JP3539329B2

JP3539329B2 - 希ガスエキシマーランプの駆動方法

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Publication number: JP3539329B2
Application number: JP2000028180A
Authority: JP
Inventors: 茂義松本; 正樹吉岡
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: JP2001217090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体障壁を介した放電により生成するエキシマーからの真空紫外光を利用する半導体ウエハー並びに液晶基板ガラス等の洗浄用途の希ガスエキシマーランプ、または、該真空紫外光を可視光変換してファクシミリ・複写機・イメージリーダ等の情報機器における原稿照明用に利用する希ガスエキシマーランプの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
希ガスエキシマーランプの駆動方法に関しては、従来技術として、特開平１０−２２３３８４号公報などにより、従来の正弦波点灯よりランプ効率のよい点灯装置が開示されている。特開平１０−２２３３８４号公報中、段落［００１０］には、放電Ｂに続いて、極端に短い時間ｔ₂後に放電Ｃが発生する場合、放電Ｂで生成したキセノンの励起種はエキシマーを生成する過程で生成したエキシマー共々、続く放電Ｃにより破壊されることが記載されている。しかしながら、１つの放電に続いて、短い時間後に次の放電が発生する場合が実用上多く見受けられ、このような場合の変換効率の改善が求められていた。
ここで、変換効率とはランプに入力される電力に対するエキシマー発光への変換効率のことである。ランプ入力は、エキシマー光へ変換される以外はほとんど誘電体での損失、放電のジュール熱など発熱となってしまう。
【０００３】
通常、希ガスエキシマーの発光は、真空紫外域に現れるが、この発熱は放電容器に石英ガラスを使用する半導体ウエハー等の洗浄・表面改質の用途においては、石英ガラスの真空紫外域での透過率を低下させることから真空紫外光強度が低下し、結果として洗浄速度が低下する問題がある。また原稿照明用光源においても、ランプの発熱により、ランプに使用する蛍光体の温度消光の現象や、原稿をセットするプラテンガラスの温度上昇により、原稿の熱変質や、原稿のプラテンガラスへの溶着などが問題となっていた。このため、従来は発熱を抑えるためにランプ入力を抑えて必要光量を犠牲にすることが余儀なくされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、比較的短時間の間に複数の放電により生成するエキシマーからの真空紫外光の生成量を増加してランプ効率を改善し、ランプからの発熱を少なくした希ガスエキシマーランプの駆動方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明においては、
誘電体からなる放電容器内にキセノンを主とした希ガスを封入し、誘電体障壁を介した放電により生成するエキシマーからの発光を利用する希ガスエキシマーランプを、周期的なランプ電圧波形により各主放電エネルギーを時間的に分離して供給しランプを駆動する方法であって、前記周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ前記放電により放射される８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射の総量の時間的な変化に対応する２つの赤外発光強度ピークについて、時間的に最初のピークの強度をｈ₁とし、ｔ₁時間後のピークの強度をｈ₂としたとき、ｈ₂＞ｈ₁かつ０．５μｓ＜ｔ₁ ＜３．４μｓとしたことを特徴とする希ガスエキシマーランプの駆動方法とするものである。
【０００６】
請求項２の発明は、誘電体からなる放電容器内にキセノンを主とした希ガスを封入し、誘電体障壁を介した放電により生成するエキシマーからの発光を利用する希ガスエキシマーランプにおいて、周期的なランプ電圧波形により各主放電エネルギーを時間的に分離して供給しランプを駆動する方法であって、前記周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ前記放電により放射される８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射の総量の時間的な変化に対応する２つの赤外発光強度ピークについて、時間的に最初のピークの強度をｈ₁とし、ｔ₁時間後のピークの強度をｈ₂としたとき、ｈ₁＞２×ｈ₂かつ０．５μｓ＜ｔ_１＜２．０μｓとしたことを特徴とする希ガスエキシマーランプの駆動方法とするものである。
【０００８】
【作用】
本発明の作用の説明に入る前に、８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射光の発光メカニズムを図５により説明する。この領域の発光のほとんどは、キセノン原子からの遷移に帰属される。従って、キセノン以外の希ガス、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンなどとの混合の場合においてもこの領域の発光はキセノン原子からの遷移が支配的であるとみなして良い。ここで８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射光は、放電プラズマ中の電子がキセノン原子と衝突し、キセノン原子が高い励起状態となり、その高い励起状態から低い励起状態へ遷移する際に放出される光に対応するものである。
【０００９】
低い励起状態となったキセノン原子は、別の基底状態のキセノン原子と２回衝突することにより、キセノンエキシマー分子を生成し、ただちに１５２ｎｍから１７２ｎｍ付近の真空紫外光を放射する。つまり、キセノン原子からの８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射光をモニターすることにより、間接的に真空紫外光の生成に関する知見を得ることが可能である。この点については数多くの学術文献があり、例えば、Ｂ．ＥｌｉａｓｓｏｎａｎｄＵ．Ｋｏｇｅｌｓｃｈａｔｚ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ４６，２９９,１９８８）などが挙げられる。
【００１０】
発明者らは、このキセノン原子からの８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射光の発光ピーク強度とその時間分解を観察することにより、１つの放電に続いて、短い時間後に次の放電が発生する場合においても効率よく真空紫外光を生成する条件があることを見いだした。その結果、請求項１に記載の発明においては、周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ放電により放射される８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射の総量の時間的な変化に対応する２つの赤外発光強度ピークについて、時間的に、最初のピークの強度をｈ₁とし、ｔ₁時間後のピークの強度をｈ₂としたとき、ｈ₂＞ｈ₁かつ０．５μｓ＜ｔ₁ ＜３．４μｓとしたことにより、最初のピークによりエキシマー分子が生成される時間内に次のピークから支配的にエキシマー分子が生成される。そのために、最初のピークにより生成途中のエキシマー分子の、高エネルギー電子により破壊される割合を低く抑えることとなり、エキシマー分子の生成量をより増加でき、結果的に放電エネルギーを、エキシマー分子からの真空紫外光に効率よく変換することができるものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明において、周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ放電により放射される８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射の総量の時間的な変化に対応する２つの赤外発光強度ピークについて、時間的に最初のピークの強度をｈ₁とし、ｔ₁時間後のピークの強度をｈ₂としたとき、ｈ₁＞２×ｈ₂かつ０．５μｓ＜ｔ₁＜２．０μｓとしたことにより、最初のピークにより支配的にエキシマー分子が生成される時間内に次のピークからエキシマー分子が生成される。そして、最初のピークにより生成途中のエキシマー分子の、高エネルギー電子により破壊される割合をより低く抑えることとなり、エキシマー分子の減少を抑えることができ、結果的に放電エネルギーをエキシマー分子からの真空紫外光に効率よく変換することができるものである。
【００１２】
尚、放電により放射される、キセノン原子からの８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射光に対応する、各発光強度ピークを生成する放電の放電容器内での発生個所は必ずしも同じではなく、例えば、最初のピークを生成する放電が一方の電極付近で主に生成され、続くピークを生成する放電は、該電極と対向する電極付近で生成される場合がある。つまり、空間的には、各ピークの生成する個所が異なる場合があるが、本発明は、このような空間的な生成個所の違いがあっても効果が認められるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
電気エネルギーからエキシマー分子による真空紫外光への変換効率を見積もるためには、まずランプに入る電気エネルギーを見積もらなければならない。一般に誘電体バリア放電を利用したランプは、少なくとも一方の電極が誘電体を介して放電空間に接するため、放電容器内に一対の電極を有する通常のランプのように、ランプ電流、ランプ電圧、陰極降下電圧ならびに陽極降下電圧などから単純に放電への入力を見積もることはできない。
【００１５】
そこで、一般にＶ−Ｑリサージュ法により、ランプ入力電力を求める手法がこの種類の放電形態では適用されている。この方法の概略を図１に示す。Ｔ１はトランス、Ｃ１は静電容量Ｃｍの積分コンデンサーである。まず最初にランプ両端の電圧ＶＬと、Ｃ１両端の電圧Ｖｑから求められるＣ１の蓄積電荷Ｑ（Ｑ＝Ｃｍ×Ｖｑ）より、図７のようなリサージュ図形が得られる。横軸がランプ両端の電圧ＶＬであり、縦軸が積分コンデンサーの蓄積電荷Ｑである。
このリサージュ図形の面積Ｓ（図中斜線部）は、ランプ電圧波形１周期あたりの消費エネルギーに相当する。ここでランプ点灯周波数をfとするとランプ消費電力ＰはＰ＝Ｓ×fで計算できる。なおＣｍの大きさはＶＬ：Ｖｑ＝１０００：１程度になるように設定し、ランプ電圧波形に大きな影響を与えないよう配慮する。またこのランプ電力Ｐはランプの誘電体損によるエネルギー消費も含むが、その占める割合は小さく、本発明の効果を説明する上では特に問題にならない。
【００１６】
この方法は、使用するオシロスコープや高電圧プローブなど測定機器により測定値にバラツキを生じるため、絶対値としての厳密性は欠けるが、同じ測定系であれば、各ランプ入力を相対値として十分比較できるものであり、広く利用されている。例えば、本発明と同じ誘電体障壁を介して放電するＡＣ−ＰＤＰ（プラズマディスプレーパネル）の各微小セルの電力の見積もりにも利用されている。（民田ら、電学論A,119,31(1999)）
【００１７】
図２は本発明が適用される希ガス蛍光ランプの管軸方向に垂直な断面図を示す。
２は放電容器であり、３は蛍光体層、４、４’は電極、５は放電空間を示し、６はアパーチャ部である。
図２に示す希ガス蛍光ランプ１を点灯させ、そのとき得られた発光スペクトルを図３に示す。この例では、蛍光体としては、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ⁺³、Ｔｂ⁺³（以下ＬＡＰと略称する）を用いた。ここで、一般の水銀からの１８５ｎｍ並びに２５４ｎｍを利用する蛍光ランプの場合には、Ｃｅ⁺³が共ふっ活剤として発光の際のＴｂ⁺³へのエネルギー移動に重要な働きをするが、１７２ｎｍ近傍の真空紫外光では、Ｔｂ⁺³が直接、真空紫外光を吸収するため、必ずしもＣｅ⁺³を必要としない。実際、Ｃｅ⁺³のモル濃度を極力少なくするか、皆無でも、１７２ｎｍにより効率のよい可視光の発光が得られた。
【００１８】
図３において、５００ｎｍ〜６００ｎｍ付近にＬＡＰ蛍光体からの発光が観察されるが、８００ｎｍ〜１１００ｎｍにも小さいがいくつかのピーク群Ｐが観測される。図４は、８００ｎｍ〜１１００ｎｍ付近を拡大したスペクトル図である。これらのピークはほとんどがキセノン原子の遷移に帰属され、キセノンの高い励起準位から低い励起準位への遷移である。この点は図５中にも示したとおりである。
【００１９】
発明者らは、これら８００ｎｍ〜１１００ｎｍの放射光に注目し、種々のランプ駆動方式における、８００ｎｍ〜１１００ｎｍ領域のスペクトルの時間分解の解析を行なった。図６は、その際の測定系を示すものである。ランプとしては、図２の希ガス蛍光ランプ１を使用した。ランプには先述のＬＡＰ蛍光体が塗布されていることから、照度計により照度も同時に測定した。
【００２０】
８００ｎｍ〜１１００ｎｍの放射光の観測には、アバランシェフォトダイオード（以降ＡＰＤと略称する、浜松フォトニクス社製型式：Ｓ２３８２）を用いたモジュール（以降ＭＤと略称する、浜松フォトニクス社製、型式：Ｃ５３３１）を使用した。９はオシロスコープ、１０は点灯回路である。
図８は、使用したＡＰＤの分光感度特性の一例である。
【００２１】
次に、蛍光体からの可視光を避けるために、ランプ１とＡＰＤの間に赤外光透過フィルター（以降ＩＲＦと略称する、シグマ光機社製、型式：ＴＦ−５０Ｓ−７６ＩＲ）を利用した。図９は、ＩＲＦの分光透過率の一例である。この測定系により、先に示した図１により種々の駆動方式のランプ入力を求め、赤外（以下ＩＲ）スペクトルの時間分解を観測し、可視光の照度を照度計（以降ＬＭと略称する，ミノルタカメラ社製、型式：Ｔ−１Ｍ）により測定し、照度÷ランプ入力を照度効率［Ｌｘ／Ｗ］としてランプ効率の指標とし、評価を行なった。
【００２２】
図１０は、上記評価を行った時に観測された８００ｎｍ〜１１００ｎｍのＩＲの放射強度を時間分解して表した模式図を示したものである。図１０（ａ）においては、最初に低いＩＲピークが出現し、ｔ₁時間後に大きなＩＲピークが出現する。また（ｂ）においては、最初に大きなＩＲピークが出現し、ｔ₁時間後に小さなＩＲピークが出現する。（ｃ）、（ｄ）のように複数のＩＲピークが出現する場合もあったが、主要な放電エネルギーがランプに供給されるＡ，Ｂのピークに注目し、Ｃのようなピークまたは、Ｄのように強度が小さくブロードなピークは、特に考慮に入れなくても十分本発明の効果を確認できた。
【００２３】
【実施例】
図６の測定系により、種々の点灯回路、並びにランプについて、ＩＲピークについて調査した。図１１は本発明に使用した点灯回路の実施例を示すものである。図１１（ａ）は、フライバック方式による回路の一例である。Ｔ２はトランス、Ｑ１はスイッチング素子、ＰＣは、パルス制御系である。インピーダンスＺは、無限大（つまりフローティング）から、ゼロ（グランド）まで、適宜、抵抗、コイル、コンデンサにより形成する。
【００２４】
図１１（ｂ）は、比較例のために従来から広く利用されている自励式正弦波点灯回路を示したものである。Ｒ１、Ｒ２は抵抗、Ｑ２、Ｑ３はスイッチング素子、Ｃ２はコンデンサー、Ｔ３はトランス、Ｚについては先述と同じである。
【００２５】
次に、点灯ランプについては、図２の希ガス蛍光ランプ１により主に実験を行なったが、その他のランプにおいても本発明の適用可能なランプはある。
図１２（ａ）のランプは、その管軸方向の断面図に示したような2重円筒管内に放電空間５を有し、電極７、７’は放電容器２の外面に放電空間５を挟んで配設されて放電容器２が合成石英ガラス製のエキシマーランプである。
また、図１２（ｂ）のランプは、放電容器２の中心軸に一方の電極８を配設し、当該電極８は直接エキシマーガスと触れる構成や誘電体を介してエキシマーガスと触れ、他方の電極８’を放電容器２の外側に配設したエキシマーランプである。そして、図１２（ｃ）のランプは放電容器２の内表面に電極４’を配設し、ガラス管外表面に電極４を配設したタイプのエキシマーランプであり、これらのランプについても同様な効果が期待できる。
【００２６】
図１３は、本発明の請求項１に関する赤外光波形の具体例を示したものである。
周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応してＩＲ強度ピークが現れる。すなわち、周期的なランプ電圧波形により各主放電エネルギーを時間的に分離して供給している。利用したランプは図２に示す希ガス蛍光ランプ１で、さらに詳細には、放電容器２は管径φ８、厚み０．５ｍｍの鉛ガラスで、全長３６０ｍｍである。放電容器２内壁には、ＬＡＰ蛍光体の蛍光体層３が厚み約５０μｍで塗布形成されている。そして、６は蛍光体層３の形成されてないアパーチャ部である。放電空間５内に封入する封入ガスは、キセノン１３．３ｋＰａとしたが、駆動回路の入力を選択すれば、エキシマー光出力が顕著となる８ＫＰａ付近から加圧とならずランプの製造が容易な１０１．１ｋＰａ程度まで安定した放電が可能である。また、その他の希ガスとの混合も可能である。
【００２７】
電極４は、アルミテープを貼着したが、銀ペーストなどを印刷して形成してもよい。このランプを図１１（ａ）により点灯した。この回路は前述した通り、一般にはフライバック方式と呼ばれ、点灯中図１３に示す測定系によりＡＰＤの出力波形としてＩＲピークが観察された。この例では、主放電が起こる点灯周波数は７２ｋＨｚであり、２つのＩＲピーク間の時間は２．８μｓ、最初のＩＲピークと次のＩＲピークの高さの比の平均は、２：５であった。
【００２８】
次に、このランプを同じ図１１（ａ）の回路構成において、回路定数、トランスの巻線比、並びに周波数等を変えて、同じ図２に示すランプを点灯した。結果を図１４に示す。図１４においてもＡＰＤの出力波形として、ＩＲのピークが観察された。この例では、主放電が起こる点灯周波数６０ｋＨｚ、２つのＩＲピーク間の時間は、０．９μｓで、最初のピークと次のピークの高さの比の平均は、５：１．２であった。
【００２９】
また従来から広く利用されている正弦波の場合についてもＡＰＤの出力波形を観測してみた。図１５は、正弦波の電圧波形を印加する駆動方法によるランプ電圧波形とＩＲ波形を示す。点灯周波数は２５ｋＨｚである。正弦波の場合は、電圧変化が最大となる領域（図中Ｎ）において、連続的なＩＲスペクトルが観測され最大ピークの位置は、繰り返し波形の中で特に規則性は認められなかった。
【００３０】
上述したフライバック方式について、回路定数、トランスの巻線比等を変えて、図２のランプを駆動し、ランプ入力電力と照度計により測定した照度からランプ効率［Ｌｘ／Ｗ］を求め、ｈ₁、ｈ₂、ｔ₁との関係を調査した。図１６にフライバック方式についてのＩＲピークとランプ効率の関係、正弦波方式についてのランプ効率の関係を表にまとめた。
図１６の表のデータは、周囲温度２６℃の環境下で、一次側入力電圧をＤＣ２４Ｖに統一して測定した。この表において、放射温度計（キーエンス社製、型式：ＩＴ２−２０２、型式：ＩＴ２−５０）により測定したランプの管壁温度も示した。表中のＮｏ．1の例は、従来技術の一例として示した駆動条件であり、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４は請求項１の実施例として示した駆動条件であり、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７は請求項２の実施例として示した駆動条件である。
【００３１】
図１６を含めた一連の実験において、ｈ₁、ｈ₂並びにｔ₁については、ｈ₁＜ｈ₂の場合には、ＩＲピークとランプ効率は、ｔ₁が３．４μｓ以上では、時間的に前後するＩＲピーク間の強弱とランプ効率に明確な因果関係を見いだせなかった。よって、ｔ₁の上限として３．４μｓより短い領域とした。これは、特開平１０−２２３３８４号公報の図７にも開示されているが、放電の間隔が３．４μｓ以上になると照度効率［Ｌｘ／Ｗ］がほぼ一定となることにも関連していると推察される。
【００３２】
次に、ＩＲピークとランプ効率について、ｈ₁＞２×ｈ₂となる条件は、ｔ₁が２．０μｓ以上では、今回のトランスとパルス制御系からは実現できなかった。そこでｔ₁の上限を２．０μｓとした。ｔ₁が短くなる方向を調査したところ、今般使用した図２のランプにおいては、ｈ₁＜ｈ₂の場合並びにｈ₁＞２×ｈ₂の場合において、０．５μｓ以下では、ＩＲピークが複数現れるケースは見出せなかった。つまり、ｔ₁が０．５μｓ以下の領域では、この種類のランプにおける放電条件下として、せいぜい１回程度の放電が発生する程度か、この時間領域において放電空間中には複数の異なる放電が発生していても、区別し、効果を確認することが困難であると推察される。このため、ＩＲピークについてｈ₁＜ｈ₂の場合並びにｈ₁＞２×ｈ₂の場合において、ｔ₁の下限としては、０．５μｓより大きい領域とするのが良いことが分かった。
【００３３】
ＩＲピークに関して、図１６の表中、従来技術として示したＮｏ．１の例では、ｈ₁＞ｈ₂の条件においては、２×ｈ₂≧ｈ₁となると著しくランプ効率が下がっている。
これは、ｈ₁のピークに関わる放電において生成したエキシマーの大半がｈ₂のピークに関わる放電で破壊される割合が大きく、ｈ₂で残存したエキシマーにより真空紫外光発生に寄与するためと考えられる。以上によりｈ₁＞２×ｈ₂の条件がランプ効率の点で好適であるとみなした。この従来技術の一例をＡＰＤ出力波形としてのＩＲピークを図１７に示す。この例では主放電が起こる点灯周波数９８ｋＨｚ、２つのＩＲピーク間の時間は０．８μｓで、最初のＩＲピークと次のＩＲピークの高さの比の平均は６：３．４であった。
【００３４】
次に、ランプの管壁温度について説明すると、図１６よりランプ管壁温度は、ランプ入力電力とランプ効率によりほぼ決定されることがわかる。したがって、同じ照度を得るにはランプ効率が良いほどランプ入力電力が少なくて済み、結果としてランプ管壁温度を抑えることができる。すなわち、ｈ₂＞ｈ₁かつ０．５μｓ＜ｔ₁＜３．４μｓ、または、ｈ₁＞２×ｈ₂かつ０．５μｓ＜ｔ₁＜２．０μｓのときに、ランプ効率がよく、ランプの管壁温度を抑えることができる。
ここで、図１１（ｂ）による駆動方式の例では、多くのＩＲ出力が観測されているにもかかわらず、時間的に連続に放射されているため、効率よくエキシマーが生成されず、照度効率が悪く、結果としてランプの発熱が大きくなると考えられる。
【００３５】
本発明によれば、比較的短時間の間に複数の放電により生成するエキシマーからの真空紫外光の生成量を増加することができ、ランプ管壁温度を下げることができる。また、本発明においては、キセノンの励起種の赤外発光についてその関係を述べたが、クリプトン、アルゴン、ネオンなどについても、本発明の技術思想を適用できるものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によって、ランプ電圧波形の一周期内において、周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ放電により放射されるキセノン原子からの８００ｎｍ〜１１００ｎｍの領域内の放射光に対応する２つの発光強度ピークについて、最初のピークによりエキシマー分子が生成される時間内に次のピークから支配的にエキシマー分子が生成されるために、最初のピークにより生成途中のエキシマー分子の高エネルギーの電子により破壊される割合を低く抑えることとなり、エキシマー分子の生成量をより増加でき、結果的に放電エネルギーを効率よくエキシマー分子からの真空紫外光に変換することができる。それゆえ、洗浄、表面改質用並びに原稿照明用光源として好適なランプ駆動方法を提供することができる。
【００３７】
また、請求項２の発明によって、ランプ電圧波形の一周期内において、周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ放電により放射されるキセノン原子からの８００ｎｍ〜１１００ｎｍの領域内の放射光に対応する２つの発光強度ピークについて、最初のピークにより支配的にエキシマー分子が生成される時間内に次のピークからエキシマー分子が生成され、最初のピークにより生成途中のエキシマー分子の高エネルギーの電子により破壊される割合をより低く抑えることとなり、エキシマー分子の減少を抑えることができ、結果的に放電エネルギーを効率よくエキシマー分子からの真空紫外光に変換することができる。それゆえ、洗浄、表面改質用並びに原稿照明用光源として好適なランプ駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるランプ入力電力を求めるための回路図を示す。
【図２】本発明の適用される希ガス蛍光ランプの断面図を示す。
【図３】図２に示した希ガス蛍光ランプの発光スペクトルの一例を示す。
【図４】図３に示した赤外領域の発光スペクトルの拡大図を示す。
【図５】キセノン原子のエネルギー準位図を示す。
【図６】赤外領域の発光スペクトルの時間分解の解析用測定系を示す。
【図７】Ｖ−Ｑリサージュ法の測定結果を示す。
【図８】ＡＰＤの分光感度特性を示す。
【図９】ＩＲＦの分光透過率を示す。
【図１０】赤外領域の発光放射強度を時間分解して表した模式図を示す。
【図１１】本発明の点灯回路の実施例を数例示す。
【図１２】本発明が適用されるランプの数例を示す。
【図１３】本発明の請求項１に関する赤外光波形とランプ電圧波形の例を示す。
【図１４】本発明の請求項２に関する赤外光波形とランプ電圧波形の例を示す。
【図１５】正弦波の電圧波形を印加する駆動方法による赤外光波形とランプ電圧波形の例を示す。
【図１６】各駆動方式についてのＩＲスペクトルとランプ効率の関係を示す。
【図１７】図１６のＮｏ．１に関する赤外光波形とランプ電圧波形の例を示す。
【符号の説明】
１希ガス蛍光ランプ
２放電容器
３蛍光体層
４、４’ 電極
５放電空間
６アパーチャ部
７、７’ 電極
８、８’ 電極
９オシロスコープ
１０点灯回路
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３トランス
Lamp ランプ
Ｃ１積分コンデンサー
Ｃ２コンデンサー
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３スイッチング素子
Ｒ１、Ｒ２抵抗
Ｚインピーダンス
ＰＣパルス制御系

Claims

誘電体からなる放電容器内にキセノンを主とした希ガスを封入し、誘電体障壁を介した放電により生成するエキシマーからの発光を利用する希ガスエキシマーランプを、周期的なランプ電圧波形により各主放電エネルギーを時間的に分離して供給しランプを駆動する方法であって、
前記周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ前記放電により放射される８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射の総量の時間的な変化に対応する２つの赤外発光強度ピークについて、時間的に最初のピークの強度をｈ₁とし、ｔ₁時間後のピークの強度をｈ₂としたとき、ｈ₂＞ｈ₁かつ０．５μｓ＜ｔ₁ ＜３．４μｓとしたことを特徴とする希ガスエキシマーランプの駆動方法。
誘電体からなる放電容器内にキセノンを主とした希ガスを封入し、誘電体障壁を介した放電により生成するエキシマーからの発光を利用する希ガスエキシマーランプにおいて、周期的なランプ電圧波形により各主放電エネルギーを時間的に分離して供給しランプを駆動する方法であって、
前記周期的なランプ電圧波形の立上がり、立下り時に対応して現われ前記放電により放射される８００ｎｍから１１００ｎｍの領域内の放射の総量の時間的な変化に対応する２つの赤外発光強度ピークについて、時間的に最初のピークの強度をｈ₁とし、ｔ₁時間後のピークの強度をｈ₂としたとき、ｈ₁＞２×ｈ₂かつ０．５μｓ＜ｔ_１＜２．０μｓとしたことを特徴とする希ガスエキシマーランプの駆動方法。