WO2014199975A1 - 紫外線発光素子用窓材及びその製造方法 - Google Patents

紫外線発光素子用窓材及びその製造方法 Download PDF

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大橋玄章
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Definitions

  • the present invention relates to a window material for an ultraviolet light emitting element having good ultraviolet light transmittance from an ultraviolet light emitting element such as a light emitting diode, a laser diode, or a discharge lamp emitting an ultraviolet ray having a wavelength of 300 nm or less.
  • an ultraviolet light emitting element such as a light emitting diode, a laser diode, or a discharge lamp emitting an ultraviolet ray having a wavelength of 300 nm or less.
  • UV-C Ultraviolet light is used according to the length of its wavelength, and in particular, light in the wavelength range of 280 nm or less is called UV-C, and is used for sterilization and sterilization because it is highly bactericidal ( See JP 2008-091623 A).
  • An ultraviolet light emitting element is mentioned as one of the light sources which emit an ultraviolet ray, and the ultraviolet light emitting element is covered with a translucent material as a window material for protection of the element.
  • a glass material is used as a translucent material for the ultraviolet light emitting element, and high silica glass (quartz) or the like is used from the viewpoints of productivity, cost, and strength (see JP-A-2000-349348). ).
  • quartz is used as a window material for an ultraviolet light emitting element, but quartz has a thermal conductivity as low as about 1 W / m ⁇ K. Therefore, the heat can not be dissipated efficiently, and there is a concern that the damage due to the temperature rise of the ultraviolet light emitting element and the deterioration are likely to occur.
  • the forward total light transmittance decreases as the wavelength decreases. In particular, it is remarkable at 300 nm or less.
  • the present invention has been made in consideration of such problems, and has a high thermal conductivity and can ensure a high transmittance to ultraviolet light of 300 nm or less, and is suitable for use in an ultraviolet light emitting element.
  • An object of the present invention is to provide a window material for an ultraviolet light emitting element and a method of manufacturing the same.
  • a window material for an ultraviolet light emitting device is a window material for an ultraviolet light emitting device disposed at least on the ultraviolet light emitting side of an ultraviolet light emitting device emitting ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less And has an average particle size of 6 to 60 ⁇ m on the surface.
  • the substrate may have a plate shape having a thickness of 2.0 mm or less and have one surface and the other surface opposite to the one surface. .
  • the thickness described above may be 1.5 mm or less, or 1.0 mm or less. Preferably it is 0.5 mm or less, More preferably, it is 0.3 mm or less.
  • the other surface may be a surface on the ultraviolet incident side, and at least the other surface may have a surface roughness Ra of 0.2 ⁇ m or more. Preferably, it is 0.2 to 0.6 ⁇ m.
  • the surface roughness of the one surface of the substrate is preferably different from the surface roughness of the other surface.
  • the one surface is the surface on the ultraviolet light emission side
  • the other surface is the surface on the ultraviolet light incidence side
  • a method of manufacturing a window material for an ultraviolet light emitting element according to the second invention is a method of manufacturing a window material for an ultraviolet light emitting element for manufacturing a window material for an ultraviolet light emitting element according to the first invention described above
  • the method is characterized in that it comprises a step of producing a substrate made of translucent alumina and having one surface and the other surface opposite to the one surface by a gel cast method or a tape forming method.
  • the surface roughness of the one surface of the substrate may be made different from the surface roughness of the other surface.
  • one surface or the other surface of the substrate may be mirror-polished, or one surface or the other surface of the substrate may be ground.
  • the second invention may further include the step of mirror-polishing at least the one surface of the substrate to a surface roughness Ra of 0.03 ⁇ m or less.
  • the surface roughness of at least the other surface of the substrate may be further increased.
  • This treatment includes grinding at least the other surface of the substrate.
  • baking of different types of setters may be brought into contact with one side and the other side of the molded body during baking of the molded body.
  • the surface roughness of the other surface of the substrate may be increased by using, as a setter in contact with the other surface, a setter whose surface roughness is larger than that in contact with one surface.
  • the method further comprises the step of mirror-polishing the one surface of the substrate to a surface roughness Ra of 0.03 ⁇ m or less, and further increasing the surface roughness of the other surface of the substrate Processing may be performed.
  • This treatment includes grinding at least the other surface of the substrate.
  • the window material for an ultraviolet light emitting element According to the window material for an ultraviolet light emitting element according to the present invention, high transmittance can be secured for ultraviolet light of 300 nm or less, and a window material suitable for the ultraviolet light emitting element can be obtained. Moreover, since the light-transmissive alumina substrate has a high thermal conductivity of 30 W / m ⁇ K or more, it can efficiently dissipate the heat generated by the drive of the ultraviolet light emitting element, and the temperature rise in the ultraviolet light emitting element It is possible to avoid damage or deterioration.
  • the window material for an ultraviolet light emitting device according to the present invention, high transmittance can be secured for ultraviolet light of 300 nm or less, and heat generated by driving the ultraviolet light emitting device can be efficiently obtained.
  • a window material that can dissipate heat can be easily manufactured.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a window material for an ultraviolet light emitting element according to the present embodiment.
  • FIG. 2A is a process diagram showing a first method of manufacturing a window material for an ultraviolet light emitting element
  • FIG. 2B is a process diagram showing a second manufacturing method.
  • FIG. 3A is a process diagram showing a third method of manufacturing a window material for an ultraviolet light emitting element
  • FIG. 3B is a process diagram showing a fourth manufacturing method.
  • FIG. 4A is a process diagram showing a fifth method of manufacturing the window material for ultraviolet light emitting elements
  • FIG. 4B is a process diagram showing the sixth manufacturing method.
  • FIG. 5 is process drawing which shows the 7th manufacturing method of the window material for ultraviolet light emitting elements.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a method of evaluating the front total light transmittance in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3.
  • FIGS. 1 to 6 embodiments of the window material for an ultraviolet light emitting element according to the present invention and the method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • “to” indicating a numerical range is used as a meaning including the numerical values described before and after it as the lower limit value and the upper limit value.
  • the window material for ultraviolet light emitting element (hereinafter referred to simply as window material 10) according to the present embodiment is high in ultraviolet light 12 from an ultraviolet light emitting element (not shown) that emits ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less. Permeate through.
  • the window member 10 is formed of an alumina substrate (light transmitting alumina substrate 14).
  • the translucent alumina substrate 14 faces the surface from which the ultraviolet light 12 is emitted (the emission side surface 16a: one surface), and the surface on the side where the ultraviolet light 12 is incident (the incident side 16b: the other surface). And has a thickness t of 0.3 mm or less.
  • the planar shape of each plate surface includes, for example, a triangular shape, a rectangular shape, a square shape, a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, and the like depending on the shape of the case where the ultraviolet light emitting element is mounted.
  • the average particle diameter of the surface of the translucent alumina substrate 14 is preferably 6 to 60 ⁇ m, more preferably 6 to 20 ⁇ m.
  • the measurement method of the average particle diameter of the surface was performed as follows. That is, an arbitrary part of the surface was observed by magnifying it by 200 times with an optical microscope, and the number of crystals located on a 0.7 mm line segment was counted. Then, the value obtained by dividing the value obtained by multiplying 0.7 by 4 / ⁇ by the number of crystals is defined as the average particle size.
  • the surface roughness of the emission side surface 16 a of the translucent alumina substrate 14 and the surface roughness of the incidence side surface 16 b are different.
  • each surface roughness of the emission side surface 16a and the incidence side surface 16b is different. May be
  • the method for producing the translucent alumina substrate 14 is not particularly limited, but any method such as a doctor blade method (tape molding method), an extrusion method, a gel cast method, etc. may be used.
  • the light-transmissive alumina substrate 14 is produced by using a gel cast method or a tape forming method, and particularly preferably using a gel cast method.
  • a raw material powder (ceramic powder) containing alumina powder, a slurry containing a dispersion medium and a gelling agent is cast in a mold, and the slurry is gelled to obtain a molded body.
  • a translucent alumina substrate 14 is obtained (see Japanese Patent Laid-Open No. 2001-335371).
  • a raw material is used in which 150 to 1000 ppm of an auxiliary is added to high purity alumina powder having a purity of 99.9% or more (preferably 99.95% or more).
  • high purity alumina powder high purity alumina powder manufactured by Daimei Chemical Industry Co., Ltd. can be exemplified.
  • the assistant magnesium oxide is preferable, but ZrO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 and Sc 2 O 3 can also be exemplified.
  • the gel cast method includes the following methods.
  • a slurry is prepared by dispersing a prepolymer such as polyvinyl alcohol as a gelling agent, an epoxy resin, a phenol resin and the like together with an inorganic powder and a dispersing agent in a dispersion medium. Thereafter, the slurry is cast into a mold and three-dimensionally crosslinked with a crosslinking agent to gelate, thereby solidifying the slurry.
  • a prepolymer such as polyvinyl alcohol as a gelling agent, an epoxy resin, a phenol resin and the like
  • the slurry is solidified by chemically bonding an organic dispersion medium having a reactive functional group and a gelling agent.
  • This method is the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-335371 of the applicant.
  • the window material 10 the translucent alumina substrate 14
  • some manufacturing methods the first to seventh manufacturing methods of the window material 10 (the translucent alumina substrate 14) according to the present embodiment will be described with reference to the process drawings of FIGS. 2A to 5. explain.
  • a raw material powder containing alumina powder, a slurry containing a dispersion medium and a gelling agent is cast in a mold, and then the slurry is cured to produce an alumina compact.
  • the slurry is formed into a tape shape using a doctor blade and hardened to prepare an alumina molded body.
  • step S2 the alumina compact is fired to obtain a translucent alumina substrate 14 having a thickness of 0.3 mm or less, that is, the window material 10.
  • step S101 of FIG. 2B an alumina molded body is manufactured in the same manner as step S1 described above.
  • step S102 the alumina compact is fired to produce a translucent alumina substrate 14 having a thickness of more than 0.3 mm.
  • step S201 of FIG. 3A an alumina molded body is manufactured in the same manner as step S1 described above.
  • step S202 the alumina compact is fired to produce a translucent alumina substrate 14 having a thickness of more than 0.3 mm.
  • step S203 only the emission side 16a of the translucent alumina substrate 14 is mirror polished to a surface roughness Ra of 0.03 ⁇ m or less, and only the incidence side 16b of the translucent alumina substrate 14 is the surface roughness Grinding processing is performed until Ra becomes 0.2 to 0.6 ⁇ m, to obtain a translucent alumina substrate 14 having a thickness of 0.3 mm or less, ie, the window material 10.
  • step S301 in FIG. 3B an alumina molded body is manufactured in the same manner as step S1 described above.
  • step S302 the alumina compact is fired to produce a translucent alumina substrate 14 having a thickness of more than 0.3 mm.
  • the alumina substrate 14, ie, the window material 10 is obtained.
  • step S401 in FIG. 4A an alumina molded body is manufactured in the same manner as step S1 described above.
  • step S402 the alumina compact is fired to prepare a translucent alumina substrate 14 having a thickness of more than 0.3 mm.
  • step S501 in FIG. 4B an alumina molded body is manufactured in the same manner as step S1 described above.
  • step S502 the alumina compact is fired to prepare a translucent alumina substrate 14 having a thickness of more than 0.3 mm.
  • the following translucent alumina substrate 14, ie, the window material 10, is obtained.
  • the following method may be employed instead of grinding the output side surface 16a and the input side surface 16b of the translucent alumina substrate 14. That is, when the alumina compact is fired in step S502, a setter having a large surface roughness is used as a setter in contact with one surface and the other surface of the alumina compact. Different types of setters may be used. As a result, the surface roughness Ra of the outgoing side surface 16a and the incoming side surface 16b of the translucent alumina substrate 14 after firing is set to 0.2 to 0.6 ⁇ m. The surface roughness of the outgoing side 16a and the incoming side 16b may be the same or different.
  • step S601 in FIG. 5 an alumina molded body is manufactured in the same manner as step S1 described above.
  • step S602 the alumina compact is fired to produce a translucent alumina substrate 14 having a thickness of more than 0.3 mm.
  • the alumina substrate 14, ie, the window material 10 is obtained.
  • the following method may be employed instead of grinding the output side surface 16 a of the translucent alumina substrate 14. That is, when firing the alumina molded body in step S602, the setter comes in contact with one surface (the surface serving as the output side surface) of the alumina molded product than the setter contacts the other surface (the surface serving as the incident side surface). Use a setter with a large surface roughness. As a result, the surface roughness Ra of the emission side surface 16a of the light-transmissive alumina substrate 14 after firing is 0.2 ⁇ m or more, preferably 0.2 to 0.6 ⁇ m.
  • the translucent alumina substrate 14 is used, and the average particle diameter of the surface is 6 to 60 ⁇ m, more preferably 6 to 20 ⁇ m.
  • the light transmitting alumina substrate 14 has a high thermal conductivity of 30 W / m ⁇ K or more. Therefore, it is possible to efficiently dissipate the heat generated by the drive of the ultraviolet light emitting element, and it is possible to avoid damage or deterioration due to the temperature rise in the ultraviolet light emitting element.
  • the surface roughness Ra of the output side surface 16a of the translucent alumina substrate 14 is not more than 0.03 ⁇ m and the surface roughness Ra of the input side surface 16b is 0.2 to 0.6 ⁇ m.
  • the surface roughness was measured and the transmittance was evaluated in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the breakdown and evaluation results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Tables 1 to 3 described later.
  • ⁇ Surface roughness> The surface roughness of the emission side surface and the incidence side surface of the measurement sample (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3) was measured at a magnification of 500 with a laser microscope (VK-9700 manufactured by Keyence Corporation).
  • the front total light transmittance was used. Specifically, the average value of the transmittances at the measurement wavelength of 200 to 280 nm and the transmittance at the specific wavelength of 210 nm were used as evaluation values.
  • the reason for selecting the evaluation value is that UV-C is light having a wavelength of 280 nm or less, and light having a wavelength of 200 nm or less is usually absorbed in the atmosphere, which is the measurement limit of the apparatus. Furthermore, in this example, the effect is more remarkable as the wavelength is shorter, so 210 nm is given as the specific wavelength, and the transmittance at this specific wavelength 210 nm is also used as the evaluation value.
  • the total forward light transmittance was measured using a spectrophotometer 28 (manufactured by Hitachi High-Tech, U-4100) having a light source 20 and a detector 22, as shown in FIG.
  • a slit plate 26 having one through hole 24 (diameter 3 mm) was installed between the light source 20 and the detector 22.
  • the measurement samples (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3) were fixed on the surface of the slit plate 26 facing the detector 22 so as to close the through holes 24.
  • the incident side surface of the measurement sample was fixed to the slit plate 26. That is, the incident side was fixed with the light source 20 side, and the emission side with the detector 22 side.
  • the measurement wavelength of the spectrophotometer 28 is 175 to 2600 nm, a light source which emits ultraviolet light 12 having a wavelength of 200 to 280 nm is used as the light source 20.
  • Ultraviolet light 12 having a wavelength of 200 to 280 nm is made incident from the light source 20 to the incident side of the measurement sample fixed to the slit plate 26, and the ultraviolet light 12 passing through the measurement sample and emitted from the outgoing side is detected by the detector 22.
  • Example 1 According to the first production method shown in FIG. 2A, a slurry containing a ceramic powder, a dispersion medium and a gelling agent is cast in a mold, and the slurry is gelled to obtain an alumina compact, and the alumina compact is sintered. Thus, a translucent alumina substrate 14 according to Example 1 was obtained.
  • magnesium oxide powder 500 ppm was added to high purity alumina powder having a purity of 99.99% or more, a BET surface area of 9 to 15 m 2 / g, and a tap density of 0.9 to 1.0 g / cm 3 .
  • the raw material powder was formed by gel casting. 100 parts by weight of this powder, 40 parts by weight of dispersion medium (dimethyl malonate), 8 parts by weight of gelling agent (4,4'-diphenylmethane diisocyanate modified product), 0.1 to 0.3 parts by weight of reaction catalyst (triethylamine) Part, a nonionic dispersant was mixed.
  • the raw material powder and the dispersing agent were added to the dispersing medium and dispersed at 20 ° C., and then the gelling agent was added and dispersed, and finally, the reaction catalyst was added to prepare a slurry.
  • the slurry was cast in a mold and left to gel for 2 hours.
  • the gelled alumina compact was removed from the mold and dried at 60 to 100.degree.
  • the compact was then degreased at 1100 ° C. for 2 hours and fired in a hydrogen atmosphere.
  • the thickness t of the translucent alumina substrate 14 was 0.3 mm, and the average particle diameter of the surface was 20 ⁇ m. Further, the surface roughness Ra of both the emission side surface 16a and the incidence side surface 16b was 0.3 ⁇ m.
  • the average of the transmittance in the wavelength region of 200 to 280 nm was 89%, and 90% at the wavelength of 210 nm.
  • Example 2 A translucent alumina substrate 14 according to Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle diameter (or the firing temperature or the firing time) of the alumina powder was changed.
  • Example 3 A translucent alumina substrate 14 according to Example 3 was obtained according to the second manufacturing method shown in FIG. 2B.
  • a translucent alumina substrate 14 having a thickness of 0.5 mm was produced by the same method as in Example 1 described above.
  • mirror polishing was performed only on the emission side surface 16a of the translucent alumina substrate 14 to obtain a translucent alumina substrate 14 according to Example 3 with a thickness of 0.3 mm.
  • the average particle diameter of the surface of the translucent alumina substrate 14 before mirror polishing was 20 ⁇ m, and the surface roughness Ra of both the emission side surface 16 a and the incidence side surface 16 b was 0.3 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of the emission side surface 16a of the translucent alumina substrate 14 after mirror polishing was 0.03 ⁇ m. Then, when the forward total light transmittance was measured, the average of the transmittance in the wavelength region of 200 to 280 nm was 91%, and it was 96% at the wavelength of 210 nm.
  • Example 4 A translucent alumina substrate 14 according to Example 4 was obtained according to the third manufacturing method shown in FIG. 3A. Specifically, first, a translucent alumina substrate 14 having a thickness of 0.5 mm was produced by the same method as in Example 1 described above. Thereafter, mirror polishing is performed only on the emission side surface 16a of the translucent alumina substrate 14, and only the incident side surface 16b is subjected to grinding treatment (treatment to roughen the surface: rough surface treatment) with a grindstone to a thickness of 0.3 mm A translucent alumina substrate 14 according to Example 4 was obtained. The average particle diameter of the surface of the translucent alumina substrate 14 before mirror polishing and roughening was 20 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of the light-emitting side surface 16a of the translucent alumina substrate 14 was 0.03 ⁇ m, and the surface roughness Ra of the light-receiving side surface 16b was 0.6 ⁇ m. Then, when the total front light transmittance was measured, the average of the transmittance in the wavelength region of 200 to 280 nm was 92%, and it was 97% at the wavelength of 210 nm.
  • Example 6 A translucent alumina substrate 14 according to Example 6 was obtained according to the fifth manufacturing method shown in FIG. 4A. Specifically, first, a translucent alumina substrate 14 having a thickness of 0.5 mm was produced by the same method as in Example 1 described above. Thereafter, mirror polishing was performed only on the incident side surface 16b of the translucent alumina substrate 14 contrary to the third embodiment, to obtain the translucent alumina substrate 14 according to the sixth embodiment with a thickness of 0.3 mm. The average particle diameter of the surface of the translucent alumina substrate 14 before mirror polishing was 20 ⁇ m, and the surface roughness Ra of both the emission side surface 16 a and the incidence side surface 16 b was 0.3 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of the incident side surface 16b of the translucent alumina substrate 14 after the mirror polishing was 0.03 ⁇ m. Then, when the total front light transmittance was measured, the average of the transmittance in the wavelength region of 200 to 280 nm was 87%, and 91% at the wavelength of 210 nm.
  • Comparative example 2 A translucent alumina substrate 14 according to Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle diameter (or the firing temperature or the firing time) of the alumina powder was changed.
  • the thickness t of the translucent alumina substrate 14 was 0.3 mm, the average particle diameter of the surface was 5 ⁇ m, and the surface roughness Ra of both the emission side surface 16 a and the incidence side surface 16 b was 0.1 ⁇ m. Then, when the total front light transmittance was measured, the average of the transmittance in the wavelength region of 200 to 280 nm was 67%, and it was 68% at the wavelength of 210 nm.
  • Comparative example 3 A translucent alumina substrate 14 according to Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle diameter (or the firing temperature or the firing time) of the alumina powder was changed.
  • the thickness t of the translucent alumina substrate 14 was 0.3 mm, and the average particle diameter of the surface was 65 ⁇ m.
  • production of the crack was seen. Therefore, the surface roughness and the front total light transmittance could not be measured.
  • the window material 10 is preferably made of translucent alumina, and the average particle diameter of the surface is preferably 6 to 60 ⁇ m.
  • the evaluation of the front total light transmittance is better than that of Example 5, but the thermal conductivity is as low as about 1 W / m ⁇ K, so heat can not be dissipated efficiently. There is a concern that damage and deterioration are likely to occur due to the temperature rise of the ultraviolet light emitting element.
  • the window material for an ultraviolet light emitting element according to the present invention and the method of manufacturing the same are not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the scope of the present invention.

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Abstract

　本発明は紫外線発光素子用窓材及びその製造方法に関する。３００ｎｍ以下の波長の紫外線（１２）を発する紫外線発光素子の少なくとも紫外線出射側に設置される紫外線発光素子用窓材（１０）である。この紫外線発光素子用窓材（１０）は、透光性アルミナ基板（１４）からなり、表面の平均粒径が６～６０μｍである。これにより、紫外線発光素子用窓材（１０）は、熱伝導率が高く、しかも、３００ｎｍ以下の紫外線に対して高い透過率を確保することができ、紫外線発光素子に用いて好適である。

Description

紫外線発光素子用窓材及びその製造方法
　本発明は、３００ｎｍ以下の波長の紫外線を発する発光ダイオードやレーザーダイオード、放電灯等の紫外線発光素子からの紫外線の透過性が良好な紫外線発光素子用窓材及びその製造方法に関する。
　紫外線は、その波長の長さにより用途がわかれており、特に、２８０ｎｍ以下の波長域の光はＵＶ－Ｃと呼ばれ、殺菌力が強いことから、殺菌や除菌等に用いられている（特開２００８－０９１６２３号公報参照）。
　紫外線を発する光源の一つとして、紫外線発光素子が挙げられ、その紫外線発光素子には素子の保護のため、窓材として透光性の材料にて覆われている。紫外線発光素子用の透光性材料としては、ガラス材が用いられており、生産性、コスト、強度の観点から高シリカガラス（石英）等が使用されている（特開２０００－３４９３４８号公報参照）。
　また、紫外線発光素子は温度が上昇すると、破損、劣化を生じるので、効率よく放熱することが発光効率向上の課題となっている（特開２００２－２８９９２５号公報参照）。
　上述したように、紫外線発光素子用窓材として石英が用いられているが、石英は熱伝導率が約１Ｗ／ｍ・Ｋと低い。従って、効率よく放熱することができず、紫外線発光素子の温度の上昇による破損、劣化が生じやすいという懸念がある。
　また、石英は、波長が短くなるに従い、前方全光線透過率が減少していく。特に、３００ｎｍ以下で顕著である。
　本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、熱伝導率が高く、しかも、３００ｎｍ以下の紫外線に対して高い透過率を確保することができ、紫外線発光素子に用いて好適な紫外線発光素子用窓材及びその製造方法を提供することを目的とする。
［１］　第１の本発明に係る紫外線発光素子用窓材は、３００ｎｍ以下の波長の紫外線を発する紫外線発光素子の少なくとも紫外線出射側に設置される紫外線発光素子用窓材において、透光性アルミナからなり、表面の平均粒径が６～６０μｍであることを特徴とする。
［２］　第１の本発明において、厚みが２．０ｍｍ以下の板状を有し、一方の面と、該一方の面に対向する他方の面とを有する基板にて構成されていてもよい。上述の厚みは１．５ｍｍ以下でもよく、１．０ｍｍ以下でもよい。好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下である。
［３］　この場合、前記基板の一方の面が紫外線の出射側の面であり、少なくとも前記一方の面の面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下であってもよい。
［４］　あるいは、前記他方の面が紫外線の入射側の面であり、少なくとも前記他方の面の面粗度がＲａ＝０．２μｍ以上であってもよい。好ましくは０．２～０．６μｍである。
［５］　あるいは、前記基板の前記一方の面の面粗度と、前記他方の面の面粗度が異なることが好ましい。
［６］　この場合、前記一方の面が紫外線の出射側の面であり、前記他方の面が紫外線の入射側の面であり、前記一方の面の面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下、前記他方の面の面粗度がＲａ＝０．２μｍ以上であってもよく、好ましくは０．２～０．６μｍである。
［７］　第２の本発明に係る紫外線発光素子用窓材の製造方法は、上述した第１の本発明に係る紫外線発光素子用窓材を製造するための紫外線発光素子用窓材の製造方法であって、透光性アルミナからなり、一方の面と該一方の面と対向する他方の面を有する基板を、ゲルキャスト法あるいはテープ成形法にて作製する工程を有することを特徴とする。
［８］　第２の本発明において、前記基板の前記一方の面の面粗度と、前記他方の面の面粗度とを異ならせてもよい。この場合、基板の一方の面又は他方の面を鏡面研磨したり、あるいは、基板の一方の面又は他方の面を研削処理すること等が挙げられる。その他、ゲルキャスト法あるいはテープ成形法にて、後に基板となる成形体を作製し、その後、成形体の一方の面と他方の面にそれぞれ種類の異なるセッターを接触させて焼成すること等も挙げられる。
［９］　第２の本発明において、さらに、少なくとも前記基板の前記一方の面を、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨を実施する工程を有してもよい。
［１０］　あるいは、さらに、少なくとも前記基板の前記他方の面の面粗度を大きくする処理を行ってもよい。この処理は、少なくとも前記基板の前記他方の面を、研削処理することが挙げられる。その他、成形体の焼成の際に、成形体の一方の面と他方の面にそれぞれ種類の異なるセッターを接触させて焼成することが挙げられる。例えば他方の面に接触するセッターとして、一方の面に接触するセッターよりも表面粗さが大きいセッターを使用することで、基板の他方の面の面粗度を大きくしてもよい。
［１１］　あるいは、前記基板の前記一方の面を、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨を実施する工程を有し、さらに、前記基板の前記他方の面の面粗度を大きくする処理を行ってもよい。この処理は、少なくとも前記基板の前記他方の面を、研削処理することが挙げられる。その他、成形体の焼成の際に、他方の面に接触するセッターとして、一方の面に接触するセッターよりも表面粗さが大きいセッターを使用することで、基板の他方の面の面粗度を大きくしてもよい。その後、基板の一方の面を、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨を実施する。
　本発明に係る紫外線発光素子用窓材によれば、３００ｎｍ以下の紫外線に対して高い透過率を確保することができ、紫外線発光素子に用いて好適な窓材とすることができる。しかも、透光性アルミナ基板は、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高いため、紫外線発光素子の駆動によって発生する熱を効率よく放熱することができ、紫外線発光素子での温度の上昇による破損、劣化を回避することが可能となる。
　また、本発明に係る紫外線発光素子用窓材の製造方法によれば、３００ｎｍ以下の紫外線に対して高い透過率を確保することができ、しかも、紫外線発光素子の駆動によって発生する熱を効率よく放熱することができる窓材を容易に作製することができる。
図１は本実施の形態に係る紫外線発光素子用窓材を示す断面図である。 図２Ａは紫外線発光素子用窓材の第１製造方法を示す工程図であり、図２Ｂは第２製造方法を示す工程図である。 図３Ａは紫外線発光素子用窓材の第３製造方法を示す工程図であり、図３Ｂは第４製造方法を示す工程図である。 図４Ａは紫外線発光素子用窓材の第５製造方法を示す工程図であり、図４Ｂは第６製造方法を示す工程図である。 図５は紫外線発光素子用窓材の第７製造方法を示す工程図である。 図６は実施例１～６、比較例１～３において、前方全光線透過率の評価方法を示す説明図である。
　以下、本発明に係る紫外線発光素子用窓材及びその製造方法の実施の形態例を図１～図６を参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
　本実施の形態に係る紫外線発光素子用窓材（以下、単に窓材１０と記す）は、図１に示すように、３００ｎｍ以下の波長の紫外線を発する図示しない紫外線発光素子からの紫外線１２を高い透過率で透過する。
　この窓材１０は、アルミナ基板（透光性アルミナ基板１４）にて構成されている。
　透光性アルミナ基板１４は、紫外線１２が出射する側の面（出射側面１６ａ：一方の面）と、該出射側面１６ａと対向し、紫外線１２が入射する側の面（入射側面１６ｂ：他方の面）とを有し、厚みｔが０．３ｍｍ以下の板状に構成されている。各板面の平面形状は、紫外線発光素子が実装されるケースの形状に応じて、例えば三角形状、長方形状、正方形状、円形状、楕円形状、多角形状等が挙げられる。
　透光性アルミナ基板１４の表面の平均粒径は、６～６０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは６～２０μｍである。表面の平均粒径の測定方法は次のようにして行った。すなわち、表面の任意の箇所を光学顕微鏡によって２００倍に拡大して観察し、０．７ｍｍの線分上に位置する結晶数を数えた。そして、０．７に４/πを掛けた値をこの結晶数で割った値を平均粒径とした。
　特に、本実施の形態では、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａの面粗度と、入射側面１６ｂの面粗度とが異なる。具体的には、出射側面１６ａの面粗度がＲａ（算術平均粗さ）＝０．０３μｍ以下であり、入射側面１６ｂの面粗度がＲａ＝０．２μｍ以上、好ましくは０．２～０．６μｍである。その他、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの各面粗度がＲａ＝０．２μｍ以上、好ましくは０．２～０．６μｍであって、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの各面粗度が異なっていてもよい。
　透光性アルミナ基板１４の作製方法は、特に限定されないが、ドクターブレード法（テープ成形法）、押し出し法、ゲルキャスト法等、任意の方法であってよい。好ましくは、ゲルキャスト法あるいはテープ成形法を用い、特に好ましくはゲルキャスト法を用いて透光性アルミナ基板１４を作製する。
　好適な実施の形態においては、アルミナ粉末を含む原料粉末（セラミック粉末）、分散媒及びゲル化剤を含むスラリーを型に注型し、このスラリーをゲル化させることによって成形体を得る。この成形体を焼結することで、透光性アルミナ基板１４を得る（特開２００１－３３５３７１号公報参照）。
　特に好ましくは、純度９９．９％以上（好ましくは９９．９５％以上）の高純度アルミナ粉末に対して、１５０～１０００ｐｐｍの助剤を添加した原料を用いる。このような高純度アルミナ粉末としては、大明化学工業株式会社製の高純度アルミナ粉体を例示することができる。助剤としては、酸化マグネシウムが好ましいが、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3も例示することができる。
　ゲルキャスト法は、以下の方法が挙げられる。
（１）　無機物粉体と共に、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のプレポリマーを、分散剤と共に分散媒中に分散してスラリーを調製する。その後、スラリーを型に注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
（２）　反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。この方法は、本出願人の特開２００１－３３５３７１号公報に記載されている方法である。
　ここで、本実施の形態に係る窓材１０（透光性アルミナ基板１４）のいくつかの製造方法（第１製造方法～第７製造方法）について図２Ａ～図５の工程図を参照しながら説明する。
　第１製造方法は、先ず、図２ＡのステップＳ１において、アルミナ粉末を含む原料粉末、分散媒及びゲル化剤を含むスラリーを型内に注型した後、スラリーを硬化してアルミナ成形体を作製する。あるいは、スラリーをドクターブレードを用いてテープ状に成形し、硬化してアルミナ成形体を作製する。
　その後、ステップＳ２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　第２製造方法は、先ず、図２ＢのステップＳ１０１において、上述したステップＳ１と同様にして、アルミナ成形体を作製する。
　ステップＳ１０２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍを超える透光性アルミナ基板１４を作製する。
　その後、ステップＳ１０３において、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａのみを、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨して、厚みが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　第３製造方法は、先ず、図３ＡのステップＳ２０１において、上述したステップＳ１と同様にして、アルミナ成形体を作製する。
　ステップＳ２０２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍを超える透光性アルミナ基板１４を作製する。
　その後、ステップＳ２０３において、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａのみを、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨し、透光性アルミナ基板１４の入射側面１６ｂのみを、面粗度がＲａ＝０．２～０．６μｍとなるまで研削処理して、厚さが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　透光性アルミナ基板１４の入射側面１６ｂを研削処理する代わりに以下の方法を採用してもよい。すなわち、ステップＳ２０２においてアルミナ成形体を焼成する際に、アルミナ成形体の他方の面（入射側面となる面）に接触するセッターとして、一方の面（出射側面となる面）に接触するセッターよりも表面粗さが大きいセッターを使用する。これにより、焼成後における透光性アルミナ基板１４の入射側面１６ｂの面粗度をＲａ＝０．２～０．６μｍにする。そして、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａのみを、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨する。
　第４製造方法は、先ず、図３ＢのステップＳ３０１において、上述したステップＳ１と同様にして、アルミナ成形体を作製する。
　ステップＳ３０２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍを超える透光性アルミナ基板１４を作製する。
　その後、ステップＳ３０３において、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂを、共に面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨して、厚さが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　第５製造方法は、先ず、図４ＡのステップＳ４０１において、上述したステップＳ１と同様にして、アルミナ成形体を作製する。
　ステップＳ４０２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍを超える透光性アルミナ基板１４を作製する。
　その後、ステップＳ４０３において、透光性アルミナ基板１４の入射側面１６ｂのみを、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨して、厚みが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　第６製造方法は、先ず、図４ＢのステップＳ５０１において、上述したステップＳ１と同様にして、アルミナ成形体を作製する。
　ステップＳ５０２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍを超える透光性アルミナ基板１４を作製する。
　その後、ステップＳ５０３において、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂを、共に面粗度がＲａ＝０．２～０．６μｍとなるまで研削処理して、厚さが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂを研削処理する代わりに以下の方法を採用してもよい。すなわち、ステップＳ５０２においてアルミナ成形体を焼成する際に、アルミナ成形体の一方の面及び他方の面に接触するセッターとして、表面粗さが大きいセッターを使用する。種類の異なるセッターを使用してもよい。これにより、焼成後における透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度をそれぞれＲａ＝０．２～０．６μｍにする。出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は同じでもよいし、異なってもよい。
　第７製造方法は、先ず、図５のステップＳ６０１において、上述したステップＳ１と同様にして、アルミナ成形体を作製する。
　ステップＳ６０２において、アルミナ成形体を焼成して、厚みが０．３ｍｍを超える透光性アルミナ基板１４を作製する。
　その後、ステップＳ６０３において、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａを、面粗度がＲａ＝０．２～０．６μｍとなるまで研削処理して、厚さが０．３ｍｍ以下の透光性アルミナ基板１４、すなわち、窓材１０を得る。
　透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａを研削処理する代わりに以下の方法を採用してもよい。すなわち、ステップＳ６０２においてアルミナ成形体を焼成する際に、アルミナ成形体の一方の面（出射側面となる面）に接触するセッターとして、他方の面（入射側面となる面）に接触するセッターよりも表面粗さが大きいセッターを使用する。これにより、焼成後における透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａの面粗度をＲａ＝０．２μｍ以上、好ましくは０．２～０．６μｍにする。
　このように、本実施の形態に係る窓材１０においては、透光性アルミナ基板１４を用い、表面の平均粒径を６～６０μｍ、より好ましくは、６～２０μｍとした。これにより、３００ｎｍ以下の紫外線に対して高い透過率を確保することができ、紫外線発光素子に用いて好適な窓材とすることができる。しかも、透光性アルミナ基板１４は、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高い。そのため、紫外線発光素子の駆動によって発生する熱を効率よく放熱することができ、紫外線発光素子での温度の上昇による破損、劣化を回避することが可能となる。
　透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａの面粗度はＲａ＝０．０３μｍ以下でもよいし、Ｒａ＝０．２μｍ以上、好ましくは０．２～０．６μｍでもよい。同様に、入射側面１６ｂの面粗度はＲａ＝０．０３μｍ以下でもよいし、Ｒａ＝０．２μｍ以上、好ましくは０．２～０．６μｍでもよい。
　特に、好ましくは、透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａの面粗度はＲａ＝０．０３μｍ以下であり、入射側面１６ｂの面粗度はＲａ＝０．２～０．６μｍである。
　実施例１～６、比較例１～３について、面粗度の測定及び透過率の評価を行った。実施例１～６、比較例１～３の内訳並びに評価結果は後述する表１～表３に示す。
＜面粗度＞
　測定試料（実施例１～６、比較例１～３）の出射側面及び入射側面の面粗度をレーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製：ＶＫ－９７００）で倍率５００倍にて測定した。
＜透過率の評価＞
　透過率の評価は、前方全光線透過率を用いた。具体的には、測定波長２００～２８０ｎｍでの透過率の平均値と、特定波長２１０ｎｍでの透過率とをそれぞれ評価値とした。評価値選定の理由は、ＵＶ－Ｃが波長２８０ｎｍ以下の光であること、波長２００ｎｍ以下の光は、通常、大気中で吸収されるため、装置の測定限界であること等である。さらに、本実施例においては、波長が短いほど効果が顕著なため、特定波長として２１０ｎｍを挙げ、この特定波長２１０ｎｍでの透過率も評価値とした。
［前方全光線透過率］
　前方全光線透過率は、図６に示すように、光源２０と検出器２２とを有する分光光度計２８（日立ハイテク製、Ｕ－４１００）を用いて測定した。光源２０と検出器２２との間に１つの貫通孔２４（直径３ｍｍ）を有するスリット板２６を設置した。スリット板２６のうち、検出器２２に対向する面に貫通孔２４を塞ぐように測定試料（実施例１～６、比較例１～３）を固定した。このとき、測定試料の入射側面をスリット板２６に固定した。すなわち、入射側面を光源２０側、出射側面を検出器２２側に向けて固定した。分光光度計２８の測定波長は１７５～２６００ｎｍであるが、光源２０として波長２００～２８０ｎｍの紫外線１２を出射する光源を用いた。
　光源２０から波長２００～２８０ｎｍの紫外線１２をスリット板２６に固定した測定試料の入射側面に入射させ、測定試料を通過して出射側面から放射される紫外線１２を検出器２２によって検出する。
　前方全光線透過率は、測定試料を通過する紫外線１２の強度（Ｉ）と、測定試料を固定せずに測定したときの紫外線１２の強度（Ｉ0）の比率（＝Ｉ／Ｉ0）より算出した。
（実施例１）
　図２Ａに示す第１製造方法に従って、セラミック粉末、分散媒及びゲル化剤を含むスラリーを型に注型し、このスラリーをゲル化させることによってアルミナ成形体を得、このアルミナ成形体を焼結させて実施例１に係る透光性アルミナ基板１４を得た。
　具体的には、純度９９．９９％以上、ＢＥＴ表面積９～１５ｍ2／ｇ、タップ密度０．９～１．０ｇ／ｃｍ3の高純度アルミナ粉末に対して、５００ｐｐｍの酸化マグネシウム粉末を添加した。この原料粉末をゲルキャスト法によって成形した。この粉末１００重量部、分散媒（マロン酸ジメチル）４０重量部、ゲル化剤（４，４’－ジフェニルメタンジイソシアナート変成物）８重量部、反応触媒（トリエチルアミン）０．１～０．３重量部、ノニオン系分散剤を混合した。
　２０℃で、分散媒に前記原料粉末及び分散剤を添加して分散し、次いで、ゲル化剤を添加して分散し、最後に、反応触媒を添加することにより、スラリーを作製した。このスラリーを型内に注型し、２時間放置してゲル化させた。ゲル化したアルミナ成形体を型から取り出し、６０～１００℃で乾燥した。次いで、成形体を１１００℃で２時間脱脂し、水素雰囲気中で焼成した。
　この透光性アルミナ基板１４の厚さｔは０．３ｍｍ、表面の平均粒径は２０μｍであった。また、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は共にＲａ＝０．３μｍであった。
　そして、透光性アルミナ基板１４の前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は８９％、２１０ｎｍの波長では９０％であった。
（実施例２）
　アルミナ粉末の平均粒径（あるいは焼成温度、あるいは焼成時間）を異ならせたこと以外は、上述した実施例１と同様の製法で実施例２に係る透光性アルミナ基板１４を作製した。この透光性アルミナ基板１４の厚さｔは０．３ｍｍ、表面の平均粒径は１２μｍであった。また、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は共にＲａ＝０．２μｍであった。そして、前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は９０％、２１０ｎｍの波長では９５％であった。
（実施例３）
　図２Ｂに示す第２製造方法に従って実施例３に係る透光性アルミナ基板１４を得た。先ず、上述した実施例１と同様の製法で、厚さが０．５ｍｍの透光性アルミナ基板１４を作製した。その後、この透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａのみに鏡面研磨を実施し、厚さ０．３ｍｍの実施例３に係る透光性アルミナ基板１４を得た。鏡面研磨前の透光性アルミナ基板１４の表面の平均粒径は２０μｍであり、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は共にＲａ＝０．３μｍであった。鏡面研磨を実施した後における透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａの面粗度はＲａ＝０．０３μｍであった。そして、前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は９１％、２１０ｎｍの波長では９６％であった。
（実施例４）
　図３Ａに示す第３製造方法に従って実施例４に係る透光性アルミナ基板１４を得た。具体的には、先ず、上述した実施例１と同様の製法で、厚さが０．５ｍｍの透光性アルミナ基板１４を作製した。その後、この透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａのみに鏡面研磨を実施し、入射側面１６ｂのみを砥石で研削処理（表面を荒らす処理：粗面処理）を行って、厚さ０．３ｍｍの実施例４に係る透光性アルミナ基板１４を得た。鏡面研磨及び粗面処理を実施する前の透光性アルミナ基板１４の表面の平均粒径は２０μｍであった。鏡面研磨及び粗面処理を実施した後における透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａの面粗度はＲａ＝０．０３μｍ、入射側面１６ｂの面粗度はＲａ＝０．６μｍであった。そして、前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は９２％、２１０ｎｍの波長では９７％であった。
（実施例５）
　図３Ｂに示す第４製造方法に従って実施例５に係る透光性アルミナ基板１４を得た。具体的には、先ず、上述した実施例１と同様の製法で、厚さが０．５ｍｍの透光性アルミナ基板１４を作製した。その後、この透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂにそれぞれ鏡面研磨を実施して、厚さ０．３ｍｍの実施例５に係る透光性アルミナ基板１４を得た。鏡面研磨を実施する前の透光性アルミナ基板１４の表面の平均粒径は２０μｍであった。鏡面研磨を実施した後における透光性アルミナ基板１４の出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は共にＲａ＝０．０３μｍであった。そして、前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は８３％、２１０ｎｍの波長では８４％であった。
（実施例６）
　図４Ａに示す第５製造方法に従って実施例６に係る透光性アルミナ基板１４を得た。具体的には、先ず、上述した実施例１と同様の製法で、厚さが０．５ｍｍの透光性アルミナ基板１４を作製した。その後、実施例３とは反対に、透光性アルミナ基板１４の入射側面１６ｂのみに鏡面研磨を実施し、厚さ０．３ｍｍの実施例６に係る透光性アルミナ基板１４を得た。鏡面研磨前の透光性アルミナ基板１４の表面の平均粒径は２０μｍであり、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は共にＲａ＝０．３μｍであった。鏡面研磨を実施した後における透光性アルミナ基板１４の入射側面１６ｂの面粗度はＲａ＝０．０３μｍであった。そして、前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は８７％、２１０ｎｍの波長では９１％であった。
（比較例１）
　直径２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板の前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は８８％、２１０ｎｍの波長では８６％であった。
（比較例２）
　アルミナ粉末の平均粒径（あるいは焼成温度、あるいは焼成時間）を異ならせたこと以外は、上述した実施例１と同様の製法で比較例２に係る透光性アルミナ基板１４を作製した。この透光性アルミナ基板１４の厚さｔは０．３ｍｍ、表面の平均粒径は５μｍであり、出射側面１６ａ及び入射側面１６ｂの面粗度は共にＲａ＝０．１μｍであった。そして、前方全光線透過率を測定したところ、２００～２８０ｎｍの波長領域で透過率の平均は６７％、２１０ｎｍの波長では６８％であった。
（比較例３）
　アルミナ粉末の平均粒径（あるいは焼成温度、あるいは焼成時間）を異ならせたこと以外は、上述した実施例１と同様の製法で比較例３に係る透光性アルミナ基板１４を作製した。この透光性アルミナ基板１４の厚さｔは０．３ｍｍ、表面の平均粒径は６５μｍであった。焼成後の透光性アルミナ基板１４を確認したところ、クラックの発生が見られた。従って、面粗度並びに前方全光線透過率は測定できなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１～表３から、窓材１０は、材質が透光性アルミナからなり、表面の平均粒径が６～６０μｍであることが好ましいことがわかる。比較例１の石英は、前方全光線透過率の評価が実施例５よりも良好となっているが、熱伝導率が約１Ｗ／ｍ・Ｋと低いため、効率よく放熱することができず、紫外線発光素子の温度の上昇による破損、劣化が生じやすいという懸念がある。
　好ましい評価結果を得られた実施例１～６のうち、実施例１、２及び５の結果から、透光性アルミナ基板の出射側面及び入射側面の面粗度が同じ場合は、出射側面及び入射側面に対して鏡面研磨を行わないことが好ましいことがわかる。
　また、実施例３及び４の評価結果が良好であることから、透光性アルミナ基板の出射側面の面粗度と入射側面の面粗度が異なっていることがさらに好ましく、特に、出射側面の面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下、入射側面の面粗度がＲａ＝０．２～０．６μｍであることが好ましいことがわかる。
　なお、本発明に係る紫外線発光素子用窓材及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (11)

  1. 　３００ｎｍ以下の波長の紫外線（１２）を発する紫外線発光素子の少なくとも紫外線出射側に設置される紫外線発光素子用窓材において、
    　透光性アルミナからなり、
    　表面の平均粒径が６～６０μｍであることを特徴とする紫外線発光素子用窓材。
  2. 　請求項１記載の紫外線発光素子用窓材において、
    　厚み（ｔ）が２．０ｍｍ以下の板状を有し、一方の面（１６ａ）と、該一方の面（１６ａ）に対向する他方の面（１６ｂ）とを有する基板（１４）にて構成されていることを特徴とする紫外線発光素子用窓材。
  3. 　請求項２記載の紫外線発光素子用窓材において、
    　前記基板（１４）の一方の面（１６ａ）が前記紫外線（１２）の出射側の面であり、
    　少なくとも前記一方の面（１６ａ）の面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下であることを特徴とする紫外線発光素子用窓材。
  4. 　請求項２記載の紫外線発光素子用窓材において、
    　前記他方の面（１６ｂ）が前記紫外線（１２）の入射側の面であり、
    　少なくとも前記他方の面（１６ｂ）の面粗度がＲａ＝０．２μｍ以上であることを特徴とする紫外線発光素子用窓材。
  5. 　請求項２記載の紫外線発光素子用窓材において、
    　前記基板（１４）の前記一方の面（１６ａ）の面粗度と、前記他方の面（１６ｂ）の面粗度が異なることを特徴とする紫外線発光素子用窓材。
  6. 　請求項５記載の紫外線発光素子用窓材において、
    　前記一方の面（１６ａ）が前記紫外線（１２）の出射側の面であり、
    　前記他方の面（１６ｂ）が前記紫外線（１２）の入射側の面であり、
    　前記一方の面（１６ａ）の面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下、
    　前記他方の面（１６ｂ）の面粗度がＲａ＝０．２μｍ以上であることを特徴とする紫外線発光素子用窓材。
  7. 　請求項１記載の紫外線発光素子用窓材を製造するための紫外線発光素子用窓材の製造方法であって、
    　透光性アルミナからなり、一方の面（１６ａ）と該一方の面（１６ａ）と対向する他方の面（１６ｂ）を有する基板（１４）を、ゲルキャスト法あるいはテープ成形法にて作製する工程を有することを特徴とする紫外線発光素子用窓材の製造方法。
  8. 　請求項７記載の紫外線発光素子用窓材の製造方法において、
    　前記基板（１４）の前記一方の面（１６ａ）の面粗度と、前記他方の面（１６ｂ）の面粗度とを異ならせることを特徴とする紫外線発光素子用窓材の製造方法。
  9. 　請求項７記載の紫外線発光素子用窓材の製造方法において、
    　さらに、少なくとも前記基板（１４）の前記一方の面（１６ａ）を、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨を実施する工程を有することを特徴とする紫外線発光素子用窓材の製造方法。
  10. 　請求項７記載の紫外線発光素子用窓材の製造方法において、
    　さらに、少なくとも前記基板（１４）の前記他方の面（１６ｂ）の面粗度を大きくする処理を行うことを特徴とする紫外線発光素子用窓材の製造方法。
  11. 　請求項７記載の紫外線発光素子用窓材の製造方法において、
    　前記基板（１４）の前記一方の面（１６ａ）を、面粗度がＲａ＝０．０３μｍ以下まで鏡面研磨を実施する工程を有し、
    　さらに、前記基板（１４）の前記他方の面（１６ｂ）の面粗度を大きくする処理を行うことを特徴とする紫外線発光素子用窓材の製造方法。
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