CN1667082A - 紫外光固体光源的无机粉 - Google Patents

Abstract

一种利用紫外光固体光源的无机粉，其中该无机粉是基于正硅酸盐II群元素的无机粉，成分包括有2价离子，如Eu⁺²、Sm⁺²、Yb⁺²与Dy⁺²，与3价离子Ce⁺³、Tb⁺³和/或Eu⁺³等，其构成成分之化学式为Me⁺² _1－xLn⁺³ _2－ySi₂O₈∶TR⁺² _x∶TR⁺³ _y，并且该结构主要为六角形晶体结构，在使用氮化铟和氮化镓基的半导体异质结短波紫外光激发的状态下可以得到多频带白光。

Description

紫外光固体光源的无机粉

技术领域

一种利用紫外光固体光源的无机粉，其主要成分化学式为Me⁺² _1-xLn⁺³ _2-ySi₂O₈:TR⁺² _x:TR⁺³ _y，于使用氮化铟和氮化镓基的半导体异质结短波紫外光激发的状态下可以得到多频带白光。

背景技术

近年来，固体光源的制造技术持续地改良，发光效率大幅提升，且由于固体光源可发射接近单色之光波，并具有可靠性高、使用寿命长、工作范围宽广等优点，因此，在许多照明设备应用中，固体光源已有逐渐取代传统真空灯泡之趋势。

其中发展中的白光光源是一种多颜色的混合光，可被人眼感觉为白光的至少包括二种以上波长之混合光，人眼同时受红、蓝、绿光的刺激时，或同时受到蓝光与黄光等互补光线的刺激时均可感受为白光，故依此原理可制作发白光的固体光源。

现有技术的白光固体光源制作方法主要有四种：

第一种方法是使用以InGaAlP、GaN与GaN为材质的三颗固体光源，分别控制通过固体光源的电流而发出红、绿及蓝光，经透镜将发出的光加以混合而产生白光。

第二种方法是使用GaN与GaP为材质的二颗固体光源，其亦分别控制通过固体光源之电流而发出蓝及黄绿光以产生白光。虽上述二种方式的发光效率可达到20lm/W，但其中不同光色固体光源之一发生故障，则将无法得到正常的白光，且因其正向偏压各不相同，故须多套控制电路，致使成本较高，此皆为实际应用上之不利因素。

第三种则是1996年日本日亚化学公司(Nichia Chemical)发展出以氮化铟镓蓝光固体光源配合发黄光之钇铝石榴石荧光物质亦可成为一白光光源。此法的发光效率目前(可达15lm/W)虽较前二种方法稍低，但因只需一组固体光源芯片即可，大幅地降低制造成本，再加上所搭配之荧光物质调制技术已臻成熟，故目前已有商品呈现。

然而，其中第二种与第三种方法是利用互补色原理以产生白光，其光谱波长分布之连续性不如真实的太阳光，使色光混和后会在可见光光谱范围(400nm~700nm)出现色彩的不均匀，导致色彩饱和度较低。虽然人类的眼睛可以忽略这些现象，只会看见白色的光，但在一些精密度较高之光学侦检器的感测下，例如摄影机或相机等，其演色性在实质上仍偏低，亦即物体色彩在还原时会产生误差，所以这种方式产生的白光光源只适合作为简单的照明用途。

第四种可产生白光的方案系日本住友电工(Sumitomo ElectricIndustries，Ltd)研发出使用ZnSe材料的白光固体光源，其技术是先在ZnSe单晶基板上形成CdZnSe薄膜，通电后薄膜会发出蓝光，同时部分的蓝光照射在基板上而发出黄光，最后蓝、黄光形成互补色而发出白光。由于此法也只采用单颗固体光源晶粒，其操作电压仅2.7V比GaN之固体光源的3.5V要低，且不需要荧光物质即可得到白光，但其缺点是发光效率仅8lm/W，寿命也只有8000小时，在实用层面的考虑上仍须更进一步地突破。

除上述白光固体光源制作方法外，更有现有技术技术控制激发Y₃Al₅O₁₂:Ce荧光物质波谱的尝试是添加成分Ga或Sc，藉以替代Al，或者添加Lu，Tb，Sm用来替代Y以期达到限定的结果，但该荧光物质辐射光谱多半位于可见光的绿色-黄色光区域，这就不能将固体光源与所谓的相当于色温为T＝2800K-3500K的白织灯的暖白光组合设计。

如现有技术由J.K.Park披露的以Ga-N为基底的白光固体光源与其冷光特性(”White Light Emitting Diodes of Ga-N-BasedSr₂SiO₄:Eu and the Luminescent Properties”J.Electrochem.Solid State Lett.，vol 5{2002}p.H11)，其采用的化学成分系基于锶化合物的化学式为Sr_2-xEu⁺²SiO₄的硅酸盐无机粉，此无机粉发光原理是和处于晶体筛子阳极节点的用来替代Sr⁺²离子的Eu⁺²转移辐射有关。这些正硅酸盐无机粉在生产带标准蓝光In-Ga-N异质结的白光固体光源中的限量使用是因为用于自身激发主要需要短波辐射波长约为λ≤420纳米(nm)，其中采用λ＝395纳米，λ＝405纳米和λ＝380纳米等。

虽然上述正硅酸盐无机粉Sr_2-xEu_x ⁺²SiO₄在受到紫外光激发的后辐射发光谱区域的黄绿色，并可以得到冷色调白光，并且相对于其它习知使用钇铝石榴石荧光物质制成的设备来说有着更高的演色指数(Rendering index)，体现了正硅酸盐无机粉固体光源的主要优势，但是这种优势的获得只有在固体光源中采用双分无机粉混合剂才能得到。

除上述必须使用双成分无机粉混合剂的缺陷之外，锶铕基的正硅酸盐材料有着很低的效率，并且采用制成的白光固体光源Sr_2-xEu⁺²SiO₄在角度为30°-120°的情况下，光强为J＝0.1-0.3烛光，同时这种固体光源的耐热性不能超过80℃-90℃，即，在固体光源加热到这些数值的情况下，其光强要降低2倍。另外，在无机粉的生产过程中采用温度为T＝1100℃-1200℃，这并不足以将无机粉与量子效能合成，且在合成各种已知的硅酸盐无机粉中经常发生产品的玻璃化，这样必须强行粉碎玻璃化的无机粉，这样就会导致量子效能降低。

而利用紫外光(UV)作为固体光源芯片的现有技术如美国专利US6,765,237「White light emitting device based on UV固体光源and phosphor blend」，其中揭露组合两种化学成分的荧光体，达到以紫外光激发出白光之固体光源。

相比于现有技术白光固体光源的演色性(Color Rendering)不佳的缺点，或是在采用双分无机粉混合剂才能产生较好演色性的白光固体光源的相关缺陷，本发明提出一全新的无机粉化学成分，其使用的正硅酸盐无机粉的固体光源有着更高的演色指数(Renderingindex)，并仅使用单一化学成分的无机粉即制成白光固体光源。

发明内容

本发明为一种紫外光固体光源的无机粉，无机粉成分包括有2价离子，如Eu⁺²、Sm⁺²、Yb⁺²与Dy⁺²，与3价离子Ce⁺³、Tb⁺³、Eu⁺³等，其构成成分之化学式为Me⁺² _1-xLn⁺³ _2-ySi₂O₈:TR⁺² _x:TR⁺³ _y，其一较佳实施例的元素

Me⁺²＝(Mg⁺²、Ca⁺²、Sr⁺²、Ba⁺²中至少一种或一种以上)；

TR⁺²＝(Sm⁺²、Yb⁺²、Eu⁺²、Dy⁺²中至少一种或一种以上)；

TR⁺³＝(Tb⁺³、Ce⁺³、Eu⁺³、Dy⁺³中至少一种或一种以上)；

Ln⁺³＝(Y⁺³、La⁺³、Gd⁺³、Sc⁺³、Lu⁺³中至少一种或一种以上)。

上述结构主要为六角形晶体结构，保证该成分在使用氮化铟和氮化镓基的半导体异质结短波紫外光激发的状态下可以得到多频带白光。

然而该成分在于形成一阳离子亚格栅的循环系统，其中各元素浓度为：0≤Mg≤0.2；0.4≤Ca≤0.8；0.2≤Sr≤0.4；以及0.2≤Ba≤0.4，并且该成分之浓度值关系式为∑(Me⁺²+TR⁺²)＝1。

为改善现有技术问题，本发明利用紫外光激发的白光固体光源包括：

(1)紫外光固体光源之无机粉中新组成基于正硅酸盐II群元素无机粉，改善习知缺陷；

(2)并且提出一催化剂荧光材料，其中成分包括有2价离子，如Eu⁺²、Sm⁺²、Yb⁺²与Dy⁺²，与3价离子Ce⁺³、Tb⁺³、Eu⁺³、Dy⁺³等；

(3)建立一个稳定的可以重复的使用标准设备来合成无机粉的工艺过程；

(4)生产新的用于短波固体光源无机粉通过将材料在紫外光、可见光中的紫光和蓝光区域进行激发可使其激发光谱扩大。

对于短波紫外和蓝光固体光源可使用基于正硅酸盐II和III亚群的无机粉，其组成化学式具有下列特征：

Me⁺² _1-xLn⁺³ _2-ySi₂O₈:TR⁺² _x:TR⁺³ _y

其中Me⁺²＝(Mg⁺²、Ca⁺²、Sr⁺²、Ba⁺²中至少一种或一种以上)；

TR⁺²＝(Sm⁺²、Yb⁺²、Eu⁺²、Dy⁺²中至少一种或一种以上)；

TR⁺³＝(Tb⁺³、Ce⁺³、Eu⁺³、Dy⁺³中至少一种或一种以上)；

Ln⁺³＝(Y⁺³、La⁺³、Gd⁺³、Sc⁺³、Lu⁺³中至少一种或一种以上)，其在化学当量指数的数量比例关系上为x＝0.000-0.2，y＝0.000-0.1，晶体格栅主要有六角形晶体结构，保证荧光在受到来自半导体异质结的短波光激发的多频带光辐射。

上述材料可以被称为二元正硅酸盐带双重催化剂，并且晶体格栅中有两个不同配价数值的阳离子场。二价阳离子，比如Ca、Sr、Ba构成的场一般配价数值为Κ1＝6或Κ1＝8，并且只有当Mg⁺²离子进入阳离子亚格栅中之后，配价数值可能会降低到Κ1＝4。从另外一个方面，当2价场完全被大颗粒的Ba⁺²离子替换，配价数值会增长到Κ1＝10或Κ1＝12。对于稀土元素，比如Y或Gd的场，有较低的配价，如Κ2＝6或Κ2＝8。小颗粒的Lu⁺³离子半径r_Lu＝0.85A，保留配价数值Κ2＝6，当配置大规格的La⁺³离子时，配价数值增大到Κ2＝8或Κ2＝10。

二元正硅酸盐晶体矩阵的两个阳离子场的配价值的差异伴随着影响催化剂离子在格栅节点中配置的内部静电电场的变化。二元正硅酸盐的晶体格栅第一、第二节点周围环绕氧离子，配价值较低为Κ0＝4。边缘的SiO₄四面体在晶体格栅中有岛(island)的性质，即它们并不与顶部和边缘接触。大规格的氧化硅四面体适合吸收激发的初始能量，所以对于二元正硅酸盐基的无机粉可能并不仅仅是量子能量向催化离子的直接转移的直接激发还有格栅的吸收。

本发明无机粉制造方法如下：

本专利建议的无机粉要求用特殊方法获得。传统的合成无机粉的方法一般是用固相反应方法，或者叫做“陶瓷方法”。根据这种方法，为了获得无机粉材料，采用氧化物作为原材料，如化学元素表的第二组和第三组元素：MgO，CaO，SrO，ZnO和Y₂O₃，Gd₂O₃，Eu₂O₃，CeO₂，将它们预先用各种混料设备(如：球形磨碎机、快速磨碎机或行星磨碎机)混合好。然后进行热处理，为此要将计算好的用来制作无机粉的氧化混合物装入专用的石英容器或陶瓷容器(坩埚)中，放到专用的热处理装置(炉子)中煅烧。在此过程中，要往炉中送入特殊气体：还原大气CO/CO₂，H₂/N₂，N₂/NH₃或氧化大气(氧气O₂或空气)，并且保持一定的温度。按照专利文件中提出的陶瓷方法生产无机粉的最主要缺点，是一定要使用高温处理方法(1200-1300℃)，有时甚至需要很高的温度。由于采用高温处理方法，无机粉的颗粒度在实质上增长，通常为d₅₀＝20微米。这就是这种已知的无机粉获得方法的第二个缺点。

我们提出的合成无机粉的方法是非传统式的。这个获得无机粉的过程分为两个阶段，即混合与热处理。在第一阶段要获得包含无机粉阳离子半晶格的双重化合物或混合化合物，利用可形成阳离子半晶格的元素的原始盐水溶液或其晶体水化物(含有羟基组，如：氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾，或氢基组)的相互作用，按照化学计量方式获得所需的双重氢氧化物、碳酸盐、草酸盐、甲酸盐等，然后使它们与溶液或混合物(其主要成分为SiO₃ ^-2xnH₂O水合成组)产生相互反应，用热加温方法使其激活并烘干，或者用液体加温方法形成化合物，该化合物内存在有化学键Me-O-Si-O，可形成更紧密的化合物，然后利用水化作用和热处理脱水方法，形成稳定的氧化硅，这对于在热处理时形成的双重硅酸盐MeLa₂Si₂O₈的组成成分是必须的。

在第二阶段，要在1-6小时的时间内从800℃加热到1200℃，在燃气介质中加入O₂，H₂，NH₃系列还原剂(热处理的第一阶段)和中性剂(热处理的第二阶段，包括氮气和惰性气体如氩气)。

本发明于是制成了这样的一系列的化合物：

CaLa₂Si₂O₈-CaCl₂Si₂O₈-CaY₂Si₂O₈

对于这些化合物已经完全确定对于铈成分在产品固相矩阵是完全溶解的。这是推荐的正二硅酸盐基相对于单基和正硅酸盐主要优势之一。单基和正硅酸盐基无机粉不能形成连续带催化剂阳离子(Ce，Nd，Eu)固体溶液的，很低的同晶容量，即催化剂在无机粉基质格栅中溶解很少。这个参数的低数值阻碍无机粉量子效能得到更高的数值并且，通常伴随亮度的降低。

但上述由不同的三价稀土元素量子的稀土阳离子成分之间形成固态溶液的形成不是唯一的由正二硅酸盐制取催化剂化合物的可能性。第二种可能是稀土元素2价离子进入第二权元素阳离子场中。在阳离子亚格栅场中Ca⁺²、Sr⁺²或Ba⁺²离子的位置可以被催化剂离子替代，但是在这种情况下，他们应该是氧化级为+2，此类2价离子中包括这些离子如Eu⁺²、Sm⁺²、Yb⁺²、Dy⁺²，如同2价稀土元素离子替换Ca⁺²离子一样，而晶体格栅中这些催化离子也可以进入Mn⁺²、Sn⁺²、Pb⁺²，他们属于典型的化学d-元素。格栅中这些离子的存在可以在发光光谱中得到另外的波段，比如蓝色，绿色、红色等可见光的次波段。

上述形成类似的多频带发光波段是对正二硅酸盐基无机粉家族非常重要的优势。实际上在类似的材料中所有已知的催化剂离子都非常活跃。表一中列出已知的发光系统晶体矩阵物理化学参数对比展示了即使是最小量晶体格栅对于正二硅酸盐，也应当促进发光效能的提高。

表1：

正二硅酸钙中和镧中离子间间隔与六角形正硅酸盐、立方硅榴相比要小20％-25％。离子间间隔的减少不仅造成内部晶体场梯度提高，并且使对称性降低。这两种物理过程会造成催化剂在正二硅酸盐矩阵中的催化剂发光波谱拓宽。更宽的波谱，通常降低发光的等量的流明值(Lumen)。如标准值为L＝380流明/瓦特，对于半宽幅光谱的光谱曲线为λ_0.5＝125nm，那么对于更宽的波谱的宽带发射体这个值会降低到L＝280流明/瓦特。那么同时宽带发光会促进实际上所有颜色在全光谱范围的再复制。最后的情况表明，对于宽带发射体所谓的演色系数Ra可能会增大。再使用标准无机粉的情况下，这个系数等于62，而对于紫外光激发来说，这个系数值高达87。

本发明无机粉优势表现在其材料成分上，该材料不同之处在于形成阳离子亚格栅的循环系统，其中各元素浓度为：

0.0≤Mg≤0.2；0.4≤Ca≤0.8；0.2≤Sr≤0.4；0.2≤Ba≤0.4

此时，浓度值为：∑(Me⁺²+TR⁺²)＝1，当稀土离子含量在第二个阳离子节点的含量是：

0.5≤Y≤1.6；0.1≤La≤0.4；0.2≤Gd≤0.4；0.1≤Sc≤0.2；

0.1≤Lu≤0.2

上述无机粉构造原理如下：在其第一个阳离子节点是所有的已知IIA族离子，如Mg⁺²、Ca⁺²、Sr⁺²、Ba⁺²，显然，前面最后3种离子，即Ca⁺²、Sr⁺²、Ba⁺²一定是兼容的，而第四个阳离子，也就是Mg⁺²，可能在离子成分中少量存在，直至没有。

然而，四个主要的2价离子中有三个是生产该无机粉所必需的，在这种情况下必然会有无机粉矩阵晶体格栅的必然破碎(体积增大)，这促进了那些2价催化离子的溶解性，如Sm⁺²、Yb⁺²、Eu⁺²、Dy⁺²。这些2价离子与次组Ba⁺²阳离子的区别在于有放射克卡(能量水平)，这决定了无机粉的发光能力和发光光谱。

这种若干稀土元素在格栅阳离子节点中的共存原理被本发明在填充无机粉成分稀土元素(第二个)节点中采用。在两个阳离子场中必然存在所有5个不具备在可见光范围的发光克卡(水平)的稀土元素Ln。在无机粉成分中具体采用Y⁺³、La⁺³、Gd⁺³、Sc⁺³与Lu⁺³，其中Y⁺³的含量为0.5≤Y≤1.6原子量，其中La含量处于0.1≤La≤0.4原子量之间。如此，必须指出，这种稀土元素离子Y+La，属于2个不同的亚组，分别是重亚组和轻亚组。

为了保证正在第二个阳离子节点组保持这个不同寻常的离子组合的稳定，需要另外加入钆离子0.2≤Gd≤0.4，镥离子0.1≤Lu≤0.2和钪离子0.1≤Sc≤0.2。无机粉基质晶体格栅在此刻的达到稳定，甚至在格栅第二场中的稀土元素离子部分被Tb⁺³、Ce⁺³、Eu⁺³、Dy⁺³系列的催化稀土离子替换。在催化离子中存在，例如Ce⁺³、Dy⁺³，属于两个不同的稀土元素亚组，所以由5个Ln离子同时形成第二个阳离子节点可以降低在引入大颗粒的Ce⁺³离子后，并伴随无机粉颗粒的粉碎而产生的格栅机械强度。

在向阳离子节点成分中加入La⁺³离子提高晶体格栅化学参数，这时小颗粒的镥离子Lu⁺³，位于格栅晶体节点的第二部分，对格栅尺寸起相反的作用。随着晶体格栅参数的降低，内场静电值升高，这种现象，其伴随Ce⁺³、Eu⁺³、Tb⁺³、Dy⁺³基质的无机粉中采用催化剂离子辐射位移强度的增长。随着辐射位移强度的增长无机粉在半导体固体光源中的发光亮度会随之提高。

该无机粉的这种独一无二的而且非常有益的特性体现在无机粉的成分上面，特点在于，主要稀土元素Ln⁺³的和部分替换3价催化剂浓度值等于∑(Ln⁺³+TR⁺³)＝2原子量，这种情况下，Ce⁺³、Eu⁺³、Tb⁺³、Dy⁺³群组三价催化离子的个别浓度在0.001≤TR≤0.2原子量之间，这保证了在激发Tb⁺³稀土元素离子节点时的发光光谱区域为λ＝545±10nm，而当激发Ce⁺³离子时，得到绿色-黄色光，光谱在波长为525nm至575nm，当向稀土元素节点中加入Eu⁺³和Dy⁺³离子后，主要发光的光谱位于可见光的黄色-橙黄区域。

本发明之一实施例是使用紫外辐射波长为λ＜430nm的固体光源激发无机粉的发光光谱；

成分型态为(Ca，Sr，Ba)_y(Y，La，Gd，Lu，Sc)_2-ySi₂O₈，其中Ce⁺³离子发光偏向宽带区域，波长为λ＝500nm～720nm，包括可见光中的绿色、黄色、橙黄色和红色区域。Tb⁺³离子发光光谱覆盖了Ce⁺³离子发光光谱，光谱最大波长为绿光和黄光次能带的边界波长为λ＝545±10nm。用铕离子激发，发光会呈现在橙黄光谱区域λ＝610nm～625nm。催化离子Dy⁺³激发则是窄带光谱，光谱最高值为λ＝576nm。

从上述数据可以得出该无机粉辐射可以是宽带也可以是窄带频。辐射运动特性同时改变，比如，Ce⁺³离子非常短的辐射，等于τ≤100纳秒，而Tb⁺³和Eu⁺³无机粉的特点是余辉平均时间在1至5毫秒。

上述如此高光谱动力学特性表现在其成分特点上，其材料吸收光谱在使用铕离子(Eu⁺²)和/或钐离子(Sm⁺²)和/或镱离子催化无机粉的情况下趋向与可见光光谱中的蓝色-天蓝次能带，此时上述离子辐射波长在光谱的绿色-天蓝色次能带，辐射带的半宽幅λ_0.5＝40nm~80nm。

Eu⁺²、Sm⁺²、Yb⁺²系列的二价稀土元素离子激化第一阳离子节点的特有表现是无机粉颗粒发射沙土色-黄色。这与无机粉格栅中有特殊能量状态，也就是O^-2和TR⁺离子之间充电位移带有关。这个很强的能量带表现在强烈吸收波长在400nm～480nm之间的短波给无机粉着色。通常通过向无机粉成分中添加Eu⁺²和Sm⁺²甚至Yb⁺²来加深无机粉表面颜色。

其中用Eu⁺²催化的正硅酸盐无机粉发光光谱是有特色的(波长480nm～530nm)，Sm⁺²催化的无机粉波长为(540nm～590nm)，Yb⁺²催化的无机粉波长(420nm)。

上述无机粉在合成后的粒径平均6-12微米，并在经过研磨后粒径达到2至3微米的情况下，效能没有损失。

而本发明实施例为了在固体光源上形成发光涂层，系先准备好气溶胶为基质的聚合混合材料(混合材料中需含气溶胶、环氧树脂、硅胶中至少一种或一种以上)(步骤1)；

之后，无机粉在悬浮物中的浓度最小的时候将无机粉分层涂到固体光源异质结表面(步骤2)，每层的厚度为30～40微米，浓度更高的无机粉悬浮物可以以厚度60～70微米的为单层形成涂到固体光源异质结表面。

接着，将涂有无机粉涂层的氮基异质结焊接入金属壳体(步骤3)，然后加装透镜聚合物盖(步骤4)，其中，在壳体内表面和涂有无机粉的聚合物层之间另外填入二氧化硅气溶胶等聚合混合材料(步骤5)。

上述结构中之异质结电极供应电压为V_F＝4V电流I_F＝50mA，观察白光色温T＝4500Κ为的强烈白光，固体光源的光强在2Θ_1/2＝20°时达到J＝2烛光。

实施例

实施例1

将0.8mol MgCO₃，0.2mol BaCO₃，0.8mol La₂O₃，0.05mol Y₂O₃，和0.05mol Eu₂O₃以及0.1mol CeO₂粉碎并混合均匀，在H₂/N₂ 2∶98中在1000℃下煅烧12小时，然后气氛改变为空气，加入2mol SO₂，继续在1300℃下煅烧8小时，然后改变气氛为氮气，继续在1300℃下煅烧5小时，获得本发明的无机粉。

实施例2

将0.4mol CaCO₃，0.1mol SrCO₃，0.4molBaCO₃，0.5mol La₂O₃，0.3mol Gd₂O₃，和0.2mol Eu₂O₃以及0.1mol CeO₂粉碎并混合均匀，在H₂/N₂ 2∶98中在1200℃下煅烧8小时，然后气氛改变为空气，加入2mol SO₂，继续在1400℃下煅烧6小时，然后改变气氛为氮气，继续在1500℃下煅烧5小时，获得本发明的无机粉。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并不限制本发明的专利范围，因此凡是运用本发明说明书及图示内容所产生的等效结构变化，均同理包含于本发明之范围内。

Claims (13)

1、一种紫外光固体光源之无机粉，其构成成分的化学式为

Me⁺² _1-xLn⁺³ _2-ySi₂O₈:TR⁺² _x:TR⁺³ _y，其中：

Me⁺²＝(Mg⁺²、Ca⁺²、Sr⁺²、Ba⁺²中至少一种或一种以上)；

TR⁺²＝(Sm⁺²、Yb⁺²、Eu⁺²、Dy⁺²中至少一种或一种以上)；

TR⁺³＝(Tb⁺³、Ce⁺³、Eu⁺³、Dy⁺³中至少一种或一种以上)；

Ln⁺³＝(Y⁺³、La⁺³、Gd⁺³、Sc⁺³、Lu⁺³中至少一种或一种以上)；

x＝0.0002-0.2，y＝0.0001-0.1，

该固体光源之异质结表面结构主要为六角形晶体结构，保证该成分在使用氮化铟和氮化镓基的固体光源异质结短波紫外光激发的状态下可以得到多频带白光。

2、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，其中该成分在于形成一阳离子亚格栅的循环系统，其中各元素浓度为：

0≤Mg≤0.2；

0.4≤Ca≤0.8；

0.2≤Sr≤0.4；以及0.2≤Ba≤0.4。

3、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，其中该成分之浓度值关系式为∑(Me⁺²+TR⁺²)＝1。

4、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，当稀土离子含量在第二个阳离子节点的含量是：

0.5≤Y≤1.6；

0.1≤La≤0.4；

0.2≤Gd≤0.4；

0.1≤Sc≤0.2；

0.1≤Lu≤0.2。

5、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，该稀土元素Ln⁺³的和部分替换3价催化剂浓度值等于∑(Ln⁺³+TR⁺³)＝2原子量。

6、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，其中Ce⁺³、Eu⁺³、Tb⁺³、Dy⁺³群组三价催化离子的个别浓度在0.001≤TR≤0.2原子量之间。

7、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，该紫外光激发Tb+3稀土元素离子节点时的发光光谱区域为λ＝545±10nm。

8、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，该紫外光激发Ce⁺³离子时，得到绿色-黄色光，光谱在波长525nm～575nm。

9、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，该紫外光激发该无机粉中加入的Eu⁺³和Dy⁺³离子后，主要发光的光谱位于可见光的黄色-橙黄区域。

10、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，其中该无机无机粉材料吸收光谱在铕离子(Eu⁺²)、钐离子(Sm⁺²)、镱离子中一种或一种以上离子的催化下，该吸收光谱在蓝色-天蓝次能带，并且辐射波长在光谱的绿色-天蓝色次能带，辐射带的半宽幅波长为40nm～80nm。

11、如权利要求1所述的紫外光固体光源的无机粉，其中为了在该固体光源上形成该无机粉，其制程步骤包括有：

准备一聚合混合材料(混合材料中需含气溶胶、环氧树脂、硅胶中至少一种或一种以上)；

涂布该无机粉至该固体光源之异质结表面；

焊接涂有该无机粉的氮基异质结至一金属壳体；

加装一透镜聚合物盖；以及填入一聚合混合材料于该壳体内表面和涂有该无机粉的聚合物层之间。

12、如权利要求11所述的紫外光固体光源的无机粉，其中系于该无机粉在悬浮物中的浓度最小的时候将该无机粉分层涂到异质结表面。

13、如权利要求11所述的紫外光固体光源的无机粉，其中该无机粉厚度为30～40微米，浓度更高的无机粉悬浮物可以以厚度60～70微米的为单层形成涂到半导体异质结表面。