特許 7519311 紫外線検出物及び紫外線検出装置、並びにそれらの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-10

(45)【発行日】2024-07-19

(54)【発明の名称】紫外線検出物及び紫外線検出装置、並びにそれらの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/58 20060101AFI20240711BHJP

   G01J 1/02 20060101ALI20240711BHJP

   C09K 11/08 20060101ALI20240711BHJP

   C09K 11/02 20060101ALI20240711BHJP

   C09K 11/64 20060101ALI20240711BHJP

   C01G 45/00 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

G01J1/58

G01J1/02 G

C09K11/08 B

C09K11/02 Z

C09K11/64

C01G45/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021016885

(22)【出願日】2021-02-04

(65)【公開番号】P2022119626

(43)【公開日】2022-08-17

【審査請求日】2023-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】堀内 道夫

(72)【発明者】

【氏名】津野 将弥

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３５８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３３１７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５４７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４３９２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ １／００－１／６０

Ｃ０９Ｋ １１／００－１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複合酸化物と、軟化点が９００℃以下のガラスと、を含み、
前記複合酸化物は、結晶相においてＳｒＡｌ _１２ Ｏ _１９ を主相とし、Ａｌ _２ Ｏ _３ を副相とし、
セリウム、ランタン、及びマンガンは、Ｘ線回折では検出されない形で前記複合酸化物中に存在し、
３１０ｎｍより長い波長の電磁波では励起されず、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発する、紫外線検出物。

【請求項2】

励起波長ピークは、２８０ｎｍ以下である、請求項１に記載の紫外線検出物。

【請求項3】

前記ガラスは、酸化ビスマスを主成分とするか、又は、酸化ケイ素及び酸化バリウムを主成分とし、酸化ホウ素を含む、請求項１又は２に記載の紫外線検出物。

【請求項4】

前記複合酸化物の含有率が６０体積パーセント以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の紫外線検出物。

【請求項5】

前記複合酸化物は、平均粒径が１００μｍ以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の紫外線検出物。

【請求項6】

基板と、
前記基板上に配置された請求項１乃至５のいずれか一項に記載の紫外線検出物と、を有する、紫外線検出装置。

【請求項7】

アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複合酸化物の粉末を作製する工程と、
前記複合酸化物の粉末と、軟化点が９００℃以下のガラスの粉末と、の混合物を作製する工程と、
前記混合物に溶媒を加えて混錬する工程と、を有し、
前記複合酸化物の粉末を作製する工程は、
アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複数種類の酸化物の粉末を混合して大気中で１２００℃以上の温度で焼成して複合酸化物の焼結体を作製する工程と、
前記焼結体を粉砕し、前記複合酸化物の粉末を作製する工程と、を含み、
前記複合酸化物は、結晶相においてＳｒＡｌ _１２ Ｏ _１９ を主相とし、Ａｌ _２ Ｏ _３ を副相とし、
セリウム、ランタン、及びマンガンは、Ｘ線回折では検出されない形で前記複合酸化物中に存在し、
３１０ｎｍより長い波長の電磁波では励起されず、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発する、紫外線検出物の製造方法。

【請求項8】

アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複合酸化物と、軟化点が９００℃以下のガラスと、を含み、３１０ｎｍより長い波長の電磁波では励起されず、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発する、液状又はペースト状の紫外線検出物を作製する工程と、
前記紫外線検出物を基板上に印刷する工程と、
前記紫外線検出物を９００℃以下の温度で焼成する工程と、を有し、
前記複合酸化物は、結晶相においてＳｒＡｌ _１２ Ｏ _１９ を主相とし、Ａｌ _２ Ｏ _３ を副相とし、
セリウム、ランタン、及びマンガンは、Ｘ線回折では検出されない形で前記複合酸化物中に存在する、紫外線検出装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線検出物及び紫外線検出装置、並びにそれらの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、紫外線とは波長が４００ｎｍ以下の電磁波のことを指すが、紫外線には、波長が３１５～４００ｎｍのＵＶ－Ａ、波長が２８０～３１５ｎｍのＵＶ－Ｂ、及び波長が２８０ｎｍ以下のＵＶ－Ｃなどが含まれる。このような紫外線を検出する様々な方法が検討されている。

【0003】

例えば、ＺｎとＳｉとＡｌとＢとＯとを含み、ケイ酸亜鉛結晶構造を有する紫外線検出物が挙げられる。この紫外線検出物において、Ｓｉに対するＺｎのモル比は、酸化物換算で１．０以上３．０以下である。Ｂは、酸化物換算で１４モル％以上２５モル％以下含まれ、Ａｌは、酸化物換算で０モル％よりも多く６モル％以下含まれる（例えば、特許文献１参照）。これ以外にも、例えば、特許文献２～５に記載の技術が挙げられる。

【0004】

ところで、最近では、紫外線の殺菌効果やウイルス不活化効果が注目されている。これに伴って、人体にも影響を及ぼす紫外線を正確に検出することが望まれている。殺菌効果及びウイルス不活化効果が高いのはＵＶ－Ｃである（例えば、非特許文献１、２参照）。また、人体への影響が大きいのもＵＶ－Ｃである。すなわち、殺菌効果があるのは波長２００～３００ｎｍの紫外線であり、ＵＶ－Ｃの殺菌効果が最も高い。同様に、人体への影響があるのは波長２００～３１０ｎｍの紫外線であり、ＵＶ－Ｃが人体に与える影響が最も大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１３３８３７号公報

【文献】特開２０１１－１１６６３３号公報

【文献】特開２００８－３０３３６５号公報

【文献】特開２００７－２３４４４１号公報

【文献】特開２００９－２８６９９５号公報

【非特許文献】

【0006】

【文献】Rattanakul et al, Inactivation kinetics and efficiencies of UV-LEDs against Pseudomonasaeruginosa, Legionella pneumophila, and surrogate microorganisms, Water Research 130 (2018) 31-37)

【文献】Beggs et al, Upper-room ultraviolet air disinfection might help to reduce COVID-19 transmission in buildings, medRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.12.20129254; (2020)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、比較的短波長のＵＶ－Ｃが生物及びウイルスに大きな影響を及ぼすにも関わらず、従来の紫外線検出では、紫外線の波長域が区別できないため、ＵＶ－Ｃのみを検出することが困難であった。上記の特許文献１に記載の紫外線検出物も、ＵＶ－Ｃのみで励起される旨の記載はなく、ＵＶ－Ｃ以外の励起波長でも励起されると考えられる。

【0008】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＵＶ－Ｃの波長域を区別して検出できる紫外線検出物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本紫外線検出物は、アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複合酸化物と、軟化点が９００℃以下のガラスと、を含み、前記複合酸化物は、結晶相においてＳｒＡｌ _１２ Ｏ _１９ を主相とし、Ａｌ _２ Ｏ _３ を副相とし、セリウム、ランタン、及びマンガンは、Ｘ線回折では検出されない形で前記複合酸化物中に存在し、３１０ｎｍより長い波長の電磁波では励起されず、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発する。

【発明の効果】

【0010】

開示の技術によれば、ＵＶ－Ｃの波長域を区別して検出できる紫外線検出物を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る紫外線検出物の特性例を示す図（その１）である。

【図2】本実施形態に係る紫外線検出物の特性例を示す図（その２）である。

【図3】本実施形態に係る紫外線検出物に含まれる複合酸化物のＸ線回折パターンの一例である。

【図4】本実施形態に係る紫外線検出物の製造方法を示すフロー図である。

【図5】本実施形態に係る紫外線検出装置を例示する図である。

【図6】本実施形態に係る紫外線検出装置の製造方法を示すフロー図である。

【図7】実施例及び比較例の結果について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0013】

［紫外線検出物］
本実施形態に係る紫外線検出物（以降、便宜上、紫外線検出物１０とする）は、複数種類の酸化物が複合した複合酸化物と、軟化点が９００℃以下のガラスとの混合物である。紫外線検出物１０に含まれる複合酸化物は、アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンの酸化物を含む。

【0014】

紫外線検出物１０は、３１０ｎｍより長い波長の電磁波では励起されず、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発する。すなわち、紫外線検出物１０は、ＵＶ－Ａが照射されても励起されないが、ＵＶ－Ｃが照射されると励起されて発光する。ＵＶ－Ｃで励起されやすくするため、紫外線検出物１０の励起波長ピークは、２８０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、紫外線検出物１０において、発光に寄与するのは複合酸化物であり、ガラスは発光には寄与しない。

【0015】

紫外線検出物１０に含まれるガラスは、２６０ｎｍの波長の電磁波透過率が５０パーセント以上であることが好ましい。また、紫外線検出物１０中の複合酸化物の混合量（含有率）は、６０体積パーセント以上であることが好ましい。すなわち、ガラスは一般に紫外線の透過性が低いため、特にＵＶ－Ｃの領域である２８０ｎｍ以下の透過性が高いものを選び、使用量はなるべく少なくすることが好ましい。つまり、ガラスは、複合酸化物の粒子を結着するのに必要最小限の使用量にすることが好ましい。

【0016】

紫外線検出物１０に用いる好適なガラスは、軟化点が９００℃以下であれば特に限定されないが、例えば、酸化ビスマスを主成分とするか、又は、酸化ケイ素及び酸化バリウムを主成分とし、酸化ホウ素を含むガラスが挙げられる。すなわち、酸化ビスマス－ホウ酸系、酸化ケイ素－酸化バリウム－ホウ酸系等である。これら以外に、酸化ケイ素－酸化亜鉛－ホウ酸系、リン酸－酸化銅等を用いてもよい。これらのガラスを用いると、ＵＶ－Ｃの透過を大きく妨げることなく、ＵＶ－Ｃがある程度透過できるため、紫外線検出物１０は、ＵＶ－Ｃが照射されると励起されて可視光領域の波長で発光できる。

【0017】

これらのガラスの中でも、酸化ビスマス－ホウ酸系、リン酸－酸化銅は、軟化点が５００℃以下である点で好ましい。ガラスの軟化点が低いと、セラミック基板や金属基板等の上にペースト状の紫外線検出物１０を印刷して焼成する場合に、焼成温度を低くできる。焼成温度が低いと、紫外線検出物１０とセラミック基板や金属基板等との反応が抑制できる点で好ましい。なお、ガラスにＮａ_２ＯやＫ_２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を添加し、さらに軟化点を下げることも有効である。

【0018】

図１は、本実施形態に係る紫外線検出物の特性例を示す図（その１）であり、紫外線検出物１０を２６５ｎｍ近傍の励起波長の電磁波で励起された場合の発光強度を示している。図１において、紫外光領域である３００ｎｍ～３５０ｎｍと、可視光領域である５００ｎｍ～５５０ｎｍ（緑色帯、ピーク波長は約５２０ｎｍ）に強い発光が確認できる。すなわち、紫外線検出物１０は、２６５ｎｍ近傍の電磁波が照射されると励起され、可視光領域（例えば、緑色帯）の波長で発光する。図１において、破線で囲んだ２つの部分はレイリー散乱(測定上のノイズ）であり、紫外線検出物１０の発光ではない。

【0019】

図２は、本実施形態に係る紫外線検出物の特性例を示す図（その２）であり、紫外線検出物１０を５２０ｎｍで発光させることが可能な電磁波の励起波長を示している。図２より、紫外線検出物１０は、２８０ｎｍ以下の波長の電磁波で強く励起され、２８０ｎｍより長く３１０ｎｍ以下の波長の電磁波でもわずかに励起されることが確認できる。また、図２より、紫外線検出物１０は、３１０ｎｍより長い波長の電磁波が照射されても励起されないことが確認できる。

【0020】

図２において、破線で囲んだ部分はレイリー散乱(測定上のノイズ）であり、紫外線検出物１０の発光ではない。また、図２に示す特性の測定には光源としてキセノンランプを用いたため、２５０ｎｍ以上の励起波長で測定が行われている。しかし、図２に示すスペクトルの短波長側の形状から推測すると、紫外線検出物１０は２００ｎｍ以上２５０ｎｍ未満の励起波長でも励起されて可視光領域の波長で発光すると考えられる。なお、２００ｎｍ未満の波長は、酸素や窒素を容易に吸収してしまう真空紫外と称される領域になるため、殺菌効果及びウイルス不活化効果、人体への影響等に関しては議論する必要性が低い。そこで、本願では、２００ｎｍ以上の波長について考えれば十分である。

【0021】

なお、紫外線検出物１０は、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発すればよく、発光波長のピークは５００ｎｍ～５５０ｎｍ以外の範囲にあってもよい。

【0022】

図３は、本実施形態に係る紫外線検出物に含まれる複合酸化物のＸ線回折パターンの一例である。図３に示すように、紫外線検出物１０は、結晶相においてＳｒＡｌ_１２Ｏ_１９（六方晶系）を主相とし、Ａｌ_２Ｏ_３（コランダム）を副相とする。Ｃｅ、Ｌａ、及びＭｎは、Ｘ線回折では検出されていない。言い換えれば、Ｃｅ、Ｌａ、及びＭｎは、Ｘ線回折では検出されない形で複合酸化物中に存在している。

【0023】

ストロンチウムは、焼成中に酸化アルミニウムと反応し、複合酸化物の主相であるＳｒＡｌ_１２Ｏ_１９相を作り、発光中心元素のホストとなっていると考えられる。また、アルミニウムは、焼成中に炭酸ストロンチウムあるいはその脱炭酸酸化物と反応し、複合酸化物の主相であるＳｒＡｌ_１２Ｏ_１９相を作り、発光中心元素のホストとなるとともに、単体のコランダム相としても安定的に存在していると考えられる。

【0024】

［紫外線検出物の製造方法］
図４は、本実施形態に係る紫外線検出物の製造方法を示すフロー図である。図４に示すように、紫外線検出物１０を製造するには、まず、ステップＳ１０１で、アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複数種類の酸化物の粉末を乾式混合する。例えば、酸化アルミニウム粉末、炭酸ストロンチウム粉末、酸化セリウム粉末、及びランタンストロンチウムマンガン酸化物粉末を乾式混合する。

【0025】

次に、ステップＳ１０２で、ステップＳ１０１で乾式混合した複数種類の酸化物の粉末を所定形状に成形し、大気中で１２００℃以上の温度（例えば、１５００℃）で焼成する。これにより、上記酸化物を含む複合酸化物の焼結体が作製される。ステップＳ１０２で作製される焼結体の結晶相において主相となるのは、ＳｒＡｌ_１２Ｏ_１９である。なお、１２００℃未満の温度で焼成すると、ＵＶ－Ｃの波長域を区別して検出できる紫外線検出物の収率が著しく劣る。

【0026】

次に、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２で作製した焼結体を粉砕し、複合酸化物の粉末を作製する。粉砕には、例えば、汎用の粉砕機を使用できる。粉砕機の粉砕条件を調整することで、複合酸化物の粉末の平均粒径を制御可能である。ＵＶ－Ｃ照射時に安定して可視光で発光させるためには、複合酸化物の粉末の平均粒径は、１００μｍ以上であることが好ましい。一方、塗布、印刷、成形性の観点から、複合酸化物の粉末の平均粒径は、５００μｍ以下であることが好ましい。なお、平均粒径は、通常の粒度分布測定機を用いた方法あるいはストークス則を用いて液媒中の粒子の沈降速度から求める方法などにより測定できる。

【0027】

次に、ステップＳ１０４で、軟化点が９００℃以下のガラスの粉末を準備し、複合酸化物の粉末とガラスの粉末とを混合して混合物Ａを作製する。ステップＳ１０４で使用するガラスは、例えば、酸化ビスマスを主成分とするか、又は、酸化ケイ素及び酸化バリウムを主成分とし、酸化ホウ素を含むガラス等である。

【0028】

次に、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で作製した混合物Ａに所定の溶媒を加えてガラスの成分の混錬を行い、液状又はペースト状の混合物Ｂを生成する。生成した混合物Ｂが紫外線検出物１０である。なお、混合物Ｂ中の複合酸化物の混合量（含有率）は、６０体積パーセント以上であることが好ましい。

【0029】

次に、紫外線検出物１０を基板上に配置した紫外線検出装置について説明する。図５は、本実施形態に係る紫外線検出装置を例示する図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す紫外線検出装置１は、基板２０と、基板２０上に配置された紫外線検出物１０とを有する。

【0030】

図６は、本実施形態に係る紫外線検出装置の製造方法を示すフロー図である。図６に示すように、紫外線検出装置１を製造するには、まず、ステップＳ２０１で、液状又はペースト状の紫外線検出物１０を作製する。紫外線検出物１０を作製する方法については図４を参照して説明した通りである。

【0031】

次に、ステップＳ２０２で、紫外線検出物１０を基板２０上に印刷し、乾燥させる。基板２０としては、例えば、セラミック基板を使用できる。印刷には、例えば、メタルマスク法やディスペンス法等を使用できる。印刷後の紫外線検出物１０の厚さは、例えば、２００μｍ～６００μｍ程度となる。

【0032】

次に、ステップＳ２０２で、紫外線検出物１０を９００℃以下の温度で３０分程度焼成する。焼成は、例えば、大気中で行うことができる。これにより、紫外線検出装置１が得られる。紫外線検出物１０に含まれるガラスが酸化ビスマス－ホウ酸系やリン酸－酸化銅である場合には、５００℃以下の温度で焼成することができる。なお、印刷後の焼成に耐え得るものであれば、セラミック基板に代えて、ＳＵＳ等の金属基板や、石英ガラス等のガラス基板も使用可能である。

【0033】

以下、実施例について説明するが、本発明は、これらの例に何ら限定されるものではない。

【0034】

［実施例１］
酸化アルミニウム粉末１００重量部、炭酸ストロンチウム粉末１２重量部、酸化セリウム粉末２．３重量部、及びランタンストロンチウムマンガン酸化物粉末２．３重量部を乾式混合した後、大気中において１５００℃で１０時間焼成し、焼結体を得た。各酸化物成分のモル濃度はＡｌ_２Ｏ_３が８９．４モルパーセント、ＳｒＯが７．６モルパーセント、ＣｅＯ_２が１．２モルパーセント、Ｌａ_２Ｏ_３が０．８モルパーセント、ＭｎＯ_２が１．０モルパーセントである。

【0035】

上記の各酸化物成分のモル濃度は、重量から換算したものである。なお、炭酸ストロンチウム粉末は、焼成によりＳｒＯに変わる。また、ランタンストロンチウムマンガン酸化物粉末は、焼成によりＬａ_２Ｏ_３、ＳｒＯ、及びＭｎＯ_２に変わる。

【0036】

次に、この焼結体を粉砕し、複合酸化物の粉末を作製した。作製した複合酸化物の粉末の平均粒径は、１００μｍ以上５００μｍ以下であった。そして、複合酸化物の粉末７０重量部と、酸化ビスマス－ホウ酸系ガラスの粉末３０重量部とを混合し、エチルセルロースとテレピネオールとブチルカルビトールアセテートからなる市販の溶媒を加えて混錬を行いペースト状の紫外線検出物１０Ａを作製した。そして、９９．９パーセントアルミナからなるセラミック基板２０Ａを準備し、セラミック基板２０Ａ上に紫外線検出物１０Ａを印刷して乾燥した後、大気中において５００℃で３０分焼成し、紫外線検出装置１Ａを作製した。

【0037】

［実施例２］
実施例１と同様に紫外線検出物１０Ａを作製した。また、アルミナ純度９４パーセントで残部６パーセントに酸化ケイ素、酸化カルシウム、及び酸化マグネシウム成分を含むセラミック基板２０Ｂを準備した。そして、セラミック基板２０Ｂ上に紫外線検出物１０Ａを印刷して乾燥した後、大気中において５００℃で３０分焼成し、紫外線検出装置１Ｂを作製した。

【0038】

［比較例］
比較例として、紫外線全域波長で発光するセリア－アルミナ系蛍光性セラミック１００を準備した。

【0039】

［発光の確認］
図７（ａ）は、参考のために、紫外線検出装置１Ａ、紫外線検出装置１Ｂ、及びセリア－アルミナ系蛍光性セラミック１００に蛍光灯を照射した様子を示している。なお、図７（ａ）等に示す『ＳＭＡＣＬ』は、Ｓｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｅ、及びＬａの頭文字を順に並べたものである。

【0040】

次に、紫外線検出装置１Ａ、紫外線検出装置１Ｂ、及びセリア－アルミナ系蛍光性セラミック１００に、紫外線暴露装置で３６５ｎｍの波長の紫外線を照射し、発光の有無を確認した。その結果、図７（ｂ）に示すように、実施例１で作製した紫外線検出装置１Ａと、実施例２で作製した紫外線検出装置１Ｂのいずれにおいても、励起波長が３６５ｎｍでは発光しなかった。これに対して、セリア－アルミナ系蛍光性セラミック１００は、励起波長が３６５ｎｍで発光した。なお、３６５ｎｍはＵＶ－Ａに属する紫外線である。

【0041】

次に、紫外線検出装置１Ａ、紫外線検出装置１Ｂ、及びセリア－アルミナ系蛍光性セラミック１００に、紫外線暴露装置で２５４ｎｍの波長の紫外線を照射し、発光の有無を確認した。その結果、図７（ｃ）に示すように、実施例１で作製した紫外線検出装置１Ａと、実施例２で作製した紫外線検出装置１Ｂのいずれにおいても、励起波長が２５４ｎｍでは緑白色の強い発光が確認された。また、セリア－アルミナ系蛍光性セラミック１００は、励起波長が２５４ｎｍでも発光した。なお、２５４ｎｍはＵＶ－Ｃに属する紫外線である。

【0042】

このように、実施例１に係る紫外線検出装置１Ａ及び実施例２に係る紫外線検出装置１Ｂにおいて、紫外線検出物１０Ａは、ＵＶ－Ａ及びＵＶ－Ｃの照射下でそれぞれ異なる発光態様で発光した。つまり、ＵＶ－Ａ照射下では発光しないにも関わらず、ＵＶ－Ｃ照射下では強く発光した。したがって、紫外線検出物１０Ａを用いた紫外線検出装置１Ａ及び１Ｂにより、ＵＶ－Ｃの照射の有無を検出することが可能となる。

【0043】

また、紫外線検出物１０Ａは、アルミナ純度が高いセラミック基板２０Ａに印刷して焼成しても、アルミナ純度が比較的低いセラミック基板２０Ｂに印刷して焼成しても、その効果を発揮できることが確認された。つまり、紫外線検出物１０Ａは、印刷される基板の選択自由度が高い。紫外線検出物１０Ａに含まれるガラスの軟化点が低いため、セラミック基板上にペースト状の紫外線検出物１０Ａを印刷して焼成する場合の焼成温度を低くできる結果、紫外線検出物１０Ａとセラミック基板との反応が抑制できるからである。印刷後の焼成に耐え得るものであれば、セラミック基板に代えて、ＳＵＳ等の金属基板や、石英ガラス等のガラス基板も使用可能である。

【0044】

なお、上記の実施例１及び２に示した複合酸化物の各酸化物成分のモル濃度は、一例に過ぎない。各酸化物成分のモル濃度は適宜変更することが可能であり、例えば、酸化アルミニウムのモル濃度を８４．９以上９３．８以下モルパーセント、酸化ストロンチウムのモル濃度を７．２以上８．０以下モルパーセント、酸化セリウムのモル濃度を１．１以上１．３以下モルパーセント、酸化ランタンのモル濃度を０．８以上０．９以下モルパーセント、酸化マンガンのモル濃度を１．０以上１．１以下モルパーセントの範囲でそれぞれ変更してもよい。

【0045】

以上のように、本実施形態に係る紫外線検出物は、アルミニウム、ストロンチウム、セリウム、ランタン、及びマンガンを含む複合酸化物と、軟化点が９００℃以下のガラスと、を含み、３１０ｎｍより長い波長の電磁波では励起されず、３１０ｎｍ以下の波長の電磁波で励起されて４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下に発光波長のピークを有する光を発する。このため、生物及びウイルスへの影響が大きいＵＶ－Ｃの照射の有無や到達範囲を可視光領域の波長の発光により目視で確認することができ、紫外線の波長域を区別して検出することができる。

【0046】

また、本実施形態に係る紫外線検出物は、ＵＶ－Ｃの検出にエネルギー供給の必要がなく、ＵＶ－Ｃの検出を低コストで迅速に簡便にできる。また、本実施形態に係る紫外線検出物は、軟化点が９００℃以下のガラスとの混合により、比較的低温領域での熱処理により特定形状に成形したり、被検物や被検箇所に塗布したりできるため、使い方の自由度を向上できる。

【0047】

また、本実施形態に係る紫外線検出物は、９００℃以下の温度で焼結可能である。つまり、本実施形態に係る紫外線検出物を用いることで、比較的低温で所望形状の発光体が作製できる。また、本実施形態に係る紫外線検出物は、ペースト状にして印刷後、焼成して所望形状にする場合、下地となる基板の材料の組成の影響を受けない。また、本実施形態に係る紫外線検出物は、セラミック基板等の上に印刷後の焼成温度が比較的低くて済むので、セラミック基板等との有害な相互作用がない。

【0048】

また、本実施形態に係る紫外線検出物は、複合酸化物とガラスとの混合物であるため、複合酸化物と有機材料との混合物と比べ耐熱性や耐候性に優れている。例えば、複合酸化物と有機材料との混合物では、使用環境によっては酸化反応や加水分解や紫外線照射による劣化が起きるが、複合酸化物とガラスとの混合物である本実施形態に係る紫外線検出物では、そのような心配はない。

【0049】

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0050】

１、１Ａ、１Ｂ 紫外線検出装置
１０、１０Ａ 紫外線検出物
２０ 基板
２０Ａ、２０Ｂ セラミック基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】