CN1807547A - 用于固体光源的荧光无机物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子领域，具体是属于用于电子技术制品的电子材料，是用于固体光源的荧光无机物材料，和此固体光源为基础的照明装置。推荐新型化学组份的铝镓铟榴石荧光无机物，其区别特征是在阴离子亚晶格中另外加入了B+3离子,向阳离子亚晶格中加入Yb+3，化学式为(Y1－x－y－zGdxCeyYbz) p (Al1－m－nGamBn) qO12，这里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。荧光无机物在用蓝－紫光激发时，发出橙黄色光并与二极管初始发光混合，从而形成均质白光，色温在T＝12000到2500°K之间。

Description

用于固体光源的荧光无机物
技术领域
该发明属于电子领域，具体属于用于电子科技的材料科学，譬如电子发光设备，固体光源以及其它。推荐的材料可以用于制造白光固体光源。
背景计数
众所周知的固体光源设计，其中发光材料的表面覆盖氮化镓架构中使用斯多克索夫荧光无机物。(专利著者苏联证书专利号：635813，1973年)。在该装置中首次申请了使用长波荧光无机物。在S.Nakamura(The blue laser diode，p.343，Berlin，1997)的学术专著中描述了采用已知Y3Al5O12:Ce荧光无机物来制备半导体白光发射体。在这些装置中使用的荧光无机物呈黄绿色，在于部分激发的蓝紫色光混合形成合成光。但是采用铝钇铈榴催化的材料具有很多不足：
—30-35nm的狭窄激发光谱带不足以在生产光谱最大值λ＞470nm或λ＜445nm的固体光源中使用。
—粉末状荧光无机物针对于激发波长为450＜λ≤470nm的低吸收能力，这就必须极大的提升在半导体异质结表面的荧光无机物颗粒层的浓度。
—粉末状荧光无机物发光光谱流明当量相对不高，具体数值Q≤300流明/瓦特。
在原始专利中对上述不足进行了分析(Smith，US Pat 5998925，1997)并建议另外向榴石荧光无机物组份中加入钆离子和镓离子，拓宽荧光无机物激发光谱并提升其流明当量10％。尽管已知原型荧光无机物应用相对广泛，仍然存在严重不足：
—发光光谱很广，Δλ0,5＝130nm和Δλ0,25＝220nm，这就降低了发光的流明当量值；
—已知荧光无机物相对较低的发光量子输出。
发明内容
本发明之目的如下：
—在铝钇榴石荧光无机物基础上制备粉末状荧光无机物发光亮度提升10-15％；
—荧光无机物发光中存在明显的橙黄色光带，这伴随着合成白光倾向暖白光颜色区域；
—所得荧光无机物色坐标值严格确定。
制备新型荧光无机物还有一个重要的目的是改善其量子输出，特别是在高水平激发的状态下。
本发明的目的通过下列方案来实现：
1、用于发光二极管的氮化铟镓荧光无机物包含使用铈催化的元素周期表III族元素氧化物的晶体结构榴石，特点在于荧光无机物阳离子亚晶格中另外加入了镱离子，其化学组成为(Y1-x-y-zGdxCeyYbz)p(Al1-m-nGamBn)qO12，这里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，这就使得该荧光无机物被来自异质结的短波激发时产生宽带光，半幅值当化学当量指数z增加时，从Δλ0,5＝90nm增加到Δλ0,5＝120nm，而此刻，由于化学当量指数《n》增长造成化学当量指数《y》增长到短波区间，从而导致荧光无机物发光的光谱最大值趋向长波区域，此外，所指荧光无机物的宽带发光与In-Ga异质结初始短波发光混合形成合成白光，色温区间：T＝2500-12000°K。
2、1项下荧光无机物，特点在于，构成阳离子亚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区间，而构成阴离子亚晶格的氧化物A12O3∶B2O3∶Ga2O3最佳比例在3∶1,0∶0,97到4,2∶0,25∶0,58区间之间变动。当荧光无机物发出的光谱波长在500-680nm的宽带光与半导体异质结初始发光混合形成白光，当提升在荧光无机物阳离子亚晶格中的Gd2O3摩尔量时，合成光颜色色温从T＝10000°K降到T＝2800°K。
3、项2的荧光无机物，特点在于，其发光惰性在τe＝125毫米到τe＝100毫秒，取决于化学当量比例∑(Al2O3+B2O3+Ga2O3)最佳在4.97-5.03之间的时候，激发半导体异质结的电流增加10倍的情况下，荧光无机物发光量子输出达到η≥0.8并且发光强度线性增长，形成色坐标在x＝0,28 y＝0,28到x＝0,42y＝0,44.区间的合成白光。
4、项3下荧光无机物，特点在于，所指荧光无机物颗粒具有椭圆形状，当荧光无机物颗粒在大轴和小轴的规格比例为3∶1-5∶1的情况下，呈椭圆形，荧光无机物颗粒大轴尺寸与荧光无机物激发光的波长比例为在5∶1到20∶1之间从而形成均质的没有连续微孔和缺口的环绕在半导体GaN异质结周遭的发光涂层。
5、项4下荧光无机物，特点在于，荧光无机物中包含着平均直径dcp和中位数直径d50之间比例关系等于1∶1-1.5∶1的颗粒，并且总馏分含量d10≤1,2微米d50＝6,5微米d90≤12微米。
6、用项1-5的荧光无机物制备的基于Ga-JnN短波半导体异质结和覆盖所指异质结四周的光转换荧光无机物的照明装置。
7、项6的照明装置，特点在于，所指荧光无机物分布在以二氧化硅气溶胶为基质的凝胶状聚合物，硅氧烷链接数量
Figure A20061000234800061
在每个分子上超过1500个。
8、项7的照明装置，特点在于，荧光无机物颗粒与聚合物黏结剂之间的比例关系在5-65％之间。聚合硅胶环绕在半导体异质结棱和表面形成浓度均匀的涂层架构，在激发时形成均质白光，色指数在Ra＝68-Ra＝80单位之间。合成光透过球面或圆柱形棱镜穿透半导体装置范围，半导体异质结发光平面位于棱镜中心焦点位置。
9、项1-5的荧光无机粉的制备方法，特征在于，将Y、Gd、Ce、Yb、Al、Ga、B的氧化物或盐在NH3、H2、N2气氛中以从400-450℃逐步升温到1400-1600℃的方式热处理6小时以上，优选6-20小时，然后酸洗，再水沈和干燥。
具体实施方式
与提出的任务相符合，推荐用于生产短波固体光源的荧光无机物基于氮化铟镓，是由铈催化的元素周期中III族元素氧化物构成，其特点在于，在荧光无机物阳离子亚晶格中另外加入了镱离子，其化学组成为(Y1-x-y-zGdxCeyYbz)p(Al1-m-nGamBn)qO12，这里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，这就保证了在上述组份的荧光无机物被短波激发状态下的宽带发光并且量子输出η≥0.85，波长半幅宽在110nm≤λ0,5≤125nm之间变动，而此刻在调整荧光无机物组份中的化学指数y，光谱发光最大值移至λ＝535-585nm之间。
简单阐述推荐荧光无机物主要特性。首先，我们发现，向离子亚晶格中加入3价离子B+3可以大幅度提升荧光无机物发光的量子输出并达到其最大值η≥0.85。其次，我们在发明试验中发现，尽管向荧光无机物组份中另外加入那些离子如Gd，Ce，Yb(加到阳离子亚晶格中)，Ga和B(加到阴离子亚晶格中)，荧光无机物的发光光谱曲线外形会发生非常大的变化。这不但最大限度的提升了光谱幅度，而且最大限度的降低了光谱幅度半幅值。
推荐荧光无机物光谱曲线主要参数特点见表-1.
表-1
  参数 荧光无机物(Y，Gd，Ce)3Al5O12 推荐荧光无机物(Y，Gd，Ce，Yb)3(Al，B，Ga)5O12
  最大光谱波长λmax，nm 540-580 535-595
  光谱最大值半幅值，nm 125-130 119-125
  光谱最大值在0,25高度的宽度 260-280 200-220
  主波长位移，nm 10-18 5-8
  吸收光谱最小值状态，nm 455-460 425-480
荧光无机物发光光谱这些特性是因为另外向其组份中添加了Gd，使得光谱最大值的位置从535nm升高到595nm，即，升高值为60nm，这对于原来老的组份的荧光无机物是不可能达到的。此外，在催化离子Ce+3浓度相同的情况下，可以在半高度Δλ0,5和1/4高度Δλ0,25进行收缩。直到如今，石榴石中铈宽幅发光的类似的统一还没有出现过。推荐荧光无机物还有一个意料之外的也不是很明显的特性就是荧光无机物余辉的长度缩短，这是因为向荧光无机物矩阵阳离子组份中另外加入了Yb+3离子。荧光无机物的这个参数的下列变化我们记录如下：在荧光无机物组份不含镱离子，则余辉长度为τe＝120毫秒，如Yb2O3＝0,002个原子量则伴随着余辉长度降低到τe＝100毫秒。在明确记录光谱上的变化和荧光无机物余辉长度的同时，我们还必须确定，在荧光无机物组份中必须精确记录那些无意之中进入荧光无机物组份中的来自主要原材料的具有光学活性的杂质浓度。于是我们得知，Dy2O3和Er2O3的含量不能超过[Dy2O3]≤0,005，[Er2O3]≤0,005。发明工作中进行的分析可以确定，由于激发光谱和发光光谱的明显改变，相应的荧光无机物矩阵阴离子组份多半发生变化，具体的是向组份中添加B2O3。的确，特定量的离子半径为τAl＝0,53A的Al2O3被离子半径为τB＝0,27A的B2O3结晶化学替换。很难想象类似的非等价替换只是当阴离子晶格中存在硬性铝架构才可能进行。但是，我们确信，在向荧光无机物组份Y3Al5O12加入特定量的Ga2O3可以达到可能粉碎榴石亚晶格，这就不仅仅可以提升标准榴石立体晶格参数，从a＝12.01A到a＝12.12A，还可以增加这种晶格相对于另外加入的B2O3的同晶性的可能。我们了解，如在初始的Y3Al5O12中加入不超过0.05原子量的B2O3，那么系统中的亚晶格书写形式为Y3Al5-1GaBmO12，同类氧化硼为0.2--0.6原子量(化学当量指数的精确检测透过对没有进入晶格的B2O3浓度的化学分析法进行。)
在我们的榴石晶体或者荧光无机物工作中，我们没有遇到这种化学式架构Y3Al5-x-yGaxByO12.以及另外加入其组份的B离子。我们确信，在荧光无机物矩阵阴离子亚晶格中也必须监控3价氧化元素杂质。我们确定，进入荧光无机物组份的杂质Sc2O3的浓度不能超过[Sc2O3]≤0,1。同时必须严格监控荧光无机物基质中氧化铟的数量。如果其浓度[In2O3]＞0,05，那么这个元素会导致荧光无机物发光强度衰弱。
推荐荧光无机物用于制备聚合物层，该聚合物层直接于氮化基异质结发光表面接触。异质结蓝紫光直接激发，荧光无机物颗粒发生橙黄色光并于没有被吸收的蓝光混合形成白光。资料表明，这种白光的色温在T＝2500-12000°K之间变动。这种色温的落差在白炽灯光源上是不可能实现的。上述特点的实现是因为借助无机荧光无机物。该荧光无机物的特点是进入阳离子亚晶格的氧化物最佳剂量在～2,6±0,1个原子量，对于Y2O3，0,35±0,1个原子量，对于Gd2O3，是0,01±0,005个原子量，对于Ce2O3，是0.002±0.001个原子量。而进入阴离子亚晶格的氧化物的数量，Ga2O3＝2.0±0.2，B2O3＝0.5±0.1在加入相同数量的添加剂的情况下，推荐荧光无机物量子效能为η＝0,88±0,05，即超过标准荧光无机物类似参数。再次指出，每种加入到荧光无机物组份中的氧化物都会极大的改变荧光无机物的参数。例如，加入Gd2O3可以改变主要光谱最大值在次能带位置从λ＝540～595nm。改变加入的Ce2O3数量，可能会调节光谱曲线的半幅值。另外加入到阴离子亚晶格组份中的Ga2O3和B2O3可以扩展荧光无机物激发光谱并可以大量使用工业化生产的氮基异质结。
我们发现，阴离子亚晶格中氧化金属Ga2O3，和特别是B2O3含量的提升可以降低余辉长度至τe＝100毫秒，原先初始余辉长度为τe＝125毫秒。另外一个方面，稀土氧化物数量总浓度的降低到∑(Y2O3，Gd2O3，Ce2O3)≤2.98伴随着余辉长度的提升到τe＝130毫秒。这个效果可以透过向阳离子亚晶格中另外加入Yb2O3来降低。推荐荧光无机物余辉长度的减少与标准荧光无机物相比可以解决固体光源流明电流性能的线性问题。在低电流透过氮化镓异质结时，发光光强J，流明量，即，发光光流量之间是线性的，即Φ＝kJ(mA)。类似的线性现象出现下经过异质结的电流强度j＝2A/cM2。在大电流的情况下，通常会出现光流量增长迟缓于电流增长速度。类似的现象同样在蓝光异质结上出现，但我们在白光光源上也曾注意到该现象，这时，对于电流强度为j＜1,5A/cM2产生非线性现象。对蓝光固体光源和覆盖标准荧光无机物的白光固体光源的流量性能的非线性，可以确定，25-40％的部分非线性是由采用荧光无机物特性决定的。可以认为，这种观察到的效果大部分是与荧光无机物的热敏感性相关的，该荧光无机物发光强度根据Arrenius法则ΦT2/ΦT1＝Ae-(EOПT/kT)发生改变，这里荧光无机物发生的ΦT2和ΦT1光流量相应对应温度T2和T1，E-表示热敏过程激发能量，A-常数。试验确定，在温度T＝365°K时，白光固体光源发光流量降低25％。
将推荐荧光无机物与标准荧光无机物比较得出，推荐材料在温度T＝365°K时，效能降低7％。正如我们在工作中确定的一样，对于荧光无机物类似的效能(和白光固体光源光流量)最低损失出现下，当荧光无机物中稀土氧化物和金属氧化物比例接近化学当量又有一些差别，大约±0.01即∑TR2O3/Me2O3应该等于0.6±0.01，这里，∑TR2O3＝∑((Y2O3)x+(Gd2O3)y+(Ce2O3)z+(Dy2O3)p+(Er2O3)q+(Yb2O3)R)，∑Me2O3＝∑((Al2O3)k+(B2O3)n+(Ga2O3)m)。这种化学计量法条件在制备用于白光固体光源的工作中没有得到确定。此时，我们确定，接近化学剂量法的荧光无机物组份线性上比激发荧光无机物功率保持5-10的提升，而标准荧光无机物已经在两次提升激发功率的情况下具有5-10％的非线性。在基于氮化镓异质结光源中推荐荧光无机物形成均质白光，色坐标在x＝0,28，y＝0,28到x＝0,42，y＝0,44之间变化，这符合冷白光、太阳白光和暖白光色调。
这种推荐荧光无机物的重要优势在于，荧光无机物颗粒在大轴和小轴的规格比例为3∶1-5∶1的情况下，呈椭圆形，荧光无机物颗粒大轴尺寸与荧光无机物激发光的波长比例为在5∶1到20∶1之间。因此，荧光无机物发光光谱最大值处于波长在λ＝535-595nm之间的次能带，那幺因此颗粒大轴尺寸在2.6微米和12微米之间。采用摄影介质图解法测量推荐荧光无机物颗粒分散组份得出以下数据∶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。分散曲线具有明显的对称形状，所以平均dcp和中位数d50直径值之间的比例关系为1∶1-1.5∶1。
荧光无机物的化学制取是通过所谓的陶制流程图进行的，以下是5种荧光无机物的制备实施例。
实施例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硝酸盐水溶液，水溶液中含有6.52g(0.02M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
将秤取之氧化物全数加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
将充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
将混合粉末放入500毫升的石英坩锅中。
将500毫升的石英坩锅放置于游离NH3(N2∶H2＝3∶1)之气氛保护炉中，以5℃/分钟速度升温至400℃，以此温度保持一小时后再以5℃/分钟速度升温至1200℃，以此温度保持三小时后再以5℃/分钟速度升温至1500℃，以此温度保持四小时后再以5℃/分钟速度降温至室温取出。
将取出之粉末用硝酸(比例1∶1)清洗未反应之物质，然后用大量清水重复清洗至中性为止。
将清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之荧光无机物产品。
实施例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硝酸盐水溶液，水溶液中含有6.52g(0.02M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
将秤取之氧化物全数加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
将充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
将混合粉末放入500毫升的石英坩锅中。
将500毫升的石英坩锅放置于游离NH3(N2∶H2＝3∶1)之气氛保护炉中，以5℃/分钟速度升温至450℃，以此温度保持一小时后再以5℃/分钟速度升温至1200℃，以此温度保持三小时后再以5℃/分钟速度升温至1500℃，以此温度保持四小时后再以5℃/分钟速度降温至室温取出。
将取出之粉末用硝酸(比例1∶1)清洗未反应之物质，然后用大量清水重复清洗至中性为止。
将清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之荧光无机物产品。
实施例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硝酸盐水溶液，水溶液中含有6.52g(0.02M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
将秤取之氧化物全数加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
将充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
将混合粉末放入500毫升的石英坩锅中。
将500毫升的石英坩锅放置于游离NH3(N2∶H2＝3∶1)之气氛保护炉中，以5℃/分钟速度升温至450℃，以此温度保持一小时后再以5℃/分钟速度升温至1250℃，以此温度保持三小时后再以5℃/分钟速度升温至1500℃，以此温度保持四小时后再以5℃/分钟速度降温至室温取出。
将取出之粉末用硝酸(比例1∶1)和磷酸(1∶1)清洗未反应之物质，然后用大量清水重复清洗至中性为止。
将清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之荧光无机物产品。
实施例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硝酸盐水溶液，水溶液中含有3.26g(0.01M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
将秤取之氧化物全数加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
将充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
将混合粉末放入500毫升的石英坩锅中。
将500毫升的石英坩锅放置于游离NH3(N2∶H2＝3∶1)之气氛保护炉中，以5℃/分钟速度升温至450℃，以此温度保持一小时后再以5℃/分钟速度升温至1200℃，以此温度保持三小时后再以5℃/分钟速度升温至1550℃，以此温度保持四小时后再以5℃/分钟速度降温至室温取出。
将取出之粉末用硝酸(比例1∶1)和磷酸(1∶1)清洗未反应之物质，然后用大量清水重复清洗至中性为止。
将清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之荧光无机物产品。
实施例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硝酸盐水溶液，水溶液中含有含13.04g(0.04M)的Ce(NO3)3及0.718g(0.002M)的Yb(NO3)3。
将秤取之氧化物全数加入硝酸水溶液中，并使之充分混合。
将充分混合之水溶液置入T＝120℃的烘箱中干燥，得混合粉末。
将混合粉末放入500毫升的石英坩锅中。
将500毫升的石英坩锅放置于游离NH3(N2∶H2＝3∶1)之气氛保护炉中，以5℃/分钟速度升温至450℃，以此温度保持一小时后再以5℃/分钟速度升温至1200℃，以此温度保持二小时后再以5℃/分钟速度升温至1500℃，以此温度保持四小时后再以5℃/分钟速度降温至室温取出。
将取出之粉末用硝酸(比例1∶1)和磷酸(1∶1)清洗未反应之物质，然后用大量清水重复清洗至中性为止。
将清洗后之粉末置入T＝120℃的烘箱中干燥，干燥后得最中之荧光无机物产品。
制备了共5种不同组份批次的荧光无机物样品，其参数测量结果见表-2。
表2-荧光无机物光学技术参数
  No   荧光无机物组份   发光量子输出   色坐标x     y   颗粒平均粒度d
  1   Y2,6Gd0,378Ce0,02Yb0,002Al3Ga1,8B0,21O12   0,90   0,38  0,40   6,0
  2   Y2,5Gd0,478Ce0,02Yb0,002Al3Ga1,4B0,61O12   0,92   0,40  0,42   6,2
  3   Y2,4Gd0,578Ce0,02Yb0,002Al4Ga0,02B0,81O12   0,89   0,42  0,44   6,4
  4   Y2,4Gd0,588Ce0,01Yb0,002Al4,6Ga0,2B0,21O12   0,91   0,425 0,445   5,8
  5   Y2,4Gd0,558Ce0,04Yb0,002Al4,8Ga0,01B0,11O12   0,89   0,44  0,46   6,5
  6   Y3Al5O12   0,85   0,36  0,44   3,6
显然，实际上所有根据推荐化学公式合成的荧光无机物都具有非常高的量子输出和色坐标，保证了所得白光必需的颜色。
我们曾对推荐荧光无机物在使用基于氮化铟镓异质结的固体光源的照明装置中进行细致的抽样测试。对于上述组份的荧光无机物颗粒与含有硅酮链的二氧化硅气溶胶无机聚合物混合。
每个聚合物分子上
Figure A20061000234800141
超过1500个。荧光无机物颗粒与二氧化硅聚合物的质量比例为5-65％，此外，最佳含量在35-45％之间。透过分料装置在二氧化硅聚合物中的荧光无机物悬浮物分布在实现装有引出装置并固定在晶体支架上的氮化镓过道表面，形成浓度均匀的形状环绕半导体异质结发光棱和表面。黏结剂的聚合作用在室温条件下进行2小时。晶体支架和固定其上的表面覆盖荧光无机物层的异质结用球形光学仪器盖好，该光学盖可以促进光在仪器四周空间的均匀分布。我们测定装备上述荧光无机物的照明仪器(固体光源)的光学技术参数并引入下表。
表-3
  No   聚合物中荧光无机物含量   发光光强，千焦U＝4V，j＝20mA   发光输出半角   色坐标
  1   40％   2,5   45°   0,31  0,33
  2   50％   3,0   45   0,34  0,36
  3   60％   3,5   45   0,38  0,40
  4   30％   1,8   45   0,29  0,30
所有组装仪器都具有很高的色对应系数，即rendering，该系数在区间Ra＝68-Ra＝80单元之间。这说明了可以在所有10个发光色次能带制备仪器。标准仪器具有色对应系数，在Ra＝65单位水准。
实际应用：推荐的新组份荧光无机物具有很高的光学技术参数，生产工艺上可以稳定重复生产。现今制备了超过100kg上述荧光无机物，生产的数量可以足够制备超过1×109个固体光源。
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3、Shimizu et al.US Pat 5.998.92512/1999年。

Claims (10)

1、用于发光二极管的氮化铟镓荧光无机物，包含使用铈催化的元素周期表III族元素氧化物的晶体结构榴石，特点在于荧光无机物阳离子亚晶格中另外加入了镱离子，其化学组成为(Y1-x-y-zGdxCeyYbz)p(Al1-m-nGamBn)qO12，这里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、如权利要求1所述的荧光无机物，特征在于该荧光无机物被来自异质结的短波激发时产生宽带光，半幅值当化学当量指数z增加时，从Δλ0,5＝90nm增加到Δλ0,5＝120nm，而此刻，由于化学当量指数<<n>>增长造成化学当量指数<<y>>增长到短波区间，从而导致荧光无机物发光的光谱最大值趋向长波区域，此外，所指荧光无机物的宽带发光与In-Ga异质结初始短波发光混合形成合成白光，色温区间：T＝2500--12000°K。
3、如权利要求2所述的荧光无机物，特点在于，构成阳离子亚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区间，而构成阴离子亚晶格的氧化物Al2O3∶B2O3∶Ga2O3最佳比例在3∶1,0∶0,97到4,2∶0,25∶0,58区间之间变动。当荧光无机物发出的光谱波长在500-680nm的宽带光与半导体异质结初始发光混合形成白光，当提升在荧光无机物阳离子亚晶格中的Gd2O3摩尔量时，合成光颜色色温从T＝10000°K降到T＝2800°K。
4、如权利要求3所述的荧光无机物，特点在于，其发光惰性在τe＝125毫米到τe＝100毫秒，取决于化学当量比例∑(Al2O3+B2O3+Ga2O3)最佳在4.97-5.03之间的时候，激发半导体异质结的电流增加10倍的情况下，荧光无机物发光量子输出达到η≥0.8并且发光强度线性增长，形成色坐标在x＝0.28 y＝0.28到x＝0.42 y＝0.44.区间的合成白光。
5、如权利要求4所述的荧光无机物，特点在于，所指荧光无机物颗粒具有椭圆形状，当荧光无机物颗粒在大轴和小轴的规格比例为3∶1-5∶1的情况下，呈椭圆形，荧光无机物颗粒大轴尺寸与荧光无机物激发光的波长比例为在5∶1到20∶1之间从而形成均质的没有连续微孔和缺口的环绕在半导体GaN异质结周遭的发光涂层。
6、如权利要求5所述的荧光无机物，特点在于，荧光无机物中包含着平均直径dcp和中位数直径d50之间比例关系等于1∶1-1.5∶1的颗粒，并且总馏分含量d10≤1,2微米d50＝6,5微米d90≤12微米。
7、基于Ga-JnN短波半导体异质结和覆盖所指异质结四周的光转换荧光无机物的照明装置，特点在于，所指荧光无机物分布在以二氧化硅气溶胶为基质的凝胶状聚合物，硅氧烷链接数量
Figure A2006100023480003C1
在每个分子上超过1500个。
8、如权利要求7所述的照明装置，特点在于，荧光无机物颗粒与聚合物黏结剂之间的比例关系在5-65％之间。
9、聚合硅胶环绕在半导体异质结棱和表面形成浓度均匀的涂层架构，在激发时形成均质白光，色指数在Ra＝68-Ra＝80单位之间，合成光透过球面或圆柱形棱镜穿透半导体装置范围，半导体异质结发光平面位于棱镜中心焦点位置。
10、权利要求1-5的荧光无机粉的制备方法，特征在于，将Y、Gd、Ce、Yb、Al、Ga、B的氧化物或盐在NH3、H2、N2气氛中以从400-450℃逐步升温到1400-1600℃的方式热处理6小时以上，优选6-20小时，然后酸洗，再水洗和干燥。
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