紫外光產(chǎn)生用靶、電子束激發(fā)紫外光源、以及紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的一個方面涉及紫外光產(chǎn)生用靶、電子束激發(fā)紫外光源以及紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻I記載了作為PET裝置所使用的閃爍體的材料，使用含有鐠(Pr)的單晶。另外，專利文獻2記載了有關(guān)照明系統(tǒng)的技術(shù)，該照明系統(tǒng)將從發(fā)光二極管射出的光的波長通過熒光體進行變換而實現(xiàn)白色光。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:國際公開第2006/049284號小冊子
[0006]專利文獻2:日本特表2006 - 520836號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]一直以來，作為紫外光源，使用水銀氙氣燈或氘燈等的電子管。但是，這些紫外光源的發(fā)光效率低且為大型、另外在穩(wěn)定性和壽命方面還存在問題。另一方面，作為其他的紫外光源，有具有通過對靶照射電子束而激發(fā)紫外光的結(jié)構(gòu)的電子束激發(fā)紫外光源。電子束激發(fā)紫外光源被期待作為活用高的穩(wěn)定性的光測量領(lǐng)域、活用低耗電性的殺菌或消毒用、或者利用高的波長選擇性的醫(yī)療用光源或生物化學(xué)用光源。另外，電子束激發(fā)紫外光源還具有比水銀燈等的功耗小的優(yōu)點。
[0009]另外，近年來，開發(fā)出了能夠輸出波長360nm以下的紫外區(qū)域的光的發(fā)光二極管。但是，從這樣的發(fā)光二極管的輸出光強度仍舊小，而且在發(fā)光二極管難以進行發(fā)光面的大面積化，因此存在用途受限的問題。相對于此，電子束激發(fā)紫外光源能夠產(chǎn)生足夠強度的紫外光，另外，通過增大照射到靶的電子束的直徑，能夠輸出大面積且具有均勻的強度的紫外光。
[0010]然而，在電子束激發(fā)紫外光源中，也要求紫外光產(chǎn)生效率的進一步的提高。本發(fā)明的一個方面的目的在于提供能夠提高紫外光產(chǎn)生效率的紫外光產(chǎn)生用靶、電子束激發(fā)紫外光源以及紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]為了解決上述課題，本發(fā)明的一個方面涉及的第一紫外光產(chǎn)生用靶具備透射紫外光的基板、和設(shè)置在基板上接受電子束而產(chǎn)生紫外光的發(fā)光層，發(fā)光層包含由添加有活化劑的含有Lu和Si的氧化物多晶構(gòu)成的多晶膜。另外，本發(fā)明的一個方面涉及的第二紫外光產(chǎn)生用靶具備透射紫外光的基板、和設(shè)置在基板上接受電子束而產(chǎn)生紫外光的發(fā)光層，發(fā)光層包含由添加有活化劑的含稀土類的鋁石榴石多晶構(gòu)成的多晶膜，該多晶膜層的紫外發(fā)光峰值波長為300nm以下。
[0013]本發(fā)明人考慮作為紫外光產(chǎn)生用靶的發(fā)光層，在紫外光產(chǎn)生用靶中使用添加有活化劑的含有Lu和Si的氧化物晶體(LPS、LSO等)、或者添加有活化劑的含稀土類的鋁石榴石晶體(LuAG、YAG等)。但是明確了，在使用如現(xiàn)有技術(shù)文獻所記載的單晶的情況下，難以得到足夠的紫外光產(chǎn)生效率。另外，即使在使用多晶的情況下，在直接使用基板狀的多晶時，由于其厚度，而紫外光的透射率變低，另外制造成本也升高。
[0014]相對于此，由本發(fā)明人進行的試驗和研宄的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過在紫外光透射性的基板上作為多晶膜形成上述的氧化物晶體或含稀土類的鋁石榴石晶體，能夠抑制制造成本，并且顯著提高紫外光產(chǎn)生效率。即，根據(jù)本發(fā)明的一個方面涉及的第一紫外光產(chǎn)生用靶，由于發(fā)光層包含由添加有活化劑的含有Lu和Si的氧化物多晶構(gòu)成的多晶膜，所以與單晶時相比較，能夠有效地提高紫外光產(chǎn)生效率。同樣地根據(jù)本發(fā)明的一個方面涉及的第二紫外光產(chǎn)生用靶，由于發(fā)光層包含由添加有活化劑的含稀土類的鋁石榴石多晶構(gòu)成的多晶膜，所以與單晶時相比較，能夠有效地提高紫外光產(chǎn)生效率。此外，在第一和第二紫外光產(chǎn)生用靶中，由于在紫外光透射性的基板上作為多晶膜形成有氧化物晶體或含稀土類的鋁石榴石晶體，所以與多晶基板時相比較，能夠抑制制造成本，另外，能夠提高紫外光的透射率。
[0015]另外，在上述第一紫外光產(chǎn)生用靶中，氧化物多晶可以包含Lu2Si2O7(LPS)和Lu2S15(LSO)中的至少一種。此時，活化劑可以為Pr。
[0016]另夕卜，在上述第二紫外光產(chǎn)生用靶中，含稀土類的鋁石榴石多晶為Lu3Al5O12(LuAG),活化劑可以為Sc、La和Bi中的至少一種。或者，第二紫外光產(chǎn)生用靶中，含稀土類的鋁石榴石多晶為Y3Al5O12(YAG)，活化劑可以為Sc和La中的至少一種。
[0017]另外，第一和第二紫外光產(chǎn)生用靶的多晶膜的厚度可以為0.1 μπι以上且10 μπι以下。根據(jù)由本發(fā)明人進行的試驗和研宄，上述的多晶膜的厚度為了不透射電子束而有助于發(fā)光，可以為0.1 μπι以上，另外，從生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，可以為10 μπι以下。具有這樣的厚度的上述的多晶膜能夠更加有效地提高紫外光產(chǎn)生效率。
[0018]另外，第一和第二紫外光產(chǎn)生用靶的基板可以由藍寶石、石英或水晶構(gòu)成。由此，紫外光能夠透射基板，且還能夠耐受發(fā)光層的熱處理時的溫度。
[0019]另外，本發(fā)明的一個方面涉及的電子束激發(fā)紫外光源具備上述任意一種紫外光產(chǎn)生用靶、和對紫外光產(chǎn)生用靶施加電子束的電子源。根據(jù)該電子束激發(fā)紫外光源，通過具備上述任意一種紫外光產(chǎn)生用靶，能夠抑制制造成本，并且提高紫外光產(chǎn)生效率。
[0020]另外，本發(fā)明的一個方面涉及的第一紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法具備:在透射紫外光的基板上，通過蒸鍍含有Lu和Si的氧化物和活化劑來形成膜的第一工序；和通過對膜進行熱處理而多晶化的第二工序。另外，本發(fā)明的一個方面涉及的第二紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法具備:在透射紫外光的基板上，通過蒸鍍用于紫外發(fā)光峰值波長為300nm以下的含活化劑和稀土類的鋁石榴石結(jié)晶的材料而形成膜的第一工序；和通過對膜進行熱處理而多晶化的第二工序。
[0021]在第一工序中，在紫外光透射性的基板上形成非晶態(tài)的膜。但是，非晶態(tài)的膜中，即使照射電子束而幾乎不激發(fā)紫外光。如這些制造方法那樣，通過在第二工序中對該非晶膜進行熱處理(退火)，能夠?qū)⒎蔷ざ嗑Щ?。即，根?jù)上述第一制造方法，能夠合適地制造具備由添加有活化劑的含有Lu和Si的氧化物多晶構(gòu)成的多晶膜的紫外光產(chǎn)生用靶。另外，根據(jù)上述第二制造方法，能夠合適地制造具備由添加有活化劑的含稀土類的鋁石榴石晶體構(gòu)成的多晶膜的紫外光產(chǎn)生用靶。此外，在上述各制造方法中，也可以同時進行第一工序和第二工序。
[0022]另外，在上述的第一和第二紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法中，可以將第二工序中熱處理后的膜的厚度設(shè)為0.1 μ m以上且10 μ m以下。由此，能夠更加有效地提高紫外光產(chǎn)生效率。另外，在上述第一紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法中，在第二工序中的熱處理時，可以使膜的周圍為大氣壓。另外，在上述第二紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法中，在第二工序中的熱處理時，可以使膜的周圍為真空。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個方面涉及的紫外光產(chǎn)生用靶、電子束激發(fā)紫外光源和紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法，能夠提高紫外光產(chǎn)生效率。
【附圖說明】
[0025]圖1是表示一個實施方式涉及的電子束激發(fā)紫外光源的內(nèi)部構(gòu)成的示意圖。
[0026]圖2是表示紫外光產(chǎn)生用靶的構(gòu)成的側(cè)面圖。
[0027]圖3是表示本實施方式的發(fā)光層22所能夠使用的、添加有活化劑的含稀土類的鋁石榴石晶體的具體例的圖表。
[0028]圖4是表示該制造方法所使用的激光消融裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0029]圖5是表示紫外光產(chǎn)生用靶的制造方法的流程圖。
[0030]圖6(a)是表示熱處理前的非晶態(tài)的膜的X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖6(b)是表示熱處理后的膜的X射線衍射測定結(jié)果的圖。
[0031]圖7(a)是關(guān)于熱處理前的Pr:LSO膜的表面的SEM照片。圖7 (b)是關(guān)于熱處理后的Pr: LSO膜的表面的SEM照片。
[0032]圖8是表示對Pr:LSO膜照射電子束而得到的紫外光的光譜的圖。
[0033]圖9是表示對Pr:LSO膜照射電子束而得到的紫外光的光譜的圖。
[0034]圖10是表示作為比較例，對含Pr:LSO多晶的基板照射電子束而得到的紫外光的光譜的圖。
[0035]圖11是表示Pr = LSO多晶膜的厚度和紫外光的峰值強度的關(guān)系的圖。
[0036]圖12是表示第四實施例中測得的光譜的圖。
[0037]圖13是關(guān)于熱處理后的Pr = LSO多晶膜的表面的SEM照片。
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