紫外光产生用靶、电子束激发紫外光源、以及紫外光产生用靶的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的一个方面涉及紫外光产生用靶、电子束激发紫外光源以及紫外光产生用靶的制造方法。
【背景技术】
[0002]专利文献I记载了作为PET装置所使用的闪烁体的材料，使用含有镨(Pr)的单晶。另外，专利文献2记载了有关照明系统的技术，该照明系统将从发光二极管射出的光的波长通过荧光体进行变换而实现白色光。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2006/049284号小册子
[0006]专利文献2:日本特表2006 - 520836号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]一直以来，作为紫外光源，使用水银氙气灯或氘灯等的电子管。但是，这些紫外光源的发光效率低且为大型、另外在稳定性和寿命方面还存在问题。另一方面，作为其他的紫外光源，有具有通过对靶照射电子束而激发紫外光的结构的电子束激发紫外光源。电子束激发紫外光源被期待作为活用高的稳定性的光测量领域、活用低耗电性的杀菌或消毒用、或者利用高的波长选择性的医疗用光源或生物化学用光源。另外，电子束激发紫外光源还具有比水银灯等的功耗小的优点。
[0009]另外，近年来，开发出了能够输出波长360nm以下的紫外区域的光的发光二极管。但是，从这样的发光二极管的输出光强度仍旧小，而且在发光二极管难以进行发光面的大面积化，因此存在用途受限的问题。相对于此，电子束激发紫外光源能够产生足够强度的紫外光，另外，通过增大照射到靶的电子束的直径，能够输出大面积且具有均匀的强度的紫外光。
[0010]然而，在电子束激发紫外光源中，也要求紫外光产生效率的进一步的提高。本发明的一个方面的目的在于提供能够提高紫外光产生效率的紫外光产生用靶、电子束激发紫外光源以及紫外光产生用靶的制造方法。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]为了解决上述课题，本发明的一个方面涉及的第一紫外光产生用靶具备透射紫外光的基板、和设置在基板上接受电子束而产生紫外光的发光层，发光层包含由添加有活化剂的含有Lu和Si的氧化物多晶构成的多晶膜。另外，本发明的一个方面涉及的第二紫外光产生用靶具备透射紫外光的基板、和设置在基板上接受电子束而产生紫外光的发光层，发光层包含由添加有活化剂的含稀土类的铝石榴石多晶构成的多晶膜，该多晶膜层的紫外发光峰值波长为300nm以下。
[0013]本发明人考虑作为紫外光产生用靶的发光层，在紫外光产生用靶中使用添加有活化剂的含有Lu和Si的氧化物晶体(LPS、LSO等)、或者添加有活化剂的含稀土类的铝石榴石晶体(LuAG、YAG等)。但是明确了，在使用如现有技术文献所记载的单晶的情况下，难以得到足够的紫外光产生效率。另外，即使在使用多晶的情况下，在直接使用基板状的多晶时，由于其厚度，而紫外光的透射率变低，另外制造成本也升高。
[0014]相对于此，由本发明人进行的试验和研宄的结果，发现通过在紫外光透射性的基板上作为多晶膜形成上述的氧化物晶体或含稀土类的铝石榴石晶体，能够抑制制造成本，并且显著提高紫外光产生效率。即，根据本发明的一个方面涉及的第一紫外光产生用靶，由于发光层包含由添加有活化剂的含有Lu和Si的氧化物多晶构成的多晶膜，所以与单晶时相比较，能够有效地提高紫外光产生效率。同样地根据本发明的一个方面涉及的第二紫外光产生用靶，由于发光层包含由添加有活化剂的含稀土类的铝石榴石多晶构成的多晶膜，所以与单晶时相比较，能够有效地提高紫外光产生效率。此外，在第一和第二紫外光产生用靶中，由于在紫外光透射性的基板上作为多晶膜形成有氧化物晶体或含稀土类的铝石榴石晶体，所以与多晶基板时相比较，能够抑制制造成本，另外，能够提高紫外光的透射率。
[0015]另外，在上述第一紫外光产生用靶中，氧化物多晶可以包含Lu2Si2O7(LPS)和Lu2S15(LSO)中的至少一种。此时，活化剂可以为Pr。
[0016]另夕卜，在上述第二紫外光产生用靶中，含稀土类的铝石榴石多晶为Lu3Al5O12(LuAG),活化剂可以为Sc、La和Bi中的至少一种。或者，第二紫外光产生用靶中，含稀土类的铝石榴石多晶为Y3Al5O12(YAG)，活化剂可以为Sc和La中的至少一种。
[0017]另外，第一和第二紫外光产生用靶的多晶膜的厚度可以为0.1 μπι以上且10 μπι以下。根据由本发明人进行的试验和研宄，上述的多晶膜的厚度为了不透射电子束而有助于发光，可以为0.1 μπι以上，另外，从生产率的观点出发，可以为10 μπι以下。具有这样的厚度的上述的多晶膜能够更加有效地提高紫外光产生效率。
[0018]另外，第一和第二紫外光产生用靶的基板可以由蓝宝石、石英或水晶构成。由此，紫外光能够透射基板，且还能够耐受发光层的热处理时的温度。
[0019]另外，本发明的一个方面涉及的电子束激发紫外光源具备上述任意一种紫外光产生用靶、和对紫外光产生用靶施加电子束的电子源。根据该电子束激发紫外光源，通过具备上述任意一种紫外光产生用靶，能够抑制制造成本，并且提高紫外光产生效率。
[0020]另外，本发明的一个方面涉及的第一紫外光产生用靶的制造方法具备:在透射紫外光的基板上，通过蒸镀含有Lu和Si的氧化物和活化剂来形成膜的第一工序；和通过对膜进行热处理而多晶化的第二工序。另外，本发明的一个方面涉及的第二紫外光产生用靶的制造方法具备:在透射紫外光的基板上，通过蒸镀用于紫外发光峰值波长为300nm以下的含活化剂和稀土类的铝石榴石结晶的材料而形成膜的第一工序；和通过对膜进行热处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态的膜。但是，非晶态的膜中，即使照射电子束而几乎不激发紫外光。如这些制造方法那样，通过在第二工序中对该非晶膜进行热处理(退火)，能够将非晶膜多晶化。即，根据上述第一制造方法，能够合适地制造具备由添加有活化剂的含有Lu和Si的氧化物多晶构成的多晶膜的紫外光产生用靶。另外，根据上述第二制造方法，能够合适地制造具备由添加有活化剂的含稀土类的铝石榴石晶体构成的多晶膜的紫外光产生用靶。此外，在上述各制造方法中，也可以同时进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产生用靶的制造方法中，可以将第二工序中热处理后的膜的厚度设为0.1 μ m以上且10 μ m以下。由此，能够更加有效地提高紫外光产生效率。另外，在上述第一紫外光产生用靶的制造方法中，在第二工序中的热处理时，可以使膜的周围为大气压。另外，在上述第二紫外光产生用靶的制造方法中，在第二工序中的热处理时，可以使膜的周围为真空。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明的一个方面涉及的紫外光产生用靶、电子束激发紫外光源和紫外光产生用靶的制造方法，能够提高紫外光产生效率。
【附图说明】
[0025]图1是表示一个实施方式涉及的电子束激发紫外光源的内部构成的示意图。
[0026]图2是表示紫外光产生用靶的构成的侧面图。
[0027]图3是表示本实施方式的发光层22所能够使用的、添加有活化剂的含稀土类的铝石榴石晶体的具体例的图表。
[0028]图4是表示该制造方法所使用的激光消融装置的构成的示意图。
[0029]图5是表示紫外光产生用靶的制造方法的流程图。
[0030]图6(a)是表示热处理前的非晶态的膜的X射线衍射测定结果的图。图6(b)是表示热处理后的膜的X射线衍射测定结果的图。
[0031]图7(a)是关于热处理前的Pr:LSO膜的表面的SEM照片。图7 (b)是关于热处理后的Pr: LSO膜的表面的SEM照片。
[0032]图8是表示对Pr:LSO膜照射电子束而得到的紫外光的光谱的图。
[0033]图9是表示对Pr:LSO膜照射电子束而得到的紫外光的光谱的图。
[0034]图10是表示作为比较例，对含Pr:LSO多晶的基板照射电子束而得到的紫外光的光谱的图。
[0035]图11是表示Pr = LSO多晶膜的厚度和紫外光的峰值强度的关系的图。
[0036]图12是表示第四实施例中测得的光谱的图。
[0037]图13是关于热处理后的Pr = LSO多晶膜的表面的SEM照片。
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