JP2003147353A - 改良量子分裂型酸化物系蛍光体、その製造方法及びその設計規則 - Google Patents

改良量子分裂型酸化物系蛍光体、その製造方法及びその設計規則

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JP2003147353A
JP2003147353A JP2002142276A JP2002142276A JP2003147353A JP 2003147353 A JP2003147353 A JP 2003147353A JP 2002142276 A JP2002142276 A JP 2002142276A JP 2002142276 A JP2002142276 A JP 2002142276A JP 2003147353 A JP2003147353 A JP 2003147353A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】真空紫外線照射時により高い量子効率を示す酸
化物蛍光体、その製造方法、その設計規則及び該蛍光体
を用いたエネルギー効率のより高い光源を提供する。 【解決手段】Ｐｒ3+及びＭｎ2+で活性化したアルミン酸
ストロンチウム、アルミン酸ストロンチウムカルシウ
ム、ホウ酸ランタン及びホウ酸ランタンマグネシウム
は、量子分裂型蛍光体の特性を示す。さらにＧｄ3+をド
ープすることにより、量子効率の向上を得ることができ
る。量子分裂型蛍光体を設計するための改善された規則
によれば、エネルギーの移動を容易にするため、ホスト
格子中にＧｄ3+及びＭｎ2+を組込むことが要求される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、蛍光体としての一用途を有す
る酸化物系の物質に関する。具体的には、かかる蛍光体
はＰｒ3+及びＭｎ2+がドープされた酸化物であって、真
空紫外線（以下「ＶＵＶ」と略記する）での照射時に量
子分裂を示す。また、本発明はかかる量子分裂型蛍光体
の製造方法及び設計規則にも関する。
【０００２】
【発明の背景】１個の紫外線（ＵＶ）光子を２個の可視
光子に変換してルミネセンスの量子効率を１より大きく
することを、量子分裂と呼ぶ。量子分裂型の物質は、蛍
光ランプのような照明用途のための蛍光体として使用す
るのに極めて望ましい。適当な量子分裂型蛍光体は、原
理上、顕著に明るい蛍光光源を生み出す。それは、市販
の蛍光ランプで現在使用されている従来の蛍光体では効
率良く吸収されない部分のＵＶを可視光に変換し得るの
で、より高い総合光出力を与えるからである。以前に
は、量子分裂はフッ化物系及び酸化物系の物質で実証さ
れていた。ＹＦ3の母材中に０．１％のＰｒ3+を添加し
てなる物質は、１８５ｎｍの波長を有する放射励起時に
吸収ＵＶ光子１個当り２個以上の可視光子を生成するこ
とが証明されている。この物質で測定される量子効率は
１４０％であって、１を大幅に越えていた。しかし、フ
ッ化物系の化合物は蛍光ランプ中で蛍光体として使用し
得るために十分な安定性を有していない。それは、これ
らの化合物がＵＶを発生させるためにかかるランプ中で
使用される水銀蒸気と反応して、量子分裂を示さない物
質を生成することが知られているからである。その上、
フッ化物系の物質の製造に際しては極めて反応性が高く
て有毒なフッ素含有物質を大量に使用する必要があるか
ら、実際的にはそれが大きな問題となる。
【０００３】最近、本出願人は酸化物系の量子分裂型物
質を開示した。米国特許第５５５２０８２号には、Ｐｒ
3+イオンで活性化したホウ酸ランタンマグネシウムが開
示されている。米国特許第５５７１４１５１号には、Ｐ
ｒ3+イオンで活性化され、Ｍｇ2+イオンで電荷補償され
たアルミン酸ストロンチウムマグネシウムが開示されて
いる。これらの物質の発光スペクトルは、量子分裂の特
徴である約４０５ｎｍの大きいピークを示す。しかし、
これらの物質はまだ３５０ｎｍ未満のＵＶ波長範囲内に
かなりの発光を示している。この部分の発光は、本来な
らばもっと高くなり得る総合可視光出力を低下させる。
従って、従来の量子分裂型物質に比べて可視域でより高
い量子効率を示す酸化物系の量子分裂型蛍光体を提供す
ることが望ましい。また、より高い量子効率を有する量
子分裂型蛍光体を用いたエネルギー効率のより高い光源
を提供することも望ましい。さらに、高い量子分裂能力
を有する物質の製造方法及び設計規則を提供することも
望ましい。
【０００４】
【発明の概要】本発明は、ＶＵＶ照射時に量子分裂を示
すような、Ｐｒ3+イオン及びＭｎ2+イオンがドープされ
た酸化物系の蛍光体を提供する。ここで言う「ＶＵＶ」
とは、約２１５ｎｍより短い波長を有する放射を指す。
本発明の酸化物蛍光体は、周期表のIIＡ及びIIIＡ群か
ら選択される正の対イオンを有するアルミニウム又はホ
ウ素の酸化物である。本発明の蛍光体は、エネルギー効
率の良い光源を提供するために水銀放電ランプで使用す
ることができる。
【０００５】本発明の一実施形態に係る酸化物系蛍光体
は、ストロンチウムを部分的又は完全にカルシウムで置
換することができ、少なくともＰｒ3+及びＭｎ2+がドー
プされたアルミン酸ストロンチウムである。本発明のか
かる酸化物系蛍光体は、Ｓｒ 1-xＣａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ
3+，Ｍｎ2+（式中、０≦ｘ≦１である）で表される組成
を有している。なお、本明細書中では、コロンの後の元
素は蛍光体中の活性剤である。
【０００６】本発明の別の実施形態に係る酸化物系蛍光
体では、Ｐｒ3+及びＭｎ2+に加えてＧｄ3+もドープされ
ている。
【０００７】本発明のさらに別の実施形態に係る酸化物
系蛍光体では、電荷補償を行うとともに格子中の空格子
点の数をできるだけ少なくするためにＬａ3+イオン及び
Ｍｇ 2+がドープされている。
【０００８】本発明の別の実施形態に係る酸化物系蛍光
体は、Ｐｒ3+及びＭｎ2+で活性化され、ランタンが部分
的にガドリニウムで置換されたホウ酸ランタンである。
さらに、かかるホウ酸塩蛍光体にはＭｇ2+をドープする
ことができる。本発明のかかるホウ酸塩蛍光体は、Ｌａ
1-x-y-zＧｄxＰｒyＭｎzＢ3Ｏ6（式中、ｘは約０．００
５〜約０．９９の範囲内にあり、ｙは約０．００５〜約
０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜約０．５の
範囲内にあり、ｘ＋ｙ＋ｚ＜１である）で表される組成
を有している。本発明の別のホウ酸塩蛍光体は、式Ｌａ
1-x-yＧｄxＰｒ yＭｇ1-zＭｎzＢ5Ｏ10（式中、ｘは約
０．００５〜約０．９９５の範囲内にあり、ｙは約０．
００５〜約０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜
約０．５の範囲内にあり、ｘ＋ｙ＜１である）で表され
る。
【０００９】また、本発明は改良量子分裂型アルミン酸
塩又はホウ酸塩蛍光体の製造方法も提供する。かかるア
ルミン酸塩蛍光体は、式Ｓｒ1-xＣａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ
3+，Ｍｎ2+又はＳｒ1-xＣａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ3+，Ｍｎ
2+，Ａ（式中、０≦ｘ≦１であり、ＡはＧｄ3+、Ｌ
ａ3+、Ｍｇ2+及びそれらの組合せからなる群から選択さ
れる）で表される。かかるホウ酸塩蛍光体は、式Ｌａ
1-x-y-zＧｄxＰｒyＭｎzＢ3Ｏ6（式中、ｘは約０．００
５〜約０．９９の範囲内にあり、ｙは約０．００５〜約
０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜約０．５の
範囲内にあり、ｘ＋ｙ＋ｚ＜１である）又は式Ｌａ
1-x-y-zＧｄxＰｒyＭｇ1-zＭｎzＢ5Ｏ10（式中、ｘは約
０．００５〜約０．９９５の範囲内にあり、ｙは約０．
００５〜約０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜
約０．５の範囲内にあり、ｘ＋ｙ＜１である）で表され
る。かかる方法は、蛍光体の所望の最終組成を選択する
工程と、プラセオジム及びマンガンの酸素含有化合物
と、ストロンチウム、カルシウム、アルミニウム、ホウ
素、ガドリニウム、ランタン及びマグネシウムの酸素含
有化合物からなる群から選択される物質とを所望の最終
組成が達成されるように混合する工程と、選択される化
合物の実質的に均質な混合物を調製する工程と、所望の
組成を与えるとともにプラセオジムイオンを３＋の原子
価状態に維持しかつマンガンイオンを２＋の原子価状態
に維持するのに十分な温度及び時間を用いて、非酸化性
雰囲気中で実質的に均質な混合物を焼成する工程とを含
んでいる。
【００１０】本発明のその他の利点は、添付の図面を参
照しながら以下の説明及び特許請求の範囲を考察するこ
とによって自ずから明らかとなろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】一般に、本発明はＰｒ3+及びＭｎ
2+で活性化した酸化物系蛍光体を提供する。具体的に
は、かかる蛍光体は少なくともＰｒ3+イオン及びＭｎ2+
イオンで活性化したアルミン酸ストロンチウム及びホウ
酸ランタン蛍光体である。通例、Ｐｒ3+及びＭｎ2+のド
ーピングレベルは、それぞれ約０．００５〜約０．１及
び約０．００５〜約０．５の範囲内にある。さらに、本
発明のアルミン酸塩蛍光体中のストロンチウムイオン
は、部分的又は完全にカルシウムで置換することができ
る。本発明の好ましい一実施形態によれば、かかるアル
ミン酸塩蛍光体にはさらにガドリニウムがドープされ
る。Ｇｄ3+に関する好ましいドーピングレベルは、ホト
ス格子に応じて約０．００５〜約０．９９５の範囲内に
ある。本発明の別の好ましい実施形態によれば、かかる
アルミン酸塩蛍光体には、電荷補償を行うとともに格子
中の空格子点の数をできるだけ少なくするために十分な
レベルでＬａ3+及びＭｇ2+がトープされる。従って、か
かるアルミン酸塩蛍光体は、式Ｓｒ1-xＣａxＡｌ
12Ｏ19：Ｐｒ3+，Ｍｎ2+又はＳｒ1-xＣａxＡｌ12Ｏ19：
Ｐｒ3+，Ｍｎ2+，Ａ（式中、０≦ｘ≦１であり、ＡはＧ
ｄ3+、Ｌａ3+、Ｍｇ2+及びそれらの組合せからなる群か
ら選択される１種以上である）で表される。
【００１２】本発明の別の好ましい実施形態では、酸化
物系蛍光体は少なくともＰｒ3+及びＭｎ2+で活性化さ
れ、ランタンが部分的にガドリニウムで置換されたホウ
酸ランタンである。本発明のホウ酸ランタン蛍光体は、
Ｌａ1-x-y-zＧｄxＰｒyＭｎzＢ 3Ｏ6（式中、ｘは約０．
００５〜約０．５の範囲内にあり、ｙは約０．００５〜
約０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜約０．５
の範囲内にあり、ｘ＋ｙ＜１である）で表される。本出
願人は、本発明のアルミン酸ストロンチウム蛍光体が量
子分裂を示すことを認めた。ある種のホウ酸ランタンが
量子分裂能力を有することは証明されている（米国特許
第５５５２０８２号）。本発明のホウ酸ランタンも、量
子分裂を示すとともに、従来のホウ酸ランタンより高い
量子効率を有することが期待される。それは、Ｐｒ3+イ
オンによって放出されるＵＶ域内の放射の実質的な部分
がＧｄ3+イオンを介してＭｎ2+イオンに伝達され、そこ
から可視光として再放出されるからである。
【００１３】一般に、量子分裂能力を有する物質の発光
スペクトルは約４０５ｎｍに特徴的なピークを示すが、
このピークは励起Ｐｒ3+イオンが1Ｓ0エネルギー準位か
ら1Ｉ6エネルギー準位に放射遷移する際に放出される第
一可視光子に由来するものである。従って、強度対波長
のスペクトルを調べることは、より長い時間のかかる量
子効率の測定を使用する場合に比べ、ある物質が量子分
裂を示すかどうかを判定するための簡便な手段を提供す
る。
【００１４】限定されるわけではないが、蛍光体の量子
分裂挙動は酸化物格子内のＰｒ3+イオンのＶＵＶ励起に
由来するとされる。従って、本発明の酸化物は酸化物格
子内でプラセオジムをＰｒ3+イオンの状態に維持するよ
うに処理する必要がある。
【００１５】図１は、Ｐｒ3+、Ｇｄ3+及びＭｎ2+イオン
のエネルギー準位を示している。本出願人はいかなる特
定の理論によっても拘束されることを望まないが、本発
明の量子分裂型蛍光体は２つの理由によって先行技術に
係るその他の量子分裂型蛍光体より高い量子効率を与え
ると考えられる。第一に、3Ｐ0エネルギー準位から1Ｄ2
エネルギー準位に無放射遷移するＰｒ3+イオンはそのエ
ネルギーをＭｎ2+イオンに伝達するが、それによってＭ
ｎ2+イオンは可視光子を放出する。第二に、ＵＶ域内で
のＰｒ3+イオンの1Ｓ0エネルギー準位からの遷移（すな
わち、主として1Ｓ0→1Ｇ4及び1Ｓ0→3Ｆ4）は、Ｇｄ3+
イオンとの交差緩和、Ｇｄ3+部分格子間のエネルギー移
動、Ｍｎ2+イオンによるそのエネルギーの捕捉、及び励
起Ｍｎ 2+イオンからの可視光子の放出という相次ぐ段階
からなる過程によって可視光に変換される。簡略化のた
め、図１は２個のＧｄ3+イオン間のエネルギー移動のみ
を示しているが、実際には多数のＧｄ3+イオン間でエネ
ルギー移動が起こり得ることを理解すべきである。
【００１６】
【実施例】（Ｓｒ0.65Ｇｄ0.30Ｐｒ0.05）（Ａｌ11.65
Ｍｎ0.1Ｍｇ0.25）Ｏ19の組成を有する蛍光体を製造
し、量子分裂能力を示すための試験を行った。
【００１７】下記の量のストロンチウム化合物、ガドリ
ニウム化合物、プラセオジム化合物、アルミニウム化合
物、マンガン化合物及びマグネシウム化合物を十分に混
合した。
【００１８】３．８８５ｇ ＳｒＣＯ3 ２．２０１ｇ Ｇｄ2Ｏ3 ０．３４５ｇ Ｐｒ6Ｏ11 ２４．０４３ｇ Ａｌ2Ｏ3 ０．４６５ｇ ＭｎＣＯ3 ０．４０８ｇ ＭｇＯ 上記の炭酸塩及び酸化物の分解から生じた揮発化合物と
やし殻炭との反応生成物によって生み出された雰囲気中
で、この混合物を１４００℃で６時間にわたり焼成し
た。次に、焼成物を再配合した後、窒素中に１容量％の
水素を含む雰囲気中で１１００℃で６時間にわたり焼成
することによって最終蛍光体を製造した。
【００１９】図２は、２０５ｎｍの波長のＶＵＶで励起
した場合のこの蛍光体の発光スペクトル（点線）を示し
ている。この発光スペクトル上には、Ｇｄ3+による約２
７２〜２７８ｎｍの大きい吸収を示す励起スペクトル
（実線）が重ね合わされている。次いで、このエネルギ
ーはＧｄ3+とＭｎ2+との間で伝達され、約５２５ｎｍの
大きいピークによって証明されるように可視光子として
放出される。図３は、上記のような本発明のアルミン酸
ストロンチウム蛍光体中のＧｄ3+イオンの励起スペクト
ルを示している。このスペクトルは、約２７２〜２７８
に大きいエネルギー吸収を示している。このピークは、
Ｐｒ3+イオンの放射遷移1Ｓ0→1Ｇ4に由来する発光に実
質的に一致している。従って、Ｐｒ3+イオンからのＵＶ
発光のこの部分は本発明の蛍光体中のＧｄ3+イオンの助
けで可視光に変換され、より高い量子効率（すなわち、
より効率的なエネルギーの使用）をもたらす。
【００２０】上記の議論から、量子分裂型蛍光体を設計
するための１組の規則を定めることができる。ここで、
（１）Ｐｒ3+イオンはやはり４ｆ５ｄエネルギー帯にま
で励起しなければならないこと、及び（２）励起Ｐｒ3+
は1Ｓ0エネルギー準位に遷移しなければならないことが
認められる。従って、Ｐｒ3+の４ｆ５ｄ帯のエネルギー
位置は1Ｓ0状態よりも上方に位置していなければならな
い。しかし、４ｆ５ｄ帯から1Ｓ0準位への無放射遷移に
よるエネルギー損失をできるだけ少なくするため、４ｆ
５ｄエネルギー帯は1Ｓ0準位よりも実質的に高くすべき
ではない。効率の良い量子分裂型蛍光体に関しては、米
国特許第５７８８８８４号明細書中に記載されたその他
の規則がやはり成立しなければならない。例えば、蛍光
体によって最大の量子効率が生み出されるようにするた
め、Ｐｒ3+は対称性をもたらすホスト格子中のサイトを
占める必要がある。量子分裂が起こるためには、Ｐｒ3+
−酸素間の結合距離は約０．２５６ｎｍを越えなければ
ならない。活性剤の励起電子がホスト格子の伝導帯中に
失われないようにするため、ホスト格子は約５ｅＶより
大きいバンドギャップを有していなければならない。本
発明はかかる規則をさらに改善するものであって、
（１）Ｇｄ3+イオン間での顕著なエネルギー移動を可能
にするために格子中に実質的な量のガドリニウムを存在
させる必要があること、及び（２）Ｇｄ3+イオンから移
動するエネルギーを捕捉してそのエネルギーを可視光に
変換するためにＭｎ2+コドーパントを存在させる必要が
あることを含んでいる。
【００２１】本発明の量子分裂型蛍光体は、（１）少な
くともプラセオジム及びマンガンで活性化されるように
蛍光体の所望の最終組成を選択する工程と、（２）蛍光
体の所望の最終組成を達成するような量で、プラセオジ
ム及びマンガンの酸素含有化合物と、ストロンチウム、
カルシウム、アルミニウム、ホウ素、ガドリニウム、ラ
ンタン及びマグネシウムの酸素含有化合物からなる群か
ら選択される物質とを混合する工程と、（３）選択され
る化合物の実質的に均質な混合物を調製する工程と、
（４）所望の最終組成を与えるとともにプラセオジムイ
オンを３＋の原子価状態に維持しかつマンガンイオンを
２＋の原子価状態に維持するのに十分な温度及び時間を
用いて、非酸化性雰囲気中で実質的に均質な混合物を焼
成する工程とを含む方法によって製造される。かかる方
法で使用される酸素含有化合物は、酸化物、炭酸塩、硝
酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩及びそれらの組合せからなる
群から選ぶことができる。かかる酸素含有化合物は、水
和状態又は非水和状態のものであり得る。好ましい実施
形態では、非酸化性雰囲気は一酸化炭素、二酸化炭素、
水素、窒素、アンモニア、ヒドラジン、アミン及びそれ
らの組合せからなる群から選択される物質から生成され
る。焼成工程は、回分法又は連続法に従い、任意適宜の
高温装置で実施することができる。焼成工程は等温的に
実施することができる。別法として、工程温度を室温か
ら焼成温度まで上昇させ、次いで焼成温度に保持するこ
ともできる。焼成温度は、約１０００〜約２０００℃の
範囲内にあり、好ましくは約１２００〜約１７００℃の
範囲内にあり、さらに好ましくは約１４００〜約１６０
０℃の範囲内にある。焼成時間は、上記の混合物を所望
の最終組成に転化させるのに十分な長さを有する必要が
ある。また、この時間は処理すべき物質の量並びに焼成
装置を通って移動する非酸化性物質の速度及び量にも依
存する。典型的な焼成時間は１０時間未満である。
【００２２】ＶＵＶ中で量子分裂挙動を示すとともに水
銀放電装置内の環境に対して安定性を有することを特徴
とする本発明の蛍光体は、蛍光ランプ中で蛍光体として
利用することができる。図４は、真空ハウジング６０
と、ハウジング６０内に配置されたＶＵＶ発生手段７０
と、ハウジング６０内に配置され、ＶＵＶで励起し得る
蛍光体８０とを含むランプ５０を示している。好ましい
実施形態では、ランプ５０は蛍光ランプであり、真空ハ
ウジング６０は真空ガラス管及び付属の末端キャップ６
２からなる。ＶＵＶ発生手段７０は、水銀蒸気と、水銀
蒸気放電を誘起して蛍光体を励起するための高エネルギ
ー電子を発生させる手段との組合せである。高エネルギ
ー電子を発生させる手段は、小さい仕事関数を有する金
属（例えば、タングステン）のフィラメントでも、又は
かかるフィラメントを当業界で公知のアルカリ土類金属
酸化物で被覆したものでもよい。このようなフィラメン
トを高圧電源に接続することにより、その表面から電子
が発生する。本発明の量子分裂型蛍光体は、蛍光照明技
術分野で使用されているその他従来の蛍光体と組合わせ
て使用することができる。例えば、本発明の量子分裂型
蛍光体を従来の赤色発光及び青色発光蛍光体と組合わせ
ることにより、水銀放電ランプから白色光を生み出すこ
とができる。本発明の量子分裂型蛍光体は２５４ｎｍの
水銀発光線に対して透明であるから、ランプハウジング
内の通常の蛍光体層上にそれを被覆し、それによって１
８５ｎｍの水銀発光線を実質的に吸収することができ
る。
【００２３】以上、本発明の特定の好ましい実施形態に
ついて説明してきたが、特許請求の範囲で規定される本
発明の技術的思想及び範囲から逸脱せずにそれらに幾多
の変更・置換・改変を加え得ることは当業者には自明で
あろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｐｒ3+、Ｇｄ3+及びＭｎ2+イオンのエネルギー
準位を示す図である。
【図２】Ｐｒ3+、Ｇｄ3+及びＭｎ2+で活性化したアルミ
ン酸ストロンチウムの発光スペクトルと、Ｇｄ3+による
エネルギー吸収及びＧｄ3+とＭｎ2+との間のエネルギー
伝達を示すＭｎ2+の励起スペクトルとを示している。
【図３】Ｐｒ3+、Ｇｄ3+及びＭｎ2+で活性化したアルミ
ン酸ストロンチウム中でのＧｄ 3+の励起スペクトルを示
している。
【図４】本発明の蛍光体を組込んだランプの略図であ
る。
【符号の説明】
５０ ランプ ６０ ハウジング ７０ ＶＵＶ発生手段 ８０ 蛍光体
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 11/80 Ｃ０９Ｋ 11/80 Ｈ０１Ｊ 61/44 Ｈ０１Ｊ 61/44 Ｎ (72)発明者 ホリー・アン・コマンゾ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、イースタン・パークウェイ、2506番 (72)発明者 アロク・マニ・スリバスタバ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、フィロメナ・ロード、1378番 Ｆターム(参考） 4G031 AA03 AA04 AA05 AA07 AA19 AA28 AA29 BA14 CA01 GA01 4H001 CA07 XA05 XA08 XA12 XA13 XA20 XA38 XA57 XA64 YA12 YA25 YA57 YA59 YA64 5C043 AA02 CC09 DD28 EB01 EC17

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウム及びホウ素からなる群から
    選択される元素の酸化物と、ストロンチウム、カルシウ
    ム及びマグネシウムからなる群から選択される１種以上
    の正の対イオンとを含み、上記酸化物にＰｒ3+イオン及
    びＭｎ2+イオンがドープされた酸化物系量子分裂型蛍光
    体であって、真空紫外線（ＶＵＶ）照射時に量子分裂挙
    動を示す酸化物系量子分裂型蛍光体。
  2. 【請求項２】 さらにＧｄ3+イオンがドープされてい
    る、請求項１記載の酸化物系量子分裂型蛍光体。
  3. 【請求項３】 式Ｓｒ1-xＣａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ3+，Ｍ
    ｎ2+（式中、０≦ｘ≦１である）で表される、請求項１
    記載の酸化物系量子分裂型蛍光体。
  4. 【請求項４】 式Ｓｒ1-xＣａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ3+，Ｍ
    ｎ2+，Ａ（式中、０≦ｘ≦１であり、ＡはＬａ3+及びＭ
    ｇ2+からなる群から選択される１種以上である）で表さ
    れる、請求項１記載の酸化物系量子分裂型蛍光体。
  5. 【請求項５】 Ｐｒ3+が約０．００５〜約０．１モル分
    率のレベルで存在する、請求項４記載の酸化物系量子分
    裂型蛍光体。
  6. 【請求項６】 Ｍｎ2+が約０．００５〜約０．５モル分
    率のレベルで存在する、請求項４記載の酸化物系量子分
    裂型蛍光体。
  7. 【請求項７】 さらにＧｄ3+イオンがドープされてい
    る、請求項４記載の酸化物系量子分裂型蛍光体。
  8. 【請求項８】 Ｇｄ3+が約０．００５〜約０．５モル分
    率のレベルで存在する、請求項７記載の酸化物系量子分
    裂型蛍光体。
  9. 【請求項９】 式Ｌａ1-x-y-zＧｄxＰｒyＭｎzＢ3Ｏ
    6（式中、ｘは約０．００５〜約０．９９の範囲内にあ
    り、ｙは約０．０５〜約０．１の範囲内にあり、ｚは約
    ０．００５〜約０．５の範囲内にあり、ｘ＋ｙ＋ｚ＜１
    である）で表される、請求項１記載の酸化物系量子分裂
    型蛍光体。
  10. 【請求項１０】 式Ｌａ1-x-yＧｄxＰｒyＭｇ1-zＭｎz
    Ｂ5Ｏ10（式中、ｘは約０．００５〜約０．９９５の範
    囲内にあり、ｙは約０．０５〜約０．１の範囲内にあ
    り、ｚは約０．００５〜約０．５の範囲内にあり、ｘ＋
    ｙ＜１である）で表される、請求項１記載の酸化物系量
    子分裂型蛍光体。
  11. 【請求項１１】 量子分裂型蛍光体の製造方法であっ
    て、当該方法が、（１）蛍光体が少なくともプラセオジ
    ムイオン及びマンガンイオンで活性化されるように量子
    分裂型蛍光体の所望の最終組成を選択する工程と、
    （２）プラセオジム及びマンガンの酸素含有化合物と、
    ストロンチウム、カルシウム、アルミニウム、ホウ素、
    ガドリニウム、ランタン及びマグネシウムの酸素含有化
    合物からなる群から選択される物質とを蛍光体の所望の
    最終組成が達成されるような量で混合する工程と、
    （３）酸素含有化合物の実質的に均質な混合物を調製す
    る工程と、（４）所望の最終組成を与えるとともにプラ
    セオジムイオンの実質的に全部を３＋の原子価状態に維
    持しかつマンガンイオンを２＋の原子価状態に維持する
    のに十分な温度及び時間を用いて、非酸化性雰囲気中で
    実質的に均質な混合物を焼成する工程とを含む量子分裂
    型蛍光体の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記非酸化性雰囲気が一酸化炭素、二
    酸化炭素、水素、窒素、アンモニア、ヒドラジン、アミ
    ン及びそれらの混合物からなる群から選択される物質か
    ら生成される、請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記焼成工程が約５００〜約２０００
    ℃の範囲内の温度下で等温的に実施される、請求項１１
    記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記温度が好ましくは約９００〜約１
    ７００℃の範囲内にあり、さらに好ましくは約１０００
    〜約１６００℃の範囲内にあり、最も好ましくは約１４
    ００〜約１６００℃の範囲内にある、請求項１３記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】 前記焼成工程が実質的に均質な混合物
    を所望の最終組成に転化させるのに十分な時間継続され
    る、請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 温度を室温から約１６００〜約１７０
    ０℃の範囲内の最終温度まで上昇させながら焼成工程が
    実施される、請求項１１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記焼成工程が実質的に均質な混合物
    を所望の組成に転化させるのに十分な時間継続される、
    請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記酸素含有化合物が酸化物、炭酸
    塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩
    及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項
    １１記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記酸素含有化合物が水和状態、非水
    和状態及びそれらの組合せの状態にある化合物からなる
    群から選択される、請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 ホスト格子が少なくともＰｒ3+イオン
    及びＭｎ2+イオンで活性化した量子分裂型蛍光体を設計
    するための方法であって、Ｐｒ3+の４ｆ５ｄ帯がＰｒ3+
    の1Ｓ0状態より上方に位置するようにホスト中にＰｒ3+
    が組込まれることを保証する工程と、４ｆ５ｄ帯及び1
    Ｓ0状態が、約５ｅＶより大きいバンドギャップを有す
    る格子中にＰｒ3+が組込まれているホストの伝導帯より
    も低い位置にあることを保証する工程と、Ｐｒ3+に関す
    るホスト格子のサイト対称性が有効な結晶場強度及び有
    効なＰｒ3+−ホスト格子間結合距離を有するように選択
    されることを保証する工程と、ホスト格子中に組込んで
    Ｐｒ3+から放出される紫外（ＵＶ）域の放射の一部を可
    視光に変換するのに十分なＭｎ2+の量を選択する工程と
    を含む量子分裂型蛍光体設計方法。
  21. 【請求項２１】 ホスト格子中に組込んでＰｒ3+から放
    出される紫外（ＵＶ）域の放射のエネルギーをＭｎ2+に
    伝達するのに十分なＧｄ3+の量を選択する工程をさらに
    含む、請求項２０記載の量子分裂型蛍光体設計方法。
  22. 【請求項２２】 ホスト格子が酸化物ホスト格子であ
    る、請求項２０記載の量子分裂型蛍光体設計方法。
  23. 【請求項２３】 酸化物ホスト格子がアルミン酸塩及び
    ホウ酸塩からなる群から選択される、請求項２２記載の
    量子分裂型蛍光体設計方法。
  24. 【請求項２４】 酸化物ホスト格子が約０．２５６ｎｍ
    より大きいＰｒ3+−酸素間結合距離を有する、請求項２
    ３記載の量子分裂型蛍光体設計方法。
  25. 【請求項２５】 ホスト格子中のＰｒ3+に関するサイト
    対称性が、蛍光体から最大の量子効率が得られるように
    選択される、請求項２０記載の量子分裂型蛍光体設計方
    法。
  26. 【請求項２６】 真空ハウジングと、ハウジング内に配
    置された真空紫外線（ＶＵＶ）源と、ハウジング内に配
    置され、ＶＵＶ源で励起し得る蛍光体とを含む光源であ
    って、蛍光体が、アルミニウム及びホウ素からなる群か
    ら選択される元素の酸化物と、ストロンチウム、カルシ
    ウム、ランタン及びマグネシウムからなる群から選択さ
    れる１種以上の正の対イオンとを含み、上記酸化物にＰ
    ｒ3+イオン及びＭｎ2+イオンがドープされた酸化物系量
    子分裂型蛍光体からなり、蛍光体がＶＵＶ照射時に量子
    分裂挙動を示す、光源。
  27. 【請求項２７】 前記量子分裂型蛍光体が式Ｓｒ1-xＣ
    ａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ 3+，Ｍｎ2+（式中、０≦ｘ≦１で
    ある）で表される、請求項２６記載の光源。
  28. 【請求項２８】 前記蛍光体にさらにＧｄ3+イオンがド
    ープされている、請求項２７記載の光源。
  29. 【請求項２９】 前記量子分裂型蛍光体が式Ｓｒ1-xＣ
    ａxＡｌ12Ｏ19：Ｐｒ 3+，Ｍｎ2+，Ａ（式中、０≦ｘ≦
    １であり、ＡはＬａ3+及びＭｇ2+からなる群から選択さ
    れる１種以上である）で表される、請求項２６記載の光
    源。
  30. 【請求項３０】 前記量子分裂型蛍光体が式Ｌａ
    1-x-y-zＧｄxＰｒyＭｎzＢ 3Ｏ6（式中、ｘは約０．００
    ５〜約０．９９の範囲内にあり、ｙは約０．０５〜約
    ０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜約０．５の
    範囲内にあり、ｘ＋ｙ＋ｚ＜１である）で表される、請
    求項２６記載の光源。
  31. 【請求項３１】 前記量子分裂型蛍光体が式Ｌａ1-x-y
    ＧｄxＰｒyＭｇ1-zＭｎzＢ5Ｏ10（式中、ｘは約０．０
    ０５〜約０．９９５の範囲内にあり、ｙは約０．０５〜
    約０．１の範囲内にあり、ｚは約０．００５〜約０．５
    の範囲内にあり、ｘ＋ｙ＜１である）で表される、請求
    項２６記載の光源。
  32. 【請求項３２】 紫外線（ＵＶ）励起時に、赤色及び青
    色の可視光線を放出する蛍光体をさらに含む、請求項２
    ６記載の光源。
  33. 【請求項３３】 当該光源から放出される光が白色光で
    ある、請求項３２記載の光源。
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