[发明专利]紫外线发光材料及紫外线光源

说明书

技术领域

本发明是关于一种发出紫外线（尤其波长未达280nm的UV-C）的紫外线发光材料及紫外线光源。

背景技术

紫外线被认为当吸收于细菌细胞内时，细胞内的核蛋白构造即产生化学变化而对细菌生命的维持及新陈代谢造成阻碍，引起增值能力的消失及原形质的破坏因而灭绝，尤其UV-C领域的254nm的近紫外线（亦称杀菌射线）被认为杀菌力最高。再者，期待利用在应用此种细菌的杀菌原理的医院、食品加工、上下水道的杀菌用光源、或通过光触媒的环境污染物质的分解处理法的光源等更广泛的领域。

然而，作为发出近紫外线的近紫外线光源，虽已有一种使用亦为杀菌射线来源的利用水银的低压水银灯（峰值（peak）波长：254nm）的杀菌装置广为普及，但因为泄漏时对于环境及人体所造成的影响，水银的使用受到RoHS指令等所规范。

因此，作为取代在低压水银灯所使用的水银的化学性安定且无害的新颖发光源，已进行开发一种例如下述专利文献1所揭示的利用六角晶体氮化硼（hBN）的紫外线发光材料。

[背景技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2007-9095号公报。

发明内容

[发明所欲解决的课题]

在此，兹说明低压水银灯与以专利文献1所揭示的hBN为发光源的CL（Cathode luminescence，阴极电致发光）方式的紫外线光源（以下称“hBN紫外线光源”）的比较结果（输出光谱（spectral）的波长、杀菌性能、寿命特性）。

（A.关于输出光谱的波长比较）

图6是比较低压水银灯与专利文献1所揭示的hBN紫外线光源的紫外线光谱及杀菌效果的波长依存性的曲线图。

如图所示，低压水银灯中的输出光谱的峰值波长，是所谓杀菌射线的输出光谱的254nm，相对于此，hBN紫外线光源中的输出光谱的峰值波长则为223nm，与低压水银灯的峰值波长相比，显示往短波长侧偏移30nm左右的光谱特性。再者，当比较各光源中的紫外线光谱的峰值波长、与JIS-Z-8811所规定的杀菌效果相对值时，在hBN紫外线光源中，由于波长作为杀菌用途会过短，因此无法获得如低压水银灯的杀菌效果。

（B.关于杀菌性能的比较）

表1是显示低压水银灯、与hBN紫外线光源的发光强度及杀菌能力的比较表。

表1

如表1所示，低压水银灯的发光强度是10.0mW/cm²，相对于此，hBN紫外线光源的发光强度则为0.9mW/cm²，可得知与低压水银灯相比，只能获得1/10左右的发光强度。

此外，依照下述（步骤1）至（步骤3）所示的计算步骤，来算出低压水银灯与hBN紫外线光源的杀菌效率及杀菌能力。

（步骤1）算出经（∫f（λ）dλ=1）规格化使发光光谱的全积分值成为1的光谱f（λ）。

（步骤2）规定各波长的杀菌效果相对值为X（λ），及规定∫X（λ）f（λ）dλ为“杀菌效率”。

（步骤3）规定“发光强度”与所算出的“杀菌效率”的乘积为“杀菌能力”。

当比较通过上述方法所算出的各光源的杀菌效率及杀菌能力时，可确认杀菌效率及杀菌能力，皆为低压水银灯较hBN紫外线光源优异。

如上所述，hBN紫外线光源的情形下，由于未如低压水银灯使用会对于人体造成影响的物质（水银），因此在环境面上极为优异，甚且可谋求通过面发光的发光面的大面积化，但当考虑发光强度、紫外线光谱的峰值波长、寿命特性等时，会有相较于低压水银灯较差的问题。

本发明人等致力于改善上述2种紫外线发光材料的问题点，同时兼具两发光材料优点的新颖的紫外线发光材料及紫外线光源，经不断研究的结果，终于成功开发出具有接近低压水银灯的峰值波长的波长与发光强度，并且可谋求如hBN紫外线光源的通过面发光提升发光效率的紫外线发光材料及使用该紫外线发光材料的紫外线光源。

因此，有鉴于解决上述的问题，本发明的目的在提供一种不会对人体造成不良影响，可谋求杀菌性能的提升及发光效率的提升的紫外线发光材料及紫外线光源。

[解决课题的手段]

为了达成上述目的，权利要求1所述的紫外线发光材料，是在成为母体的Al₂O₃中添加Sc作为掺杂剂而由下述组成式（A）所表示：