４１２か紫外光減衰面４１２となっているので、この紫外光反射面４１２か紫外光減衰面４１２によって第１の基板４１との内部を進行してきた紫外光を反射または減衰させ、Ｏリング７４に紫外光が照射されないか、照射されても紫外光を減衰する構造になっている。
つまり、Ｏリング７４には、紫外光が照射されないか、照射されても紫外光を減衰する構造になっているので、Ｏリング７４が紫外光によって劣化せず、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００４６】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図６は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ｄは、第１の基板４１は石英ガラスのガラス板であり、第２の基板はガラス層４４である。
蛍光体４３は第１の基板４１の表面に形成されている。また、酸素除去剤５が蛍光体４３が設けられた方向と同じ、基板４１上に配置されている。
ガラス層４４は、ＳｉＯ２に溶剤を添加したゾルゲル液を作成し、このゾルゲル液を蛍光体４３を含む第１の基板４１上に塗布して焼成することにより、溶剤が蒸発し、さらに、ＳｉＯ２が溶融してガラス層４４となったものである。
つまり、第１の基板４１とガラス層４４との間が密閉空間になっており、この密閉空間内に、蛍光体４３と酸素除去剤５が配置された構造になる。
なお、酸素除去剤５は、蛍光体４３の回りに配置された構造であったり、或いは、蛍光体４３に予め酸素除去剤５を塗布してから、ＳｉＯ２に溶剤を添加したゾルゲル液を作成し、このゾルゲル液を蛍光体４３上に塗布して焼成することによりガラス層４３を形成してもよい。
なお、蛍光体４３に予め酸素除去剤５を塗布する方法として、蛍光体４３に酸素除去剤５を混ぜたり、散りばめたりしてもよい。
【００４７】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を図７を用いて説明する。
光変換器４の構造は、図１に示す光変換器と同様の構造であって異なる点は、密閉空間内に、水分吸着剤８が配置されている。
この水分吸着剤８は、塩化カルシウム、生石灰、天然ゼオライト、シリカゲルＡ型、シリカゲルＢ型、シリカゲル青である。
このように、密閉空間に水分吸着剤８を配置する構造により、第１の基板４１と第２の基板４２を封止する工程において、密閉空間内に水分が入っても、確実にその水分を水分吸着剤８で吸着することができるので、蛍光体４３が水分を吸着することがなく、蛍光体４３の可視光への変換効率を安定させることができる。
なお、図では示さないが、図２〜図６で示す光変換器の密閉空間に水分吸着剤８を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明の光変換器の説明図である。
【図２】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図３】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図４】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図５】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図６】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図７】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図８】紫外線照射装置の説明図である。
【図９】光センサの説明図である。
【図１０】従来の光変換器の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
４２ 第１の基板
４２ 第２の基板
４３ 蛍光体
５ 酸素除去材
８ 水分吸着材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプ等の紫外線光源から放射される紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば液晶表示パネルのガラス基板の紫外線照射による洗浄工程などにおいては、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を放射するエキシマランプを具えてなる紫外線照射装置が用いられている。
【０００３】
図８を用いて、このような紫外線照射装置を説明する。
紫外線照射装置１０は、光取出窓１１と本体ケース１２と金属ブロック１３を有し、本体ケース１２の内部にエキシマランプ１が配置されている。
光取出窓１１は光透過部材でありエキシマランプ１から放射される紫外光を透過するもので、例えば合成石英ガラスから構成される。本体ケース１２は、ステンレスからなるもので一方の側壁にはガス導入口１２ａが、他方の側壁にはガス排出口１２ｂが形成される。
このガス導入口１２ａからは窒素ガス等の不活性ガスが導入され、ガス排出口１２ｂから残存していた酸素ガスとともに不活性ガスが排出される。
１６は、金属ブロック１３を冷却する水冷パイプである。
【０００４】
金属ブロック１３は、溝部が形成され、各溝部はエキシマランプ１の半分の部分が嵌まるようになっている。また、金属ブロック１３には、各々のエキシマランプ１を臨むように貫通孔が形成されており、金属ブロック１３の上方であって、貫通孔を臨む位置に光センサ１５が組み込まれおり、この光センサ１５によってエキシマランプ１からの放射光を検知するものである。（特許文献１参照）
【０００５】
例えば、このような紫外線照射装置を用いた液晶表示パネルのガラス基板のドライ洗浄工程は、通常、被処理物である液晶用ガラス基板をベルトコンベアーなどの適宜の搬送手段によって搬送して紫外線照射装置による光照射領域に導入し、紫外光を連続照射することにより行われている。
【０００６】
このような紫外線照射装置においては、信頼性の高い紫外光照射処理を行うためには、エキシマランプの点灯状態が適正な状態、例えば十分な強度で紫外光が照射されている状態であるか否かを確認することが必要となるが、主として放射される光が紫外光であることから、当該エキシマランプの点灯状態は目視にて確認することができない。
このため、エキシマランプの点灯状態を確認するために、エキシマランプから放射される紫外光を蛍光体によって可視光に変換して可視光を検知する光センサを利用し、エキシマランプの点灯状態を測定する方法が知られている。（特許文献２参照）
【０００７】
図８に示す光センサ１５は、このような紫外光を蛍光体によって可視光に変換して可視光を検知する光センサである。
図９は、光センサの説明図である。
光センサ１５は、大別して、紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器２０と、フォトダイオードによって可視光を検出する可視光検出器３０よりなる。
光変換器２０は、紫外光を透過する石英ガラス製の第１の基板２１と、可視光を透過する石英ガラス製の第２の基板２２を有し、第１の基板２１の内面に蛍光体２３が配置された構造である。そして、光変換器２０は、リング状のパッキン９０内に嵌め込まれ、押え部材９１で第１の基板２１の前面が押えられている。
可視光検出器３０は、光変換器２０の第２の基板２２と対向する部分に貫通孔３１が形成された筐体３２を有し、筐体３２内に可視光を検出するフォトダイオード３３が配置された構造である。
この光センサ１５は、図８に示す紫外線照射装置のように、金属ブロック１３の上方の位置であって、大気中に曝される所に設置されている。
【０００８】
このような光センサ１５は、金属ブロック１３の貫通孔よりエキシマランプから放射された紫外光が光変換器２０の第１の基板２１に到達する構造になっており、第１の基板２１と金属ブロック１３の貫通孔の間は本体ケース１２内部と連通した空間になっており、紫外光が吸収されない不活性ガス雰囲気となっている。そして、紫外光が第１の基板２１を透過し蛍光体２３に照射され、紫外光が蛍光体２２によって可視光に変換され、可視光が第２の基板２２を透過して、光変換器２０から出射される。出射された可視光は、可視光検出器３０の筐体３２の貫通孔３１を通り、可視光検出器３０内に照射され、フォトダイオード３３で検出され、エキシマランプの点灯状態が確認できるものである。
【０００９】
図１０は、光センサから光変換器の取り出した説明図である。
光変換器２０は、第１の基板２１と第２の基板２２が共に円盤状の石英ガラスからなる。第１の基板２１の表面に蛍光物質を塗布し乾燥して蛍光体２３を形成する。そして、第１の基板２１に形成された蛍光体２３が第２の基板２２の方向に位置するように、第１の基板２１と第２の基板２２を対向配置し、第１の基板２１と第２の基板２２の外周部をバーナーによって加熱溶融することにより、内部に蛍光体２３を有する密閉空間が形成されている。
【００１０】
蛍光体は吸湿性を有するため、水分を吸収すると可視光への変換効率が変化するものであり、この変換効率の変化をなくすために、蛍光体２３を第１の基板２１と第２の基板２２で構成される密閉空間に配置することにより、蛍光体２３を大気中の水分と完全に隔離し、蛍光体２３によって変換される可視光の変化を抑制するものである。
【特許文献１】特開２００４−２２１４９０号公報
【特許文献２】特開平８−１３６３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１０に示す光変換器２０では、蛍光体２３を第１の基板２１と第２の基板２２で構成される密閉空間に配置した構造ではあるが、第１の基板２１と第２の基板２２の外周部をバーナーによって加熱溶融しただけの構造であるため、その密閉空間には、酸素が存在するものである。
【００１２】
また、蛍光体２３は、第１の基板２１の内面の中心領域に形成されており、外周に近い領域には形成されていないものである。
これは、第１の基板２１の外周部と第２の基板２２の外周部を加熱溶融する際に、蛍光体２３が第１の基板２１の外周に近い領域まで形成されていると、熱によって蛍光体２３が劣化するため、外周に近い領域には蛍光体２３を形成しないものである。
【００１３】
つまり、蛍光体２３が第１の基板２１の内面全域に形成されておらず、第１の基板２１に照射された紫外光は、蛍光体２３に照射されない紫外光が存在し、その紫外光は、そのまま第１の基板２１を透過して、第１の基板２１と第２の基板２２で構成される密閉空間内に照射されるものがある。
このような紫外光が密閉空間に照射されると、密閉空間内の酸素が紫外光によってオゾンとなり、このオゾンによって蛍光体２３が劣化し、正確な可視光変換がなされなくなり、結果的に、エキシマランプの点灯状態を正確に測定できなくなるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、紫外光を蛍光体によって可視光に変換される光変換器であって、蛍光体の劣化を防止し、紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプ等の紫外線光源の点灯状態を正確に測定する光センサに利用される光変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の光変換器は、紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器において、前記光変換器は、間隔を保って対向配置された、紫外光を透過する第１の基板と可視光を透過する第２の基板を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、前記第１の基板と前記第２の基板を封止し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に蛍光体が配置され、前記密閉空間には、酸素除去剤が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材との間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材には、紫外光反射機能を有する金属粒子が混入されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、前記第１の基板若しくは前記第２の基板の少なくともどちらか一方には、溝部が形成されて、当該溝部にＯリングが配置され、前記第１の基板と第２の基板が押圧され、前記Ｏリングが第１の基板と第２の基板との間で変形し、第１の基板と第２の基板との間の空間が前記Ｏリングによって密閉空間となっており、前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記Ｏリングとの間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置され、前記溝部の内面は、紫外光反射面または紫外光減衰面となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の光変換器は、請求項１に記載の光変換器であって、特に、前記第１の基板はガラス板であり、前記第２の基板はガラス層であり、前記第１の基板の表面に前記蛍光体が設けられ、前記第２の基板のガラス層が前記蛍光体を覆うように設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の光変換器は、請求項１〜請求項５に記載の光変換器であって、特に、前記密閉空間に水分吸着剤が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光変換器は、第１の基板と第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、第１の基板と前記第２の基板を封止し、第１の基板と第２の基板との間に蛍光体が配置され、密閉空間に酸素除去剤が配置されているので、密閉空間内の酸素はこの酸素除去剤に除去されるため、密閉空間内の酸素濃度を極めて低くでき、密閉空間内ではほとんどオゾンが発生せず、オゾンによる蛍光体の劣化を確実に防止することができ、蛍光体によって紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプの点灯状態を正確に測定できるものである。
【００２３】
本発明の光変換器は、第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合した構造であるので、銀ロウまたはハンダを溶融する温度を低くすることができ、蛍光体の熱劣化を確実に防止することができる。
【００２４】
本発明の光変換器は、第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、密閉空間内であって、蛍光体と水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材との間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置された構造であるので、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材に紫外光が照射されることがなく、第１の基板と第２の基板の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００２５】
本発明の光変換器は、第１の基板と第２の基板は共にガラスであって、第１の基板と第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、第１の基板の蒸着層と第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材には、紫外光反射機能を有する金属粒子が混入されている構造であるので、紫外光が水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材の内部まで深く進行することを防止し、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材の紫外光劣化を効果的に抑制することができ、第１の基板と第２の基板の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００２６】
本発明の光変換器は、第１の基板と第２の基板は共にガラスであって、第１の基板若しくは第２の基板の少なくともどちらか一方には、溝部が形成されて、当該溝部にＯリングが配置され、第１の基板と第２の基板が押圧され、Ｏリングが第１の基板と第２の基板との間で変形し、第１の基板と第２の基板との間の空間がＯリングによって密閉空間となっており、密閉空間内であって、蛍光体とＯリングとの間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置され、溝部の内面は、紫外光反射面または紫外光減衰面となっている構造であるので、Ｏリングには、紫外光が照射されないか、照射されても紫外光を減衰する構造になっているので、弾性体が紫外光によって劣化せず、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００２７】
本発明の光変換器は、第１の基板はガラス板であり、第２の基板はガラス層であり、第１の基板の表面に蛍光体が設けられ、第２の基板のガラス層が蛍光体と酸素除去剤を覆うように設けられているので、簡単な構造で、蛍光体と酸素除去剤が存在する空間を密閉空間とすることができる。
【００２８】
さらに、密閉空間には水分吸着剤が配置されているので、第１の基板と第２の基板を封止する工程において、密閉空間内に水分が入っても、確実にその水分を水分吸着剤で吸着することができるので、蛍光体が水分を吸着することがなく、蛍光体の可視光への変換効率を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本願発明の光変換器を説明する。
図１は、本願発明の光変換器の断面図である。
光変換器４は、第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスよりなり、厚さ１ｍｍ、直径１６ｍｍの円盤状の板状体である。
第１の基板４１の表面には、希土類元素付括の蛍光体あるいはＺｎ2 ＳｉＯ4：Ｍｎからなる蛍光体４３あるいはＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎからなる蛍光体４３の蛍光体膜が形成されており、この蛍光体によって、波長１７２ｎｍの紫外光を可視光に変換するものである。
この蛍光体４３は、第１の基板４１の中心から半径１０ｍｍの中心領域に形成されている。
また、第１の基板４１は石英ガラス製であるために紫外光を透過し、第２の基板４２は石英ガラス製であるために可視光を透過するものである。
なお、第２の基板は可視光を透過する機能を有するものであればよく、石英ガラスに限定されず、単なるガラスでもよい。
【００３０】
そして、第１の基板４１に形成された蛍光体４３が第２の基板４２の方向に位置するように、第１の基板４１と第２の基板４２を間隔を保って対向配置し、第１の基板４１と第２の基板４２の外周部をバーナーによって加熱溶融することにより、内部に蛍光体４３を有する密閉空間が形成されている。
つまり、蛍光体４３は、密閉空間内で第１の基板４１と第２の基板４２との間に配置された構造になっている。
【００３１】
この結果、蛍光体４３が第１の基板４１と第２の基板４２で構成される密閉空間に配置されることにより、大気中の水分と完全に隔離され、蛍光体４３が大気中の水分を吸収することがないので、可視光への変換効率が変化せず一定のものとなる。
【００３２】
さらに、この密閉空間内に酸素除去剤５が配置されている。
この酸素除去剤５としては、金属の酸化作用により酸素を吸収する不可逆反応的構造のものとして、チタン、鉄、マンガン、アルミなどであり、微細気泡に酸素分子が入り込み吸着する可逆反応的構造のものとして、シリカゲル、活性炭などである。
【００３３】
蛍光体４３は、第１の基板４１の内面の中心領域に形成されており、外周に近い領域には形成されていないものであるので、第１の基板４１に照射された紫外光は、蛍光体４３に照射されない紫外光が存在し、その紫外光は、そのまま第１の基板４１を透過して、第１の基板４１と第２の基板４２で構成される密閉空間内に照射される。
【００３４】
そして、この密閉空間には、酸素除去剤５が配置されており、密閉空間内の酸素はこの酸素除去剤５に除去されるため、密閉空間内の酸素濃度を極めて低くでき、密閉空間内ではほとんどオゾンが発生せず、オゾンによる蛍光体４３の劣化を確実に防止することができる。
よって、蛍光体４３によって紫外光が正確に可視光に変換され、エキシマランプの点灯状態を光センサで正確に測定できるものである。
【００３５】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図２は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この紫外線検出器６は、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図１に示すものと同一である。
第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、それぞれ側面にはメタライズ層６１が形成されている。
この金属の蒸着層６１は、化学気相蒸着法や物理蒸着法によって形成されるものであり、銀或いは金の蒸着層である。
そして、それぞれの蒸着層６１を銀と亜鉛などの合金の銀ロウやハンダ６２によって接合して、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間を密閉空間にし、この密閉空間に蛍光体４３を配置する構造である。
【００３６】
そして、この密閉空間には、前述した酸素除去剤５が配置されており、密閉空間内の酸素を除去するものである。
【００３７】
この光変換器６では、第１の基板４１と第２の基板４２の側面の蒸着層６１は金や銀の蒸着層であり、銀ロウやハンダ６２金属成分を有するものであるので、ロウ材を加熱溶融することによって、それぞれを接合することができる。
そして、銀ロウの場合は低温銀ロウの場合で融点が２２０℃であり、石英ガラスの融点１７００℃より低いので、第１の基板４１と第２の基板４２を銀ロウ６２によって接合する場合、蛍光体４３が形成された第１の基板４１の温度は、第１の基板４１を溶融して封止する場合に比べ低くすることができ、蛍光体４３の熱劣化を確実に防止することができる。
【００３８】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図３は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ａは、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図２に示すものと同一である。
第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、それぞれ側面には蒸着６１が形成されている。
なお、図３では、光変換器７Ａは一端側のみ拡大して示したものである。
【００３９】
この蒸着層６１は、金または銀の蒸着層である。
そして、それぞれの蒸着層６１を、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１によって接合して、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間を密閉空間にし、この密閉空間に蛍光体４３を配置する構造である。
そして、密閉空間内であって、蛍光体４３と封着材７１との間に、紫外光反射機能を有する金属体７２が配置されている。
この金属体７２は、ＳＵＳ、ニッケル、チタン等の金属である。
さらに、蛍光体４３と金属体７２との間に酸素除去剤５が配置されている。
【００４０】
水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１は、紫外光が照射されると劣化することがあるが、これらの封着材７１の密閉空間側には、第１の基板４１から第２の基板４２に亘って金属体７２が配置されており、この金属体７２は紫外光を反射するものであり、密閉空間側に露出した封着材７１の表面に紫外光が照射されることを防止することができる。
さらに、第１の基板４１と第２の基板４２はガラスであるので、内部を紫外光が進行するものであり、進行してきた紫外光が封着材７１との接合面まで到達するものであるが、第１の基板４１と第２の基板４２の側面には、それぞれ金または銀の蒸着層６１が形成されており、この蒸着層６１の部分で封着材７１が接合されているので、蒸着層６１によって第１の基板４１と第２の基板４２の内部を進行してきた紫外光を反射し、封着材７１には紫外光が照射されない構造になっている。
つまり、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１には、紫外光が照射されない構造になっているので、封着材７１が紫外光によって劣化せず、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００４１】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図４は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ｂは、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図２に示すものと同一である。
第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、それぞれ側面には蒸着層６１が形成されている。
なお、図４では、光変換器７Ｂ一端側のみ拡大して示したものである。
【００４２】
この蒸着層６１は、金または銀の蒸着層６１である。
そして、それぞれの蒸着層６１を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１よって接合して、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間を密閉空間にし、この密閉空間に蛍光体４３を配置する構造である。
さらに、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１の内部に紫外線反射機能を有する金属粒子７３が混入されている。
この金属粒子７３は、ＳＵＳ、ニッケル、チタン等の金属の粒子である。
さらに、蛍光体４３と封着材７１との間に酸素除去剤５が配置されている。
【００４３】
水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１は、紫外光が照射されると劣化することがあるが、封着材７１に金属粒子７３が混入されているので、密閉空間側に露出した封着材７１の表面に紫外光が照射されても、その金属粒子７３で紫外光を反射し、紫外光が封着材７１の内部まで深く進行することを防止し、封着材７１の紫外光劣化を効果的に抑制することができる。
さらに、第１の基板４１と第２の基板４２はガラスであるので、内部を紫外光が進行するものであり、進行してきた紫外光が封着材７１との接合面まで到達するものであるが、第１の基板４１と第２の基板４２の側面には、それぞれ金または銀の蒸着層６１が形成されており、この蒸着層６１の部分で封着材７１が接合されているので、蒸着層６１によって第１の基板４１と第２の基板４２の内部を進行してきた紫外光を反射し、封着材７１には紫外光が照射されない構造になっている。
つまり、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７は、密閉空間側に露出した表面にのみ紫外光が照射される構造であり、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１の中に混入された金属粒子７３で紫外光を反射し、紫外光が封着材７１の内部まで深く進行することがないので、水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材７１の紫外光劣化を効果的に抑制することができ、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００４４】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図５は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ｃは、第１の基板４１と第２の基板４２と蛍光体４３は、図２に示すものと同一の部材からなり、第１の基板４１と第２の基板４２は共に石英ガラスであり、第１の基板４１には、全周に亘って、溝部４１１が形成され、この溝部４１１に弾性体である樹脂製のＯリング７４が嵌め込まれて配置されている。
そして、第１の基板４１と第２の基板４２が適宜の機構により押圧され、Ｏリング７４が第１の基板４１と第２の基板４２との間で変形し、第１の基板４１と第２の基板４２との間の空間がＯリング７４によって密閉空間となっている。
この密閉空間内であって、蛍光体４３とＯリング７４との間に、紫外光反射機能を有する金属体７２が配置されており、さらに、蛍光体４３と金属体７２との間に酸素除去剤５が配置されている。
この金属体７２は、ＳＵＳ、ニッケル、チタン等の金属である。
Ｏリング７４は、紫外光が照射されると劣化することがあるが、Ｏリング７４の密閉空間側には、第１の基板４１から第２の基板４２に亘って金属体７２が配置されており、この金属体７２は紫外光を反射するものであり、密閉空間側に露出したＯリング７４の表面に紫外光が照射されることを防止することができる。
さらに、第１の基板４１の溝部４１１の内面は、紫外光を反射するためにメタル系やセラミ系の紫外光反射面４１２となっている。具体的には、紫外光反射面４１２は、ニッケルやチタンの金属蒸着面かアルミナや窒化ボロン素が塗布された処理面になっている。或いは、第１の基板４１の溝部４１１の内面は、紫外光を減衰するために曇りガラス面となるように処理された紫外光減衰面４１２となっている。
【００４５】
つまり、第１の基板４１はガラスであるので、内部を紫外光が進行するものであり、進行してきた紫外光が溝部４１１に嵌め込まれたＯリング７４の接触面まで到達するものであるが、溝部４１１の内面は、紫外光反射面４１２か紫外光減衰面４１２となっているので、この紫外光反射面４１２か紫外光減衰面４１２によって第１の基板４１との内部を進行してきた紫外光を反射または減衰させ、Ｏリング７４に紫外光が照射されないか、照射されても紫外光を減衰する構造になっている。
つまり、Ｏリング７４には、紫外光が照射されないか、照射されても紫外光を減衰する構造になっているので、Ｏリング７４が紫外光によって劣化せず、第１の基板４１と第２の基板４２の密閉構造が破壊されることを防止できる。
【００４６】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を説明する。
図６は、本願発明の光変換器の他の実施例の断面図である。
この光変換器７Ｄは、第１の基板４１は石英ガラスのガラス板であり、第２の基板はガラス層４４である。
蛍光体４３は第１の基板４１の表面に形成されている。また、酸素除去剤５が蛍光体４３が設けられた方向と同じ、基板４１上に配置されている。
ガラス層４４は、ＳｉＯ２に溶剤を添加したゾルゲル液を作成し、このゾルゲル液を蛍光体４３を含む第１の基板４１上に塗布して焼成することにより、溶剤が蒸発し、さらに、ＳｉＯ２が溶融してガラス層４４となったものである。
つまり、第１の基板４１とガラス層４４との間が密閉空間になっており、この密閉空間内に、蛍光体４３と酸素除去剤５が配置された構造になる。
なお、酸素除去剤５は、蛍光体４３の回りに配置された構造であったり、或いは、蛍光体４３に予め酸素除去剤５を塗布してから、ＳｉＯ２に溶剤を添加したゾルゲル液を作成し、このゾルゲル液を蛍光体４３上に塗布して焼成することによりガラス層４３を形成してもよい。
なお、蛍光体４３に予め酸素除去剤５を塗布する方法として、蛍光体４３に酸素除去剤５を混ぜたり、散りばめたりしてもよい。
【００４７】
次に、本願発明の光変換器の他の実施例を図７を用いて説明する。
光変換器４の構造は、図１に示す光変換器と同様の構造であって異なる点は、密閉空間内に、水分吸着剤８が配置されている。
この水分吸着剤８は、塩化カルシウム、生石灰、天然ゼオライト、シリカゲルＡ型、シリカゲルＢ型、シリカゲル青である。
このように、密閉空間に水分吸着剤８を配置する構造により、第１の基板４１と第２の基板４２を封止する工程において、密閉空間内に水分が入っても、確実にその水分を水分吸着剤８で吸着することができるので、蛍光体４３が水分を吸着することがなく、蛍光体４３の可視光への変換効率を安定させることができる。
なお、図では示さないが、図２〜図６で示す光変換器の密閉空間に水分吸着剤８を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明の光変換器の説明図である。
【図２】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図３】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図４】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図５】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図６】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図７】本願発明の他の実施例の光変換器の説明図である。
【図８】紫外線照射装置の説明図である。
【図９】光センサの説明図である。
【図１０】従来の光変換器の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
４２ 第１の基板
４２ 第２の基板
４３ 蛍光体
５ 酸素除去材
８ 水分吸着材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器において、
前記光変換器は、間隔を保って対向配置された、紫外光を透過する第１の基板と可視光を透過する第２の基板を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、前記第１の基板と前記第２の基板を封止し、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に蛍光体が配置され、
前記密閉空間には、酸素除去剤が配置されていることを特徴とする光変換器。
【請求項２】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、
前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合したことを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項３】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、
前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、
前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材との間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項４】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、
前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、
前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材には、紫外光反射機能を有する金属粒子が混入されていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項５】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、
前記第１の基板若しくは前記第２の基板の少なくともどちらか一方には、溝部が形成されて、当該溝部にＯリングが配置され、
前記第１の基板と第２の基板が押圧され、前記Ｏリングが第１の基板と第２の基板との間で変形し、第１の基板と第２の基板との間の空間が前記Ｏリングによって密閉空間となっており、
前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記Ｏリングとの間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置され、
前記溝部の内面は、紫外光反射面または紫外光減衰面となっていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項６】
前記第１の基板はガラス板であり、前記第２の基板はガラス層であり、
前記第１の基板の表面に前記蛍光体が設けられ、
前記第２の基板のガラス層が前記蛍光体を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項７】
前記密閉空間には、水分吸着剤が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５に記載の光変換器。
【請求項１】
紫外光を蛍光体によって可視光に変換する光変換器において、
前記光変換器は、間隔を保って対向配置された、紫外光を透過する第１の基板と可視光を透過する第２の基板を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が密閉空間となるように、前記第１の基板と前記第２の基板を封止し、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に蛍光体が配置され、
前記密閉空間には、酸素除去剤が配置されていることを特徴とする光変換器。
【請求項２】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、
前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を銀ロウまたはハンダで接合したことを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項３】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、
前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、
前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材との間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項４】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、当該第１の基板と前記第２の基板の側面に銀または金の蒸着層を形成し、
前記第１の基板の蒸着層と前記第２の基板の蒸着層を前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材で接合し、
前記水ガラス、または、エポキシ系封着材、または、アラルダイド系封着材には、紫外光反射機能を有する金属粒子が混入されていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項５】
前記第１の基板と前記第２の基板は共にガラスであって、
前記第１の基板若しくは前記第２の基板の少なくともどちらか一方には、溝部が形成されて、当該溝部にＯリングが配置され、
前記第１の基板と第２の基板が押圧され、前記Ｏリングが第１の基板と第２の基板との間で変形し、第１の基板と第２の基板との間の空間が前記Ｏリングによって密閉空間となっており、
前記密閉空間内であって、前記蛍光体と前記Ｏリングとの間に、紫外光反射機能を有する金属体が配置され、
前記溝部の内面は、紫外光反射面または紫外光減衰面となっていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項６】
前記第１の基板はガラス板であり、前記第２の基板はガラス層であり、
前記第１の基板の表面に前記蛍光体が設けられ、
前記第２の基板のガラス層が前記蛍光体を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光変換器。
【請求項７】
前記密閉空間には、水分吸着剤が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５に記載の光変換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２１６６０７（Ｐ２００９−２１６６０７Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６１９７３（Ｐ２００８−６１９７３）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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