JPH03234790A - 赤外可視変換素子 - Google Patents
赤外可視変換素子Info
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- JPH03234790A JPH03234790A JP2853990A JP2853990A JPH03234790A JP H03234790 A JPH03234790 A JP H03234790A JP 2853990 A JP2853990 A JP 2853990A JP 2853990 A JP2853990 A JP 2853990A JP H03234790 A JPH03234790 A JP H03234790A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は赤外可視変換素子、特に、分解能が高く、赤外
可視変換効率の高い赤外可視変換素子に関する。
可視変換効率の高い赤外可視変換素子に関する。
(従来の技術)
赤外輝尽蛍光体とは、あらかじめ短波長の光、あるいは
X線、放射線などを照射した後、赤外光を照射すると可
視域の発光を発生するという蛍光体である。アルカリ土
類金属の硫化物あるいはセレン化物にユーロピウム(E
u)とサマリウム(Sm)あるいはセリウム(Ce)と
サマリウム(Sm)などの2種類以上の希土類を添加し
た蛍光体が最も赤外可視変換効率の高い蛍光体として良
く知られている。
X線、放射線などを照射した後、赤外光を照射すると可
視域の発光を発生するという蛍光体である。アルカリ土
類金属の硫化物あるいはセレン化物にユーロピウム(E
u)とサマリウム(Sm)あるいはセリウム(Ce)と
サマリウム(Sm)などの2種類以上の希土類を添加し
た蛍光体が最も赤外可視変換効率の高い蛍光体として良
く知られている。
この赤外輝尽蛍光体を用いた赤外可視変換素子はガラス
などの基板上に粉末蛍光体をバインダー等と混合し塗布
したものや、1対のポリマーフィルム間にバインダーに
分散した蛍光体粉末を挟み込んだ構造をしている。
などの基板上に粉末蛍光体をバインダー等と混合し塗布
したものや、1対のポリマーフィルム間にバインダーに
分散した蛍光体粉末を挟み込んだ構造をしている。
(発明が解決する問題点)
通常、これら赤外可視変換素子は半導体レーザ光の検出
、光学系の調整などに利用されているが、粉末蛍光体を
用いているため蛍光体粒子による光の散乱が生じ解像度
が低いという欠点があった。
、光学系の調整などに利用されているが、粉末蛍光体を
用いているため蛍光体粒子による光の散乱が生じ解像度
が低いという欠点があった。
一方、解像度を向上するために、真空蒸着法や、スパッ
タリング法、CVD法等の薄膜形成技術を用いて、蛍光
体を薄膜化した場合、蛍光体粉末と比較して赤外可視変
換効率が低下するという欠点があった。
タリング法、CVD法等の薄膜形成技術を用いて、蛍光
体を薄膜化した場合、蛍光体粉末と比較して赤外可視変
換効率が低下するという欠点があった。
これは、薄膜は微結晶(以下結晶子と呼ぶ)の集合体で
ある多結晶膜であるが、その微結晶の粒径は数百人から
数千人程度であり、結晶粒径が数十μm程度である蛍光
体粉末と比較して粒径が小さいためである。
ある多結晶膜であるが、その微結晶の粒径は数百人から
数千人程度であり、結晶粒径が数十μm程度である蛍光
体粉末と比較して粒径が小さいためである。
本発明は以上の欠点に鑑みなされたものであり、結晶子
サイズが大きく平滑な蛍光体層を形成することを可能と
し、これにより変換効率が高く、解像度の高い赤外可視
変換素子を実現せしめることを目的とする。
サイズが大きく平滑な蛍光体層を形成することを可能と
し、これにより変換効率が高く、解像度の高い赤外可視
変換素子を実現せしめることを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
上記問題点を解決するため、本発明による赤外可視変換
素子は、基板上に赤外輝尽蛍光体層を形成した赤外可視
変換素子において、基板と赤外輝尽蛍光体層の間に中間
層を有し、′かつ該中間層が硫化亜鉛(ZnS)または
セレン化亜鉛(ZnSe)またはテルル化亜鉛(ZnT
e)またはそれらの混晶からなる層であることを特徴と
するものである。
素子は、基板上に赤外輝尽蛍光体層を形成した赤外可視
変換素子において、基板と赤外輝尽蛍光体層の間に中間
層を有し、′かつ該中間層が硫化亜鉛(ZnS)または
セレン化亜鉛(ZnSe)またはテルル化亜鉛(ZnT
e)またはそれらの混晶からなる層であることを特徴と
するものである。
本発明をさらに詳しく説明する。
第1図に示すように本発明の赤外可視変換素子は基板1
、ZnSまたはZn5eまたはZ n T eまたはそ
れらの混晶からなる層2(以下中間層と呼ぶ)、蛍光体
層3から構成される。
、ZnSまたはZn5eまたはZ n T eまたはそ
れらの混晶からなる層2(以下中間層と呼ぶ)、蛍光体
層3から構成される。
ZnS、Zn5e、ZnTeまたはそれらの混晶は真空
蒸着法や、スパッタリング法、CVD法等の薄膜形成技
術を用いてガラスや石英などの基板上に形成した場合、
結晶軸である(11.1)軸が基板面に垂直方向に向い
た(111)配向多結晶膜となる性質を持っている。
蒸着法や、スパッタリング法、CVD法等の薄膜形成技
術を用いてガラスや石英などの基板上に形成した場合、
結晶軸である(11.1)軸が基板面に垂直方向に向い
た(111)配向多結晶膜となる性質を持っている。
種々の実験を行なった結果、この(111)配向多結晶
膜上にアルカリ土類金属の硫化物あるいはセレン化物か
らなる層を形成した場合、(111)に配向した結晶子
の成長が促進され、(111)配向の結晶子の粒径が大
きくなるという事実を見いだした。
膜上にアルカリ土類金属の硫化物あるいはセレン化物か
らなる層を形成した場合、(111)に配向した結晶子
の成長が促進され、(111)配向の結晶子の粒径が大
きくなるという事実を見いだした。
この結果により、ZnSまたはZn5eまたはZ n
T eを形成した基板上にアルカリ土類金属の硫化物あ
るいはセレン化物からなる層を形成すれば結晶子サイズ
の大きな蛍光体膜が得られ、したがって赤外可視変換効
率が大きい蛍光体膜が得られる。
T eを形成した基板上にアルカリ土類金属の硫化物あ
るいはセレン化物からなる層を形成すれば結晶子サイズ
の大きな蛍光体膜が得られ、したがって赤外可視変換効
率が大きい蛍光体膜が得られる。
第2図は、ZnS、Zn5e、ZnTeと蛍光体である
CaS、CaSe、SrS、5rSeとの格子定数の関
係を示す図である。ZnS、Zn5e、ZnTeは混晶
をつくりその混晶組成をかえることにより任意の格子定
数を有する混晶を形成させることができる0図から明ら
かなように、ZnS、Zn5e、ZnTeを適切な量混
合し混晶を形成することによって5.41人から6.1
0人までの任意の格子定数を有した混晶を形成すること
ができる。このことは蛍光体膜と格子整合のとれた中間
層形成が可能であることを示している。このように、蛍
光体と格子整合のとれた中間層を用いた場合、蛍光体層
の(111)配向効果が大きくなり、格子不整合が大き
い場合と比較してさらに結晶子サイズの大きな蛍光体膜
が得られ、したがって赤外可視変換効率が大きい蛍光体
膜が得られる。
CaS、CaSe、SrS、5rSeとの格子定数の関
係を示す図である。ZnS、Zn5e、ZnTeは混晶
をつくりその混晶組成をかえることにより任意の格子定
数を有する混晶を形成させることができる0図から明ら
かなように、ZnS、Zn5e、ZnTeを適切な量混
合し混晶を形成することによって5.41人から6.1
0人までの任意の格子定数を有した混晶を形成すること
ができる。このことは蛍光体膜と格子整合のとれた中間
層形成が可能であることを示している。このように、蛍
光体と格子整合のとれた中間層を用いた場合、蛍光体層
の(111)配向効果が大きくなり、格子不整合が大き
い場合と比較してさらに結晶子サイズの大きな蛍光体膜
が得られ、したがって赤外可視変換効率が大きい蛍光体
膜が得られる。
(実施例)
以下本発明、赤外可視変換素子について、実施例によっ
てさらに具体的に説明する。
てさらに具体的に説明する。
(実施例1)
第1図において基板1として、ガラス基板、中間層2と
してZnS層、蛍光体層3としてユーロピウムとサマリ
ウムを添加した硫化カルシウム蛍光体層から構成された
ことを特徴とする赤外可視変換素子について説明する。
してZnS層、蛍光体層3としてユーロピウムとサマリ
ウムを添加した硫化カルシウム蛍光体層から構成された
ことを特徴とする赤外可視変換素子について説明する。
上記素子を作製するに当たっては、まず、ガラス基板1
を純水、トリクレンで洗浄し真空蒸着装置内に設置し、
ZnS層を2000人形成する。
を純水、トリクレンで洗浄し真空蒸着装置内に設置し、
ZnS層を2000人形成する。
このようにして作製したZnS層をX線回折装置を用い
て検査した結果(111)配向をした多結晶膜であるこ
とが確認された。
て検査した結果(111)配向をした多結晶膜であるこ
とが確認された。
次いで上記のようにして形成したZn3層2上にユーロ
ピウムとサマリウムを添加したCaS蛍光体膜を10μ
mの厚さで形成した。ここで、該蛍光体層は赤外可視変
換素子を作製するために酸化ユーロピウム(Eu203
)を500 ppm、酸化サマリウム(Sm203)を
150p pm添加したCaSベレットを蒸発源として
電子ビーム蒸着法によって形成した。
ピウムとサマリウムを添加したCaS蛍光体膜を10μ
mの厚さで形成した。ここで、該蛍光体層は赤外可視変
換素子を作製するために酸化ユーロピウム(Eu203
)を500 ppm、酸化サマリウム(Sm203)を
150p pm添加したCaSベレットを蒸発源として
電子ビーム蒸着法によって形成した。
また、この時の基板温度は500℃、薄膜形成速度は5
00人/minとした。このようにして形成したCaS
蛍光体層3はX線回折装置及び透過電子顕微鏡による検
査の結果(111)方向に優先配向した多結晶膜である
ことが確認された。
00人/minとした。このようにして形成したCaS
蛍光体層3はX線回折装置及び透過電子顕微鏡による検
査の結果(111)方向に優先配向した多結晶膜である
ことが確認された。
なお、ここで優先配向とは、特定の配向を持った結晶子
サイズが他の配向を持った結晶子サイズと比較して大き
い状態を言う。
サイズが他の配向を持った結晶子サイズと比較して大き
い状態を言う。
第1表は上記のようにして作製した赤外可視変換素子と
ZnS層を用いずに直接ガラス基板上に蛍光体層を形成
して作製した赤外可視変換素子と平均粒径10μmの蛍
光体粉末をガラス基板上に塗布して作製した赤外可視変
換素子の平均結晶粒径と赤外可視変換効率と解像度を比
較した表である。
ZnS層を用いずに直接ガラス基板上に蛍光体層を形成
して作製した赤外可視変換素子と平均粒径10μmの蛍
光体粉末をガラス基板上に塗布して作製した赤外可視変
換素子の平均結晶粒径と赤外可視変換効率と解像度を比
較した表である。
この結果から、本発明の赤外可視変換素子が従来構造の
赤外可視変換素子と比較して、赤外可視変換効率が高く
、かつ解像度が高いことが明らかである。
赤外可視変換素子と比較して、赤外可視変換効率が高く
、かつ解像度が高いことが明らかである。
(実施例2)
第1図において基板1として、ガラス基板、中間層2と
してZn5e層、蛍光体層3としてユーロピウムとサマ
リウムを添加した硫化カルシウム蛍光体層から構成され
たことを特徴とする赤外可視変換素子について説明する
。
してZn5e層、蛍光体層3としてユーロピウムとサマ
リウムを添加した硫化カルシウム蛍光体層から構成され
たことを特徴とする赤外可視変換素子について説明する
。
上記素子を作製するに当たっては、まず、ガラス基板1
を純水、トリクレンで洗浄し真空蒸着装置内に設置し、
Zn5e層を2000人形成する。
を純水、トリクレンで洗浄し真空蒸着装置内に設置し、
Zn5e層を2000人形成する。
このようにして作製したZn5e層をX線回折装置を用
いて検査した結果(111)配向をした多結晶膜である
ことが確認された。
いて検査した結果(111)配向をした多結晶膜である
ことが確認された。
次いで、上記のようにして形成したZn5e層2上に、
ユーロピウムとサマリウムを添加したCaS蛍光体膜を
10μmの厚さで形成した。ここで、該蛍光体層は赤外
可視変換素子を作製するために酸化ユーロピウム(Eu
203)を500ppm 、酸化サマリウム(Sm20
3)を150ppm添加したCaSベレットを蒸発源と
して電子ビーム蒸着法によって形成した。
ユーロピウムとサマリウムを添加したCaS蛍光体膜を
10μmの厚さで形成した。ここで、該蛍光体層は赤外
可視変換素子を作製するために酸化ユーロピウム(Eu
203)を500ppm 、酸化サマリウム(Sm20
3)を150ppm添加したCaSベレットを蒸発源と
して電子ビーム蒸着法によって形成した。
また、この時の基板温度は500°C5薄膜形成速度は
500人/minとした。このようにして形成したCa
S蛍光体層3はX線回折装置及び透過電子顕微鏡による
検査の結果(111)方向に優先配向した多結晶膜であ
ることが確認された。
500人/minとした。このようにして形成したCa
S蛍光体層3はX線回折装置及び透過電子顕微鏡による
検査の結果(111)方向に優先配向した多結晶膜であ
ることが確認された。
第2表は上記のようにして作製した赤外可視変換素子と
Zn5e層を用いずに直接ガラス基板上に同一組成、同
−膜厚の蛍光体層を形成した赤外可視変換素子と同一組
成で平均粒径10μmの蛍光体をガラス基板上に塗布し
た赤外可視変換素子の平均結晶粒径と赤外可視変換効率
と解像度を比較した表である。
Zn5e層を用いずに直接ガラス基板上に同一組成、同
−膜厚の蛍光体層を形成した赤外可視変換素子と同一組
成で平均粒径10μmの蛍光体をガラス基板上に塗布し
た赤外可視変換素子の平均結晶粒径と赤外可視変換効率
と解像度を比較した表である。
この結果から、本発明の赤外可視変換素子が従来構造の
赤外可視変換素子と比較して、赤外可視変換効率が高く
、かつ解像度が高いことが明らかである。
赤外可視変換素子と比較して、赤外可視変換効率が高く
、かつ解像度が高いことが明らかである。
(実施例3)
第1図において基板1として、ガラス基板、中間層2と
してZ n T e層、蛍光体層3としてセリウム(C
e)とサマリウム(Sm)を添加した硫化ストロンチウ
ム(SrS)蛍光体層から構成されたことを特徴とする
赤外可視変換素子について説明する。
してZ n T e層、蛍光体層3としてセリウム(C
e)とサマリウム(Sm)を添加した硫化ストロンチウ
ム(SrS)蛍光体層から構成されたことを特徴とする
赤外可視変換素子について説明する。
上記素子を作製するに当たっては、まず、ガラス基板1
を純水、トリクレンで洗浄し真空蒸着装置内に設置し、
ZnTe層を2000人形成する。
を純水、トリクレンで洗浄し真空蒸着装置内に設置し、
ZnTe層を2000人形成する。
このようにして作製したZnTe層をX線回折装置を用
いて検査した結果(111)配向をした多結晶膜である
ことが確認された。
いて検査した結果(111)配向をした多結晶膜である
ことが確認された。
次いで、上記のようにして形成したZn5e層2上にセ
リウムとサマリウムを添加したSrS蛍光体膜を10μ
mの厚さで形成した。ここで、該蛍光体層は赤外可視変
換素子を作製するためにフッ化セリウム (CeF3)
を11000pp、 酸化サマリウム(Sm203)
を150p1)m添加したSrSベレットを蒸発源とし
て電子ビーム蒸着法によって形成した。また、この時の
基板温度は500℃、薄膜形成速度は500人/min
とした。このようにして形成したCaS蛍光体層3はX
線回折装置及び透過電子順微鏡による検査の結果(11
1)方向に優先配向した多結晶膜であることが確認され
た。
リウムとサマリウムを添加したSrS蛍光体膜を10μ
mの厚さで形成した。ここで、該蛍光体層は赤外可視変
換素子を作製するためにフッ化セリウム (CeF3)
を11000pp、 酸化サマリウム(Sm203)
を150p1)m添加したSrSベレットを蒸発源とし
て電子ビーム蒸着法によって形成した。また、この時の
基板温度は500℃、薄膜形成速度は500人/min
とした。このようにして形成したCaS蛍光体層3はX
線回折装置及び透過電子順微鏡による検査の結果(11
1)方向に優先配向した多結晶膜であることが確認され
た。
第3表は上記のようにして作製した赤外可視変換効率子
とZnTeJiiを用いずに直接ガラス基板上に同一組
成、同−膜厚の蛍光体層を形成した赤外可視変換素子と
同一組成で平均粒径10μmの蛍光体をガラス基板上に
塗布した赤外可視変換素子の平均結晶粒径と赤外可視変
換効率と解像度を比較した表である。
とZnTeJiiを用いずに直接ガラス基板上に同一組
成、同−膜厚の蛍光体層を形成した赤外可視変換素子と
同一組成で平均粒径10μmの蛍光体をガラス基板上に
塗布した赤外可視変換素子の平均結晶粒径と赤外可視変
換効率と解像度を比較した表である。
この結果から、本発明の赤外可視変換素子が従来構造の
赤外可視変換素子と比較して、赤外可視変換効率が高く
、かつ解像度が高いことが明らかである。
赤外可視変換素子と比較して、赤外可視変換効率が高く
、かつ解像度が高いことが明らかである。
(以下余白)
第1表
第2表
第3表
(発明の効果)
以上述べてきたように、赤外可視変換素子を本発明構成
の赤外可視変換素子とすること、すなわち、基板と赤外
輝尽蛍光体層の間に硫化亜鉛(ZnS)またはセレン化
亜鉛(ZnSe)またはテルル化亜鉛(ZnTe)、ま
たはそれらの混晶からなる層を有し、かつ、上記赤外輝
尽蛍光体層がアルカリ土類金属の硫化物あるいはセレン
化物からなる層とすることによって、従来技術の有して
いた課題を解決して、赤外可視変換効率が高く、かつ解
像度が高い赤外可視変換素子を提供することができた。
の赤外可視変換素子とすること、すなわち、基板と赤外
輝尽蛍光体層の間に硫化亜鉛(ZnS)またはセレン化
亜鉛(ZnSe)またはテルル化亜鉛(ZnTe)、ま
たはそれらの混晶からなる層を有し、かつ、上記赤外輝
尽蛍光体層がアルカリ土類金属の硫化物あるいはセレン
化物からなる層とすることによって、従来技術の有して
いた課題を解決して、赤外可視変換効率が高く、かつ解
像度が高い赤外可視変換素子を提供することができた。
第1図は本発明赤外可視変換素子の基本的構成を示す断
面図、第2図はZnS、Zn5e、ZnTeと蛍光体で
あるCaS、CaSe、・SrS、5rSeとの格子定
数の関係を示す図である。 1・・・基板、2− ・−ZnS、Zn5e、ZnTe
またはそれらの混晶からなる中間層、3・・・アルカリ
土類金属の硫化物あるいはセレン化物からなる層。
面図、第2図はZnS、Zn5e、ZnTeと蛍光体で
あるCaS、CaSe、・SrS、5rSeとの格子定
数の関係を示す図である。 1・・・基板、2− ・−ZnS、Zn5e、ZnTe
またはそれらの混晶からなる中間層、3・・・アルカリ
土類金属の硫化物あるいはセレン化物からなる層。
Claims (1)
- (1)基板上に赤外輝尽蛍光体層を形成した赤外可視変
換素子において、基板と赤外輝尽蛍光体層の間に中間層
を有し、かつ該中間層が硫化亜鉛(ZnS)またはセレ
ン化亜鉛(ZnSe)またはテルル化亜鉛(ZnTe)
またはそれらの混晶からなる層であることを特徴とする
赤外可視変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2853990A JPH03234790A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 赤外可視変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2853990A JPH03234790A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 赤外可視変換素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03234790A true JPH03234790A (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=12251473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2853990A Pending JPH03234790A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 赤外可視変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03234790A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019159354A1 (ja) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | 日本碍子株式会社 | 光学部品および照明装置 |
CN110168418A (zh) * | 2017-01-18 | 2019-08-23 | 日本碍子株式会社 | 光学部件以及照明装置 |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2853990A patent/JPH03234790A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110168418A (zh) * | 2017-01-18 | 2019-08-23 | 日本碍子株式会社 | 光学部件以及照明装置 |
US20190323685A1 (en) * | 2017-01-18 | 2019-10-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical component and lighting device |
EP3572853A4 (en) * | 2017-01-18 | 2020-03-25 | NGK Insulators, Ltd. | OPTICAL COMPONENT AND LIGHTING DEVICE |
US10995934B2 (en) | 2017-01-18 | 2021-05-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical component including a translucent substrate for adjustable light scattering and lighting device including the same |
CN110168418B (zh) * | 2017-01-18 | 2021-12-14 | 日本碍子株式会社 | 光学部件以及照明装置 |
WO2019159354A1 (ja) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | 日本碍子株式会社 | 光学部品および照明装置 |
US11105486B2 (en) | 2018-02-19 | 2021-08-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Optic and illumination device |
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