紫外线发光荧光体、发光元件和发光装置的制作方法

文档序号:17930393发布日期:2019-06-15 00:47阅读:156来源:国知局
紫外线发光荧光体、发光元件和发光装置的制作方法
本发明涉及发出紫外线的紫外线发光荧光体,尤其涉及具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度的紫外线发光荧光体。
背景技术
:在紫外线发光领域,随着紫外线的用途扩大至医疗领域、光催化剂领域等各种领域,产业价值不断提高。紫外线中,尤其是显示200~350nm波长区域的光的深紫外光(duv)与dna的相互作用强,对流感病毒、诺如病毒或念珠菌等真菌类的灭菌、无害化是有效的,不仅作为不伴有基因耐受化的清洁灭菌而对水、动植物的灭菌、医院、家庭中的空气灭菌、器械灭菌有效,还期待在难分解物质的分解、化学物质的合成等中的应用、在医疗应用等广阔领域的利用。以这样的产业上的高需求为背景,能够呈现紫外线发光的发光体的开发和改良正在不断推进。作为呈现紫外线发光的发光体,目前主要使用的是使用了汞的汞灯。这是因为汞灯能够低成本地制造、能够容易地发挥高能量。可是,汞灯被指责存在无法将发光波长控制为可变、此外寿命也短等问题。进一步,目前,汞对自然环境造成的负担大被当成问题,从环境保护的观点出发,今后也计划实施禁止汞的制造的法律规定。从这样的背景出发,迫切需要开发不使用汞的(无汞的)紫外线发光光源。作为以这样的不使用汞的(无汞的)紫外线发光光源为目标的以往的紫外发光荧光体,例如有以激发波长185nm被激发、以峰发光波长274nm发光的由sr1-xprxal12-ymgyo19表示的紫外发光荧光体(参照专利文献1)。除此以外,例如还有具有母体和至少包含ag的激活剂的紫外发光荧光体,该母体选自由碱土金属磷酸盐、碱土金属焦磷酸盐、碱土金属铝酸盐、碱土金属硅酸盐、含有碱金属和镧系的磷酸盐、以及含有碱金属、碱土金属和镧系的磷酸盐组成的组(参照专利文献2)。除此之外,作为通过紫外线的照射被激发而发出紫外线的荧光体,已知y0.93bo3:gd0.04,pr0.03、y0.955bo3:gd0.04,bi0.005(参照专利文献3的图6)。此外,还已知具有通式y1-x-ygdxbiyal3(bo3)4(0<x<0.6,0<y<0.03)所表示的组成的紫外线发光荧光体(参照专利文献4)。可是,这样的荧光体为由多种构成元素构成的复杂组成,因而存在下述问题:从原料的筹措到制造的成本很高,最适合用于制造的制造条件严格,为了实现包括大量生产的实用化,还有很多需要改善的方面。此外,关于发光特性,从实用化方面出发也没有达到充分的特性。作为能够解决这样的问题的、由少的构成元素构成的包含简单组成的荧光体,有下述荧光体:其是由锌元素、铝元素和氧元素构成的znal2o4所表示的荧光体,照射真空紫外线,通过该真空紫外线的照射被激发而发出紫外线(参照专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-342336号公报专利文献2:日本特开2015-025077号公报专利文献3:a.b.gawande,r.p.sonekar和s.k.omanwar,combustionscienceandtechnology(燃烧科学与技术),186卷,2014-6期,785-791页,2014年1月21日专利文献4:日本特开2013-231142号公报专利文献5:国际公开wo2016/136955技术实现要素:发明所要解决的课题可是,以往的紫外发光荧光体中,虽然有由少的构成元素构成的包含简单组成的荧光体(例如专利文献5),但存在尚未获得能够代替汞灯作为灭菌灯的程度的充分发光强度的课题。本发明是为了解决前述课题而做出的,其目的在于提供具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度的紫外线发光荧光体。用于解决课题的方法本发明人等反复进行了深入研究,摸索简单构成的荧光体,结果发现了能够解决上述课题的发光强度高的新的紫外线发光荧光体,从而导出了本发明。即,提供一种由于紫外线的照射被激发而发出紫外线的紫外线发光荧光体,本申请中公开的紫外线发光荧光体是至少由钪元素、13族元素和氧元素构成且可以含有至少1种稀土元素的荧光体。此外,还提供使用本申请中公开的紫外线发光荧光体的发光元件。此外,还提供具备本申请中公开的发光元件的发光装置。附图说明[图1]显示本发明实施例1涉及的紫外线发光荧光体(x=0~0.40)的x射线衍射结果。[图2]显示本发明实施例1涉及的紫外线发光荧光体(x=0.50~1)的x射线衍射结果。[图3]显示本发明实施例1涉及的紫外线发光荧光体的(a)累积强度、(b)峰强度和(c)峰波长相对于sc浓度(x)的相关关系。[图4]显示本发明实施例1涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱的结果。[图5]显示本发明实施例1涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱相对于比较例znal2o4的比较结果。[图6]显示本发明实施例2涉及的紫外线发光荧光体(x=0.05~0.50)的x射线衍射结果。[图7]显示本发明实施例2涉及的紫外线发光荧光体(x=0.70~1)的x射线衍射结果。[图8]显示本发明实施例2涉及的紫外线发光荧光体的(a)累积强度和(b)峰波长相对于sc浓度(x)的相关关系。[图9]显示本发明实施例2涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱的结果。[图10]显示本发明实施例2涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱的结果。[图11]显示本发明实施例2涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱相对于比较例sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02的比较结果。[图12]显示本发明实施例3涉及的紫外线发光荧光体(x=0~0.90)的x射线衍射结果。[图13]显示本发明实施例3涉及的紫外线发光荧光体的(a)累积强度和(b)峰波长相对于sc浓度(x)的相关关系。[图14]显示本发明实施例3涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱的结果。[图15]显示本发明实施例3涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱的结果。[图16]显示本发明实施例3涉及的紫外线发光荧光体(x=0.90)的发光强度谱相对于比较例sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02的比较结果。[图17]显示本发明实施例4涉及的紫外线发光荧光体(x=0.02~0.15)的x射线衍射结果。[图18]显示本发明实施例4涉及的紫外线发光荧光体(x=0.20~0.25)的x射线衍射结果。[图19]显示本发明实施例4涉及的紫外线发光荧光体的峰强度相对于gd浓度(a)的相关关系。[图20]显示本发明实施例4涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱相对于比较例yal3(bo3)4:gd,bi的比较结果。[图21]显示本发明实施例5涉及的紫外线发光荧光体(x=0.02~0.35)的x射线衍射结果。[图22]显示本发明实施例5涉及的紫外线发光荧光体(x=0.50)的x射线衍射结果。[图23]显示本发明实施例5涉及的紫外线发光荧光体的峰强度相对于gd浓度(b)的相关关系。[图24]显示本发明实施例5涉及的紫外线发光荧光体的发光强度谱相对于比较例yal3(bo3)4:gd,bi的比较结果。具体实施方式本申请中公开的紫外线发光荧光体只要是至少由钪元素、13族元素和氧元素构成且可以含有至少1种稀土元素,并且通过紫外线的照射被激发而发出紫外线的荧光体即可,此外并无特别限定。以这种方式以少的构成元素构成,因而也具有容易制造的特征。作为该13族元素,优选为硼元素(b)、铝元素(al)、镓元素(ga)、铟元素(in)和铊元素(tl)中的至少一种,更优选为硼元素(b)。作为该稀土元素,优选为钇元素(y)、镏元素(lu)、镧元素(la)、钆元素(gd)、镨元素(pr)、钕元素(nd)、钷元素(pm)、钐元素(sm)、铕元素(eu)、铽元素(tb)、镝元素(dy)、钬元素(ho)、铒元素(er)、铥元素(tm)和镱元素(yb)中的至少一种,更优选为钇元素(y)、镏元素(lu)、镧元素(la)、钆元素(gd)中的至少一种。由此,例如,作为本申请中公开的荧光体的一种,可列举通式((y,lu,la)1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)所表示的紫外线发光荧光体。关于该通式((y,lu,la)1-xscx)bo3的写法,表示相对于sc的配合摩尔比率x,(y、lu、la)的总和的配合摩尔比率为1-x。关于(y,lu,la)的写法,表示可以仅由该y(钇)、lu(镏)和la(镧)3元素中的1种构成,也可也由该3元素中的2种构成,还可以含有全部该3元素而构成。例如,作为由该3元素(y,lu,la)中的1种构成的紫外线发光荧光体,可列举通式(y1-xscx)bo3、(lu1-xscx)bo3和通式(la1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)所表示的物质。此外,例如,作为由该3元素(y,lu,la)中的2种构成的紫外线发光荧光体,可列举通式((y,la)1-xscx)bo3,((y,lu)1-xscx)bo3,((la,lu)1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)所表示的物质。需说明的是,如后所述,上述通式((y,lu,la)1-xscx)bo3所表示的紫外线发光荧光体可实现比以往优异的发光特性,只要可实现与之同等的发光特性,则将构成该通式((y,lu,la)1-xscx)bo3所表示的荧光体的稀土元素(即钇元素、镏元素、镧元素)的一部分如本领域技术人员通常进行的那样用其他前述稀土元素(例如钆元素等)取代而得的荧光体、将构成该通式((y,lu,la)1-xscx)bo3所表示的荧光体的13族元素(即硼元素)的一部分如本领域技术人员通常进行的那样用其他前述13族元素(例如铝元素等)取代而得的荧光体也可以视为与该通式((y,lu,la)1-xscx)bo3所表示的荧光体是同等的,作为本申请的荧光体的对象包含在本申请中。此外,关于钪元素,钪元素可以至少被摩尔配合比0.07~0.25的钆元素、以及镨元素和/或铋元素取代。即作为取代钪元素的元素的组合,可以是至少摩尔配合比0.07~0.25的钆元素、以及镨元素,可以是至少摩尔配合比0.07~0.25的钆元素、以及铋元素,可以是至少摩尔配合比0.07~0.25的钆元素、以及镨元素和铋元素。作为这样的荧光体的一个例子,可列举例如(y0.97-a(gda,pr0.03))bo3(0.07≦a≦0.25)、(y0.995-b(gdb,bi0.005))bo3(0.07≦b≦0.25)等。作为成为激发源的紫外线,是指作为一般的紫外线区域的波长10~400nm的紫外线,例如可以使用254nm的紫外线,除此以外,也可以使用真空紫外线。该真空紫外线是指波长200nm以下的紫外线,例如可以使用波长147nm的紫外线、波长172nm的紫外线等,例如可以使用氪(kr)准分子灯(波长147nm)、氙(xe)准分子灯(波长172nm)。本申请中公开的紫外线发光荧光体可以通过照射来自这样的激发源的紫外线而发出各种波长区域的紫外线,例如,可以发出在包括灭菌灯等的各种用途中有用的200~350nm波长区域的深紫外光(duv)。以这种方式,本申请中公开的紫外线发光荧光体由与以往相比格外简单的构成元素构成,发挥高的发光强度。以这种方式,本申请中公开的紫外线发光荧光体由与以往相比格外简单的构成元素构成,作为其制造方法的一个例子,可以通过将该构成元素的氧化物混合并烧成等简单的方法来获得。进一步,关于本申请中公开的紫外线发光荧光体,从照射成为激发源的紫外线从而实现进一步高的发光强度的观点出发,该紫外线发光荧光体中,从实现高的峰强度方面出发,发光中心(例如钪元素(sc))的配合比率x优选为0.2≦x≦0.8,进一步,从同时实现高的累积强度方面出发,更优选为0.2≦x≦0.7。以这种方式确认到如下这样的优异效果:本申请中公开的紫外线发光荧光体由比以往简单的构成元素构成,进一步,通过照射紫外线,也获得了比以往高的发光强度(参照后述实施例和比较例)。虽然本申请涉及的紫外线发光荧光体实现这样优异的效果的机制尚未详细阐明,但认为结构性的内在原因是以下述方式进行了优化:在照射了紫外线的情况下,相对于紫外线的波长区域,在荧光体的晶体结构内sc元素、gd元素、bi元素和pr元素等作为发光中心的作用提高。即推测通过照射紫外线、尤其是通过这样的sc元素、gd元素、bi元素和pr元素等的存在,构成荧光体的各原子间的距离与紫外线波长的长度适宜地作用,容易在原子水平上迁移至特异性发出紫外线波段的光的能量水平。作为制造本申请涉及的紫外线发光荧光体的方法,可以在原料中使用各构成元素的氧化物,按成为希望的荧光体组成的化学计量性比例混合。例如,关于上述通式((y,lu,la)1-xscx)bo3所表示的本申请涉及的荧光体,可以使用作为各构成元素的氧化物的氧化钇(y2o3)、氧化镏(lu2o3)、氧化镧(la2o3)、氧化钪(sc2o3)和硼酸(h3bo3)的各粉末作为原料来制造,其中,关于通式(y1-xscx)bo3所表示的本申请涉及的荧光体,可以使用作为各构成元素的氧化物的氧化钇(y2o3)、氧化钪(sc2o3)和硼酸(h3bo3)的各粉末作为原料来制造。本申请涉及的紫外线发光荧光体通过将混合该原料而得到的粉体在大气气氛下高温烧成而得到。该高温烧成例如可以在温度1000℃~1500℃下进行3~15小时。例如,通过将这些原料在大气气氛下1200℃烧成10小时,能够得到紫外线发光荧光体。以这种方式得到的紫外线发光荧光体的用途是多种多样的。例如,通过使用本申请涉及的紫外线发光荧光体发出的深紫外光(200nm~350nm)、尤其是250nm左右的紫外光对各种灭菌对象物进行灭菌,能够利用紫外线进行对残留物、环境破坏进行抑制的清洁的灭菌。即由本申请涉及的紫外线发光荧光体构成的灭菌用灯是无汞的,同时发挥高的灭菌能力。此外,通过使用该深紫外光,也可以进行难分解物质(例如甲醛和pcb等)的分解处理、新的化学物质的合成(例如光催化剂物质等)。此外,通过使用该深紫外光,还能够在难治疗性疾病(例如特应性皮炎等)的治疗和院内感染的预防等各种医疗领域中应用。此外,也可以作为含有这样的紫外线发光荧光体的各种发光元件使用。另外,还可以作为具备该发光元件的发光装置使用。为了使本发明的特征更加清楚,以下给出实施例,但本发明不受这些实施例的限制。(实施例1)(1)荧光体的制造-(y1-xscx)bo3原材料使用氧化钇(y2o3)(信越化学制)、氧化钪(sc2o3)(信越化学制)和硼酸(h3bo3)(富山药品工业制),化学计量性地按成为(y1-xscx)bo3(其中,0<x≤1)所表示的组成式的比例混合。关于混合后的样品,准备x=0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00的13种样品。分别将混合后的粉体放入氧化铝坩埚,在大气气氛下,1200℃烧成10小时,得到烧结体。(2)荧光体的鉴定对于上述得到的烧结体,利用射线源为fekα的x射线衍射装置获取x射线衍射结果。图1显示x=0~0.40的各样品的x射线衍射结果,图2显示x=0.50~1的各样品的x射线衍射结果。由得到的峰值确认到,确实是按(y1-xscx)bo3的组成发生晶体化。(3)发光强度的测定关于上述13种(y1-xscx)bo3晶体的样品(样品编号1~13),确认利用了xe准分子灯(波长λ=172nm)的真空紫外线激发导致的发光强度。以下的表中,将得到的发光强度作为累积强度表示,也一并示出峰强度和峰波长。基于该表的结果,图3的(a)显示累积强度与sc浓度的相关关系,图3的(b)显示峰强度与sc浓度的相关关系,图3的(c)是用曲线图示出了峰波长与sc浓度的相关关系。[表1]样品编号ysc累积强度峰强度峰波长10.980.0240.143.327120.950.0554.759.927130.900.1064.068.427240.850.1585.089.827550.800.2090.092.927560.700.3097.998.627570.600.40100.0100.027580.500.5097.495.827390.400.60100.499.1271100.300.7094.596.1268110.200.8086.995.0264120.100.9074.589.1256130.001.0049.169.6245进一步,以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。将得到的发光强度谱的结果示于图4。图4的(a)显示利用激发用真空紫外线分光系统(日本分光株式会社制)测定的结果,图4的(b)显示利用多通道检测器(型号pma-11(c7473))(浜松光子株式会社制)测定的结果。图4的发光强度谱的曲线图中,横轴表示发光波长(nm),纵轴表示发光强度(a.u.)。由得到的结果确认到,本实施例涉及的紫外线发光荧光体(y1-xscx)bo3通过真空紫外线激发得到深紫外区域的光。特别是,对于任意样品均确认到具有最适合灭菌用途的250nm左右的峰波长这样的优异性质。特别是,关于上述通式(y1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)中钪元素(sc)的配合比率x,确认到在0.2≦x≦0.8的范围内则发挥特别高的峰强度。进一步还确认到,在0.2≦x≦0.7的范围内也发挥特别高的累积强度。此外,关于峰波长的倾向,还确认到,关于钪元素(sc)的配合比率x,有随着x从0.02增加至0.40而向长波长转移、随着x从0.4增加至1.0而向低波长转移的倾向。(4)发光强度比较进一步,对于比较例的荧光体znal2o4(上述专利文献5涉及的荧光体),以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。将对该比较例的结果与上述紫外线发光荧光体的样品(x=0.4)的发光强度谱比较的结果示于以下的表和图5。图5的(a)表示利用激发用真空紫外线分光系统(日本分光株式会社制)测定的结果,图5的(b)表示利用多通道检测器(型号pma-11(c7473))(浜松光子株式会社制)测定的结果。[表2]由得到的结果确认到,相对于以往的紫外线发光荧光体znal2o4,本实施例的紫外线发光荧光体发挥约1.4倍的高发光累积强度。以这种方式,确认到本实施例的紫外线发光荧光体具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度。(实施例2)(1)荧光体的制造-(lu1-xscx)bo3原材料使用氧化镏(lu2o3)(信越化学制)、氧化钪(sc2o3)(信越化学制)和硼酸(h3bo3)(富山药品工业制),化学计量性地按成为(lu1-xscx)bo3(其中,0<x≤1)所表示的组成式的比例混合。关于混合后的样品,准备x=0、0.05、0.10、0.30、0.50、0.70、0.90、1.0的8种样品,用研钵混合。分别将混合后的粉体放入50ml氧化铝坩埚内,在大气气氛下,1200℃烧成10小时,得到烧结体。(2)荧光体的鉴定对于上述得到的烧结体,利用射线源为fekα的x射线衍射装置获取x射线衍射结果。图6显示x=0~0.50的各样品的x射线衍射结果,图7显示x=0.70~1的各样品的x射线衍射结果。由得到的峰值确认到,确实是按(lu1-xscx)bo3的组成发生晶体化。(3)发光强度的测定对于上述8种(lu1-xscx)bo3晶体的样品(样品编号1~8),利用激发用真空紫外线分光系统(日本分光株式会社制),测定使用xe准分子灯(波长λ=172nm)的真空紫外线激发导致的发光强度。以下的表中将得到的发光强度作为累积强度表示,也一并示出峰强度和峰波长。基于该表的结果,图8的(a)中显示了累积强度与sc浓度的相关关系,图8的(b)中用曲线图示出了峰波长与sc浓度的相关关系。[表3]样品编号lusc峰波长累积强度峰强度10---①0.950.0526054.244.7②0.900.1025989.278.1③0.700.3025895.093.9④0.500.50259100.0100.0⑤0.300.7025594.496.0⑥0.100.9025076.982.4进一步,以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。将得到的发光强度谱的结果示于图9。图9的发光强度谱的曲线图中,横轴表示发光波长(nm),纵轴表示发光强度(a.u.)。此外,改变测定器,与上述同样地进行发光强度的测定。关于上述8种样品,与上述同样地,以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。测定中,使用多通道检测器(型号pma-11(c7473))(浜松光子株式会社制)。将得到的发光强度谱的结果示于图10。由得到的结果确认到,本实施例涉及的紫外线发光荧光体(lu1-xscx)bo3通过真空紫外线激发得到深紫外区域的光。特别是,对于任意样品均确认到具有最适合灭菌用途的250nm左右的峰波长这样的优异性质。特别是,关于上述通式(lu1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)中钪元素(sc)的配合比率x,确认到在0.2≦x≦0.8的范围内发挥特别高的峰强度。进一步还确认到,在0.3≦x≦0.7的范围内也发挥特别高的累积强度。(4)发光强度比较进一步,使用多通道检测器(型号pma-11(c7473))(浜松光子株式会社制),对于比较例的荧光体sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02(上述专利文献1涉及的荧光体),以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。将对该比较例的结果与上述紫外线发光荧光体的样品(x=0.3)的发光强度谱比较的结果示于以下的表和图11。[表4]组成峰波长发光累积强度sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02273.2100lu0.7bo3:sc0.3248.1726.3由得到的结果确认到,本实施例的紫外线发光荧光体相对于以往的紫外线发光荧光体sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02发挥超过7倍的极高的发光累积强度。以这种方式,确认到本实施例的紫外线发光荧光体具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度。(实施例3)(1)荧光体的制造-(la1-xscx)bo3原材料使用氧化镧(la2o3)(信越化学制)、氧化钪(sc2o3)(信越化学制)和硼酸(h3bo3)(富山药品工业制),化学计量性地按成为(la1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)所表示的组成式的比例混合。关于混合后的样品,准备x=0、0.30、0.50、0.70、0.90的5种样品,用研钵混合。分别将混合后的粉体放入50ml氧化铝坩埚内,在大气气氛下,1200℃烧成10小时,得到烧结体。(2)荧光体的鉴定对于上述得到的烧结体,利用射线源为fekα的x射线衍射装置获取x射线衍射结果。图12显示x=0~0.90的各样品的x射线衍射结果。由得到的峰值确认到,确实是按(la1-xscx)b03的组成发生晶体化。(3)发光强度的测定关于上述5种(lal-xscx)bo3晶体的样品(样品编号1~5),利用激发用真空紫外线分光系统(日本分光株式会社制),测定利用xe准分子灯(波长λ=172nm)的真空紫外线激发导致的发光强度。以下的表中将得到的发光强度作为累积强度表示,也一并示出了峰强度和峰波长。基于该表的结果,图13的(a)显示累积强度与sc浓度的相关关系,图13的(b)中用曲线图示出了峰波长与sc浓度的相关关系。[表5]样品编号lasc峰波长累积强度峰强度10---①0.950.05312.61.20.9②0.900.10314.819.119.9③0.700.30313.755.557.5④0.500.50311.773.875.3⑤0.300.70312.0100100⑥0.100.90249.6146.0117.0进一步,以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。将得到的发光强度谱的结果示于图14。图14的发光强度谱的曲线图中,横轴表示发光波长(nm),纵轴表示发光强度(a.u.)。此外,改变测定器,与上述同样地进行发光强度的测定。关于上述8种样品,与上述同样地,以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。测定中,使用多通道检测器(型号pma-11(c7473))(浜松光子株式会社制)。将得到的发光强度谱的结果示于图15。由得到的结果确认到,本实施例涉及的紫外线发光荧光体(la1-xscx)bo3通过真空紫外线激发得到深紫外区域的光。特别是对于任意样品均确认到具有最适合于灭菌用途的230nm~300nm左右的峰波长这样的优异性质。特别是,关于上述通式(la1-xscx)bo3(其中,0<x≦1)中钪元素(sc)的配合比率x,确认到在0.30≦x≦0.90的范围内发挥特别高的峰强度。(4)发光强度比较进一步,使用多通道检测器(型号pma-11(c7473))(浜松光子株式会社制),对于比较例的荧光体sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02(上述专利文献1涉及的荧光体),以xe准分子灯(波长λ=172nm)为激发源,测定真空紫外线激发导致的发光谱。将对该比较例的结果与上述紫外线发光荧光体的样品(x=0.90)的发光强度谱比较的结果示于以下的表和图16。[表6]组成峰波长发光累积强度sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02273.2100la0.1bo3:sc0.9235.9427.9由得到的结果确认到,本实施例的紫外线发光荧光体发挥相对于以往的紫外线发光荧光体sr0.98(al,mg)12o19:pr0.02发挥超过4倍的极高的发光累积强度。以这种方式确认到,本实施例的紫外线发光荧光体具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度。(实施例4)(1)荧光体的制造-(y1-x(gd,pr)x)bo3原材料使用氧化钇(y2o3)(信越化学制)、氧化钆(gd2o3)(信越化学制)、氧化镨(pr6o11)(信越化学制)和硼酸(h3bo3)(富山药品工业制),化学计量性地按成为(y1-x(gd,pr)x)bo3(其中,0<x≦1)所表示的组成式的比例混合。关于混合后的样品,作为(y0.97-a(gda,pr0.03))bo3、即y0.97-abo3:gda,pr0.03,准备钆元素的摩尔比率a=0.02、0.07、0.10、0.15、0.20、0.25的6种样品,用研钵混合。分别将混合后的粉体放入50ml氧化铝坩埚内,在大气气氛下1000℃烧成10小时,得到烧结体。(2)荧光体的鉴定对于上述得到的烧结体,利用射线源为fekα的x射线衍射装置获取x射线衍射结果。图17显示a=0.02~0.15的各样品的x射线衍射结果,同时,图18显示a=0.20~0.25的各样品的x射线衍射结果。由得到的峰值确认到,确实是按(y1-x(gd,pr)x)bo3的组成发生晶体化。(3)发光强度的测定关于上述7种(y1-x(gd,pr)x)bo3晶体的样品(样品编号1~6),利用分光荧光光度计fp-6500(日本分光株式会社制),测定使用作为低压汞灯波长的254nm紫外线时的紫外线激发导致的发光强度。作为比较例,使用公知的荧光体yalo3(bo3)4:gd,bi进行同样的测定。以下的表中显示了得到的峰强度和峰波长。基于该表的结果,图19中用曲线图示出了峰强度与gd浓度的相关关系。[表7]样品编号ygd峰波长峰强度yalo3(bo3)4:gd,bi0.6950.3312.41000.970①0.950.02313.6283.6②0.900.07313.6534.1③0.870.10313.4613.6④0.820.15313.4553.5⑤0.770.20313.4545.9⑥0.720.25313.2351.7进一步,以作为低压汞灯波长的254nm紫外线为激发源,测定紫外线激发导致的发光谱。测定中使用分光荧光光度计fp-6500(日本分光株式会社制)。作为比较例,使用荧光体yal3(bo3)4:gd,bi(上述专利文献4涉及的荧光体)。将得到的发光强度谱的结果示于图20。图20的发光强度谱的曲线图中,横轴表示发光波长(nm),纵轴表示发光强度(a.u.)。由得到的结果确认到,本实施例涉及的紫外线发光荧光体(y1-x(gd,pr)x)bo3通过紫外线激发得到深紫外区域的光。特别是,对于任意样品均确认到具有最适合灭菌用途的310nm~320nm的峰波长这样的优异性质。特别是在上述通式(y1-x(gd,pr)x)bo3(其中,0<x≤1)中将镨元素(pr)的配合比率设为0.03时的荧光体(y0.97-a(gda,pr0.03))bo3中,关于钆元素(gd)的配合比率a,确认到在0.07≤a≤0.25的范围(即0.10≤x≤0.28)内发挥特别高的峰强度。进一步确认到在0.07≤a≤0.20的范围(即0.10≤x≤0.23)内发挥更高的峰强度。(4)发光强度比较上述图20中,如上所述,作为比较例,也进行了荧光体yal3(bo3)4:gd,bi(上述专利文献4涉及的荧光体)的测定。由得到的结果确认到,本实施例的紫外线发光荧光体相对于以往的紫外线发光荧光体yal3(bo3)4:gd,bi发挥极高的峰强度。以这种方式,确认到本实施例的紫外线发光荧光体具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度。(实施例5)(1)荧光体的制造-(y1-x(gd,bi)x)bo3原材料使用氧化钇(y2o3)(信越化学制)、氧化钆(gd2o3)(信越化学制)、氧化铋(bi2o3)(高纯度化学制)和硼酸(h3bo3)(富山药品工业制),化学计量性地按成为(y1-x(gd,bi)x)bo3(其中,0<x≦1)所表示的组成式的比例混合。关于混合后的样品,作为(y0.995-b(gdb,bi0.005))bo3、即y0.995-bbo3:gdb,bi0.005,准备b=0.02、0.10、0.25、0.35、0.50的5种样品,用研钵混合。分别将混合后的粉体放入50ml氧化铝坩埚内,在大气气氛下1000℃烧成10小时,得到烧结体。(2)荧光体的鉴定对于上述得到的烧结体,利用射线源为fekα的x射线衍射装置获取x射线衍射结果。图21显示b=0.02~0.35的各样品的x射线衍射结果,同时,图22显示b=0.50的各样品的x射线衍射结果。由得到的峰值确认到,确实是按(y1-x(gd,bi)x)bo3的组成发生晶体化。(3)发光强度的测定关于上述5种(y1-x(gd,bi)x)bo3晶体的样品(样品编号1~5),利用分光荧光光度计fp-6500(日本分光株式会社制),测定使用作为低压汞灯波长的254nm紫外线时的紫外线激发导致的发光强度。作为比较例,使用公知的荧光体yalo3(bo3)4:gd,bi进行同样的测定。以下的表中显示了得到的峰强度和峰波长。基于该表的结果,图23中用曲线图示出了峰强度与gd浓度的相关关系。[表8]样品编号ygd峰波长峰强度yalo3(bo3)4:gd,bi0.6950.3312.41000.9950①0.9750.02313.6274.0②0.8950.10313.4512.8③0.7450.25313.2303.9④0.6450.35313.468.7⑤0.4950.50313.420.4进一步,以作为低压汞灯波长的254nm紫外线为激发源,测定紫外线激发导致的发光谱。作为比较例,对于荧光体yal3(bo3)4:gd,bi(上述专利文献4涉及的荧光体),也同样地测定发光谱。测定中使用分光荧光光度计fp-6500(日本分光株式会社制)。将得到的发光强度谱的结果示于图24。图24的发光强度谱的曲线图中,横轴表示发光波长(nm),纵轴表示发光强度(a.u.)。由得到的结果确认到,本实施例涉及的紫外线发光荧光体(y1-x(gd,bi)x)bo3通过紫外线激发得到深紫外区域的光。特别是,对于任意样品均确认到具有最适合灭菌用途的310nm~320nm的峰波长这样的优异性质。特别是,关于在上述通式(y1-x(gd,bi)x)bo3(其中,0<x≤1)中将铋元素(bi)的配合比率设为0.005时的荧光体y0.995-bbo3:gdb,bi0.005中的钆元素(gd)的配合比率b,确认到在0.07≤b≤0.25的范围(即0.075≤x≤0.255)内发挥特别高的峰强度。进一步确认到在0.10≤b≤0.20的范围(即0.105≤x≤0.205)内发挥更高的峰强度。(4)发光强度比较上述图24中,如上所述,作为比较例,还进行了荧光体yal3(bo3)4:gd,bi(上述专利文献4涉及的荧光体)的测定。由得到的结果确认到,相对于以往的紫外线发光荧光体yal3(bo3)4:gd,bi,本实施例的紫外线发光荧光体发挥极高的峰强度。以这种方式确认到,本实施例的紫外线发光荧光体具有简单的元素构成、同时具有优异的发光强度。当前第1页12
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