蛍光材料の製造方法
【課題】 発光強度を向上したシンチレータ用蛍光材料を得るための製造方法を提供する。
【解決手段】 Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｏを含有するガーネット構造の蛍光材料の製造方法であって、成形体の温度を上げる昇温工程と、前記成形体を１３００〜１７００℃の範囲内の温度で焼結する焼結工程と、焼結後に焼結体の温度を下げる降温工程とを有し、前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈの降温速度で降温を開始するように制御する。前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈである第１の降温速度で温度を下げ、降温の途中に、前記第１の降温速度よりも速い第２の降温速度に変えて温度を下げることがより望ましい。
【解決手段】 Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｏを含有するガーネット構造の蛍光材料の製造方法であって、成形体の温度を上げる昇温工程と、前記成形体を１３００〜１７００℃の範囲内の温度で焼結する焼結工程と、焼結後に焼結体の温度を下げる降温工程とを有し、前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈの降温速度で降温を開始するように制御する。前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈである第１の降温速度で温度を下げ、降温の途中に、前記第１の降温速度よりも速い第２の降温速度に変えて温度を下げることがより望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線等の放射線を吸収し発光する蛍光材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置の一つにＸ線ＣＴ（Computed Tomography）がある。このＣＴは扇状のファンビームＸ線を照射するＸ線管と、多数のＸ線検出素子を併設したＸ線検出器とで構成される。該装置は、人体にＸ線を照射し、透過したＸ線を検出器であるシンチレータの発光によって検知し、光電子増倍管の出力を画像処理する装置である。
【０００３】
従来からこのＸ線検出器としてはキセノン（Ｘｅ）ガス検出器が用いられてきている。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセノンガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加すると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出すことができ、それにより画像が構成される。しかし、このキセノンガス検出器では高圧のキセノンガスをガスチャンバに封入するため厚い窓が必要であり、そのためＸ線の利用効率が悪く感度が低いという問題があった。また、高解像度のＣＴを得るためには電極板の厚みを極力薄くする必要があり、そのように電極板を薄くすると外部からの振動によって電極板が振動しノイズが発生するという問題があった。
【０００４】
一方、シンチレータとしてはＣｄＷＯ４単結晶、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ,Ｃｅ,Ｆ、（Ｙ,Ｇｄ）２Ｏ３：Ｅｕ,Ｐｒ、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒ,Ｃｅ等の多結晶蛍光体が用いられている。この様な蛍光体に要求される点としては、材料の均一性が高く、Ｘ線特性のバラツキが小さいこと、放射線劣化が小さいこと、環境変化に対して特性の変化が少ないこと、吸湿性・潮解性がなく、化学的に安定であることが求められている。
【０００５】
こうしたＸ線検出器においては、Ｘ線の吸収に応じてシンチレータが発する光の強度（発光強度）が高いほど高感度となる。発光強度を大きくするためにはＸ線を充分に吸収する必要がある。また、この吸収が小さいと、シンチレータを透過するＸ線量が増加し、シリコンフォトダイオードのノイズ源となり、感度の低下の一因となる。シンチレータを透過するＸ線量を減らすためにはシンチレータを厚くする必要があるが、そうすると、検出素子の小型化ができないとともにコストが増加する。従って、薄い蛍光材料で充分なＸ線吸収をするためには、Ｘ線吸収係数が大きいことが必要である。また、蛍光材料中におけるこの光の透過率が低いと、発生した光のうちフォトダイオードまで届かなくなるものが増えるため、実質的に発光強度は低下する。従って、発光強度を高くするためには、シンチレータ材料となる蛍光材料には、（ａ）Ｘ線の吸収係数が大きいこと、（ｂ）発光する光の透過率が高いことが要求される。
【０００６】
また、Ｘ線ＣＴには、解像度の向上、すなわち検出素子の小型化と、体動の影響を少なくするため走査時間の短縮が必要とされている。この場合、一つの検出素子における積分時間は短くなり、積分時間中に吸収するＸ線総量は低下することになるため、特に発光効率が高い（発光強度が大きい）ことが必要である。さらに、検出素子の時間分解能を上げるためには、Ｘ線照射停止後の発光（残光）が瞬時に小さくなることが必要となる。このためには、発光の減衰時定数及び残光強度が小さいことが必要である。ここで、発光の減衰時定数とは、Ｘ線照射を停止し、発光強度がＸ線照射中の発光強度の１／ｅになるまでの時間であり、残光強度とは、Ｘ線照射を停止し一定時間経過後の発光強度の、Ｘ線照射中の発光強度に対する比率を表す。減衰が完全に指数関数的であれば、減衰時定数が小さければ必然的に残光強度も低くなるが、実際には残光の減衰は指数関数的ではない。そのため、残光を小さくして高性能のＸ線ＣＴ装置を得るためには、減衰時定数および残光強度が共に小さい蛍光材料を用いることが必要となる。従来使用されている各種蛍光材料における、発光強度と減衰時定数及び３０ｍｓ後の残光強度について表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】
発光強度、減衰時定数、残光強度はＰＩＮ型フォトダイオード（浜松ホトニクス社製：Ｓ２２８１）を用いて測定した。表１の発光強度はＣｄＷＯ４単結晶の発光強度を基準としたときの相対値である。
【０００９】
特許文献１においては、焼結開始から昇温速度を一定速度に保つことによる、シンチレータＦＺ単結晶育成用の種結晶が開示されている。また、特許文献２においては、降温途中で再度一定時間キープすることによる、多結晶シンチレータ材料の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／０６８１３０号
【特許文献２】特開２００５−１２６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高性能Ｘ線ＣＴにおいては、鮮明な画像を得るため体動の影響を少なくすることと、人体への被曝線量を極力抑えるため、走査時間はさらに短縮されつつある。この２点を実現するためには短い積分時間中にできるだけ発光効率を上げる（発光効率、発光強度が大きい）ことと、それに伴い時間分解能の向上が必要であり、時間分解能を上げるためにはＸ線照射停止後の発光が小さい（残光が小さい）ことが求められる。
【００１２】
現在、発光強度については、従来使用されている材料よりさらに２０％程度高発光の材料が求められている。そこで、本発明はこの問題に鑑みてなされたものであり、目的は発光強度を向上させたシンチレータ用の蛍光材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の蛍光材料の製造方法は、Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｏを含有するガーネット構造の蛍光材料の製造方法であって、
成形体の温度を上げる昇温工程と、前記成形体を１３００〜１７００℃の範囲内の温度で焼結する焼結工程と、焼結後に焼結体の温度を下げる降温工程とを有し、
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈの降温速度で降温を開始するように制御することを特徴とする。前記焼結工程は１３００〜１７００℃の範囲内の所定の温度で維持して行われることが望ましい。
【００１４】
このガーネット構造の蛍光材料はシンチレータ用であることが望ましい。成形体は、例えば、成形体を加圧処理したもの、或いは焼結が十分には進行していない段階のもの（焼結完了していないもの）を含む。
【００１５】
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈである第１の降温速度で温度を下げ、降温の途中に、前記第１の降温速度よりも速い第２の降温速度に変えて温度を下げ、前記第１の降温速度による降温は前記焼結工程に続けて行い、前記第２の降温速度による降温は前記第１の降温速度による降温に続けて行うことが望ましい。第２の降温速度は、例えば４００〜５００℃／ｈが望ましい。第１の降温速度を第２の降温速度に切替える変換点（降温パターンの屈曲点）は、温度でいうと、１５００℃〜室温の範囲内であればよく、より好ましい範囲はＧａ２Ｏ３の蒸気圧がほぼ０Ｐａになる１４００〜１０００℃であることが望ましい。また、変換点において数時間キープしてもよい。焼結工程の温度は、１３００℃から１７００℃の範囲内であることが望ましい。
【００１６】
前記昇温工程において、昇温速度を１５０〜４５０℃／ｈに制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、シンチレータ用蛍光材料の発光強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明及び比較例における各焼結パターンの図である。
【図２】本発明に係わる放射線検出器の構造の一例を示す図である。
【図３】図２においてＡ−Ａ断面の断面図である。
【図４】実施例１における焼結体の組織写真である。
【図５】図４の組織の特徴を模写した模式図である。
【図６】比較例１における焼結体の組織写真である。
【図７】図６の組織の特徴を模写した模式図である。
【図８】実施例と比較例を比べた表である。
【図９】降温速度と、焼結体密度及び発光強度との関係を示すグラフである。
【図１０】降温速度と拡散透過率の関係を示すグラフである。
【図１１】温度と蒸気圧の関係を示すグラフである。
【図１２】昇温速度と、焼結体密度及び発光強度との関係を示すグラフである。
【図１３】昇温速度と拡散透過率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者は、上記した課題を解決するため、焼結プロセス中の少なくとも降温パターンを制御することで発光強度が向上することを見出し、本発明を完成させた。
【００２０】
シンチレータの発光強度には材料の密度が大きく影響し、多結晶の場合、いかにボイド(空隙)を少なくするかが重要である。多結晶シンチレータの焼結プロセス中で緻密化を促進させる段階は主に焼結キープ中であるが、昇温段階および降温段階も緻密化に大きく影響する。本発明の要旨は、Ｃｅを発光元素とし、少なくともＧｄ、Ａｌ、ＧａおよびＯを含んだガーネット構造の蛍光材料を製造する際に、少なくとも降温パターンを制御することを特徴とする蛍光材料の製造方法である。
【００２１】
セラミックスの緻密化には、原料粉の粒径、成形体密度および焼結条件が影響を及ぼしている。この中でも焼結プロセスでの緻密化は、通常、焼結温度を一定に維持している状態（以下、焼結キープと記す）に支配されることが多い。焼結温度まで温度を上昇させる昇温の速度、また焼結キープが終了してから温度を低下させていく降温の速度は時間効率を優先させる場合が多く、緻密化のための特別な制御を施したパターンは無い。
【００２２】
一方、蛍光体の特性の中で、発光強度はミクロな観点ではバンドギャップ、不純物準位および欠陥準位などがあるが、マクロな点では材料そのものの密度に起因する場合が多い。即ちボイド(空隙)の少ない緻密な材料であることが高発光強度蛍光体には求められる。
【００２３】
セラミックス蛍光体のプロセスは一般的なセラミックス合成方法に準ずるが、当該蛍光体の大きな特徴は昇降温のパターンを制御し残存するボイド空間を低減していることである。
【００２４】
本発明の製造方法に係る蛍光材料は、Ｃｅを発光元素とし、少なくともＧｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｏ、Ｆｅ、Ｓｉ及びＲＥを含み、ＲＥがＰｒ，Ｄｙ及びＥｒのうち少なくとも１種類であり、ＭがＭｇ、Ｔｉ、Ｎｉのうち少なくとも１種類であり、下記一般式で表されることを特徴とする蛍光材料である。
（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬｕｘＲＥｙＣｅｚ）３＋ａ（Ａｌ１−ｕ−ｓＧａｕＳｃｓ）５−ａＯ１２
ここで、
０≦ａ≦０．１５、
０≦ｘ≦０．５、
０＜ｙ≦０．００３、
０．０００３≦ｚ≦０．０１６７、
０．２≦ｕ≦０．６
０≦ｓ≦０．１
であり、単位質量が１００ｍａｓｓ％であり、
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍの含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）は、
０．０５≦Ｆｅ含有率≦１、
０．５≦Ｓｉ含有率≦１０、
０≦Ｍ含有率≦５０
であることが望ましい。
【００２５】
前記ａのより好ましい範囲として０．００５≦ａ≦０．０５である。
前記ｘのより好ましい範囲として０．０３≦ｘ≦０．２である。
前記ｙのより好ましい範囲として０．０００１≦ｙ≦０．００１５である。
本発明の蛍光材料において、前記ｚのより好ましい範囲として０．００１≦ｚ≦０．００５である。
前記ｕのより好ましい範囲として０．３５≦ｕ≦０．５５である。
前記ｓのより好ましい範囲として０．０１≦ｓ≦０．１である。
前記Ｆｅのより好ましい含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）が０．０５≦Ｆｅ含有率≦０．４の範囲にあることを特徴とする。
前記Ｓｉのより好ましい含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）が０．５≦Ｓｉ含有率≦５の範囲にあることを特徴とする。
前記Ｍのより好ましい含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）が３≦Ｍ含有率≦１５の範囲にあることを特徴とする。
【００２６】
本発明の製造方法に係る蛍光材料は、Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ，Ｏ、Ｆｅ、Ｓｉ及びＲＥがＰｒ，Ｄｙ及びＥｒのうち少なくとも１種類以上を含有するガーネット構造のシンチレータ用の蛍光材料であって、各元素を以下の範囲で含有し、各元素の総和を１００ｍａｓｓ％とすることを特徴とする。ここで、ＭはＭｇ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１種類以上の元素である。
２４．３≦Ｇｄ含有率（ｍａｓｓ％）≦５７．６、
０≦Ｌｕ含有率（ｍａｓｓ％）≦３１．１、
０．０２≦Ｃｅ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．７、
０＜ＲＥ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．１２、
４．０≦Ａｌ含有率（ｍａｓｓ％）≦１２．８、
７．５≦Ｇａ含有率（ｍａｓｓ％）≦２２．６、
０≦Ｓｃ含有率（ｍａｓｓ％）≦２．６４、
１９．６≦Ｏ含有率（ｍａｓｓ％）≦２２．８、
０．０５≦Ｆｅ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦１、
０．５≦Ｓｉ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦１０、
０≦Ｍ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦５０である。
【００２７】
より好ましい組成範囲は、
４５．９≦Ｇｄ含有率（ｍａｓｓ％）≦５２．８、
１．７≦Ｌｕ含有率（ｍａｓｓ％）≦１２．０、
０．０６≦Ｃｅ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．２４、
０．００６≦ＲＥ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．０７、
７．０≦Ａｌ含有率（ｍａｓｓ％）≦１０．０、
１３．７≦Ｇａ含有率（ｍａｓｓ％）≦２０．６、
０．０５≦Ｓｃ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．５、
２０．７≦Ｏ含有率（ｍａｓｓ％）≦２１．９、
０．０５≦Ｆｅ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦０．４、
０．５≦Ｓｉ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦５、
３≦Ｍ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦１５である。
前記蛍光材料は、多結晶であることを特徴とする。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
Ｇｄ２Ｏ３を１１７．６３ｇ、Ｌｕ２Ｏ３を４．４５ｇ、Ｃｅ（ＮＯ３）・９Ｈ２Ｏを０．７７７ｇ、Ｓｃ２Ｏ３を０．９２５ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３２．３５ｇ、Ｇａ２Ｏ３を４３．８７ｇ計量した。これらの素原料をφ５ｍｍアルミナボールを充填した容器内に投入し、１２ｈ混合後乾燥した。乾燥粉に１ｗｔ％の純水を添加し５００ｋｇ／ｃｍ２で１軸加圧成形した後、３０００ｋｇ／ｃｍ２で冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）を行った。その成形体をＯ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後１０００℃まで１５０℃／ｈで降温し、１０００℃以下は炉冷で室温まで冷却した。炉冷に移行した直後の降温速度は５００℃／ｈであった。得られた焼結体を面積＝１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さｔ＝２ｍｍに機械加工後、鏡面研磨を施し、多結晶シンチレータを作製した。
【００２９】
得られたシンチレータを図２、３の放射線検出器を用いて評価した。放射線検出器は、１．２ｍｍピッチで２４個配列した上記スライスしたシンチレータ２と、配列した上記スライスしたシンチレータ２の上面と側面にＴｉＯ２とエポキシ樹脂の混合材を塗布し硬化させてなる光反射膜３と、シンチレータ２の配列に対応し大きさが１ｍｍ×３０ｍｍでピッチが１．２ｍｍで配列されるとともにシンチレータ２と受光面が正確に一致するよう位置決めした受光部を有しシンチレータ２とエポキシ樹脂で固定した２４チャンネルシリコンフォトダイオード５と、２４チャンネルシリコンフォトダイオード５が電気的に接続される配線基板４で構成される。かかる放射線検出器によれば、Ｘ線１の照射によりシンチレータ２が励起され発光し、その光をフォトダイオード５で検出することにより、シンチレータの特性を確認することができる。
【００３０】
（実施例２）
上記組成の成形体を、Ｏ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後は３００℃／ｈで室温まで冷却した。その後の工程は実施例１と同様の方法で、多結晶の蛍光材料を試料として作製した。
【００３１】
（実施例３）
上記組成の成形体を、Ｏ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後１０００℃まで１５０℃／ｈで降温し、１０００℃で２４ｈキープし、キープ終了後は炉冷で室温まで冷却した。その後の工程は実施例１と同様の方法で、多結晶の蛍光材料を試料として作製した。
【００３２】
実施例１の多結晶シンチレータの組織写真を図４に示す。組織写真はレーザー顕微鏡で焼結体試料の断面を観察・撮影することで得た。粒界におけるボイドの生成はほとんど抑制されている。図４の下方の余白には“５０μｍ”を示す寸法線を表示した。図５は、図４の写真の組織の特徴を模写しており、白い部分が結晶粒、黒い部分がボイドである。ボイドは結晶粒より光の反射が少ないので模式図では濃く表示したが、色が黒い訳ではない。結晶粒１１同士の間はほぼ粒界１３となっており、微小な粒界ボイド１２は少なくかなり抑制されている。図５中の右下の線分の長さは、図４中の右下の線分の長さに対応しており、同じものである。
【００３３】
（比較例１）
上記組成の成形体を、Ｏ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後は炉冷で室温まで冷却した。その後の工程は実施例１と同様の方法で、多結晶の蛍光材料を試料として作製した。炉冷とは、焼成炉への加熱用エネルギーの供給を止めて、自然に冷却させることを指す。
【００３４】
比較例１の多結晶シンチレータの組織写真を図６に示す。粒界に寸法の大きいボイドが多数生成していることがわかる。粒内における特に濃い白い部分は、粒内ボイド或いは粒を透過して見える内部の粒界ボイドと考えられる。図６の下方の余白には“５０μｍ”を示す寸法線を表示した。図７は、図６の写真の組織の特徴を模写しており、結晶粒２１同士の間には、粒界１３の他に、大きな粒界ボイド２２が多数形成されている。符号２４は結晶粒の内部に生成した粒内ボイドと考えられる（模式図では小さい円状部分（点線で表示）に相当する）。図７中の右下の線分の長さは、図６中の右下の線分の長さに対応しており、同じものである。
【００３５】
実施例１、実施例２、実施例３、比較例１について、各々の試料で測定した。図１に各焼結パターンの図を示す。図１に記載した番号とパターンの対応は、実施例１：α、実施例２：β、実施例３：γ、比較例１：δ（従来行っている焼結パターン）である。焼結体密度、拡散透過率、発光強度を図８に示す。焼結体密度は、試料の焼結体の重量及び寸法から求めた。拡散透過率は、積分球を取りつけた分光光度計（日本分光製：Ｖ−５７０）を用い、測定光として５５０ｎｍの光を試料に照射することにより、測定した。発光強度は、各々の試料をシンチレータとした放射線検出器（図２、３と同様）を作製し、Ｘ線源としてタングステンターゲットのＸ線管を用い、管電圧１２０ｋＶ、管電流５ｍＡの条件でＸ線を前記放射線検出器のシンチレータに照射し、シリコンフォトダイオードの出力を得ることにより、評価した。降温変換点から室温まで冷却されるまでの時間が、実施例１、実施例２、実施例３の順に長くなるため、生産性を考慮すると変換点からの冷却時間は短い方が望ましい。
【００３６】
降温速度と焼結体密度および発光強度の関係を図９に、拡散透過率の関係を図１０に示す。また、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３の温度と蒸気圧の関係を図１１に示す。焼結保持時はＧａ２Ｏ３の蒸発によるボイド生成とボイド拡散・消滅が平衡状態にあるが、降温過程ではその速度により両者に差が生じる。降温速度が速い場合は冷却も急速に進むため、Ｇａ２Ｏ３蒸発によるボイド生成は抑制されるが、ボイド拡散・消滅が完全に行われる前に室温まで冷却され、ボイドが焼結体内に残存し密度が低下する。残存したボイドによる光散乱のため発光強度が低下する。一方、降温速度が遅い場合は冷却も緩やかに進むため、Ｇａ２Ｏ３蒸発によるボイド生成は一定温度まで継続されるが、ボイド拡散・消滅が完全に行われる程度に緩やかに室温まで冷却されるため、焼結体内に残存するボイド数は降温速度が速い場合に比べ少なくなる。その結果、ボイドによる光散乱も降温速度が速い場合に比べ少なくなるため、発光強度は増加すると考えられる。
【００３７】
昇温速度と焼結体密度および発光強度の関係を図１２に、拡散透過率の関係を図１３に示す。焼結体の密度は原料粉の粒径に大きく依存し、また焼結反応の順序はより小さい粒径の粒子から反応するため、原料粉の粒径が均一に近いほど、より緻密な焼結体が得られる。原料粉の粒径が疎らでは、小さい粒径の粒子の凝集体から反応が始まり、次いで粒径の大きな粒子へと反応が進んでいく。このように反応開始時間に差が生じると、凝集体間に空隙が生じそれがボイドとなり密度を低下させる。よって昇温速度を速くすることで反応開始時間の差を少なくし、空隙の生成が抑制され高密度な焼結体が得られると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、Ｘ線等の放射線を吸収し、発光する蛍光材料の製造に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３９】
１ Ｘ線
２ シンチレータ
３ 光反射膜
４ 配線基板
５ フォトダイオード
１１ 結晶粒
１２ 粒界ボイド
１３ 粒界
２１ 結晶粒
２２ 粒界ボイド
２３ 粒界
２４ ボイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線等の放射線を吸収し発光する蛍光材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置の一つにＸ線ＣＴ（Computed Tomography）がある。このＣＴは扇状のファンビームＸ線を照射するＸ線管と、多数のＸ線検出素子を併設したＸ線検出器とで構成される。該装置は、人体にＸ線を照射し、透過したＸ線を検出器であるシンチレータの発光によって検知し、光電子増倍管の出力を画像処理する装置である。
【０００３】
従来からこのＸ線検出器としてはキセノン（Ｘｅ）ガス検出器が用いられてきている。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセノンガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加すると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出すことができ、それにより画像が構成される。しかし、このキセノンガス検出器では高圧のキセノンガスをガスチャンバに封入するため厚い窓が必要であり、そのためＸ線の利用効率が悪く感度が低いという問題があった。また、高解像度のＣＴを得るためには電極板の厚みを極力薄くする必要があり、そのように電極板を薄くすると外部からの振動によって電極板が振動しノイズが発生するという問題があった。
【０００４】
一方、シンチレータとしてはＣｄＷＯ４単結晶、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ,Ｃｅ,Ｆ、（Ｙ,Ｇｄ）２Ｏ３：Ｅｕ,Ｐｒ、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒ,Ｃｅ等の多結晶蛍光体が用いられている。この様な蛍光体に要求される点としては、材料の均一性が高く、Ｘ線特性のバラツキが小さいこと、放射線劣化が小さいこと、環境変化に対して特性の変化が少ないこと、吸湿性・潮解性がなく、化学的に安定であることが求められている。
【０００５】
こうしたＸ線検出器においては、Ｘ線の吸収に応じてシンチレータが発する光の強度（発光強度）が高いほど高感度となる。発光強度を大きくするためにはＸ線を充分に吸収する必要がある。また、この吸収が小さいと、シンチレータを透過するＸ線量が増加し、シリコンフォトダイオードのノイズ源となり、感度の低下の一因となる。シンチレータを透過するＸ線量を減らすためにはシンチレータを厚くする必要があるが、そうすると、検出素子の小型化ができないとともにコストが増加する。従って、薄い蛍光材料で充分なＸ線吸収をするためには、Ｘ線吸収係数が大きいことが必要である。また、蛍光材料中におけるこの光の透過率が低いと、発生した光のうちフォトダイオードまで届かなくなるものが増えるため、実質的に発光強度は低下する。従って、発光強度を高くするためには、シンチレータ材料となる蛍光材料には、（ａ）Ｘ線の吸収係数が大きいこと、（ｂ）発光する光の透過率が高いことが要求される。
【０００６】
また、Ｘ線ＣＴには、解像度の向上、すなわち検出素子の小型化と、体動の影響を少なくするため走査時間の短縮が必要とされている。この場合、一つの検出素子における積分時間は短くなり、積分時間中に吸収するＸ線総量は低下することになるため、特に発光効率が高い（発光強度が大きい）ことが必要である。さらに、検出素子の時間分解能を上げるためには、Ｘ線照射停止後の発光（残光）が瞬時に小さくなることが必要となる。このためには、発光の減衰時定数及び残光強度が小さいことが必要である。ここで、発光の減衰時定数とは、Ｘ線照射を停止し、発光強度がＸ線照射中の発光強度の１／ｅになるまでの時間であり、残光強度とは、Ｘ線照射を停止し一定時間経過後の発光強度の、Ｘ線照射中の発光強度に対する比率を表す。減衰が完全に指数関数的であれば、減衰時定数が小さければ必然的に残光強度も低くなるが、実際には残光の減衰は指数関数的ではない。そのため、残光を小さくして高性能のＸ線ＣＴ装置を得るためには、減衰時定数および残光強度が共に小さい蛍光材料を用いることが必要となる。従来使用されている各種蛍光材料における、発光強度と減衰時定数及び３０ｍｓ後の残光強度について表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】
発光強度、減衰時定数、残光強度はＰＩＮ型フォトダイオード（浜松ホトニクス社製：Ｓ２２８１）を用いて測定した。表１の発光強度はＣｄＷＯ４単結晶の発光強度を基準としたときの相対値である。
【０００９】
特許文献１においては、焼結開始から昇温速度を一定速度に保つことによる、シンチレータＦＺ単結晶育成用の種結晶が開示されている。また、特許文献２においては、降温途中で再度一定時間キープすることによる、多結晶シンチレータ材料の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／０６８１３０号
【特許文献２】特開２００５−１２６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高性能Ｘ線ＣＴにおいては、鮮明な画像を得るため体動の影響を少なくすることと、人体への被曝線量を極力抑えるため、走査時間はさらに短縮されつつある。この２点を実現するためには短い積分時間中にできるだけ発光効率を上げる（発光効率、発光強度が大きい）ことと、それに伴い時間分解能の向上が必要であり、時間分解能を上げるためにはＸ線照射停止後の発光が小さい（残光が小さい）ことが求められる。
【００１２】
現在、発光強度については、従来使用されている材料よりさらに２０％程度高発光の材料が求められている。そこで、本発明はこの問題に鑑みてなされたものであり、目的は発光強度を向上させたシンチレータ用の蛍光材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の蛍光材料の製造方法は、Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｏを含有するガーネット構造の蛍光材料の製造方法であって、
成形体の温度を上げる昇温工程と、前記成形体を１３００〜１７００℃の範囲内の温度で焼結する焼結工程と、焼結後に焼結体の温度を下げる降温工程とを有し、
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈの降温速度で降温を開始するように制御することを特徴とする。前記焼結工程は１３００〜１７００℃の範囲内の所定の温度で維持して行われることが望ましい。
【００１４】
このガーネット構造の蛍光材料はシンチレータ用であることが望ましい。成形体は、例えば、成形体を加圧処理したもの、或いは焼結が十分には進行していない段階のもの（焼結完了していないもの）を含む。
【００１５】
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈである第１の降温速度で温度を下げ、降温の途中に、前記第１の降温速度よりも速い第２の降温速度に変えて温度を下げ、前記第１の降温速度による降温は前記焼結工程に続けて行い、前記第２の降温速度による降温は前記第１の降温速度による降温に続けて行うことが望ましい。第２の降温速度は、例えば４００〜５００℃／ｈが望ましい。第１の降温速度を第２の降温速度に切替える変換点（降温パターンの屈曲点）は、温度でいうと、１５００℃〜室温の範囲内であればよく、より好ましい範囲はＧａ２Ｏ３の蒸気圧がほぼ０Ｐａになる１４００〜１０００℃であることが望ましい。また、変換点において数時間キープしてもよい。焼結工程の温度は、１３００℃から１７００℃の範囲内であることが望ましい。
【００１６】
前記昇温工程において、昇温速度を１５０〜４５０℃／ｈに制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、シンチレータ用蛍光材料の発光強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明及び比較例における各焼結パターンの図である。
【図２】本発明に係わる放射線検出器の構造の一例を示す図である。
【図３】図２においてＡ−Ａ断面の断面図である。
【図４】実施例１における焼結体の組織写真である。
【図５】図４の組織の特徴を模写した模式図である。
【図６】比較例１における焼結体の組織写真である。
【図７】図６の組織の特徴を模写した模式図である。
【図８】実施例と比較例を比べた表である。
【図９】降温速度と、焼結体密度及び発光強度との関係を示すグラフである。
【図１０】降温速度と拡散透過率の関係を示すグラフである。
【図１１】温度と蒸気圧の関係を示すグラフである。
【図１２】昇温速度と、焼結体密度及び発光強度との関係を示すグラフである。
【図１３】昇温速度と拡散透過率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者は、上記した課題を解決するため、焼結プロセス中の少なくとも降温パターンを制御することで発光強度が向上することを見出し、本発明を完成させた。
【００２０】
シンチレータの発光強度には材料の密度が大きく影響し、多結晶の場合、いかにボイド(空隙)を少なくするかが重要である。多結晶シンチレータの焼結プロセス中で緻密化を促進させる段階は主に焼結キープ中であるが、昇温段階および降温段階も緻密化に大きく影響する。本発明の要旨は、Ｃｅを発光元素とし、少なくともＧｄ、Ａｌ、ＧａおよびＯを含んだガーネット構造の蛍光材料を製造する際に、少なくとも降温パターンを制御することを特徴とする蛍光材料の製造方法である。
【００２１】
セラミックスの緻密化には、原料粉の粒径、成形体密度および焼結条件が影響を及ぼしている。この中でも焼結プロセスでの緻密化は、通常、焼結温度を一定に維持している状態（以下、焼結キープと記す）に支配されることが多い。焼結温度まで温度を上昇させる昇温の速度、また焼結キープが終了してから温度を低下させていく降温の速度は時間効率を優先させる場合が多く、緻密化のための特別な制御を施したパターンは無い。
【００２２】
一方、蛍光体の特性の中で、発光強度はミクロな観点ではバンドギャップ、不純物準位および欠陥準位などがあるが、マクロな点では材料そのものの密度に起因する場合が多い。即ちボイド(空隙)の少ない緻密な材料であることが高発光強度蛍光体には求められる。
【００２３】
セラミックス蛍光体のプロセスは一般的なセラミックス合成方法に準ずるが、当該蛍光体の大きな特徴は昇降温のパターンを制御し残存するボイド空間を低減していることである。
【００２４】
本発明の製造方法に係る蛍光材料は、Ｃｅを発光元素とし、少なくともＧｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｏ、Ｆｅ、Ｓｉ及びＲＥを含み、ＲＥがＰｒ，Ｄｙ及びＥｒのうち少なくとも１種類であり、ＭがＭｇ、Ｔｉ、Ｎｉのうち少なくとも１種類であり、下記一般式で表されることを特徴とする蛍光材料である。
（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬｕｘＲＥｙＣｅｚ）３＋ａ（Ａｌ１−ｕ−ｓＧａｕＳｃｓ）５−ａＯ１２
ここで、
０≦ａ≦０．１５、
０≦ｘ≦０．５、
０＜ｙ≦０．００３、
０．０００３≦ｚ≦０．０１６７、
０．２≦ｕ≦０．６
０≦ｓ≦０．１
であり、単位質量が１００ｍａｓｓ％であり、
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍの含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）は、
０．０５≦Ｆｅ含有率≦１、
０．５≦Ｓｉ含有率≦１０、
０≦Ｍ含有率≦５０
であることが望ましい。
【００２５】
前記ａのより好ましい範囲として０．００５≦ａ≦０．０５である。
前記ｘのより好ましい範囲として０．０３≦ｘ≦０．２である。
前記ｙのより好ましい範囲として０．０００１≦ｙ≦０．００１５である。
本発明の蛍光材料において、前記ｚのより好ましい範囲として０．００１≦ｚ≦０．００５である。
前記ｕのより好ましい範囲として０．３５≦ｕ≦０．５５である。
前記ｓのより好ましい範囲として０．０１≦ｓ≦０．１である。
前記Ｆｅのより好ましい含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）が０．０５≦Ｆｅ含有率≦０．４の範囲にあることを特徴とする。
前記Ｓｉのより好ましい含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）が０．５≦Ｓｉ含有率≦５の範囲にあることを特徴とする。
前記Ｍのより好ましい含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）が３≦Ｍ含有率≦１５の範囲にあることを特徴とする。
【００２６】
本発明の製造方法に係る蛍光材料は、Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ，Ｏ、Ｆｅ、Ｓｉ及びＲＥがＰｒ，Ｄｙ及びＥｒのうち少なくとも１種類以上を含有するガーネット構造のシンチレータ用の蛍光材料であって、各元素を以下の範囲で含有し、各元素の総和を１００ｍａｓｓ％とすることを特徴とする。ここで、ＭはＭｇ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１種類以上の元素である。
２４．３≦Ｇｄ含有率（ｍａｓｓ％）≦５７．６、
０≦Ｌｕ含有率（ｍａｓｓ％）≦３１．１、
０．０２≦Ｃｅ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．７、
０＜ＲＥ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．１２、
４．０≦Ａｌ含有率（ｍａｓｓ％）≦１２．８、
７．５≦Ｇａ含有率（ｍａｓｓ％）≦２２．６、
０≦Ｓｃ含有率（ｍａｓｓ％）≦２．６４、
１９．６≦Ｏ含有率（ｍａｓｓ％）≦２２．８、
０．０５≦Ｆｅ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦１、
０．５≦Ｓｉ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦１０、
０≦Ｍ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦５０である。
【００２７】
より好ましい組成範囲は、
４５．９≦Ｇｄ含有率（ｍａｓｓ％）≦５２．８、
１．７≦Ｌｕ含有率（ｍａｓｓ％）≦１２．０、
０．０６≦Ｃｅ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．２４、
０．００６≦ＲＥ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．０７、
７．０≦Ａｌ含有率（ｍａｓｓ％）≦１０．０、
１３．７≦Ｇａ含有率（ｍａｓｓ％）≦２０．６、
０．０５≦Ｓｃ含有率（ｍａｓｓ％）≦０．５、
２０．７≦Ｏ含有率（ｍａｓｓ％）≦２１．９、
０．０５≦Ｆｅ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦０．４、
０．５≦Ｓｉ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦５、
３≦Ｍ含有率（ｍａｓｓｐｐｍ）≦１５である。
前記蛍光材料は、多結晶であることを特徴とする。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
Ｇｄ２Ｏ３を１１７．６３ｇ、Ｌｕ２Ｏ３を４．４５ｇ、Ｃｅ（ＮＯ３）・９Ｈ２Ｏを０．７７７ｇ、Ｓｃ２Ｏ３を０．９２５ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３２．３５ｇ、Ｇａ２Ｏ３を４３．８７ｇ計量した。これらの素原料をφ５ｍｍアルミナボールを充填した容器内に投入し、１２ｈ混合後乾燥した。乾燥粉に１ｗｔ％の純水を添加し５００ｋｇ／ｃｍ２で１軸加圧成形した後、３０００ｋｇ／ｃｍ２で冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）を行った。その成形体をＯ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後１０００℃まで１５０℃／ｈで降温し、１０００℃以下は炉冷で室温まで冷却した。炉冷に移行した直後の降温速度は５００℃／ｈであった。得られた焼結体を面積＝１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さｔ＝２ｍｍに機械加工後、鏡面研磨を施し、多結晶シンチレータを作製した。
【００２９】
得られたシンチレータを図２、３の放射線検出器を用いて評価した。放射線検出器は、１．２ｍｍピッチで２４個配列した上記スライスしたシンチレータ２と、配列した上記スライスしたシンチレータ２の上面と側面にＴｉＯ２とエポキシ樹脂の混合材を塗布し硬化させてなる光反射膜３と、シンチレータ２の配列に対応し大きさが１ｍｍ×３０ｍｍでピッチが１．２ｍｍで配列されるとともにシンチレータ２と受光面が正確に一致するよう位置決めした受光部を有しシンチレータ２とエポキシ樹脂で固定した２４チャンネルシリコンフォトダイオード５と、２４チャンネルシリコンフォトダイオード５が電気的に接続される配線基板４で構成される。かかる放射線検出器によれば、Ｘ線１の照射によりシンチレータ２が励起され発光し、その光をフォトダイオード５で検出することにより、シンチレータの特性を確認することができる。
【００３０】
（実施例２）
上記組成の成形体を、Ｏ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後は３００℃／ｈで室温まで冷却した。その後の工程は実施例１と同様の方法で、多結晶の蛍光材料を試料として作製した。
【００３１】
（実施例３）
上記組成の成形体を、Ｏ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後１０００℃まで１５０℃／ｈで降温し、１０００℃で２４ｈキープし、キープ終了後は炉冷で室温まで冷却した。その後の工程は実施例１と同様の方法で、多結晶の蛍光材料を試料として作製した。
【００３２】
実施例１の多結晶シンチレータの組織写真を図４に示す。組織写真はレーザー顕微鏡で焼結体試料の断面を観察・撮影することで得た。粒界におけるボイドの生成はほとんど抑制されている。図４の下方の余白には“５０μｍ”を示す寸法線を表示した。図５は、図４の写真の組織の特徴を模写しており、白い部分が結晶粒、黒い部分がボイドである。ボイドは結晶粒より光の反射が少ないので模式図では濃く表示したが、色が黒い訳ではない。結晶粒１１同士の間はほぼ粒界１３となっており、微小な粒界ボイド１２は少なくかなり抑制されている。図５中の右下の線分の長さは、図４中の右下の線分の長さに対応しており、同じものである。
【００３３】
（比較例１）
上記組成の成形体を、Ｏ２雰囲気中、１３５０℃まで３００℃／ｈ、１３５０℃から１６７５℃まで１５０℃／ｈで昇温し、１６７５℃で１２ｈキープし、キープ終了後は炉冷で室温まで冷却した。その後の工程は実施例１と同様の方法で、多結晶の蛍光材料を試料として作製した。炉冷とは、焼成炉への加熱用エネルギーの供給を止めて、自然に冷却させることを指す。
【００３４】
比較例１の多結晶シンチレータの組織写真を図６に示す。粒界に寸法の大きいボイドが多数生成していることがわかる。粒内における特に濃い白い部分は、粒内ボイド或いは粒を透過して見える内部の粒界ボイドと考えられる。図６の下方の余白には“５０μｍ”を示す寸法線を表示した。図７は、図６の写真の組織の特徴を模写しており、結晶粒２１同士の間には、粒界１３の他に、大きな粒界ボイド２２が多数形成されている。符号２４は結晶粒の内部に生成した粒内ボイドと考えられる（模式図では小さい円状部分（点線で表示）に相当する）。図７中の右下の線分の長さは、図６中の右下の線分の長さに対応しており、同じものである。
【００３５】
実施例１、実施例２、実施例３、比較例１について、各々の試料で測定した。図１に各焼結パターンの図を示す。図１に記載した番号とパターンの対応は、実施例１：α、実施例２：β、実施例３：γ、比較例１：δ（従来行っている焼結パターン）である。焼結体密度、拡散透過率、発光強度を図８に示す。焼結体密度は、試料の焼結体の重量及び寸法から求めた。拡散透過率は、積分球を取りつけた分光光度計（日本分光製：Ｖ−５７０）を用い、測定光として５５０ｎｍの光を試料に照射することにより、測定した。発光強度は、各々の試料をシンチレータとした放射線検出器（図２、３と同様）を作製し、Ｘ線源としてタングステンターゲットのＸ線管を用い、管電圧１２０ｋＶ、管電流５ｍＡの条件でＸ線を前記放射線検出器のシンチレータに照射し、シリコンフォトダイオードの出力を得ることにより、評価した。降温変換点から室温まで冷却されるまでの時間が、実施例１、実施例２、実施例３の順に長くなるため、生産性を考慮すると変換点からの冷却時間は短い方が望ましい。
【００３６】
降温速度と焼結体密度および発光強度の関係を図９に、拡散透過率の関係を図１０に示す。また、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３の温度と蒸気圧の関係を図１１に示す。焼結保持時はＧａ２Ｏ３の蒸発によるボイド生成とボイド拡散・消滅が平衡状態にあるが、降温過程ではその速度により両者に差が生じる。降温速度が速い場合は冷却も急速に進むため、Ｇａ２Ｏ３蒸発によるボイド生成は抑制されるが、ボイド拡散・消滅が完全に行われる前に室温まで冷却され、ボイドが焼結体内に残存し密度が低下する。残存したボイドによる光散乱のため発光強度が低下する。一方、降温速度が遅い場合は冷却も緩やかに進むため、Ｇａ２Ｏ３蒸発によるボイド生成は一定温度まで継続されるが、ボイド拡散・消滅が完全に行われる程度に緩やかに室温まで冷却されるため、焼結体内に残存するボイド数は降温速度が速い場合に比べ少なくなる。その結果、ボイドによる光散乱も降温速度が速い場合に比べ少なくなるため、発光強度は増加すると考えられる。
【００３７】
昇温速度と焼結体密度および発光強度の関係を図１２に、拡散透過率の関係を図１３に示す。焼結体の密度は原料粉の粒径に大きく依存し、また焼結反応の順序はより小さい粒径の粒子から反応するため、原料粉の粒径が均一に近いほど、より緻密な焼結体が得られる。原料粉の粒径が疎らでは、小さい粒径の粒子の凝集体から反応が始まり、次いで粒径の大きな粒子へと反応が進んでいく。このように反応開始時間に差が生じると、凝集体間に空隙が生じそれがボイドとなり密度を低下させる。よって昇温速度を速くすることで反応開始時間の差を少なくし、空隙の生成が抑制され高密度な焼結体が得られると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、Ｘ線等の放射線を吸収し、発光する蛍光材料の製造に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３９】
１ Ｘ線
２ シンチレータ
３ 光反射膜
４ 配線基板
５ フォトダイオード
１１ 結晶粒
１２ 粒界ボイド
１３ 粒界
２１ 結晶粒
２２ 粒界ボイド
２３ 粒界
２４ ボイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｏを含有するガーネット構造のシンチレータ用の蛍光材料の製造方法であって、
成形体の温度を上げる昇温工程と、前記成形体を１３００〜１７００℃の範囲内の温度で焼結する焼結工程と、焼結後に焼結体の温度を下げる降温工程とを有し、
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈの降温速度で降温を開始するように制御することを特徴とする蛍光材料の製造方法。
【請求項２】
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈである第１の降温速度で温度を下げ、降温の途中に、前記第１の降温速度よりも速い第２の降温速度に変えて温度を下げることを特徴とする請求項１に記載の蛍光材料の製造方法。
【請求項３】
前記第１の降温速度から前記第２の降温速度への変換は、１０００〜１４００℃の範囲内で行われることを特徴とする請求項２に記載の蛍光材料の製造方法。
【請求項４】
前記昇温工程において、昇温速度を１５０〜４５０℃／ｈに制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光材料の製造方法。
【請求項１】
Ｃｅを発光元素とし、Ｇｄ、Ｇａ、Ａｌ、Ｏを含有するガーネット構造のシンチレータ用の蛍光材料の製造方法であって、
成形体の温度を上げる昇温工程と、前記成形体を１３００〜１７００℃の範囲内の温度で焼結する焼結工程と、焼結後に焼結体の温度を下げる降温工程とを有し、
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈの降温速度で降温を開始するように制御することを特徴とする蛍光材料の製造方法。
【請求項２】
前記降温工程は、７５〜３００℃／ｈである第１の降温速度で温度を下げ、降温の途中に、前記第１の降温速度よりも速い第２の降温速度に変えて温度を下げることを特徴とする請求項１に記載の蛍光材料の製造方法。
【請求項３】
前記第１の降温速度から前記第２の降温速度への変換は、１０００〜１４００℃の範囲内で行われることを特徴とする請求項２に記載の蛍光材料の製造方法。
【請求項４】
前記昇温工程において、昇温速度を１５０〜４５０℃／ｈに制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図４】
【図６】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２０７９３７（Ｐ２０１１−２０７９３７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４６２２（Ｐ２０１０−７４６２２）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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