(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式(Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ)1−ｘＰＯ4：Ｓｃｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．８０）で表される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光することを特徴とする
紫外線発光蛍光体
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線発光蛍光体を用いることを特徴とする
発光素子。
【請求項３】
請求項２に記載の発光素子を備えることを特徴とする
発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空紫外線または電子線で励起されることにより紫外光を発光する紫外線発光蛍光体に関し、特に、水銀フリーランプ用の紫外線発光蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線発光分野は、紫外線の用途が医療分野や光触媒分野などにも拡大していることに伴って、産業的な価値が高まっており、各種の紫外線発光を呈する発光体の開発が進められてきた。紫外線発光を呈する発光体には、水銀ランプが主に使用されている。この理由は、水銀ランプが、低コストで製造できることや高エネルギーを発揮できる等の利便性が高いためである。【０００３】
しかし、現在では、水銀は自然環境に与える負荷が大きいことが問題視されてきており、環境保護の観点から、今後は、水銀の製造が禁止される法的規制の施行も予定されている。このような背景から、水銀を使用しない（水銀フリーの）水銀代替光源の開発が早急に求められている。【０００４】
従来の水銀を使用しない光源としては、例えば、真空紫外線により、真空容器の内側のＹＡｌＯ３：Ｃｅ３＋などの第１の蛍光体層が励起され、第１の光を出射し、第１の光により、真空容器の外側の第２の蛍光体層が励起され、第２の光を出射し、白色系の光を発光する平面光源がある（特許文献１参照）。【０００５】
また、水銀を使用しない光源用の蛍光体として、例えば、式Ｍ1Ｏ・Ｍ22Ｏ3（式中のＭ1はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎからなる群より選ばれる１種以上であり、Ｍ2は Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、ＧａおよびＩｎからなる群より選ばれる１種以上）で表されるスピネル型構造の化合物に付活剤としてＬｎ（ただしＬｎはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、 Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、ＥｒおよびＴｍからなる群より選ばれる１種以上）が含有されてなる真空紫外線励起発光素子用蛍光体があり、発光強度低下の抑制を図るものがある（特許文献２参照）。【０００６】
この他にも、水銀を使用しない光源用の蛍光体として、ScPO4、LuPO4:Nd、LaPO4:Prなどのリン酸塩から構成される紫外線発光蛍光体も知られている（非特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６２６８号公報
【特許文献２】特開２００６−２４９１２０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】A. Trukhin et al., Materials Science Forum, Vols.239-241, pp573-576 (1997)
【非特許文献２】D.Wisniewski et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 486 (2002) 239-243
【非特許文献３】Thomas Juestel, 8th Phosphor Global Summit発表資料(2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、現在のところ、水銀代替光源は、上述したような真空紫外線励起によって紫外線を発光するものであっても、特に殺菌用途に好適な紫外線領域において十分な発光強度を発揮するものは得られていない。例えば、特許文献１の蛍光体の発光波長は、真空紫外線により励起される光（第一の光）がピーク波長３７０ｎｍの近紫外線領域ないしは青色領域の波長にとどまっており、特許文献２の蛍光体の発光波長は、可視光領域での発光にとどまっている。すなわち、従来の水銀代替光源としての紫外線発光蛍光体では、波長が３１０ｎｍより短い紫外線領域において、十分に強い紫外光を発光するまでには至っていない。【００１０】
また、非特許文献１〜３のリン酸塩から構成される紫外線発光蛍光体にしても、依然として、発光強度は低いものにとどまっており、殺菌用途等への実用的な展開までには至っていないのが現状である。【００１１】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、真空紫外線または電子線の照射によって、紫外光を呈する水銀フリーランプ用（すなわち水銀を必要としない光源として）の紫外線発光蛍光体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ある種の金属元素を含有するリン酸塩を合成したところ、これまでに知られていない新たなリン酸塩系蛍光体として、これまで知られていない特定の元素配合比を有するリン酸塩が、特異的に従来には無い優れた発光特性の紫外光を発することを見出し、当該蛍光体によって上記課題を解決できることを見出し、本発明を導き出した。【００１３】
すなわち、本願に開示する紫外線発光蛍光体は、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光するものが提供される。また、本願に開示する紫外線発光蛍光体を含む発光素子も提供される。また、当該発光素子を備える発光装置も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る蛍光体のＸ線回折結果を示す。
【図２】本発明の実施例１に係る蛍光体の真空紫外線励起による発光強度結果を示す。
【図３】本発明の実施例２に係る蛍光体のＸ線回折結果を示す。
【図４】本発明の実施例２に係る蛍光体の真空紫外線励起による発光強度結果を示す。
【図５】本発明の実施例３に係る蛍光体のＸ線回折結果を示す。
【図６】本発明の実施例３に係る蛍光体の真空紫外線励起による発光強度結果を示す。
【図７】本発明の実施例４に係る蛍光体のＸ線回折結果を示す。
【図８】本発明の実施例４に係る蛍光体の真空紫外線励起による発光強度結果を示す。
【図９】本発明の実施例５に係る蛍光体のＸ線回折結果を示す。
【図１０】本発明の実施例５に係る蛍光体の真空紫外線励起による発光強度結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願に開示する紫外線発光蛍光体は、上記のように、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光する蛍光体である。
【００１６】
第１３族元素およびランタノイド系元素とは、ＩＵＰＡＣ周期表で定められるものである。少なくとも２種の金属元素とは、第１３族元素から少なくとも１種の金属元素を選定し、ランタノイド系元素から少なくとも１種の金属元素を選定することができる。また、第１３族元素のみから少なくとも２種の金属元素を選定することもできる。この他にも、ランタノイド系元素のみから少なくとも２種の金属元素を選定することもできる。
【００１７】
第１３族元素としては、特に限定されないが、好ましくは、アルミニウム元素（Ａｌ）、ガリウム元素（Ｇａ）、およびインジウム元素（Ｉｎ）が挙げられる。
【００１８】
ランタノイド系元素としては、特に限定されないが、好ましくは、スカンジウム元素（Ｓｃ）、イットリウム元素（Ｙ）、ランタン元素（Ｌａ）、セリウム元素（Ｃｅ）、プラセオジム元素（Ｐｒ）、ネオジム元素（Ｎｄ）、およびルテチウム元素（Ｌｕ）が挙げられる。その配合モル比率は、特に限定されないが、より強い発光強度を得るという観点から、好ましくは、０．９９９以下であり、より好ましくは、０．９９５以下である。
【００１９】
発光源としての賦活剤の有無は特に限定されない。例えば、賦活剤を使わない蛍光体の一例としては、LuPO4のルテチウム元素（Lu）サイトの一部を、アルミニウム元素（Al）、ガリウム元素（Ga）、インジウム元素（In）、スカンジウム元素（Sc）、イットリウム元素（Y）およびランタン元素（La）から成る群から選択される金属元素で置換したものが例示され、その発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製や殺菌・滅菌の用途に適したものとなる。
【００２０】
本願に開示する蛍光体としては、より好ましくは、一般式Ｍ１Ｍ２ＰＯ４（但し、Ｍ１は、アルミニウム元素（Al）、ガリウム元素（Ga）、インジウム元素（In）、イットリウム元素（Y）、ランタン元素（La）、およびルテチウム元素（Lu）から成る群から選択される少なくとも１種の金属元素であり、Ｍ２は、原料モル組成比０．００５〜０．８０のスカンジウム元素（Sc）、原料モル組成比０．００５〜０．１０のネオジム元素（Nd）、原料モル組成比０．００５〜０．２０のプラセオジム元素（Pr）、または、原料モル組成比０．００５〜０．５０のプラセオジム元素（Pr）を含んでいてもよい原料モル組成比０．０５〜０．５０のセリウム元素（Ce））で表されるものである。
【００２１】
Ｍ２として、原料モル組成比０．００５〜０．８０のスカンジウム元素（Sc）を用いる場合には、原料モル組成比０．００５〜０．８０のスカンジウム元素（Sc）と、ルテチウム元素（Lu）と、リン酸イオンから少なくとも構成される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光する紫外線発光蛍光体が例示される。例えば、一般式(Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ，Ｇａ)1−ｘＰＯ4：Ｓｃｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．８０）で表される蛍光体が挙げられる。さらに、アルミニウム元素（Al）およびガリウム元素（Ga）の原料モル組成比は０〜０．６であることが好ましく、好適には、一般式（（Ｌｕ，Ｙ）１−ｘ−ｙ（Ａｌ，Ｇａ）ｙ）ＰＯ４：Ｓｃｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．８０、０≦ｙ≦０．６）で表すことができる。
【００２２】
また、Ｍ２として、原料モル組成比０．００５〜０．１０のネオジム元素（Nd）を用いる場合の蛍光体としては、原料モル組成比０．００５〜０．１０のネオジム元素（Nd）と、ルテチウム元素（Lu）と、リン酸イオンから少なくとも構成される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光する紫外線発光蛍光体が例示される。例えば、ＬｕＰＯ4：Ｎｄのルテチウム元素（Lu）サイトの一部をアルミニウム元素（Al）、ガリウム元素（Ga）、インジウム元素（In）、スカンジウム元素（Sc）、イットリウム元素（Y）、およびランタン元素（La）で置換したものが例示され、そのやや短い紫外領域での発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製や殺菌・滅菌の用途に適したものとなる。
【００２３】
このことから、本実施形態に係る蛍光体の一例としては、一般式(Ｌｕ,Ａｌ,Ｇａ)1−ｘＰＯ4：Ｎｄｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．１０）で表される蛍光体が挙げられる。さらに、アルミニウム元素（Al）およびガリウム元素（Ga）の原料モル組成比は０〜０．１であることが好ましく、好適には、一般式Ｌｕ１−ｘ−ｙ(Ａｌ,Ｇａ)ｙＰＯ4：Ｎｄｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．１０、０≦ｙ≦０．１０）で表される蛍光体が挙げられる。例えば、一般式Ｌｕ１−ｘＰＯ４：Ｎｄｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．１０）で表される蛍光体が挙げられる。
【００２４】
また、本実施形態に係る蛍光体の一例としては、LaPO4:Prのランタン元素（La）サイトの一部をアルミニウム元素（Al）、ガリウム元素（Ga）、インジウム元素（In）、スカンジウム元素（Sc）、イットリウム元素（Y）、およびルテチウム元素（Lu）で置換したものが例示され、その発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製や殺菌・滅菌の用途に適したものとなる。
【００２５】
このようなことから、Ｍ２として、原料モル組成比０．００５〜０．２０のプラセオジム元素（Pr）を用いる場合の蛍光体としては、原料モル組成比０．００５〜０．２０のプラセオジム元素と、ランタン元素（La）と、リン酸イオンから少なくとも構成される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光する紫外線発光蛍光体が例示される。例えば、一般式（Ｌａ，Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ，Ｇａ）１−ｘＰＯ４：Ｐｒｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．２０）で表される蛍光体が挙げられる。さらに、ルテチウム元素（Lu）とアルミニウム元素（Al）の原料モル組成比は０〜０．１であることが好ましく、アルミニウム元素（Al）とガリウム元素（Ga）の原料モル組成比は０〜０．１であることが好ましく、好適には、一般式（Ｌａ１−ｘ−ｙ−ｚ（Ｌｕ，Ｙ）ｙ（Ａｌ，Ｇａ）ｚ）ＰＯ４：Ｐｒｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．１、０≦ｚ≦０．０５）で表すことができる。例えば、一般式Ｌａ１−ｘＰＯ４：Ｐｒｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．２０）で表される蛍光体が挙げられる。
【００２６】
また、Ｍ２として、原料モル組成比０．０５〜０．５０のセリウム元素（Ce）を用いる場合には、原料モル組成比０．００５〜０．５０のプラセオジム元素（Pr）を含んでいてもよい。すなわち、そのような蛍光体としては、原料モル組成比０．００５〜０．５０のプラセオジム元素（Pr）を含んでもよい原料モル組成比０．０５〜０．５０のセリウム元素（Ce）と、ランタン元素（La）と、リン酸イオンから少なくとも構成される蛍光体であって、真空紫外線または電子線の照射により励起されて紫外線を発光する紫外線発光蛍光体が例示される。
【００２７】
このような蛍光体としては、Ｍ２が、原料モル組成比０．０５〜０．５０のセリウム元素（Ce）である場合には、例えば、一般式Ｌａ１−ｘＰＯ４：Ｃｅｘ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０）で表すことができる。より好ましくはセリウム元素（Ce）とプラセオジム元素（Pr）を含むことであり、例えば、一般式Ｌａ１−ｘ−ｙＰＯ４：ＣｅｘＰｒｙ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．５０）で表すことができる。
【００２８】
なお、本実施形態の蛍光体に他の元素を追加で含有する蛍光体（例えば、一般式Ｌａ１−ｘ−ｙＰＯ４：ＣｅｘＰｒｙ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．５０）にアルミニウム元素(Al)などを含有する蛍光体など）については、本実施形態の蛍光体が本質的に具備する効果（後述の実施例参照）と同質な効果を発揮する限りにおいては、本実施形態の蛍光体と同等なものとして、本実施形態の蛍光体に含まれる。
【００２９】
本願に係る紫外線発光蛍光体の励起源としては、励起波長が２００ｎｍ以下の真空紫外線または電子線を発光できる光源であれば特に限定されず、例えば、真空紫外線を励起源として用いる場合には、従来から広範に利用されているエキシマランプや重水素ランプをそのまま用いることができる。例えば、クリプトン（Kr）エキシマランプ（波長１４７ｎｍ）、キセノン（Xe）エキシマランプ（波長１７２ｎｍ）、重水素ランプ（波長１６０ｎｍ）、重水素ランプ（波長１８５ｎｍ）等を用いることができる。
【００３０】
本願に開示する紫外線発光蛍光体は、このような励起源からの照射によって、各種の紫外線領域の紫外線を発光することができ、例えば、各種用途に有用とされる１９０ｎｍ〜３４０ｎｍの紫外線領域の紫外光（DUV,UV-A,UV-B）を発光することができる。このように、本願に開示する紫外線発光蛍光体は、紫外線領域のうち各種用途に有用とされる１９０ｎｍ〜３４０ｎｍの発光ピーク領域で、従来よりも強い紫外光を発光することが確認されている（後述の実施例参照）。その一方で、従来から知られた１種のみの金属元素が存在するリン酸塩では十分に発光しないことも確認されている。
【００３１】
本願に係る紫外線発光蛍光体が、このように優れた効果を奏するメカニズムは未だ詳細には解明されていないが、真空紫外線または電子線が照射されたリン酸塩中に、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素が特に特定の割合で存在することによって、特異的に発光作用が高められるような構造的要因が内在していることが考えられる。すなわち、真空紫外線または電子線が照射された際に、蛍光体を構成する各原子間の距離と真空紫外線または電子線の波長の長さが好適に作用し、原子レベルで紫外線領域の光を特異的に発光するエネルギーレベルに遷移しやすくなっているものと推察される。
【００３２】
このような本願に開示する紫外線発光蛍光体の製造方法の一例としては、各構成元素の酸化物を原料に用いて、所望とする蛍光体の組成となるような化学量論的な割合で混合する。例えば、本願に係る紫外線発光蛍光体の一例として、LuPO4のLuサイトの一部をScで置換した(Lu, Sc) PO4を得る場合には、原材料として、酸化スカンジウム(Sc2O3)、酸化ルテチウム(Lu2O3)、リン酸水素二アンモニウム(（NH4）2HPO4)を用いることができる。
【００３３】
この各粉末を混合し、大気雰囲気下で高温焼成することによって、所望とする蛍光体が得られる。その際に反応促進剤として、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属のハロゲン化物を添加してもよい。この高温焼成は、例えば、２段階で行うことができ、例えば、大気雰囲気下で温度８００℃〜１６００℃で、１〜１０時間焼成を実施し、当該高温焼成後に解砕を行い、還元雰囲気下で温度８００℃〜１６００℃で、１〜１０時間焼成を実施することによって、所望とする蛍光体を焼結体として得ることができる。
【００３４】
このようにして得られる紫外線発光蛍光体は、１９０〜３４０ｎｍの紫外光を発光できることから、その用途は多岐にわたる。この１９０ｎｍ以上の紫外光は、その波長の長さと水分子の大きさの兼ね合いから、水による吸収が小さく、水の内部まで深く進入することができるという利点がある。
【００３５】
その用途の一例としては、Low-k絶縁膜作製、OHラジカル生成、オゾン生成、有機物分解、殺菌、滅菌、樹脂硬化分野の光源に用いることができる。例えば、本願に係る紫外線発光蛍光体が発光する紫外光を用いて、各種の殺菌対象物に対して殺菌を行うことによって、紫外線による残留物や環境ダメージが抑制されたクリーンな殺菌を行うことができる。
【００３６】
このように、本願に係る紫外線発光蛍光体から構成される殺菌用ランプは、水銀フリーであると共に、高い殺菌能力を発揮するものである。また、この紫外光を用いることによって、難分解物質（例えばホルムアルデヒド及びPCBなど）の分解処理を行うことや、新規な化学物質の合成（例えば光触媒物質など） を行うこともできる。また、この紫外光を用いることによって、院内感染の予防などの各種の医療分野への応用も可能となる。
【００３７】
本発明の特徴を更に明らかにするため、以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
（１）蛍光体の製造
実施例１（実施例１−１〜実施例１−８）として、原材料に、酸化イットリウム（Y2O3)、酸化スカンジウム（Sc2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）を用いて、フラックス剤としてフッ化リチウム(LiF)を添加し、化学量論的に（Ｙ１−xＳｃx）ＰＯ４で表される組成式になるような割合に混合し、スカンジウム元素の配合モル比率ｘについて、ｘ＝0, 0.001, 0.005, 0.01, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6の８種類のサンプルを得た。
【００３９】
また、実施例１（実施例１−９〜実施例１−１８）として、原材料に、酸化ルテチウム（Lu2O3）、酸化スカンジウム（Sc2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）を用いて、フラックス剤としてフッ化リチウム(LiF)を添加し、化学量論的に（Ｌｕ１−xＳｃx）ＰＯ４で表される組成式になるような割合に混合し、スカンジウム元素の配合モル比率ｘについて、ｘ＝0, 0.001, 0.005, 0.01, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 0.9の10種類のサンプルを得た。
【００４０】
これら原材料の組成についての詳細を以下に示す。
【表１】
0006630445.tif 000002
【００４１】
これら原材料を、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中1000℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
【００４２】
（２）蛍光体の同定
上記で得られた焼結体に対して、線源がＣｕＫαのＸ線回折装置でＸ線回折結果を取得した。この得られた蛍光体の上記サンプルのうち（Ｙ０．９Ｓｃ０．１）ＰＯ４および（Ｌｕ０．９Ｓｃ０．１）ＰＯ４についてのＸ線回折結果を図１（ａ）および（ｂ）に示す。いずれのサンプルにおいても、得られたピーク値から、確かに（Ｙ１−xＳｃx）ＰＯ４および（Ｌｕ１−xＳｃx）ＰＯ４の組成で結晶化していることが確認された。
【００４３】
（３）発光強度の測定
実施例１−１〜実施例１−８で得られた（Ｙ１−xＳｃx）ＰＯ４蛍光体のサンプルについて、Ｘｅエキシマランプ（波長λ＝１７２ｎｍ）による真空紫外線励起による発光強度を確認した。得られた結果を以下の表と共に図２（ａ）に示す。また、実施例１−９〜実施例１−１８で得られた（Ｌｕ１−xＳｃx）ＰＯ４蛍光体のサンプルについて、Ｘｅエキシマランプ（波長λ＝１７２ｎｍ）による真空紫外線励起による発光強度を確認した。得られた結果を以下の表と共に図２（ｂ）に示す。なお、以下の表における各ピーク強度の数値は、実施例１−１８のピーク強度の数値を基準値１００として換算したものである。
【表２】
0006630445.tif 000003
【００４４】
得られた結果から、真空紫外線励起によって、ピーク波長が２２４ｎｍ〜２３６ｎｍという深紫外領域の光が得られたことが確認された。特に、実施例１−２〜実施例１−８および実施例１−１０〜実施例１−１８に示されるように、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体では、極めて強い強度で発光したことが確認された。これに対して、実施例１−１および実施例１−９に示されるように、１種のみの金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体では発光しなかった。このことから、１種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体ではもともと発光しなかったものが、少なくともさらにもう１種の上記金属元素を特定の割合で含有させることによって、従来には無い強い発光が得られたことが確認された。
【００４５】
また、ランタノイド系元素（すなわちイットリウム元素（Y）やルテチウム元素（Lu））の配合モル比率については、より強い発光強度を得るという観点から、好ましくは、０．９９９以下であり、より好ましくは、０．９９５以下であることが確認された。この得られた紫外光の発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製や殺菌・滅菌の用途への適用が可能であり優れた水銀フリーランプとして利用できることが確認された。
【００４６】
（実施例２）
（１）蛍光体の製造
実施例２（実施例２−１〜実施例２−１５）として、原材料には酸化ルテチウム（Lu2O3）、酸化イットリウム（Y2O3）、酸化スカンジウム（Sc2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）、酸化アルミニウム（Al2O3）、酸化ガリウム（Ga2O3）、フラックス剤としてフッ化リチウム（LiF）を用いた。それぞれ以下の表に記載の重量を量り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中1000℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
また、比較例２（比較例２−１）として、原材料に酸化スカンジウム（Sc2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）を用いた。以下の表に記載の重量を量り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中1300℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
【００４７】
これら原材料の組成についての詳細を以下に示す。
【表３】
0006630445.tif 000004
【００４８】
（２）蛍光体の同定
上記で得られた蛍光体に対して、線源がＣｕＫαのＸ線回折装置でＸ線回折結果を取得した。この得られた蛍光体の上記サンプルのうち(Lu0.70Sc0.10Al0.20)PO4、(Lu0.30Sc0.10Al0.60)PO4、  (Y0.70Sc0.10Al0.20)PO4、および(Y0.40Sc0.10Al0.50)PO4についてのＸ線回折結果を図３（ａ）〜（ｄ）に示す。いずれのサンプルにおいても、得られたＸ線回折パターンから、確かに、一般式(Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ，Ｇａ)1−ｘＰＯ4：Ｓｃｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．８０）の組成で結晶化していることが確認された。
【００４９】
（３）発光強度の測定
実施例２−１から実施例２−１５で得られた(Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ，Ｇａ)1−ｘＰＯ4：Ｓｃｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．８０）の組成の蛍光体のサンプルについて、Ｘｅエキシマランプ（波長λ＝１７２ｎｍ）による真空紫外線励起による発光強度を比較例２−１と共に確認した。得られた結果を以下の表と共に一部の発光スペクトルを図４（ａ）および（ｂ）に示す。なお、以下の表における各ピーク強度の数値は、比較例２−１のピーク強度の数値を基準値１００として換算したものである。
【表４】
0006630445.tif 000005
【００５０】
得られた結果から、真空紫外線励起によって、ピーク波長が２２８ｎｍ〜２３９ｎｍという深紫外領域の光が得られたことが確認された。特に、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体として、極めて強い強度で発光したことが確認された。これに対して、比較例２−１に示されるように、１種のみの金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体では非常に弱くしか発光しなかった。このことから、実施例では従来には無い強い発光が得られたことが確認された。
【００５１】
この得られた紫外光の発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製、樹脂硬化や殺菌・滅菌の用途への適用が可能であり優れた水銀フリーランプとして利用できることが確認された。
【００５２】
（実施例３）
（１）蛍光体の製造
実施例３（実施例３−１〜実施例３−１１）として、原材料には酸化ルテチウム（Lu2O3）、酸化ネオジム（Nd2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）、酸化アルミニウム（Al2O3）,フラックス剤としてフッ化リチウム（LiF）を用いた。それぞれ以下の表に記載の重量を計り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中1000℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
また、比較例３（比較例３−１）として、原材料に酸化スカンジウム（Sc2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）を用いた。以下の表に記載の重量を量り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中1300℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
【００５３】
これら原材料の組成についての詳細を以下に示す。
【表５】
0006630445.tif 000006
【００５４】
（２）蛍光体の同定
上記で得られた蛍光体に対して、線源がＣｕＫαのＸ線回折装置でＸ線回折結果を取得した。この得られた蛍光体の上記サンプルのうち(Lu0.950Nd0.050)PO4および(Lu0.900Nd0.050Al0.050)PO4についてのＸ線回折結果を図５（ａ）〜（ｃ）に示す。いずれのサンプルにおいても、得られたX線回折パターンから、確かに(Ｌｕ,Ａｌ,Ｇａ)1−ｘＰＯ4：Ｎｄｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．１０）の組成で結晶化していることが確認された。
【００５５】
（３）発光強度の測定
実施例３−１から実施例３−１１で得られた(Ｌｕ,Ａｌ,Ｇａ)1−ｘＰＯ4：Ｎｄｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．１０）蛍光体のサンプルについて、Ｘｅエキシマランプ（波長λ＝１７２ｎｍ）による真空紫外線励起による発光強度を比較例３−１と共に確認した。得られた結果を以下の表と共に一部の発光スペクトルを図６に示す。なお、以下の表における各ピーク強度の数値は、比較例３−１のピーク強度の数値を基準値１００として換算したものである。
【表６】
0006630445.tif 000007
【００５６】
得られた結果から、真空紫外線励起によって、ピーク波長が約１９０ｎｍという深紫外領域の光が得られたことが確認された。特に、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体として、極めて強い強度で発光したことが確認された。これに対して、比較例３−１に示されるように、１種のみの金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体では弱い発光であった。このことから、実施例では従来には無い強い発光が得られたことが確認された。
【００５７】
この得られた紫外光の発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製、樹脂硬化や殺菌・滅菌の用途への適用が可能であり優れた水銀フリーランプとして利用できることが確認された。
【００５８】
（実施例４）
（１）蛍光体の製造
実施例４（実施例４−１〜実施例４−１６）として、原材料には水酸化ランタン（La(OH)3）、酸化プラセオジム（Pr6O11）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）、酸化ルテチウム（Lu2O3）、酸化イットリウム（Y2O3）、酸化アルミニウム（Al2O3）、酸化ガリウム（Ga2O3）、フラックス剤として塩化ナトリウム（NaCl）を用いた。それぞれ以下の表に記載の重量を計り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中950℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
また、比較例４（比較例４−１）として、原材料に酸化スカンジウム（Sc2O3）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）を用いた。表に記載の重量を量り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、大気雰囲気中1300℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
【００５９】
これら原材料の組成についての詳細を以下に示す。
【表７】
0006630445.tif 000008
【００６０】
（２）蛍光体の同定
上記で得られた蛍光体に対して、線源がＣｕＫαのＸ線回折装置でＸ線回折結果を取得した。この得られた蛍光体の上記サンプルのうち(La0.950Pr0.050)PO4、(La0.850Pr0.050Y0.100)PO4、(La0.900Pr0.050Y0.050)PO4、および(La0.900Pr0.050Ga0.050)PO4についてのＸ線回折結果を図７（ａ）〜（ｄ）に示す。いずれのサンプルにおいても、得られたＸ線回折パターンから、確かに（Ｌａ，Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ，Ｇａ）１−ｘＰＯ４：Ｐｒｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．２０）の組成で結晶化していることが確認された。
【００６１】
（３）発光強度の測定
実施例４−１から実施例４−１６で得られた（Ｌａ，Ｌｕ，Ｙ，Ａｌ，Ｇａ）１−ｘＰＯ４：Ｐｒｘ（但し、０．００５≦ｘ≦０．２０）蛍光体のサンプルについて、Ｘｅエキシマランプ（波長λ＝１７２ｎｍ）による真空紫外線励起による発光強度を比較例４−１と共に確認した。得られた結果を以下の表と共に一部の発光スペクトルを図８（ａ）および（ｂ）に示す。なお、以下の表における各ピーク強度の数値は、比較例４−１のピーク強度の数値を基準値１００として換算したものである。
【表８】
0006630445.tif 000009
【００６２】
得られた結果から、真空紫外線励起によって、ピーク波長が約２２７ｎｍという深紫外領域の光が得られたことが確認された。特に、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体として、極めて強い強度で発光したことが確認された。これに対して、比較例４−１に示されるように、１種のみの金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体では非常に弱い発光であった。このことから、実施例では従来には無い強い発光が得られたことが確認された。
【００６３】
この得られた紫外光の発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製、樹脂硬化や殺菌・滅菌の用途への適用が可能であり優れた水銀フリーランプとして利用できることが確認された。
【００６４】
（実施例５）
（１）蛍光体の製造
実施例５（実施例５−１〜実施例５−１３）として、原材料には水酸化ランタン（La(OH)3）、酸化セリウム（CeO2）、酸化プラセオジム（Pr6O11）、リン酸水素二アンモニウム（(NH4)2HPO4）、フラックス剤として塩化ナトリウム（NaCl）を用いた。それぞれ以下の表に記載の重量を計り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、水素20%還元雰囲気中800℃で2時間焼成を行った。焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
また、比較例５（比較例５−１）として、原材料には酸化ルテチウム（Lu2O3）、酸化プラセオジム（Pr6O11）、酸化アルミニウム（Al2O3）、フラックス剤としてフッ化リチウム（LiF）を用いた。それぞれ以下の表に記載の重量を計り取り、乳鉢を用いて30分間混合したのちにアルミナ坩堝に充填し、水素20%還元雰囲気中1500℃で20時間焼成を行った。
焼成後は乳鉢を用いて粉砕し、純水を用いて洗浄した後、乾燥して蛍光体を得た。
【００６５】
これら原材料の組成についての詳細を以下に示す。
【表９】
0006630445.tif 000010
【００６６】
（２）蛍光体の同定
上記で得られた蛍光体に対して、線源がＣｕＫαのＸ線回折装置でＸ線回折結果を取得した。この得られた蛍光体の上記サンプルのうち(La0.800Ce0.200)PO4および(La0.700Ce0.200Pr0.100)PO4についてのＸ線回折結果を図９（ａ）および（ｂ）に示す。各々のサンプルにおいて、得られたＸ線回折パターンから、確かにＬａ１−ｘＰＯ４：Ｃｅｘ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０）およびＬａ１−ｘ−ｙＰＯ４：ＣｅｘＰｒｙ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．５０）の組成で結晶化していることが確認された。
【００６７】
（３）発光強度の測定
実施例５−１から実施例５−７で得られたＬａ１−ｘＰＯ４：Ｃｅｘ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０）蛍光体、ならびに、実施例５−８から実施例５−１３で得られたＬａ１−ｘ−ｙＰＯ４：ＣｅｘＰｒｙ（但し、０．０５≦ｘ≦０．５０，０．０５≦ｙ≦０．５０）蛍光体のサンプルについて、Ｘｅエキシマランプ（波長λ＝１７２ｎｍ）による真空紫外線励起による発光強度を比較例５−１と共に確認した。得られた結果を以下の表と共に一部の発光スペクトルを図１０（ａ）および（ｂ）に示す。なお、以下の表における各ピーク強度の数値は、比較例５−１のピーク強度の数値を基準値１００として換算したものである。
【表１０】
0006630445.tif 000011
【００６８】
得られた結果から、真空紫外線励起によって、ピーク波長が３１５ｎｍ〜３２０ｎｍという紫外領域の光が得られたことが確認された。特に、第１３族元素およびランタノイド系元素から成る群より選択される少なくとも２種の金属元素を含むリン酸塩から構成される蛍光体として、極めて強い強度で発光したことが確認された。これに対して、比較例５−１に示される従来の酸化物から構成される蛍光体では弱くしか発光しなかった。このことから、リン酸塩に上記金属元素を特定の割合で含有させたことによって、従来には無い強い発光が得られたことが確認された。
【００６９】
この得られた紫外光の発光波長特性から、有機物分解、オゾン生成、OHラジカル生成、Low-k絶縁膜作製、樹脂硬化や殺菌・滅菌の用途への適用が可能であり優れた水銀フリーランプとして利用できることが確認された。
【図１】
0006630445.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006630445.tif 000018
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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