全新高性能的led高顯yag成份綠粉的制作方法
【專利說明】全新高性能的LED高顯YAG成份綠粉
[0001]本發(fā)明全新高性能的LED高顯YAG成份綠粉屬于化工領(lǐng)域。
[0002]目前市場上LED高顯粉均有污染，為了更加環(huán)保，故采用新的配方。
[0003]發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。
[0004]發(fā)光二極管(英語:Light-Emitting D1de,簡稱LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛?。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管已被廣泛的應(yīng)用于顯示器、電視機(jī)采光裝飾和照明。
[0005]LED只能往一個方向?qū)?通電)，叫作正向偏置(正向偏壓)，當(dāng)電流流過時，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效應(yīng)，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導(dǎo)體材料種類與慘入的兀素雜質(zhì)有關(guān)。具有效率聞、壽命長、不易破損、開關(guān)速度聞、聞可罪性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點。白光LED的發(fā)光效率，在近幾年來已經(jīng)有明顯的提升，同時，在每千流明的購入價格上，也因為投入市場的廠商相互競爭的影響，而明顯下降。雖然越來越多人使用LED照明作辦公室、家具、裝飾、招牌甚至路燈用途，但在技術(shù)上，LED在光電轉(zhuǎn)換效率(有效照度對用電量的比值)上仍然低于新型的熒光燈，是國家以后發(fā)展民用的去向！
發(fā)光二極管
它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
[0006]發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算:
R= (E — UF) /IF
式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流.R= (E — UF) /IF
式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流發(fā)光二極管物理特性發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)接電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。發(fā)光二極管與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是:工作電壓很低(有的僅一點幾伏)；工作電流很小(有的僅零點幾毫安即可發(fā)光)；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個數(shù)碼管可顯示O?9十個數(shù)目字。
[0007]發(fā)光原理50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于I960年。LED是英文light emitting d1de (發(fā)光二極管)的縮寫，
發(fā)光二極管
它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。
[0008]發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。
[0009]以下是傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無機(jī)半導(dǎo)體物料和所它們發(fā)光的顏色鋁砷化鎵(AlGaAs)-紅色及紅外線
鋁磷化鎵(AlGaP)-綠色
磷化鋁銦鎵(AlGaInP)-高亮度的橘紅色，橙色，黃色，綠色
磷砷化鎵(GaAsP)-紅色，橘紅色，黃色
磷化鎵(GaP)-紅色，黃色，綠色
氮化鎵(GaN)-綠色，翠綠色，藍(lán)色
銦氮化鎵(InGaN)-近紫外線，藍(lán)綠色，藍(lán)色
碳化硅(SiC)(用作襯底)-藍(lán)色
硅(Si)(用作襯底)_藍(lán)色(開發(fā)中)
藍(lán)寶石(A1203)(用作襯底)-藍(lán)色 zincselenide (ZnSe)-藍(lán)色鉆石(C)-紫外線
氮化招(AlN), aluminiumgalliumnitride (AlGaN)-波長為遠(yuǎn)至近的紫外線
分類發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光發(fā)光二極管
二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負(fù)阻發(fā)光二極管等。
[0010]普通單色發(fā)光二極管
普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動點亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時需串接合適的限流電阻。
[0011]普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關(guān)，而發(fā)光的波長又取決于制發(fā)光二極管造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為65(T700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長一般為63(T650 nm，橙色發(fā)光二極管的波長一般為61(T630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585 nm左右,綠色發(fā)光二極管的波長一般為555?570 nm。常用的國產(chǎn)普通單色發(fā)光二極管有BT (廠標(biāo)型號)系列、FG (部標(biāo)型號)系列和2EF系列。
[0012]常用的進(jìn)口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。
[0013]高亮度單色發(fā)光二極管
高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強度也不同。
[0014]通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料，超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵(GaAsInP)等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵(GaP)或磷砷化鎵(GaAsP)等材料。
[0015]常用的高亮度紅色發(fā)光二極管常用的超高亮度單色發(fā)光二極管。
[0016]變色發(fā)光二極管
變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色(有紅、藍(lán)、綠、白四種顏色)發(fā)光二極管。
[0017]變色發(fā)光二極管按引腳數(shù)量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。
[0018]常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322 等型號。
[0019]閃爍發(fā)光二極管
閃爍發(fā)光二極管(BTS)是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，可用于報警指示及欠壓、超壓指示。
[0020]閃爍發(fā)光二極管在使用時，無須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當(dāng)?shù)闹绷鞴ぷ麟妷?5V)即可閃爍發(fā)光。
[0021]電壓控制型發(fā)光二極管
普通發(fā)光二極管屬于電流控制型器件，在使用時需串接適當(dāng)阻值的限流電阻。電壓控制型發(fā)光二極管(BTV)是將發(fā)光二極管和限流電阻集成制作為一體，使用時可直接并接在電源兩端。
[0022]紅外發(fā)光二極管
紅外發(fā)光二極管也稱紅外線發(fā)射二極管，它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成紅外光(不可見光)并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光控及遙控發(fā)射電路中。
[0023]紅外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵(GaAs)、砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。
[0024]常用的紅外發(fā)光二極管有SIR系列、SM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。
[0025]氮化鎵(G a N)基藍(lán)色、綠色及紫外發(fā)光二極管(L E D)的出現(xiàn)，為L E D的應(yīng)用開辟了巨大的新市場，其中之一就是半導(dǎo)體照明。半導(dǎo)體照明的核心在于白光L E D。
[0026]眾所周知，制作白光L E D的方法有紅、綠、藍(lán)三基色L E D合成、藍(lán)光L ED +黃色熒光粉、紫外LED +三基色熒光粉以及多層有機(jī)電致發(fā)光(O L E D )等。基于技術(shù)和成本的優(yōu)勢，目前，藍(lán)光L E D芯片+熒光粉成為白光L E D技術(shù)的主流。
[0027]長期以來，通過熒光粉轉(zhuǎn)換的白光