專利名稱：用于固體光源的熒光無機物的制作方法
技術領域：
該發(fā)明屬于電子領域，具體屬于用于電子科技的材料科學，譬如電子發(fā)光設備，固體光源以及其它。推薦的材料可以用于制造白光固體光源。
背景計數(shù)眾所周知的固體光源設計，其中發(fā)光材料的表面覆蓋氮化鎵架構中使用斯多克索夫熒光無機物。(專利著者蘇聯(lián)證書專利號635813，1973年)。在該裝置中首次申請了使用長波熒光無機物。在S.Nakamura(The blue laser diode，p.343，Berlin，1997)的學術專著中描述了采用已知Y3Al5O12:Ce熒光無機物來制備半導體白光發(fā)射體。在這些裝置中使用的熒光無機物呈黃綠色，在于部分激發(fā)的藍紫色光混合形成合成光。但是采用鋁釔鈰榴催化的材料具有很多不足—30-35nm的狹窄激發(fā)光譜帶不足以在生產光譜最大值λ＞470nm或λ＜445nm的固體光源中使用。
—粉末狀熒光無機物針對于激發(fā)波長為450＜λ≤470nm的低吸收能力，這就必須極大的提升在半導體異質結表面的熒光無機物顆粒層的濃度。
—粉末狀熒光無機物發(fā)光光譜流明當量相對不高，具體數(shù)值Q≤300流明/瓦特。
在原始專利中對上述不足進行了分析(Smith，US Pat 5998925，1997)并建議另外向榴石熒光無機物組份中加入釓離子和鎵離子，拓寬熒光無機物激發(fā)光譜并提升其流明當量10％。盡管已知原型熒光無機物應用相對廣泛，仍然存在嚴重不足—發(fā)光光譜很廣，Δλ0,5＝130nm和Δλ0,25＝220nm，這就降低了發(fā)光的流明當量值；—已知熒光無機物相對較低的發(fā)光量子輸出。

發(fā)明內容
本發(fā)明之目的如下—在鋁釔榴石熒光無機物基礎上制備粉末狀熒光無機物發(fā)光亮度提升10-15％；—熒光無機物發(fā)光中存在明顯的橙黃色光帶，這伴隨著合成白光傾向暖白光顏色區(qū)域；—所得熒光無機物色坐標值嚴格確定。
制備新型熒光無機物還有一個重要的目的是改善其量子輸出，特別是在高水平激發(fā)的狀態(tài)下。
本發(fā)明的目的通過下列方案來實現(xiàn)1、用于發(fā)光二極管的氮化銦鎵熒光無機物包含使用鈰催化的元素周期表III族元素氧化物的晶體結構榴石，特點在于熒光無機物陽離子亞晶格中另外加入了鐿離子，其化學組成為(Y1-x-y-zGdxCeyYbz)p(Al1-m-nGamBn)qO12，這里2.97≤p≤3.03，4.97≤q≤5.03，0.01≤x≤0.5，0.0001≤y≤0.03，0.0001≤z≤0.01，0.001≤m≤0.6，0.001≤n≤0.3，這就使得該熒光無機物被來自異質結的短波激發(fā)時產生寬帶光，半幅值當化學當量指數(shù)z增加時，從Δλ0,5＝90nm增加到Δλ0,5＝120nm，而此刻，由于化學當量指數(shù)《n》增長造成化學當量指數(shù)《y》增長到短波區(qū)間，從而導致熒光無機物發(fā)光的光譜最大值趨向長波區(qū)域，此外，所指熒光無機物的寬帶發(fā)光與In-Ga異質結初始短波發(fā)光混合形成合成白光，色溫區(qū)間T＝2500-12000°K。
2、1項下熒光無機物，特點在于，構成陽離子亞晶格的稀土氧化物最佳的比例Y2O3∶Gd2O3∶Ce2O3∶Yb2O3，在2,2∶0,72∶0,04∶0,01到1,45∶1,45∶0,1∶0,03區(qū)間，而構成陰離子亞晶格的氧化物A12O3∶B2O3∶Ga2O3最佳比例在3∶1,0∶0,97到4,2∶0,25∶0,58區(qū)間之間變動。當熒光無機物發(fā)出的光譜波長在500-680nm的寬帶光與半導體異質結初始發(fā)光混合形成白光，當提升在熒光無機物陽離子亞晶格中的Gd2O3摩爾量時，合成光顏色色溫從T＝10000°K降到T＝2800°K。
3、項2的熒光無機物，特點在于，其發(fā)光惰性在τe＝125毫米到τe＝100毫秒，取決于化學當量比例∑(Al2O3+B2O3+Ga2O3)最佳在4.97-5.03之間的時候，激發(fā)半導體異質結的電流增加10倍的情況下，熒光無機物發(fā)光量子輸出達到η≥0.8并且發(fā)光強度線性增長，形成色坐標在x＝0,28 y＝0,28到x＝0,42y＝0,44.區(qū)間的合成白光。
4、項3下熒光無機物，特點在于，所指熒光無機物顆粒具有橢圓形狀，當熒光無機物顆粒在大軸和小軸的規(guī)格比例為3∶1-5∶1的情況下，呈橢圓形，熒光無機物顆粒大軸尺寸與熒光無機物激發(fā)光的波長比例為在5∶1到20∶1之間從而形成均質的沒有連續(xù)微孔和缺口的環(huán)繞在半導體GaN異質結周遭的發(fā)光涂層。
5、項4下熒光無機物，特點在于，熒光無機物中包含著平均直徑dcp和中位數(shù)直徑d50之間比例關系等于1∶1-1.5∶1的顆粒，并且總餾分含量d10≤1,2微米d50＝6,5微米d90≤12微米。
6、用項1-5的熒光無機物制備的基于Ga-JnN短波半導體異質結和覆蓋所指異質結四周的光轉換熒光無機物的照明裝置。
7、項6的照明裝置，特點在于，所指熒光無機物分布在以二氧化硅氣溶膠為基質的凝膠狀聚合物，硅氧烷鏈接數(shù)量 在每個分子上超過1500個。
8、項7的照明裝置，特點在于，熒光無機物顆粒與聚合物黏結劑之間的比例關系在5-65％之間。聚合硅膠環(huán)繞在半導體異質結棱和表面形成濃度均勻的涂層架構，在激發(fā)時形成均質白光，色指數(shù)在Ra＝68-Ra＝80單位之間。合成光透過球面或圓柱形棱鏡穿透半導體裝置范圍，半導體異質結發(fā)光平面位于棱鏡中心焦點位置。
9、項1-5的熒光無機粉的制備方法，特征在于，將Y、Gd、Ce、Yb、Al、Ga、B的氧化物或鹽在NH3、H2、N2氣氛中以從400-450℃逐步升溫到1400-1600℃的方式熱處理6小時以上，優(yōu)選6-20小時，然后酸洗，再水沈和干燥。
具體實施例方式
與提出的任務相符合，推薦用于生產短波固體光源的熒光無機物基于氮化銦鎵，是由鈰催化的元素周期中III族元素氧化物構成，其特點在于，在熒光無機物陽離子亞晶格中另外加入了鐿離子，其化學組成為(Y1-x-y-zGdxCeyYbz)p(Al1-m-nGamBn)qO12，這里2.97≤p≤3.03，4.97≤q≤5.03，0.01≤x≤0.5，0.0001≤y≤0.03，0.0001≤z≤0.01，0.001≤m≤0.6，0.001≤n≤0.3，這就保證了在上述組份的熒光無機物被短波激發(fā)狀態(tài)下的寬帶發(fā)光并且量子輸出η≥0.85，波長半幅寬在110nm≤λ0,5≤125nm之間變動，而此刻在調整熒光無機物組份中的化學指數(shù)y，光譜發(fā)光最大值移至λ＝535-585nm之間。
簡單闡述推薦熒光無機物主要特性。首先，我們發(fā)現(xiàn)，向離子亞晶格中加入3價離子B+3可以大幅度提升熒光無機物發(fā)光的量子輸出并達到其最大值η≥0.85。其次，我們在發(fā)明試驗中發(fā)現(xiàn)，盡管向熒光無機物組份中另外加入那些離子如Gd，Ce，Yb(加到陽離子亞晶格中)，Ga和B(加到陰離子亞晶格中)，熒光無機物的發(fā)光光譜曲線外形會發(fā)生非常大的變化。這不但最大限度的提升了光譜幅度，而且最大限度的降低了光譜幅度半幅值。
推薦熒光無機物光譜曲線主要參數(shù)特點見表-1.
表-1

熒光無機物發(fā)光光譜這些特性是因為另外向其組份中添加了Gd，使得光譜最大值的位置從535nm升高到595nm，即，升高值為60nm，這對于原來老的組份的熒光無機物是不可能達到的。此外，在催化離子Ce+3濃度相同的情況下，可以在半高度Δλ0,5和1/4高度Δλ0,25進行收縮。直到如今，石榴石中鈰寬幅發(fā)光的類似的統(tǒng)一還沒有出現(xiàn)過。推薦熒光無機物還有一個意料之外的也不是很明顯的特性就是熒光無機物余輝的長度縮短，這是因為向熒光無機物矩陣陽離子組份中另外加入了Yb+3離子。熒光無機物的這個參數(shù)的下列變化我們記錄如下在熒光無機物組份不含鐿離子，則余輝長度為τe＝120毫秒，如Yb2O3＝0,002個原子量則伴隨著余輝長度降低到τe＝100毫秒。在明確記錄光譜上的變化和熒光無機物余輝長度的同時，我們還必須確定，在熒光無機物組份中必須精確記錄那些無意之中進入熒光無機物組份中的來自主要原材料的具有光學活性的雜質濃度。于是我們得知，Dy2O3和Er2O3的含量不能超過[Dy2O3]≤0,005，[Er2O3]≤0,005。發(fā)明工作中進行的分析可以確定，由于激發(fā)光譜和發(fā)光光譜的明顯改變，相應的熒光無機物矩陣陰離子組份多半發(fā)生變化，具體的是向組份中添加B2O3。的確，特定量的離子半徑為τAl＝0,53A的Al2O3被離子半徑為τB＝0,27A的B2O3結晶化學替換。很難想象類似的非等價替換只是當陰離子晶格中存在硬性鋁架構才可能進行。但是，我們確信，在向熒光無機物組份Y3Al5O12加入特定量的Ga2O3可以達到可能粉碎榴石亞晶格，這就不僅僅可以提升標準榴石立體晶格參數(shù)，從a＝12.01A到a＝12.12A，還可以增加這種晶格相對于另外加入的B2O3的同晶性的可能。我們了解，如在初始的Y3Al5O12中加入不超過0.05原子量的B2O3，那么系統(tǒng)中的亞晶格書寫形式為Y3Al5-1GaBmO12，同類氧化硼為0.2--0.6原子量(化學當量指數(shù)的精確檢測透過對沒有進入晶格的B2O3濃度的化學分析法進行。)在我們的榴石晶體或者熒光無機物工作中，我們沒有遇到這種化學式架構Y3Al5-x-yGaxByO12.以及另外加入其組份的B離子。我們確信，在熒光無機物矩陣陰離子亞晶格中也必須監(jiān)控3價氧化元素雜質。我們確定，進入熒光無機物組份的雜質Sc2O3的濃度不能超過[Sc2O3]≤0,1。同時必須嚴格監(jiān)控熒光無機物基質中氧化銦的數(shù)量。如果其濃度[In2O3]＞0,05，那么這個元素會導致熒光無機物發(fā)光強度衰弱。
推薦熒光無機物用于制備聚合物層，該聚合物層直接于氮化基異質結發(fā)光表面接觸。異質結藍紫光直接激發(fā)，熒光無機物顆粒發(fā)生橙黃色光并于沒有被吸收的藍光混合形成白光。資料表明，這種白光的色溫在T＝2500-12000°K之間變動。這種色溫的落差在白熾燈光源上是不可能實現(xiàn)的。上述特點的實現(xiàn)是因為借助無機熒光無機物。該熒光無機物的特點是進入陽離子亞晶格的氧化物最佳劑量在～2,6±0,1個原子量，對于Y2O3，0,35±0,1個原子量，對于Gd2O3，是0,01±0,005個原子量，對于Ce2O3，是0.002±0.001個原子量。而進入陰離子亞晶格的氧化物的數(shù)量，Ga2O3＝2.0±0.2，B2O3＝0.5±0.1在加入相同數(shù)量的添加劑的情況下，推薦熒光無機物量子效能為η＝0,88±0,05，即超過標準熒光無機物類似參數(shù)。再次指出，每種加入到熒光無機物組份中的氧化物都會極大的改變熒光無機物的參數(shù)。例如，加入Gd2O3可以改變主要光譜最大值在次能帶位置從λ＝540～595nm。改變加入的Ce2O3數(shù)量，可能會調節(jié)光譜曲線的半幅值。另外加入到陰離子亞晶格組份中的Ga2O3和B2O3可以擴展熒光無機物激發(fā)光譜并可以大量使用工業(yè)化生產的氮基異質結。
我們發(fā)現(xiàn)，陰離子亞晶格中氧化金屬Ga2O3，和特別是B2O3含量的提升可以降低余輝長度至τe＝100毫秒，原先初始余輝長度為τe＝125毫秒。另外一個方面，稀土氧化物數(shù)量總濃度的降低到∑(Y2O3，Gd2O3，Ce2O3)≤2.98伴隨著余輝長度的提升到τe＝130毫秒。這個效果可以透過向陽離子亞晶格中另外加入Yb2O3來降低。推薦熒光無機物余輝長度的減少與標準熒光無機物相比可以解決固體光源流明電流性能的線性問題。在低電流透過氮化鎵異質結時，發(fā)光光強J，流明量，即，發(fā)光光流量之間是線性的，即Φ＝kJ(mA)。類似的線性現(xiàn)象出現(xiàn)下經過異質結的電流強度j＝2A/cM2。在大電流的情況下，通常會出現(xiàn)光流量增長遲緩于電流增長速度。類似的現(xiàn)象同樣在藍光異質結上出現(xiàn)，但我們在白光光源上也曾注意到該現(xiàn)象，這時，對于電流強度為j＜1,5A/cM2產生非線性現(xiàn)象。對藍光固體光源和覆蓋標準熒光無機物的白光固體光源的流量性能的非線性，可以確定，25-40％的部分非線性是由采用熒光無機物特性決定的?？梢哉J為，這種觀察到的效果大部分是與熒光無機物的熱敏感性相關的，該熒光無機物發(fā)光強度根據(jù)Arrenius法則ΦT2/ΦT1＝Ae-(EOПT/kT)發(fā)生改變，這里熒光無機物發(fā)生的ΦT2和ΦT1光流量相應對應溫度T2和T1，E-表示熱敏過程激發(fā)能量，A-常數(shù)。試驗確定，在溫度T＝365°K時，白光固體光源發(fā)光流量降低25％。
將推薦熒光無機物與標準熒光無機物比較得出，推薦材料在溫度T＝365°K時，效能降低7％。正如我們在工作中確定的一樣，對于熒光無機物類似的效能(和白光固體光源光流量)最低損失出現(xiàn)下，當熒光無機物中稀土氧化物和金屬氧化物比例接近化學當量又有一些差別，大約±0.01即∑TR2O3/Me2O3應該等于0.6±0.01，這里，∑TR2O3＝∑((Y2O3)x+(Gd2O3)y+(Ce2O3)z+(Dy2O3)p+(Er2O3)q+(Yb2O3)R)，∑Me2O3＝∑((Al2O3)k+(B2O3)n+(Ga2O3)m)。這種化學計量法條件在制備用于白光固體光源的工作中沒有得到確定。此時，我們確定，接近化學劑量法的熒光無機物組份線性上比激發(fā)熒光無機物功率保持5-10的提升，而標準熒光無機物已經在兩次提升激發(fā)功率的情況下具有5-10％的非線性。在基于氮化鎵異質結光源中推薦熒光無機物形成均質白光，色坐標在x＝0,28，y＝0,28到x＝0,42，y＝0,44之間變化，這符合冷白光、太陽白光和暖白光色調。
這種推薦熒光無機物的重要優(yōu)勢在于，熒光無機物顆粒在大軸和小軸的規(guī)格比例為3∶1-5∶1的情況下，呈橢圓形，熒光無機物顆粒大軸尺寸與熒光無機物激發(fā)光的波長比例為在5∶1到20∶1之間。因此，熒光無機物發(fā)光光譜最大值處于波長在λ＝535-595nm之間的次能帶，那幺因此顆粒大軸尺寸在2.6微米和12微米之間。采用攝影介質圖解法測量推薦熒光無機物顆粒分散組份得出以下數(shù)據(jù)∶d10＝1,2微米，d20＝1,6，d30＝3,2微米，d40＝5,1微米，d50＝6,5微米，d60＝7,2微米，d70＝8,2微米，d80＝9,4微米，d90＝12微米。分散曲線具有明顯的對稱形狀，所以平均dcp和中位數(shù)d50直徑值之間的比例關系為1∶1-1.5∶1。
熒光無機物的化學制取是通過所謂的陶制流程圖進行的，以下是5種熒光無機物的制備實施例。
實施例1先秤取氧化物如下Gd2O3-68.4g，Y2O3-294g，Al(OH)3-264g，Ga(OH)3-218g，B(OH)3-13g取用500ml硝酸鹽水溶液，水溶液中含有6.52g(0.02M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
將秤取之氧化物全數(shù)加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
將充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
將混合粉末放入500毫升的石英坩鍋中。
將500毫升的石英坩鍋放置于游離NH3(N2∶H2＝3∶1)之氣氛保護爐中，以5℃/分鐘速度升溫至400℃，以此溫度保持一小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1200℃，以此溫度保持三小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1500℃，以此溫度保持四小時后再以5℃/分鐘速度降溫至室溫取出。
將取出之粉末用硝酸(比例1∶1)清洗未反應之物質，然后用大量清水重復清洗至中性為止。
將清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之熒光無機物產品。
實施例2先秤取氧化物如下Gd2O3-86.5g，Y2O3-283g，Al(OH)3-264g，Ga(OH)3-169g，B(OH)3-37.8g取用500ml硝酸鹽水溶液，水溶液中含有6.52g(0.02M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
將秤取之氧化物全數(shù)加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
將充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
將混合粉末放入500毫升的石英坩鍋中。
將500毫升的石英坩鍋放置于游離NH3(N2∶H2＝3∶1)之氣氛保護爐中，以5℃/分鐘速度升溫至450℃，以此溫度保持一小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1200℃，以此溫度保持三小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1500℃，以此溫度保持四小時后再以5℃/分鐘速度降溫至室溫取出。
將取出之粉末用硝酸(比例1∶1)清洗未反應之物質，然后用大量清水重復清洗至中性為止。
將清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之熒光無機物產品。
實施例3先秤取氧化物如下Gd2O3-105g，Y2O3-271g，Al(OH)3-352g，Ga(OH)3-2.42g，B(OH)3-50.2g取用500ml硝酸鹽水溶液，水溶液中含有6.52g(0.02M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
將秤取之氧化物全數(shù)加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
將充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
將混合粉末放入500毫升的石英坩鍋中。
將500毫升的石英坩鍋放置于游離NH3(N2∶H2＝3∶1)之氣氛保護爐中，以5℃/分鐘速度升溫至450℃，以此溫度保持一小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1250℃，以此溫度保持三小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1500℃，以此溫度保持四小時后再以5℃/分鐘速度降溫至室溫取出。
將取出之粉末用硝酸(比例1∶1)和磷酸(1∶1)清洗未反應之物質，然后用大量清水重復清洗至中性為止。
將清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之熒光無機物產品。
實施例4先秤取氧化物如下Gd2O3-106g，Y2O3-271g，Al(OH)3-405g，Ga(OH)3-24.2g，B(OH)3-13g取用500ml硝酸鹽水溶液，水溶液中含有3.26g(0.01M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
將秤取之氧化物全數(shù)加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
將充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
將混合粉末放入500毫升的石英坩鍋中。
將500毫升的石英坩鍋放置于游離NH3(N2∶H2＝3∶1)之氣氛保護爐中，以5℃/分鐘速度升溫至450℃，以此溫度保持一小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1200℃，以此溫度保持三小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1550℃，以此溫度保持四小時后再以5℃/分鐘速度降溫至室溫取出。
將取出之粉末用硝酸(比例1∶1)和磷酸(1∶1)清洗未反應之物質，然后用大量清水重復清洗至中性為止。
將清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之熒光無機物產品。
實施例5先秤取氧化物如下Gd2O3-101g，Y2O3-271g，Al(OH)3-422g，Ga(OH)3-1.21g，B(OH)3-6.82g取用500ml硝酸鹽水溶液，水溶液中含有含13.04g(0.04M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
將秤取之氧化物全數(shù)加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
將充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
將混合粉末放入500毫升的石英坩鍋中。
將500毫升的石英坩鍋放置于游離NH3(N2∶H2＝3∶1)之氣氛保護爐中，以5℃/分鐘速度升溫至450℃，以此溫度保持一小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1200℃，以此溫度保持二小時后再以5℃/分鐘速度升溫至1500℃，以此溫度保持四小時后再以5℃/分鐘速度降溫至室溫取出。
將取出之粉末用硝酸(比例1∶1)和磷酸(1∶1)清洗未反應之物質，然后用大量清水重復清洗至中性為止。
將清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之熒光無機物產品。
制備了共5種不同組份批次的熒光無機物樣品，其參數(shù)測量結果見表-2。
表2-熒光無機物光學技術參數(shù)

顯然，實際上所有根據(jù)推薦化學公式合成的熒光無機物都具有非常高的量子輸出和色坐標，保證了所得白光必需的顏色。
我們曾對推薦熒光無機物在使用基于氮化銦鎵異質結的固體光源的照明裝置中進行細致的抽樣測試。對于上述組份的熒光無機物顆粒與含有硅酮鏈的二氧化硅氣溶膠無機聚合物混合。
每個聚合物分子上

超過1500個。熒光無機物顆粒與二氧化硅聚合物的質量比例為5-65％，此外，最佳含量在35-45％之間。透過分料裝置在二氧化硅聚合物中的熒光無機物懸浮物分布在實現(xiàn)裝有引出裝置并固定在晶體支架上的氮化鎵過道表面，形成濃度均勻的形狀環(huán)繞半導體異質結發(fā)光棱和表面。黏結劑的聚合作用在室溫條件下進行2小時。晶體支架和固定其上的表面覆蓋熒光無機物層的異質結用球形光學儀器蓋好，該光學蓋可以促進光在儀器四周空間的均勻分布。我們測定裝備上述熒光無機物的照明儀器(固體光源)的光學技術參數(shù)并引入下表。
表-3

所有組裝儀器都具有很高的色對應系數(shù)，即rendering，該系數(shù)在區(qū)間Ra＝68-Ra＝80單元之間。這說明了可以在所有10個發(fā)光色次能帶制備儀器。標準儀器具有色對應系數(shù)，在Ra＝65單位水準。
實際應用推薦的新組份熒光無機物具有很高的光學技術參數(shù)，生產工藝上可以穩(wěn)定重復生產?，F(xiàn)今制備了超過100kg上述熒光無機物，生產的數(shù)量可以足夠制備超過1×109個固體光源。
參考文獻1、V.Abramov and other author patent.Soviet Union 635813，1973年2、S.Nakamura“The blue laser diode”.Berlin.1997年3、Shimizu et al.US Pat 5.998.92512/1999年。
權利要求
1.用于發(fā)光二極管的氮化銦鎵熒光無機物，包含使用鈰催化的元素周期表III族元素氧化物的晶體結構榴石，特點在于熒光無機物陽離子亞晶格中另外加入了鐿離子，其化學組成為(Y1-x-y-zGdxCeyYbz)p(Al1-m-nGamBn)qO12，這里2.97≤p≤3.03，4.97≤q≤5.03，0.01≤x≤0.5，0.0001≤y≤0.03，0.0001≤z≤0.01，0.001≤m≤0.6，0.001≤n≤0.3。
2.如權利要求1所述的熒光無機物，特征在于該熒光無機物被來自異質結的短波激發(fā)時產生寬帶光，半幅值當化學當量指數(shù)z增加時，從Δλ0,5＝90nm增加到Δλ0,5＝120nm，而此刻，由于化學當量指數(shù)<<n>>增長造成化學當量指數(shù)<<y>>增長到短波區(qū)間，從而導致熒光無機物發(fā)光的光譜最大值趨向長波區(qū)域，此外，所指熒光無機物的寬帶發(fā)光與In-Ga異質結初始短波發(fā)光混合形成合成白光，色溫區(qū)間T＝2500--12000°K。
3.如權利要求2所述的熒光無機物，特點在于，構成陽離子亞晶格的稀土氧化物最佳的比例Y2O3∶Gd2O3∶Ce2O3∶Yb2O3，在2.2∶0.72∶0.04∶0,01到1,45∶1,45∶0,1∶0,03區(qū)間，而構成陰離子亞晶格的氧化物Al2O3∶B2O3∶Ga2O3最佳比例在3∶1,0∶0,97到4,2∶0,25∶0,58區(qū)間之間變動。當熒光無機物發(fā)出的光譜波長在500-680nm的寬帶光與半導體異質結初始發(fā)光混合形成白光，當提升在熒光無機物陽離子亞晶格中的Gd2O3摩爾量時，合成光顏色色溫從T＝10000°K降到T＝2800°K。
4.如權利要求3所述的熒光無機物，特點在于，其發(fā)光惰性在τe＝125毫米到τe＝100毫秒，取決于化學當量比例∑(Al2O3+B2O3+Ga2O3)最佳在4.97-5.03之間的時候，激發(fā)半導體異質結的電流增加10倍的情況下，熒光無機物發(fā)光量子輸出達到η≥0.8并且發(fā)光強度線性增長，形成色坐標在x＝0.28 y＝0.28到x＝0.42 y＝0.44.區(qū)間的合成白光。
5.如權利要求4所述的熒光無機物，特點在于，所指熒光無機物顆粒具有橢圓形狀，當熒光無機物顆粒在大軸和小軸的規(guī)格比例為3∶1-5∶1的情況下，呈橢圓形，熒光無機物顆粒大軸尺寸與熒光無機物激發(fā)光的波長比例為在5∶1到20∶1之間從而形成均質的沒有連續(xù)微孔和缺口的環(huán)繞在半導體GaN異質結周遭的發(fā)光涂層。
6.如權利要求5所述的熒光無機物，特點在于，熒光無機物中包含著平均直徑dcp和中位數(shù)直徑d50之間比例關系等于1∶1-1.5∶1的顆粒，并且總餾分含量d10≤1,2微米d50＝6,5微米d90≤12微米。
7.基于Ga-JnN短波半導體異質結和覆蓋所指異質結四周的光轉換熒光無機物的照明裝置，特點在于，所指熒光無機物分布在以二氧化硅氣溶膠為基質的凝膠狀聚合物，硅氧烷鏈接數(shù)量 在每個分子上超過1500個。
8.如權利要求7所述的照明裝置，特點在于，熒光無機物顆粒與聚合物黏結劑之間的比例關系在5-65％之間。
9.聚合硅膠環(huán)繞在半導體異質結棱和表面形成濃度均勻的涂層架構，在激發(fā)時形成均質白光，色指數(shù)在Ra＝68-Ra＝80單位之間，合成光透過球面或圓柱形棱鏡穿透半導體裝置范圍，半導體異質結發(fā)光平面位于棱鏡中心焦點位置。
10.權利要求1-5的熒光無機粉的制備方法，特征在于，將Y、Gd、Ce、Yb、Al、Ga、B的氧化物或鹽在NH3、H2、N2氣氛中以從400-450℃逐步升溫到1400-1600℃的方式熱處理6小時以上，優(yōu)選6-20小時，然后酸洗，再水洗和干燥。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子領域，具體是屬于用于電子技術制品的電子材料，是用于固體光源的熒光無機物材料，和此固體光源為基礎的照明裝置。推薦新型化學組份的鋁鎵銦榴石熒光無機物，其區(qū)別特征是在陰離子亞晶格中另外加入了B
文檔編號H01L51/54GK1807547SQ200610002348
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權日2006年1月27日
發(fā)明者索辛那姆 申請人:王培