(57)【要約】    本発明は、（１）真空紫外線（ＶＵＶ）（１１）を生成するよう構成されたＶＵＶベース放射線源（１０）と、（２）ＶＵＶの少なくとも一部を可視発光材料光（２１）に変換するよう構成された発光材料（２０）とを含む照明ユニットを提供し、発光材料は、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料を含み、ここで、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空紫外線（ＶＵＶ）を生成するＶＵＶベース放射線源と、前記ＶＵＶの少なくとも一部を可視発光材料光に変換する発光材料とを含む照明ユニットであって、前記発光材料は、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料を含み、ここで、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である、照明ユニット。
【請求項２】
ｘ＝０、ｙ＝０．０１〜０．１である、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記発光材料は、少なくとも（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４を含む、請求項１又は２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記照明ユニットは、プラズマディスプレイパネルである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項５】
前記照明ユニットは、前記発光材料を含む放電容器を備える誘電体バリア（ＤＢ）放電ランプである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項６】
５５０〜７００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部の前記発光材料光を測定して、対応するセンサ信号を生成する光学センサと、前記センサ信号から前記放電容器内の温度を求めて、所定の値に基づいて前記放電容器内の前記温度を制御する制御ユニットとをさらに含む、請求項５に記載の照明ユニット。
【請求項７】
前記放射線源は、１５０〜１８０ｎｍの範囲内の少なくとも一部の放射線を供給する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項８】
前記発光材料は粒子状の発光材料であり、前記発光材料の粒子は、Ａｌ２Ｏ３（α，  γ，θ、又はδ相）、ＬｎＰＯ４（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｌｕ）、ＳｉＯ２、Ａｌ２ＳｉＯ５、Ｍｇ２ＳｉＯ４、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ポリリン酸塩、（Ｍｇ，Ｃａ）２Ｐ２Ｏ７、及びＺｒＯ２からなるグループから選択される材料を１つ以上含むコーティングを有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項９】
（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料の発光の、放電容器内の温度の現場測定のための使用。
【請求項１０】
（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料を含む光学センサであって、前記センサは、５５０〜７００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部の発光材料光を測定して、対応するセンサ信号を生成する、光学センサ。
【請求項１１】
（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料の、プラズマディスプレイパネル内の赤色発光材料としての使用。
【請求項１２】
（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料の、発光材料を含む放電容器を備える誘電体バリア（ＤＢ）放電ランプ内の赤色発光材料としての使用。
【請求項１３】
（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料。
【請求項１４】
ｘ＝０である、請求項１３に記載の３価プラセオジム含有材料。
【請求項１５】
ｙ＝０．０１〜０．１である、請求項１３又は１４に記載の３価プラセオジム含有材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（１）真空紫外線（ＶＵＶ）を生成するよう構成されたＶＵＶベース放射線源と、（２）ＶＵＶの少なくとも一部を可視の発光材料光（ルミネセンス）に変換するよう構成された発光材料とを含む照明ユニットに関する。また、本発明は、かかる発光材料の異なる用途における使用、及び発光材料自体に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイやＸｅエキシマ放電ランプには、真空紫外線（ＶＵＶ）励起により効率的に発光する発光材料（「蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）」）、いわゆるＶＵＶ蛍光体又はＶＵＶ発光材料が使用されている。
【０００３】
多くのプラズマディスプレイで使用されている赤色蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕである。これは、この蛍光体が、ＶＵＶによって励起された場合、他の赤色発光蛍光体より高い発光効率を有するからである。一方、この蛍光体について考えられる欠点は、ｘ＝０．６４３及びｙ＝０．３５７という色点であり、これはビデオ用途においては余りに橙色であり、また、減衰時間がτ１／１０＝９ｍｓと比較的長い。ＵＳ５，１３６，２０７は、例えば、赤色発光蛍光体として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕを使用するプラズマ画像スクリーンを開示する。（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕの橙色の色点のため、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕが用いられるブラウン管と比較すると、プラズマ画像ディスプレイパネルの色空間は狭い。前者の色点は、ｘ＝０．６５９及びｙ＝０．３３２である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１９９０年代以降、誘電体バリア（ＤＢ）希ガス（エキシマ）放電の使用は、ＵＶ放射線源の発展のための代替的な放電案としてみなされている。例えば、Ｘｅエキシマ放電は、主に１７２ｎｍの放射線を発する。充填ガスとしてＸｅを含むＤＢ駆動石英ランプは、３０％より高い電気光変換効率（ｗａｌｌ  ｐｌｕｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を示す。他の発光波長は、ＸｅＢｒ＊（２８２ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、又はＫｒＣｌ＊（２２２ｎｍ）エキシマによって実現されたが、放電効率を代償にし得る（下記参照）。
【０００５】
上述したように、真空紫外線（ＶＵＶ）励起により効率的に発光する発光材料は、例えばプラズマディスプレイパネル及びＸｅエキシマ放電ランプに用いられる。広い色域及び高い効率性を有するフルカラーＲＧＢパネル、又は高い演色評価数（ＣＲＩ）及び高い効率性を有する光源を実現するためには、６００〜６３０ｎｍの赤色線発光が要求される。したがって、ランプの三色蛍光体ブレンド、又は発光ディスプレイの赤色ピクセルに用いられる赤色発光蛍光体のほとんどは、活性体としてＥｕ３＋に依存する。Ｅｕ３＋は、高いルーメン当量の発光スペクトルを示すエネルギー準位図を有する、光化学的に安定なイオンである。放電ランプ又はプラズマディスプレイパネル内のＸｅエキシマ放射線変換のために現在使用されている赤色発光ＶＵＶ蛍光体の例を下表に示す。
【表１】
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【０００６】
上記の現在使用されている、例えばＸｅ、Ｎｅ、又はＸｅ／Ｎｅエキシマ放電用のＶＵＶ発光材料は、例えばＶＵＶの低変換効率、又は放電との非最適な相互作用等、いくつかの欠点を有する。蛍光灯においては、これらの材料が白色の物体色を有することが望ましいが、発光ディスプレイにおいては、昼光コントラストを強めるために、発光色と同じ又は近い物体色を有する蛍光体が望まれる。
【０００７】
よって、赤色変換体としての新規の又は改良されたＶＵＶ蛍光体への需要が依然として存在する。したがって、本発明の一側面は、好ましくは上記問題の１つ以上を少なくとも部分的に解決する代替的な発光材料、及びかかる発光材料を含む代替的な照明ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
驚くべきことに、３価のプラセオジム（Ｐｒ３＋）によってドーピングされた特定の格子の希土類元素（Ｐｒ３＋は、特定の電荷補償を伴って、Ｚｒ４＋又はＨｆ４＋等の４価のカチオンを置換する）は、ピークを約６２１ｎｍに有する、強力且つ効率的な赤色線発光を示すことがわかった。かかる３価プラセオジムベース発光材料は、赤色のルミネセンスを示す一方、白色以外の物体色を有し得る。発光ディスプレイ内の赤色ピクセルに、黄色から橙色の物体色を有する赤色線発光蛍光体を用いる場合、パネルのコントラストが向上するという利点がある。ガス放電ランプにおけるかかる赤色線発光蛍光体の利点は、ルーメン当量及び色点安定性の向上である。
【０００９】
また、驚くべきことに、上記発光材料は比較的高いルーメン当量を有するようである（Ｅｕ３＋ベース発光材料と比較して）。また、驚くべきことに、提案の系は、より優れた色点安定性、及び高いクエンチング温度を有するようである（よって、広い温度範囲にかけて適用され得る）。また、減衰時間は３価ユウロピウムよりはるかに短い。
【００１０】
したがって、第１の側面において、本発明は、（１）真空紫外線（ＶＵＶ）を生成するＶＵＶベース放射線源と、（２）ＶＵＶの少なくとも一部を可視発光材料光に変換する発光材料とを含む照明ユニットであって、発光材料は、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料を含み、ここで、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である、照明ユニットを提供する。他の側面において、本発明は、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料（自体）を提供する。本明細書において、これらの材料は、「赤色発光材料」又は「プラセオジム含有材料」とも呼ばれる。
【００１１】
上記発光材料は、ＰＤＰ及びＤＢ用途において、高いルーメン出力及び非常に優れた温度安定性を有する効率的な赤色発光材料として使用され得る。上記３価プラセオジム含有材料は、プラズマディスプレイパネル及び誘電体バリア放電ランプ内で生成されたＶＵＶを効率的に吸収できる。
【００１２】
発光材料は、本明細書に記載される３価プラセオジム含有材料のうちの少なくとも１つを含むが、かかる３価プラセオジム含有材料の２つ以上の組み合わせを含んでもよい。よって、一実施形態において、用語「３価プラセオジム含有材料」は、複数の異なる３価プラセオジム含有材料にも関連し得る。この文脈において、用語「異なる」は、異なるホスト格子、及び／又は異なるプラセオジム含有量、及び／又は任意の共活性体の存在に関連し得る。特に、異なるホスト格子に関連し得る。原則的に、例えばＺｒ／Ｈｆの比率が異なるだけで、異なるホスト格子が提供されることに留意されたい。
【００１３】
任意で、１つ以上の３価プラセオジム含有材料に加えて、発光材料はさらに、（放射線源の放射により励起されると）可視光を発する他の蛍光体（発光材料）を１つ以上含んでもよい。
【００１４】
３価プラセオジム含有材料は、３価プラセオジムによって部分的に置換され得るカチオンとして、カチオンＺｒ４＋（４価ジルコニウム）及び／又はＨｆ４＋（４価ハフニウム）を含む。また、３価プラセオジム含有材料は、ケイ酸塩、リン酸塩、又はホウ酸塩の群に属する。
【００１５】
予期されるスペクトル位置における効率的な赤色発光から推測されるように、３価プラセオジムは、３価プラセオジム含有材料のホスト格子内に導入される（４ｆ−４ｆ遷移；主に１Ｄ２→３Ｈ４）。また、他の特徴は、温度変動によりほとんど移動せず、５００Ｋ付近までスペクトルを支配する、約６２１ｎｍにおける単一の鋭いピークである。この単一の鋭いピークは、Ｐｒ３＋が格子位置の一種（すなわち、Ｚｒ４＋）を実質的に占有すること、及びＳｉ／Ｐ−Ｏ−基、Ｐ／Ｓ−Ｏ−基、又はＢ／Ｓ−Ｏ基による配位の証でもある。
【００１６】
全４価カチオンの一部が３価プラセオジムによって置換されるので、電荷補償が提案される。この電荷補償は、３価カチオンによる４価カチオンの部分置換による電荷不足を補償できるアニオンをケイ酸塩、ホウ酸塩、又はリン酸塩基内に組み込むことによって実行される。これは、ケイ酸塩基の場合はＰｒ３＋とともにリンを、リン酸塩又はホウ酸塩基の場合はＰｒ３＋とともに硫黄を導入することによって実行される。したがって、リン又は硫黄をドーパントとしてみなすこともできるので、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４を、例えば（Ｚｒ１−ｘＨｆｘ）ＳｉＯ４：Ｐｒ，Ｐと記してもよい。同様に、例えば（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４を（Ｚｒ１−ｘＨｆｘ）３ＰＯ４）４：Ｐｒ，Ｓと記してもよい。
【００１７】
しかし、物体色から推測されるように、発光材料（の結晶格子、すなわちホスト格子）内のプラセオジムの一部、例えば約０．１〜１０％は、（依然として）４価プラセオジムとして存在し得る。一実施形態において、不足補償、例えばＰｒの総モル数の１〜１０％の電荷を補償しないことにより、物体色を生成又は強化してもよい。例えば、カチオンがｙ個のＰｒ３＋によって置換された場合、アニオンは０．９〜０．９９ｙによって置換され得る。これにより、一部のプラセオジムは４価状態を取ることを強いられる。
【００１８】
電荷補償を行わない場合、低い量子効率により、材料の発光特性が劣る可能性があり、温度測定には実質的に使用できない可能性がある（温度測定に関しては下記を参照）。
【００１９】
上述したように、発光材料は、例えばプラズマディスプレイパネル、又は誘電体バリア放電ランプ（誘電体バリア（ＤＢ）（希ガスエキシマ）放電ランプとも呼ぶ）において使用され得る。
【００２０】
よって、本発明は、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料の、プラズマディスプレイパネル内の赤色発光材料としての使用を提供する。同様に、本発明は、他の側面において、照明ユニットがプラズマディスプレイパネルである上記照明ユニットを提供する。上述したように、本明細書に記載される３価プラセオジム含有材料に基づく発光材料は、特に、昼光コントラストを強化するために用いられ得る。
【００２１】
他の側面において、本発明は、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料の、発光材料を含む放電容器を備える誘電体バリア（ＤＢ）放電ランプ内の赤色発光材料としての使用を提供する。同様に、本発明は他の側面において、照明ユニットが上記発光材料を含む放電容器を備える誘電体バリア（ＤＢ）放電ランプである上記照明ユニットを提供する。
【００２２】
上述したように、３価プラセオジム含有材料は、高い温度安定性及び高いクエンチング温度を有する。これは、上記発光材料の特定の使用、すなわち温度センサとしての使用を可能にする。クエンチ温度が高いので、５００Ｋ程度の温度まで、効率性は温度上昇による影響を実質的に受けないようである。また、色点は温度が上昇してもほとんど変動しない。したがって、光学特性がＤＢ用途に非常に適している。温度が上昇するとともに、ホンサイドバンド（ｐｈｏｎｅ  ｓｉｄｅ  ｂａｎｄｓ）が（明確に）現れ、４ｆ−４ｆ遷移の線幅が（わずかに）広がる。これらのスペクトル特徴は、発光材料（より正確には、３価プラセオジム含有材料）の温度を求めるために使用することができ、これにより、放電容器内の温度を適切に示すことができる。したがって、本発明はさらに、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択される３価プラセオジム含有材料であって、ｘ＝０．０〜１．０、０＜ｙ≦０．１５、１−ｘ−ｙ≧０である３価プラセオジム含有材料の発光の、（ＤＢ放電ランプの）放電容器内の温度の現場測定のための使用を提供する。同様に、本発明はさらに、少なくとも５５０〜７００ｎｍの波長範囲内の発光材料光を測定して、対応するセンサ信号を生成する光学センサと、センサ信号から放電容器内の温度を求めて、所定の値に基づいて放電容器内の温度を制御する制御ユニットとをさらに含む、照明ユニットを提供する。制御ユニットは、所定の値に基づいて放電容器内の温度を制御するよう構成されてもよい。
【００２３】
当然ながら、発光材料の温度センサ機能の使用は、ＤＢ放電ランプ内の３価プラセオジム含有材料の本来の機能と組み合わされてもよい。しかし、上記のように電荷補償を行わない場合、スペクトルが強くぼやけて、温度解析のための判別可能な信号を得ることができない。
【００２４】
放電容器は、あらゆる種類の放電容器であり得る。しかし、特定の一実施形態において、放電容器は、誘電体バリア（ＤＢ）エキシマ放電タイプランプに適した放電容器である。かかるランプにおいて使用され得る誘電体バリア（ＤＢ）エキシマ放電の例は、例えば、主に１７２ｎｍ放射線を発するＸｅエキシマ放電である。充填ガスとしてＸｅを含むＤＢ駆動石英ランプは、３０％より高い光電気変換効率（ｗａｌｌ  ｐｌｕｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を示す。Ｘｅエキシマ放電に基づく石英ランプは、Ｕｓｈｉｏ及びＨｅｒａｅｕｓによって開発され、発される１７２ｎｍ（ＶＵＶ）光子が持つ、あらゆる種類の有機結合を隔離するのに十分な高エネルギーのため、ウェハ表面の清掃に用いられる。他の発光波長は、ＸｅＢｒ＊（２８２ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、又はＫｒＣｌ＊（２２２ｎｍ）を用いることによって実現されたが、放電効率を代償にする。したがって、（エキシマ）放電ランプ又はガス放電パネル（すなわち、ＰＤＰ）は、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、及びＩ２のうちの１つ以上、特に少なくともＸｅによって充填された放電容器を含み得る。放射線源は、特に、少なくとも１５０〜１８０ｎｍの範囲内の放射線、さらに特に少なくとも１６５〜１７５ｎｍの範囲内の放射線を供給するよう構成され得る。ＶＵＶは、１０〜２００ｎｍの範囲内、例えば１００〜２００ｎｍの範囲内に存在すると考えられる。
【００２５】
また、したがって、（エキシマ）放電ランプ又はガス放電パネルは、上記発光材料によってコーティングされた放電容器を備え得る。例えば、上記発光材料を含むコーティングが施され得る。（施される）コーティングは、さらに、液体、結合剤、及び任意で散乱物質、並びに任意で他の発光材料、等の通常の成分を含み得る。放電容器（壁）の少なくとも一部にコーティングが施された後、液体及び結合剤の大部分が除去されてもよく、これは、使用時の照明ユニットの放電容器のコーティングが、３価プラセオジム含有材料、オプションの散乱物質、及びオプションの他の発光材料から実質的に構成され得ることを意味する。
【００２６】
特定の一実施形態において、ｘ＝０であり、すなわち、３価プラセオジム含有材料は（Ｚｒ１−ｙＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４、（Ｚｒ１−ｙＰｒｙ）３（（Ｐ１−３／４ｙＳ３／４ｙ）Ｏ４）４、及び（Ｚｒ１−ｙＰｒｙ）３（（Ｂ１−３／４ｙＳ３／４ｙ））Ｏ３）４からなるグループから選択され、ここで、０＜ｙ≦０．１５である。
【００２７】
特定の一実施形態において、ｙ＝０．００５〜０．１であり、特に０．０１５〜０．０６である（すなわち、３価プラセオジムによって置換され得るカチオン（すなわち、Ｚｒ及びＨｆ）のうちの１．５〜６％が３価プラセオジムによって置換される）。例えば、ｘ＝０．５、ｙ＝０．０２であり、ケイ酸塩を想定すると、（Ｚｒ０．４８Ｈｆ０．５Ｐｒ０．０２）（Ｓｉ０．９８Ｐ０．０２）Ｏ４という化学式が得られ、つまり、Ｚｒ＋Ｈｆの２％がプラセオジムによって置換される。ｘ＝０．４８、ｙ＝０．０２の場合（すなわち、（Ｚｒ０．５Ｈｆ０．４８Ｐｒ０．０２）（Ｓｉ０．９８Ｐ０．０２）Ｏ４が得られる）、又はｘ＝０．４９、ｙ＝０．０２の場合（すなわち、（Ｚｒ０．４９Ｈｆ０．４９Ｐｒ０．０２）（Ｓｉ０．９８Ｐ０．０２）Ｏ４が得られる）にも２％の置換ができることに留意されたい。特定の一実施形態において、発光材料は、少なくとも（Ｚｒ１−ｘ−ｙＨｆｘＰｒｙ）（Ｓｉ１−ｙＰｙ）Ｏ４を含む。
【００２８】
上記したように、ｘは０〜１の範囲内でもよく、例えばｘ＞０、ｘ＜１、又は０＜ｘ＜１である。一実施形態において、ｘは０〜０．２の範囲内である。他の実施形態において、ｘは０．８〜１．０の範囲内である。
【００２９】
特定の一実施形態において、発光材料は粒子状の発光材料であり、発光材料の粒子、すなわち、特に３価プラセオジム含有材料粒子は、Ａｌ２Ｏ３（α，γ，θ、又はδ相）、ＬｎＰＯ４（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｌｕ）、ＳｉＯ２、Ａｌ２ＳｉＯ５、Ｍｇ２ＳｉＯ４、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ポリリン酸塩、（Ｍｇ，Ｃａ）２Ｐ２Ｏ７、及びＺｒＯ２からなるグループから選択される材料を１つ以上含むコーティングを有する。コーティングは、上記のように３価プラセオジム含有材料を包む。
【００３０】
本明細書における白色光という用語は、当業者にとって良く知られている。特に、白色光は、約２０００〜２００００Ｋ、特に約２７００〜２００００Ｋ、一般照明においては特に約２７００〜６５００Ｋ、バックライト用途においては特に約７０００〜２００００Ｋ、の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光に関連し、また、特にＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）以内であり、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ以内であり、さらに特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭ以内である。
【００３１】
用語「紫色光」又は「紫色発光」は、特に約３８０〜４４０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連する。用語「青色光」又は「青色発光」は、特に約４４０〜４９０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連する（紫及びシアンの色相をいくらか含む）。用語「緑色光」又は「緑色発光」は、特に約４９０〜５６０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「黄色光」又は「黄色発光」は、特に約５６０〜５９０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「橙色光」又は「橙色発光」は、特に約５９０〜６２０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連する。用語「赤色光」又は「赤色発光」は。特に約６２０〜７５０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関連する。用語「可視光」又は「可視発光」は、約３８０〜７５０ｎｍの範囲内の波長を有する光を指す。
【００３２】
用語「上流」及び「下流」は、発光手段からの光の伝播に対するアイテム又は特徴の配置に関連し、発光手段からの光線上の第１位置に対して、発光手段により近い光線上の第２ポジションは「上流」であり、発光手段からより遠い光線上の第３位置は「下流」である。
【００３３】
本明細書において、例えば、「実質的に全ての発光」又は「実質的に〜からなる」等に使用される用語「実質的に」は、当業者によって理解されるであろう。用語「実質的に」は、「完全に」、「完璧に」、又は「全て」等を含む実施形態を含み得る。適当な場合、用語「実質的に」は、９０％以上、例えば９５％以上、特に９９％以上、さらに特に９９．５％以上に関連し得り、１００％を含む。用語「含む」は、「含む」が「〜からなる」を意味する実施形態も含む。
【００３４】
本明細書の装置は、存在し得る様々な状態のうち、動作中に関して説明される。当業者にとって明らかなように、本発明は、動作方法又は動作中の装置に限定されない。
【００３５】
上記実施形態は、本発明を限定ではなく説明するものであり、当業者は、特許請求の範囲から逸脱することなく、多数の変形例を設計できるであろう。請求項において、括弧内の参照符号は請求項を限定すると解されるべきではない。動詞「含む」及びその活用形の使用は、請求項内に記載された要素又はステップ以外の存在を除外しない。要素は複数を除外しない。本発明は、複数の異なる要素を含むハードウェア、及び適切にプログラミングされたコンピュータによって実装され得る。複数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いくつかがハードウェアの同一のアイテムによって実現されてもよい。複数の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからと言って、これらの手段の組み合わせを好適に使用できないとは限らない。
【００３６】
さらに、本発明は、本明細書に記載され、且つ／又は付属の図面に示される発明特定特徴を１つ以上含む装置に適用される。さらに、本発明は、本明細書に記載され、且つ／又は付属の図面に示される発明特定特徴を１つ以上含む方法又はプロセスに関する。
【００３７】
本願で説明される多様な側面を組み合わせて、追加の利点を提供してもよい。また、特徴のいくつかは、１つ以上の分割出願の基礎を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の例示的な実施形態を付属の概略的な図面を参照しながら以下に説明する。図面において、対応する参照記号は対応する部品又は部分を示す。また、図面は必ずしも縮尺通りではない。
【００３９】
【図１】図１は、照明ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図２ａ−２ｃ】図２ａ〜２ｃは、照明ユニット及び発光材料のいくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図３ａ−３ｃ】図３ａ〜３ｃは、３価プラセオジム含有材料に関するいくつかの測定結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、放射線１１（ＶＵＶ１１とも示される）を供給するよう構成された放射線源１０を含む照明ユニット１００を概略的に示す。照明ユニット１００は、さらに、上流面３１及び下流面３２を有する窓３０を含む。窓３０は、参照符号２０によって示される発光材料の可視光に対して透過性である。この実施形態において、一例として、発光材料２０は上流面３１のコーティングとして存在する。発光材料光（「ルミネセンス」）は、参照符号２１によって示される。ルミネセンスは、上記のような赤色発光材料の寄与を含み得るが、任意で、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ａｌ６Ｏ１１：Ｅｕ２＋、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ３＋Ｔｂ３＋、ＹＢＯ３：Ｃｅ３＋Ｔｂ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｍｎ２＋、及び（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋等の他の種類の蛍光体／発光材料の寄与を含んでもよい。照明ユニット１００の内部は参照符号１０１によって示される。これは、例えば光混合チャンバであり得る。内部は壁によって囲まれ、その一部は窓３０であり得る。
【００４１】
図２ａ及び２ｂは、誘電体バリア放電ランプ１２０及びプラズマディスプレイパネルユニット１３０を非常に概略的に示す。電源及び電気配線等の周知の副装置、要素、及びバラスト等は（理解しやすくするために）図示されていない。
【００４２】
ＤＢ放電ランプ１２０（図２ａ参照）は、放電容器１２５を備える。放電容器内、すなわち内部１０１では、放電の生成により放射線１１が生成される。このために、ＤＢ放電ランプ１２０は、（ＤＢ）電極１２７をさらに備える。参照符号２６及び１２６は、（オプションの）反射層を示す。下部反射層１２６はバリアでもよいし、又はバリアの一部でもよい。一例として、発光材料２０は、窓３０の上流側及び電極１２７上の反射層１２６に配置される。
【００４３】
任意で、照明ユニットは、発光材料２０内に含まれるプラセオジム含有材料の赤色発光を測定するよう構成された光学センサ５０を含んでもよい。プラセオジム含有材料のスペクトルから、材料の温度を（よって内部１０１の温度を）導出することができる。センサ５０は、センサ５０によって生成されたセンサ信号からプラセオジム含有材料の温度を導出し得る制御ユニット６０に機能的に結合されてもよい。任意で、制御ユニット６０は、センサ信号及び所定の（予め設定された）温度に基づいて温度を（すなわち、放電を）制御してもよい。
【００４４】
図２ｂは、ＰＤＰユニット１３０を非常に概略的に示す。発光材料２０を有する小室は、例えばＲＧＢ発光材料を含み得る。赤色成分は、上記したようなプラセオジム含有材料でもよい。窓は、透明電極を含み得る。電極は、ここでも参照符号１２７で示される。
【００４５】
図２ｃは、コーティングされた発光材料２０を概略的に示す。ここで、発光材料は粒子２５を含む。粒子２５にはコーティング２６が施されていてもよい。粒子２５のコア内の活性材料／蛍光体、すなわち上記したようなプラセオジム含有材料は、参照符号２７によって示される。
【００４６】
実施例
図３ａは、温度の関数としてのＺｒＳｉＯ４：Ｐｒ，Ｐの発光スペクトルを示す（ｙ軸：任意単位のノーマライズされた強度、ｘ軸：ｎｍ単位の波長）。赤色スペクトル範囲内に位置する発光パターンの強い温度依存性は、材料が温度センサとしても使用されることを可能にする。一方、１００〜５００Ｋにかけて、スペクトルの中心波長はほとんど一定なので、色点はほとんどシフトしない。１００〜５００Ｋにかけてのｘ及びｙのずれは、０．０５以内である（ＣＩＥ１９３１色度図におけるｘ及びｙ両方に関して）。２９３Ｋにおける色点は、ｘ＝０．６４３及びｙ＝０．３５５である。
【００４７】
赤色ルミネセンスの減衰測定は、τ１＝５３．６８μｓ（１５．１５％）、及びτ２＝２１６．７μｓ（８４．８５％）（χ２＝１．２７６）（１／ｅ曲線）を示した。減衰時間は、３価のユウロピウムの赤色発光より著しく短く、これはＰＤＰ用途において有利である。
【００４８】
ＺｒＳｉＯ４：Ｐｒ（１％），Ｐ（１％）の作成
出発原料１．０００ｇＳｉＯ２、２．０５１ｇＺｒＯ２、０．０２８６ｇＰｒ６Ｏ１１、及び０．０６３９ｇＮａ３ＰＯ４・１２Ｈ２Ｏを、めのう乳鉢内で十分に混合する。その後、これらの出発原料に０．３０９ｇＬｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏを加え、よくひかれた前駆体ブレンドをコランダム製のるつぼ内に充填し、蓋をする。１回目のアニーリング工程において、材料はＣＯ下において９００度で５時間処理される。２回目のアニーリング工程において、材料はＣＯ下において１２００度で５時間処理される。最後に、パウダーケーキをミリングにより粉砕して、かたまりを除去するために粉末をふるいにかける。
【００４９】
図３ｂにＸＲＤデータを示す（ｙ軸：ｃｐｓ単位の強度、ｘ軸：角度２θ）。図３ｃは、波長（ｎｍ）の関数としての材料の励起（ＥＸ；任意単位のノーマライズされた強度）、ルミネセンス又は発光（ＥＭ；任意単位のノーマライズされた強度）、及び反射率（Ｒ；％）を示す。
【００５０】
Ｚｒ３（ＰＯ４）４：Ｐｒ（１％），Ｓ（１％）の作成
出発原料２．３００ｇＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、１．８４４ｇＺｒＯ２、０．０２８ｇＰｒ６Ｏ１１、及び０．０２０ｇ（ＮＨ４）２ＳＯ４をめのう乳鉢内で十分に混合する。その後、これらの出発原料に０．１８０ｇＬｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏを加え、よくひかれた前駆体ブレンドをコランダム製のるつぼに充填し、蓋をする。１回目のアニーリング工程において、材料はＣＯ下において、９００度で５時間処理される。２回目のアニーリング工程において、材料はＣＯ下において１２００度で５時間処理される。最後にパウダーケーキをミリングにより粉砕して、かたまりを除去するために粉末をふるいにかける。
【００５１】
Ｚｒ３（ＢＯ３）４：Ｐｒ（１％），Ｓ（１％）の作成
出発原料１．３７２ｇＨ３ＢＯ３、２．０４６ｇＺｒＯ２、０．０２９０ｇＰｒ６Ｏ１１、及び０．０１０ｇＳｉＯ４をめのう乳鉢内で十分に混合する。その後、これらの出発原料に０．１４０ｇＬｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏを加え、よくひかれた前駆体ブレンドをコランダム製のるつぼ内に充填し、蓋をする。１回目のアニーリング工程において、材料はＣＯ下において９００度で５時間処理される。２回目のアニーリング工程において、材料はＣＯ下において１２００度で５時間処理される。最後にパウダーケーキをミリングにより粉砕して、かたまりを除去するために粉末をふるいにかける。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【国際調査報告】
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