(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングを有するＵＶルミネッセンス物質の粒子を含むルミネッセンス物質であって、前記コーティングは、第１のコーティング層と第２のコーティング層とを含み、前記第１のコーティング層は、前記ＵＶルミネッセンス物質と前記第２のコーティング層との間にあり、前記第２のコーティング層は、（Ｍｇ，Ｃａ）Ｏ、（Ｃａ，Ｓｒ）３Ａｌ２Ｏ６、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ２Ｏ４、（Ｃａ，Ｓｒ）４Ａｌ１４Ｏ２５、（Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ４Ｏ７、（Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ１２Ｏ１９、ＬａＭｇＡｌ１１Ｏ１９、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７、及び（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ３Ａｌ１４Ｏ２５のうちの１つ以上を含む、アルカリ土類酸化物を含む、ルミネッセンス物質。
【請求項２】
前記アルカリ土類酸化物は、（ＭｇｘＣａ１−ｘ）Ｏを含み、ただしｘ＝０．０〜１．０である、請求項１に記載のルミネッセンス物質。
【請求項３】
前記アルカリ土類酸化物は、ＭｇＯを含む、請求項１又は２に記載のルミネッセンス物質。
【請求項４】
前記第２のコーティング層は、フレーク状の構造体を示す、請求項１乃至３の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項５】
前記第２のコーティング層は、伸長構造体を有する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項６】
前記第１のコーティング層は、Ａｌ２Ｏ３（α、γ、θ、δ相）、Ｌｎ２Ｏ３、ＬｎＰＯ４（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｙ、Ｌｕ）、ＳｉＯ２、Ａｌ２ＳｉＯ５、Ｍｇ２ＳｉＯ４、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）−ポリリン酸塩、（Ｍｇ，Ｃａ）２Ｐ２Ｏ７、又はＺｒＯ２からなる群から選択される１つ以上の物質を含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項７】
前記第１のコーティング層は、Ａｌ２Ｏ３（α、γ、θ、δ相）、Ｌｎ２Ｏ３、ＬｎＰＯ４（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｙ、Ｌｕ）、ＳｉＯ２、Ａｌ２ＳｉＯ５、Ｍｇ２ＳｉＯ４、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）−ポリリン酸塩、（Ｍｇ，Ｃａ）２Ｐ２Ｏ７、又はＺｒＯ２からなる群から選択される１つ以上の物質を含み、前記アルカリ土類酸化物は、（ＭｇｘＣａ１−ｘ）Ｏを含み、ただしｘ＝０．０〜１．０である、請求項１乃至６の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項８】
前記第１のコーティング層は、Ａｌ２Ｏ３を含む、請求項１乃至７の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項９】
前記ＵＶルミネッセンス物質は、誘電体バリア希ガスエキシマ放電のＵＶ光によって励起可能なルミネッセンス物質を含む、請求項１乃至８の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項１０】
前記ＵＶルミネッセンス物質は、（Ｌｉ１−ｘ−ｙＮａｘＫｙ）（Ｙ１−ａ−ｂＬａａＬｕｂ）Ｆ４：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、Ｋ（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ｆ１０：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）Ｆ３：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ）、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）ＳＯ４：ＰｒＮａ、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）ＳＯ４：Ｅｕ、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）ＳＯ４：Ｐｂ、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）ＰＯ４：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）ＢＯ３：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）Ｌｉ２ＳｉＯ４：ＰｒＮａ、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）Ｌｉ２ＳｉＯ４：ＣｅＮａ、（Ｙ１−ｘ−ｙＬｕｘＬａｙ）ＡｌＯ３：Ａ（Ａ＝Ｐｒ，Ｇｄ）、ＬａＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｐｒ、Ｎａ、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）Ａｌ１２Ｏ１９：ＰｒＮａ、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）４Ａｌ２４Ｏ２５：ＰｒＮａ、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｙ）２Ｓｉ２Ｏ７：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５−ａＧａａＯ１２：Ａ（Ａ＝Ｐｒ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：ＣｅＮａ、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｐｂ、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：ＰｒＮａ、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ5：Ｐｂ、ＬａＢ３Ｏ６：Ａ（Ａ＝Ｐｒ，Ｇｄ，Ｂｉ）、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９：ＣｅＮａ、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ）、ＣａＦ２：ＣｅＮａ、ＬａＣｌ３：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ）、ＳｒＣｌ２：ＣｅＮａ、又はＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕからなる群から選択される１つ以上のルミネッセンス物質を含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項１１】
前記ＵＶルミネッセンス物質は、ＹＰＯ４：Ｂｉ３＋を含む、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項１２】
２〜８００ｎｍの範囲内の前記多層コーティングのコーティング厚を有する、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のルミネッセンス物質。
【請求項１３】
ＵＶ光を発生させる光源と、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のルミネッセンス物質とを含む照明ユニット。
【請求項１４】
前記光源として、誘電体バリア希ガスエキシマ放電ランプを含む、請求項１３に記載の照明ユニット。
【請求項１５】
光化学目的、医療目的、殺菌目的、又は浄化目的のうちの１つ以上の目的のための請求項１３又は１４に記載の照明ユニットの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングを含むルミネッセンス物質粒子及び当該ルミネッセンス物質を含む照明ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
保護コーティングを有する誘電体バリア放電ランプは当技術分野において既知である。例えば国際特許公開公報ＷＯ２００６／０７２８９３は、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）ランプを組み込んだシステム、ＤＢＤランプ、及びＤＢＤランプ、特に水銀を使用しないＤＢＤランプにおけるルミネッセンスコーティングとして使用するための蛍光体コーティングについて説明し、当該蛍光体コーティングは、一次放電放射線を所望の放射線に変換するためのルミネッセンスコーティングを共に形成する幾つかの蛍光体粒子を含み、これにより、蛍光体コーティングは、ＤＢＤランプにおける使用時のルミネッセンスコーティング層の劣化を最小限に抑えるためにルミネッセンスコーティングを少なくとも部分的に囲む保護コーティング層を含む。
【０００３】
更に、ルミネッセンス物質粒子上のコーティングも当技術分野において既知である。例えば米国特許第５，０５１，２７７号は、蛍光体粒子上に二重層コーティングを作る方法について説明する。蛍光体を囲む第１の層はシリカである。蛍光体を囲む第２の層はアルミナである。二重層蛍光体は、蛍光灯において有用であると考えられ、保守管理及び輝度を向上させる。二重層蛍光体は、様々な蛍光体を使用する高演色ランプにおいても使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＵＶ放射線源は、分光学、美容皮膚治療、医療皮膚治療、水及び空気の殺菌又は浄化、ポリマー硬化、光化学、表面硬化、水処理などといった多くの用途分野が見出されている。上述の用途分野の多くは、深ＵＶ放射線、即ち、ＵＶ、更にはＶＵＶ放射線を必要とし、これにより、高速スイッチングサイクル及び温度変動に対する不変性が所望される特徴である。
【０００５】
広く利用されている放射線源は、低又は中圧のＨｇ放電ランプであり、前者のランプは、２つの線、即ち、１８５及び２５４ｎｍが主である発光スペクトルを有する。Ｈｇ蒸気圧を増加すると、Ｈｇ線が広がり、深ＵＶから深い赤色のスペクトル範囲にまで及ぶほぼ連続的なスペクトルが最終的にもたらされる。しかし、Ｈｇの利用は、温度及び高速スイッチングサイクル対する感度へのかなり強い依存を示唆する。
【０００６】
１９９０年代以降、誘電体バリア（ＤＢ）希ガスエキシマ放電の利用が、ＵＶ発光放射線源の発展のための代替の放電概念と見なされている。Ｘｅエキシマ放電は、例えば主に１７２ｎｍの放射線を放出し、Ｘｅを充填ガスとして含むＤＢによって駆動される石英灯は、３０％を上回る電力変換効率（wall plug efficiency）を示す。Ｘｅエキシマ放電に基づいた石英灯は、ウシオ社及びヘレウス社によって開発され、任意の種類の有機結合を開裂する十分に高いエネルギーを有する放出された１７２ｎｍ（ＶＵＶ）の光子によって水面を洗浄するために使用される。ＸｅＢｒ＊（２８２ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、又はＫｒＣｌ＊（２２２ｎｍ）エキシマを使用して他の発光波長も達成されたが、放電効率を犠牲にする。
【０００７】
Ｘｅエキシマ放電によって放出された１７２ｎｍの放射線を可視光（白色電球又はプラズマディスプレイ）又はＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、若しくはＵＶ−Ｃ放射線に変換するための様々な蛍光体について、過去に特許出願がなされている。
【０００８】
１つ又は幾つかのＶＵＶ〜ＵＶ−Ｃの下方変換蛍光体を使用する蛍光Ｘｅエキシマ放電ランプは、例えば水の殺菌又は浄化には特に興味深い。これらのＸｅ、Ｎｅ又はＸｅ／Ｎｅエキシマランプのために現在利用されているＵＶ発光物質は、依然として、変換効率が低すぎること、光化学安定性が低過ぎること、化学安定性が低過ぎること、及び／又は、殺菌作用曲線とのスペクトルの重なりが少な過ぎることといった幾つかの欠点を有する。
【０００９】
一連の新規の物質及び改良手段が発明されてきているが、Ｘｅエキシマ放電ランプ用のＶＵＶ〜ＵＶ放射線コンバータとしての新規の及び改良された物質がかなり必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明は、好適には更に上述した欠点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除く代替ルミネッセンス物質及び／又は当該ルミネッセンス物質を有する代替照明ユニットを提供することを１つの態様とする。本発明は更に、例えば光源としての誘電体バリア放電と、当該代替ルミネッセンス物質とを含み、好適には更に上述した欠点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除く代替照明ユニットを提供することを１つの態様とする。
【００１１】
驚くべくことに、本明細書では「オニオンシェル（onion-shell）型コーティング」とも示される、ＹＰＯ４：Ｂｉといったルミネッセンス物質の粒子上の多層コーティングは、例えば安定性に関して有利な効果を有し、また、例えばＡｌ２Ｏ３又はＭｇＯで作られる単層粒子コーティングのコーティング形態からは非常に逸脱する固有のコーティング形態を特に示すことが見出された。例えばＹＰＯ４：ＢｉであるＵＶ蛍光体上のＡｌ２Ｏ３又はＭｇＯのコーティング層は、粒状（層）構造体を示す。
【００１２】
これとは対照的に、ＹＰＯ４：Ｂｉ試料といった二重層がコーティングされた粒子状ルミネッセンス物質（第１の層がＡｌ２Ｏ３であり、第２の層がＭｇＯである）は、フレーク状の構造体（「伸長構造体」）を示す第２の（外側）コーティング層によって特徴付けられるコーティング形態を示す。このような構造体は、ＭｇＯの付与量に関係なく見出された。
【００１３】
したがって、第１の態様において、本発明は、コーティングを有するＵＶルミネッセンス物質の粒子を含むルミネッセンス物質を提供する。コーティング（「多層コーティング」）は、第１のコーティング層と第２のコーティング層とを含み、第１のコーティング層は、ルミネッセンス物質と第２のコーティング層との間に（配置され）、特定の実施形態では、第２のコーティング層は、アルカリ土類酸化物、特にＭｇＯを含む。
【００１４】
ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３、又はＭｇＡｌ２Ｏ４といった高度にアルカリ（土類）の無機酸化物は、大きいイオン誘起二次電子放出係数を有し、したがって、当該物質に接触する希ガス放電の点火電圧を低減することができる。したがって、第２のコーティング層物質としての当該物質は有益である。
【００１５】
このようなコーティングは、第１の高密度コーティング層が拡散バリアとして作用し、その一方で第２のコーティング層が放電に対する蛍光体粒子の抵抗を向上させるので、寿命を延ばす。これは、ランプ動作時の汚染を少なくし、また、フォトルミネッセンス量子収量の低減を少なくする。
【００１６】
ＵＶ発光ルミネッセンス物質にこの二重層コーティングを付与することは特に有益である。というのは、これらの蛍光体は、再吸収を引き起こす蛍光体とプラズマの界面における吸収層の蓄積によって放電ランプ内で特に強い劣化を示すからである。
【００１７】
当業者には明らかなように、第１のコーティング層と第２のコーティング層とはＵＶ透過性である。このことは、コーティングは、ＵＶ光がコーティングを透過できるように選択されることを示唆する。コーティングの透過率は、当業者には知られているように、例えばコーティングの物質及びコーティングの厚さを変えることによって調節される。本発明では、多層コーティングのコーティング厚は、一般に、２０〜６００ｎｍといったように２〜８００ｎｍの範囲内であり、個々の層の厚さは、第１のコーティング層には少なくとも１０ｎｍといった１〜２００ｎｍの範囲内、第２のコーティング層には少なくとも２０ｎｍといった１〜６００ｎｍの範囲内である。
【００１８】
本明細書における「多層コーティング」との用語は、本明細書に説明されているような少なくとも第１のコーティング層と本明細書に説明されているような少なくとも第２のコーティング層とを含む少なくとも２つのコーティング層があることを示す。第２のコーティング層は、好適には、外側コーティング層であるが、一実施形態では、第２のコーティング層に１つ以上の更なるコーティング層が設けられてもよい。同様に、ルミネッセンス物質と第１のコーティング層との間、及び／又は、第１のコーティング層と第２のコーティング層との間に、１つ以上のコーティング層があってもよい。しかし、特定の実施形態では、（多層）コーティングは、本明細書に説明されているように第１のコーティング層及び第２のコーティング層のみを含む。したがって、本発明のコーティングは、少なくとも第１のコーティング層と第２のコーティング層とを含む多層コーティングである。
【００１９】
本明細書では、「ルミネッセンス物質」、「コーティングを有するＵＶルミネッセンス物質の粒子」、「ＵＶルミネッセンス物質」との用語が利用される。「ルミネッセンス物質」との用語は、物質全体を指す。これは、例えば光源のスクリーン又は窓上の粒状層としてのコーティングされた粒子を含む。「コーティングを有するＵＶルミネッセンス物質の粒子」との用語は、用語そのものから導き出せるように、（粒子のコア内にあるＵＶルミネッセンス物質を囲む）少なくとも第１及び第２のコーティング層からなるコーティングでコーティングされたＵＶルミネッセンス物質粒子を含む粒子を指す。「ＵＶルミネッセンス物質」との用語は、ＵＶルミネッセンス物質を含む粒子からなるコアを指す。
【００２０】
一実施形態では、第２のコーティング層は、（Ｍｇ，Ｃａ）Ｏ、（Ｃａ，Ｓｒ）３Ａｌ２Ｏ６、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ２Ｏ４、（Ｃａ，Ｓｒ）４Ａｌ１４Ｏ２５、（Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ４Ｏ７、（Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ１２Ｏ１９、ＬａＭｇＡｌ１１Ｏ１９、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７、及び（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｇ３Ａｌ１４Ｏ２５のうちの１つ以上を含む。これらはすべてアルカリ土類酸化物である。特に、（第２のコーティング層の）アルカリ土類酸化物は、（ＭｇｘＣａ１−ｘ）Ｏを含み、ただしｘ＝０．０〜１．０である。本明細書において、「（Ｍｇ，Ｃａ）」といった用語及び同様の用語は、ルミネッセンス物質のカチオン部位に、Ｍｇ又はＣａがあることを示す。しかし、このようなカチオン部位の１つ以上においてＭｇがあり、このようなカチオン部位の１つ以上においてＣａがある実施形態も含む。カチオン部位が、示された種のうちの１つ、即ち、Ｍｇ（即ち、ＭｇＯ）かＣａ（即ち、ＣａＯ）しか含まない実施形態も含む。上述したように、アルカリ土類酸化物は、それらの大きいイオン誘起二次電子放出係数によって、特に好適である。更に、これらのアルカリ土類酸化物は、しばしば（非常に）良好なＵＶ透過率を有する安定物質である。このことは、特に（ＭｇｘＣａ１−ｘ）Ｏ、更にはＭｇＯについて該当する。したがって、特定の実施形態では、アルカリ土類酸化物は、ＭｇＯを含む。
【００２１】
更に、第２のコーティングとしてのアルカリ土類酸化物といった無機酸化物、特に（ＭｇｘＣａ１−ｘ）Ｏでは、第２のコーティング層は、伸長構造体を有するように見える（上記も参照）。このような構造体は、放電に有益である。したがって、特に誘電体バリア放電に、本発明のルミネッセンス物質が利用される。当該構造体は、約０．１〜１．０μｍのオーダーの長さ、幅、及び厚さといった寸法を有する。
【００２２】
第１のコーティングも、好適には無機酸化物、好適にはアルミニウム族の酸化物、ランタニド族のうちの１つ以上（特にＹ、Ｌａ、及びＬｕのうちの１つ以上）、シリコン、ジルコニウム、及び、アルカリ土類元素のうちの１つ以上である。第１のコーティング層の化学組成は、第２のコーティング層とは異なる。
【００２３】
上述したとおり、第１のコーティング層は、拡散バリアとして、即ち、例えばＸｅ、Ｎｅ、又は任意の他の希ガスである放電成分がルミネッセンス物質の表面に到達しないようにすることに有用である。本明細書では、「無機酸化物」との用語は、一実施形態では、酸化物の組み合わせ、及び／又は、一実施形態では、混合された酸化物も指す。特に、第１のコーティング層は、Ａｌ２Ｏ３（α、γ、θ、δ相）、ＬｎＰＯ４（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｙ、Ｌｕ）、ＳｉＯ２、Ａｌ２ＳｉＯ５、Ｍｇ２ＳｉＯ４、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）−ポリリン酸塩、（Ｍｇ，Ｃａ）２Ｐ２Ｏ７、又はＺｒＯ２からなる群から選択される１つ以上の物質を含む。特にこれらの種類の物質は、第１のコーティング層におけるＵＶ透過性及び保護コーティング物質として適している。特定の実施形態では、第１のコーティング層は、（特に、上述した形態のうちの１つを有する）Ａｌ２Ｏ３を含む。「Ａｌ２Ｏ３（α、γ、θ、δ相）」との用語は、これらの形態（構造体）のうちの１つを有するアルミナを指すが、一実施形態では様々な形態（構造体）を有するアルミナの混合物も指す。
【００２４】
ＵＶルミネッセンス物質は、任意の物質であってよいが、特に誘電体バリア希ガスエキシマ放電のＵＶ光によって励起可能なルミネッセンス物質を含む。「ルミネッセンス物質」との用語及び同様の用語は、一実施形態では、複数の異なるルミネッセンス物質も指す。例えば様々な（粒子状）ルミネッセンス物質の混合物が利用される。しかし、これに代えて又はこれに加えて、ルミネッセンス物質粒子は更に、複数の異なるルミネッセンス物質を含む粒子を含む。ルミネッセンス物質は、化学組成が異なるという意味で、異なる。化学組成が実質的に同一であっても、アクチベータ含量だけでも（実質的に）異なれば（例えば１若しくは２モルパーセントのＢｉ３＋、又は、１若しくは２モルパーセントのＣｅ３＋）、当該ルミネッセンス物質は異なると見なされる。特にＵＶルミネッセンス物質は、（Ｌｉ１−ｘ−ｙＮａｘＫｙ）（Ｙ１−ａ−ｂＬａａＬｕｂ）Ｆ４：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、Ｋ（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ｆ１０：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）Ｆ３：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ）、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）ＳＯ４：ＰｒＮａ、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）ＳＯ４：Ｅｕ、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）ＳＯ４：Ｐｂ、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）ＰＯ４：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）ＢＯ３：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）Ｌｉ２ＳｉＯ４：ＰｒＮａ、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）Ｌｉ２ＳｉＯ４：ＣｅＮａ、（Ｙ１−ｘ−ｙＬｕｘＬａｙ）ＡｌＯ３：Ａ（Ａ＝Ｐｒ，Ｇｄ）、ＬａＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｐｒ、Ｎａ、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）Ａｌ１２Ｏ１９：ＰｒＮａ、（Ｃａ１−ｘＳｒｘ）４Ａｌ２４Ｏ２５：ＰｒＮａ、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｙ）２Ｓｉ２Ｏ７：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５−ａＧａａＯ１２：Ａ（Ａ＝Ｐｒ，Ｇｄ，Ｂｉ）、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：ＣｅＮａ、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｐｂ、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：ＰｒＮａ、（Ｍｇ１−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＳｒｙＢａｚ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ5：Ｐｂ、ＬａＢ３Ｏ６：Ａ（Ａ＝Ｐｒ，Ｇｄ，Ｂｉ）、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９：ＣｅＮａ、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ）、ＣａＦ２：ＣｅＮａ、ＬａＣｌ３：Ａ（Ａ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ）、ＳｒＣｌ２：ＣｅＮａ、又はＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕからなる群から選択される１つ以上のルミネッセンス物質を含む。ここでは、ｘ、ｙは、（独立して）０．０〜１．０の範囲内にあり、化学式中にｘ及びｙが共にある場合は、更にｘ＋ｙ＜１も適用される。
【００２５】
本明細書では、例えば上記で用いられたような「Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｂｉ」及び同様の用語といったドーパント又はアクチベータ用語は、一実施形態では、示されたホスト物質における当該アクチベータのうちの１つの利用を指すが、別の実施形態では、複数の当該アクチベータの利用も指す。例えば（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ａ（Ａ＝Ｃｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｂｉ）は、一実施形態では、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅといった（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ｃｅを指すが、別の実施形態では、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｐｒ又は例えばＬｕ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｐｒといった（Ｙ１−ｘ−ｙＬａｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｐｒを指す。
【００２６】
特に、ＵＶルミネッセンス物質は、ＹＰＯ４：Ｂｉ３＋を含む。更には、特に、当該ルミネッセンス物質は、Ａｌ２Ｏ３の第１のコーティング及びＭｇＯの第２のコーティングを有する当該ＵＶルミネッセンス物質の粒子を含む。
【００２７】
更なる態様では、本発明は、ＵＶ光を発生させる光源と、本明細書に定義されるルミネッセンス物質とを含む照明ユニットを提供する。当該ルミネッセンス物質は、ＵＶ光の少なくとも一部を吸収し、ＵＶ光の少なくとも一部をルミネッセンス光、特に長い波長のＵＶ光に変換する。本明細書では、「ＵＶ光を発生させる光源」との表現は、一実施形態では、「ＶＵＶ光を発生させる光源」も指す。したがって、コーティングはＵＶ光に対し透過性であるとの上記指摘は、一実施形態では、コーティングはＶＵＶ光に対し透過性であることも含む。
【００２８】
ＶＵＶ放射線は、１００〜２００ｎｍといったように１０〜２００ｎｍの範囲内にあると見なされる。ＵＶ−Ｃ放射線は、２００〜２８０ｎｍの範囲内であり、ＵＶ−Ｂ放射線は、２８０〜３１５ｎｍの範囲内であり、ＵＶ−Ａ放射線は、３１５〜４００ｎｍの範囲内である。したがって、本明細書では、ＵＶ放射線は、１０〜４００ｎｍの範囲から選択された波長を有する光を指す。当業者には明らかなように、（ＵＶ）光源光のルミネッセンス物質による変換は、一般に、例えばＶＵＶ放射線のＵＶ−Ｂへの変換のように、より長い（ＵＶ）波長への変換である。
【００２９】
特に、照明ユニット（放射線ユニットとも示される）は、光源として誘電体バリア希ガスエキシマ放電ランプを含む。上記のとおり、コーティングの利点が示される。ルミネッセンス物質の安定性が向上されるだけでなく、放電も向上される。例えば本発明は、本明細書に説明されているような１つ又は幾つかのルミネッセンス物質を含むルミネッセンススクリーンとして利用される。一実施形態では、本明細書に定義されているようなルミネッセンス物質によってコーティングされる放電容器を含むＨｇ又は希ガス放電ランプが提供される。
【００３０】
更なる態様では、本発明は、光化学目的、医療目的、殺菌目的、又は浄化目的のうちの１つ以上の目的のための、本明細書に説明される放射線ユニット（即ち、照明ユニット）の使用を提供する。したがって、本発明は、一実施形態では、光化学目的、医療目的、殺菌目的、又は浄化目的のために任意のタイプの機器又はリアクタ内でのルミネッセンス物質を含む傾向ランプの利用を提供する。しかし、他の目的が含まれてもよい。
【００３１】
本明細書における、例えば「実質的にすべての発光」や「実質的に〜からなる」における「実質的に」との用語は、当業者であれば理解できよう。「実質的に」との用語は、「全体に」、「完全に」、「すべての」等を伴う実施形態も含む。したがって、実施形態では、「実質的に」との副詞は、外されてもよい。必要に応じ、「実質的に」との用語は、９５％以上、特に９９％以上、更には９９．５％以上で１００％を含む９０％以上に関する。「含む」との用語は、「含む」との用語が「からなる」を意味する実施形態も含む。
【００３２】
なお、上記実施形態は、発明を例示するものであって限定するものではなく、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態をデザインできることに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧内の任意の参照符号は、当該請求項を制限するものと解釈すべきではない。「含む」との動詞及びその活用形の使用は、請求項に記載される要素又はステップ以外の要素又はステップを排除するものではない。ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」は、当該要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって、且つ、適切にプログラムされたコンピュータによって実施される。幾つかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段のうちの幾つかは、同じハードウェアのアイテムによって具現化される。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるからと言って、それらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【００３３】
本発明は更に、以下の説明に説明される及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含むデバイスに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明の実施形態を、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図面を参照してほんの一例として説明する。
【００３５】
【図１Ａ】図１Ａは、ＵＶルミネッセンス物質の粒子のある様相を概略的に示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ＵＶルミネッセンス物質の粒子のある様相を概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、当該ルミネッセンス物質の一例のＳＥＭ写真を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、当該ルミネッセンス物質の一例のＳＥＭ写真を示す。
【図３】図３は、照明ユニットにおけるルミネッセンス物質の利用の一実施形態を概略的に示す。
【００３６】
図面は、必ずしも、縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１Ａは、例として、３つの粒子１００によって象徴されるルミネッセンス物質１を概略的に示す。ルミネッセンス物質の粒子１００は、参照符号５で示されるＵＶルミネッセンス物質のコアと、少なくとも、第１のコーティング層１１０及び第２のコーティング層１２０とを含み、第２のコーティング層は第１のコーティング層よりもＵＶルミネッセンス物質５から離れている。この概略的な実施形態では、第１のコーティング層１１０が、ＵＶルミネッセンス物質５のコアに付与され、第２のコーティング層１２０は、第１のコーティング層１１０に付与される。この（多層）コーティング、ここでは二重層コーティングは、参照符号１０５で示される。コーティング１０５の多層特徴により、本明細書では、当該コーティングは、「オニオンシェル（onion-shell）型コーティング」とも示される。
【００３８】
上述のとおり、特に有利には、第１のコーティング層１１０上のＭｇＯコーティングのようなコーティング層１２０が、参照符号１２１で示される伸長構造体を有するように見えることである。このような構造体は、粒子が例えば誘電体バリア放電ランプである放電環境において使用されることを想定した場合、放電を容易にする（以下も参照されたい）。
【００３９】
図２Ａ及び図２Ｂは、添付の実施例に従って調製されたルミネッセンス物質のうちの１つのルミネッセンス物質の粒子のＳＥＭ図を示す。伸長構造体は、フレーク形状を有し、約０．１〜０．５μｍの長さ及び幅を有し、００５〜０．１μｍの範囲の厚さを有する。
【００４０】
図３は、光源２００とルミネッセンス物質１とを含む放射線ユニット、即ち、照明ユニット２を非常に概略的に示す。ここでは、光源２００は、参照符号２１０で示されるＵＶ光（光源光）を発生させる光源である。光源光は、ルミネッセンス物質１によって（少なくとも部分的に）吸収される。（ＵＶ）ルミネッセンス物質１は、吸収した光の少なくとも一部をルミネッセンス物質光１０に変換する。例えば光源２００は、誘電体バリア放電ランプである。ルミネッセンス物質１は、放電容器内に層として付与される。放電容器は、参照符号２２０で示される。
【００４１】
Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯによってコーティングされたＹＰＯ４：Ｂｉ３＋（１％）の実施例
硝酸アルミニウム（ＩＩＩ）九水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ；）、マロン酸（Ｃ３Ｈ４Ｏ４）、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、及び尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）をＨ２Ｏに溶解した。希釈ＮＨ４ＯＨを使用して、ｐＨ値を約３．５に調節した。
【００４２】
ＹＰＯ４：Ｂｉ３＋を上記溶液に添加した。懸濁液を加熱した。約６．５のＰｈ値に到達後、反応を停止した。特定のｐＨ（ｐＨ＝７）に到達するために、希釈アンモニアを滴加した。次に、懸濁液を、更に３０分間攪拌し、沈殿過程を完了した。コーティングされた物質をろ過して分離し、少なくとも１２時間、真空中で乾燥した。
【００４３】
得られた粉末を、ルツボに入れ、焼成のために溶鉱炉に入れた。Ａｌ２Ｏ３によってコーティングされたＹＰＯ４：Ｂｉ３＋にＭＧＯコーティング手順が施される。硝酸マグネシウム六水和物（Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）及び尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）をＨ２Ｏに溶解した。ＹＰＯ４：Ｂｉ３＋を上記溶液に添加した。懸濁液を、９０℃で３時間、加熱した。所望のｐＨ（ｐＨ＝９．５）に到達するために、希釈アンモニウムを滴加した。次に、懸濁液を、更に３０分間攪拌し、沈殿過程を完了した。オニオンシェルコーティングされた物質をろ過して分離し、少なくとも１２時間、真空中で、６５℃で乾燥した。得られた粉末を、最終焼成段階のために溶鉱炉に入れた。
【００４４】
図２Ａ及び図２ＢにＳＥＭ写真が示される。
【００４５】
２重量％のＡｌ２Ｏ３と、１重量％又は０．５重量％のＭｇＯとで系を作った。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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