專(zhuān)利名稱(chēng)：光源及生產(chǎn)光源的方法
光源及生產(chǎn)光源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有通過(guò)排列兩種用于感應(yīng)發(fā)光的適當(dāng)半導(dǎo)體材料而構(gòu)成的 至少一個(gè)pn結(jié)的光源。此外，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)此類(lèi)光源的方法。
實(shí)踐中已知光源及制造這些光源的方法，且有不同的變化。例如，這些光源 被稱(chēng)為冷光燈，特別是發(fā)光二極管(LED)。
這些LED自20世紀(jì)70年代起己有制造及銷(xiāo)售。這些LED是其作用方法主
要基于光生成電子-空穴重組的半導(dǎo)體組件，這一重組從電子施主態(tài)躍遷至能量位 于該半導(dǎo)體的能帶邊沿附近的導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的帶隙中的電子受主態(tài)。發(fā)光通過(guò)電
流流動(dòng)(稱(chēng)為饋電電流)來(lái)感應(yīng)，然后其電子-空穴對(duì)被分離，該電子被提升至較 高能級(jí)且隨著發(fā)光而回落至較低能級(jí)并與空穴重組。在這一過(guò)程中，不利之處在于 僅生成較窄光波頻帶或單色光。公知的LED的發(fā)光范圍在近紅外與近紫外之間。
公知的LED通過(guò)以分層方式，例如通過(guò)具有尖銳公共界面的外延生長(zhǎng)連接兩 種不同地?fù)诫s的半導(dǎo)體材料而構(gòu)成。半導(dǎo)體元素或IV-IV族或III-IV族元素的半導(dǎo) 體化合物是公知的，例如，帶有碲、硅、鍺、銻、氧或硒作為n摻雜原子或電子施 主原子，或者帶有鋰、鎂、鎳、鉻、鐵、銅、錫、鎘、錳或鍺作為p摻雜原子或電 子受主原子的磷化鎵、磷砷化鎵、磷化銦鎵、砷化鋁鎵或氮化鎵。該半導(dǎo)體二極管 的光生成耗盡層或pn結(jié)在自由電子的擴(kuò)散長(zhǎng)度內(nèi)形成于這一尖銳界面周?chē)?。該?導(dǎo)體層被放置于用作冷卻元件的固體支撐物上，例如石英晶片或藍(lán)寶石晶片上。該 半導(dǎo)體層從底部及頂部起成三明治狀地涂覆有對(duì)應(yīng)于不同的幾何形狀的金屬電極 層，該電極層一般由金構(gòu)成。這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為芯片。這種構(gòu)造很復(fù)雜且缺點(diǎn) 是制造成本比鹵素?zé)舾吆芏?。為了產(chǎn)生相對(duì)較大的光量需要很高的激勵(lì)電流密度。 據(jù)此，該導(dǎo)體橫截面及芯片尺寸須保持盡可能小。所以，先前的LED為點(diǎn)光源。 這又妨礙了芯片的散熱，而散熱對(duì)于避免由LED的熱感應(yīng)雜質(zhì)擴(kuò)散或平均熱破壞 造成的LED壽命的顯著下降是必要的。因此，在公知的LED芯片結(jié)構(gòu)中，問(wèn)題在 于與鹵素?zé)粝啾戎荒苌奢^少量的光。
因此，本發(fā)明的基本任務(wù)在于提供一種光源及生產(chǎn)前述種類(lèi)光源的方法，根 據(jù)該光源和方法可以用簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)手段來(lái)獲得特大的光量。
上述任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的光源來(lái)解決。依照此特征，
對(duì)前述種類(lèi)的光源進(jìn)行配置及修改，從而使至少一種半導(dǎo)體材料以顆粒形式存在。 根據(jù)本發(fā)明，首先認(rèn)為無(wú)需制造中所需的復(fù)雜芯片結(jié)構(gòu)也可以生產(chǎn)上述種類(lèi) 的光源。為此，將至少一種半導(dǎo)體材料亦以根據(jù)本發(fā)明的方式形成為顆粒。換言之， 可從個(gè)別的顆粒構(gòu)造該光源，其中耗盡層由通常不同慘雜的半導(dǎo)體材料的兩個(gè)顆粒
的接觸表面產(chǎn)生。每?jī)蓚€(gè)不同摻雜的半導(dǎo)體材料的顆?？稍诮佑|位置形成pn結(jié)或 發(fā)光耗盡層。所使用的半導(dǎo)體材料僅需具有能夠生成光生成二極管躍遷或pn結(jié)的 特性。根據(jù)本發(fā)明的光源可由多個(gè)此類(lèi)顆粒及所產(chǎn)生的pn結(jié)構(gòu)造，由此可獲得多 個(gè)發(fā)光區(qū)域。于是，該設(shè)計(jì)較之現(xiàn)有的芯片結(jié)構(gòu)明顯簡(jiǎn)化。
因此，提供了一種具有根據(jù)本發(fā)明的光源的光源，根據(jù)該光源可以用簡(jiǎn)單的 設(shè)計(jì)手段獲得特大的光量。
具體地，該顆粒可以晶粒、顆粒和/或微粒的形式存在。這并不是小元件的最 終列表。相反，若非特別限定，顆?？偸潜焕斫鉃槭侵溉我庑螤罴皬?qiáng)度的元件。因 此，不僅包括發(fā)光的、高度對(duì)稱(chēng)的元件，如球體、四面體、立方體或多面體，或者 具光滑表面的大體積非對(duì)稱(chēng)元件，例如馬鈴薯形元件，還包括在其范圍的一個(gè)或多 個(gè)方向上比另一個(gè)或其他方向長(zhǎng)很多且對(duì)稱(chēng)的元件，如針、薄盤(pán)、針星(needle star) 或葉星(leafstar)，或者非常不對(duì)稱(chēng)的元件，如纖維或纖維結(jié)(fiber tangle)。這 些元件可具有簡(jiǎn)單的相干表面，因此其在構(gòu)想的邊界處理中可收縮為點(diǎn)，或者這些 元件可以是非簡(jiǎn)單的相干表面，其在構(gòu)想的邊界處理中僅收縮為線。這可以是短管 或長(zhǎng)管或一般是具有可任選的若干個(gè)或者甚至許多環(huán)帶/或孔的環(huán)面。這些元件或 顆?；蚓ЯＲ部扇缭孱?lèi)礦物骨架或冰晶那樣形態(tài)奇異。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)不同半導(dǎo)體顆?；蚓Я５慕佑|表面的良好形成，作為代替，可選擇 不同的顆粒或晶粒形狀及不同的顆?；蚓Я３叽?。多邊形元件或顆粒，或者具光滑 表面或破碎表面的元件或顆粒顯示出對(duì)于產(chǎn)生pn結(jié)的良好結(jié)果是特別有利的，其 中平坦的多邊形表面或平坦的破碎表面可相互抵靠。所選擇的晶?；蛟叽鐣?huì)影
響將不同半導(dǎo)體晶粒或元件適當(dāng)?shù)叵嗷コ练e以形成發(fā)光耗盡層的統(tǒng)計(jì)概率和統(tǒng)計(jì) 頻率。該晶?；蛟螤钜约熬Я；蛟叽绲倪x擇影響在半導(dǎo)體材料上的有效電
流路徑截面的形成以及隨之的光產(chǎn)生。
除了先前所使用的半導(dǎo)體材料，不同形式(例如以納米管的形式)的碳由于 取決于其模式也可作為半導(dǎo)體而也是適用的。具體地，半導(dǎo)體材料之一可以是碳，
其中該碳較佳地以納米管的形式存在。
本發(fā)明提供了一種可由多個(gè)晶粒構(gòu)造的光源。隨后，可將這些顆?；旌显?br> 起以形成若干個(gè)塵狀、粉狀、粒狀或懸浮狀的pn結(jié)。將這些成分盡可能均勻地混 合則更有利。最后，在該生產(chǎn)方法中，只有適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料必須進(jìn)行混合。
在使用懸浮物期間，必須注意該懸浮液不會(huì)弄濕半導(dǎo)體耗盡層表面以及因此
而阻礙pn結(jié)的形成。為此，所使用的懸浮物可由基本可完全蒸發(fā)的溶劑制得。然
而，該種溶劑不應(yīng)溶解該半導(dǎo)體材料。
使用已具有pn結(jié)的顆粒特別有利。特別是在使用懸浮物期間，可防止弄濕半 導(dǎo)體顆?；虬雽?dǎo)體晶粒從而阻礙形成該pn結(jié)。換言之，在此使用在混合前已經(jīng)作 為具有pn結(jié)的二極管顆粒或二極管晶粒存在的顆?；蚓Я！?br> 為了制備該種二極管顆?；蚨O管晶粒，這些已具有pn結(jié)的顆粒或晶?？芍?少在具有適當(dāng)半導(dǎo)體材料的區(qū)域中進(jìn)行特別簡(jiǎn)單的涂覆。換言之，這些二極管顆粒 或二極管晶粒可已在先前的制造步驟中產(chǎn)生，在該制造步驟中該半導(dǎo)體顆?；虬雽?dǎo) 體晶?？梢杂玫诙m當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料或用第二不同摻雜的半導(dǎo)體材料來(lái)涂覆。通過(guò)氣相或溶液沉積的涂覆可以特別簡(jiǎn)單地進(jìn)行。然后僅部分地，即僅在部 分表面的區(qū)域中涂覆該需涂覆的半導(dǎo)體顆?；蚓Я！?br> 作為代替，也可產(chǎn)生所需半導(dǎo)體材料的宏觀的多層，然后使這些多層成為粒 狀或粉狀以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)亩O管顆粒或二極管晶粒。換言之，該已具有pn結(jié)的顆粒 可以作為從該適當(dāng)半導(dǎo)體材料層結(jié)構(gòu)或多層中產(chǎn)生的顆粒狀粉末。在這些粒狀物、 粉狀物或塵狀物中，已經(jīng)有非常高的概率存在具有pn耗盡層的適當(dāng)晶?；蝾w粒。
為制備特別穩(wěn)定的光源，可將該塵狀物、粉狀物、或粒狀物或者懸浮物置于 一支撐物上。為此，可在該支撐物上放置粘合劑或粘合層以保證該塵狀物、粉狀物、 或粒狀物或者懸浮物的良好粘合。在這兩種情況下，將粉狀混合物或懸浮物或者二 極管塊簡(jiǎn)單地放在該支撐物上即可。
作為已設(shè)置有粘合劑或粘合層的支撐物的代替，可將該塵狀物、粉狀物、或 粒狀物或者懸浮物與粘合劑混合。這樣就無(wú)需在該支撐物上涂粘合劑或粘合層。在 每一種情況下，該塵狀物、粉狀物、或粒狀物或者懸浮物都可牢固地粘至該支撐物。
對(duì)于該光源的導(dǎo)電率的可靠保持，該粘合劑可以是導(dǎo)電物質(zhì)。因此可有利地 使用導(dǎo)電聚合物作為粘合劑。
對(duì)于該光源的特別簡(jiǎn)單的布局，該支撐物可具有適當(dāng)?shù)碾娪|點(diǎn)以保證對(duì)該光 源的供電。該電觸點(diǎn)可以用非常簡(jiǎn)單的方式由金屬箔形成，較佳的是涂在或粘在該 支撐物上的金箔。作為對(duì)此的代替，該電觸點(diǎn)可以用另一簡(jiǎn)單的方式由印刷在該支 撐物上的金屬顏料涂層或由從溶液沉積的金屬或蒸鍍?cè)谠撝挝锷系慕饘賮?lái)形成。
為了對(duì)該光源穩(wěn)定供電，該支撐物可由不導(dǎo)電或?qū)щ姴涣嫉牟牧蠘?gòu)成。對(duì)于 在該光源的工作期間所發(fā)出熱量的良好散熱，該支撐物可由良導(dǎo)熱材料構(gòu)成。因此， 由石英、藍(lán)寶石或金剛石構(gòu)成的該支撐物能起到特別良好的作用。
在另一有利實(shí)施例中，對(duì)于特別穩(wěn)定的光源，該支撐物可被設(shè)計(jì)為管狀且可 將該顆粒置入該支撐物中，這種情況下，該電觸點(diǎn)較佳地置于該支撐物的端部。換 言之，在此管狀支撐物以顆粒填充。
原則上，該支撐物可以是已設(shè)計(jì)的單晶或多晶。這提供了這一單晶或多晶支 撐物本身已具有p摻雜或n摻雜，且因此可構(gòu)成半導(dǎo)體材料之一的優(yōu)點(diǎn)。換言之， 其中支撐物用作半導(dǎo)體材料之一且所放置的顆粒可有不同的適當(dāng)摻雜作為第二半
導(dǎo)體材料的光源是有利的。若支撐物為p摻雜的，則顆粒為n摻雜的，反之亦然。
在另一特別穩(wěn)定的光源中，支撐物可由用于將該顆粒呈三明治狀封圍的兩個(gè) 元件形成。換言之，該顆?？捎稍撝挝锏膬蓚€(gè)平坦元件呈三明治狀地封圍。因此 在此變型中，可以已經(jīng)存在其中所封圍的顆粒因而具有不同的適當(dāng)摻雜的對(duì)支撐物 元件的摻雜。
原則上，在己摻雜的支撐物中，形成適當(dāng)pn結(jié)的概率大于僅使用兩種半導(dǎo)體 材料的顆粒的概率。
也可通過(guò)上述方法將該顆粒設(shè)置在已摻雜支撐物中。因此，簡(jiǎn)單地將顆粒粘 合或?qū)㈩w粒燒結(jié)至該支撐物都可以起作用。
該支撐物可通過(guò)深沖壓而適當(dāng)?shù)爻蔀檫m于個(gè)別構(gòu)造要求的形狀。在此對(duì)不同 需求的幾何形狀作簡(jiǎn)單調(diào)整是可行的。這對(duì)支撐物的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)及三明治結(jié)構(gòu)俱適 用。
在已沉積或已蒸鍍的金屬觸點(diǎn)中，在每?jī)蓚€(gè)接觸條或電極條之間可施加規(guī)定 電壓，這產(chǎn)生流經(jīng)置于兩個(gè)相鄰電極間的該半導(dǎo)體顆?；虬雽?dǎo)體晶粒的必需的饋電 電流。
為了調(diào)整穿過(guò)該半導(dǎo)體顆粒排列的電流路徑的適當(dāng)電阻條件，可將該塵狀物、 粉狀物、或粒狀物或者懸浮物與導(dǎo)電材料混合。以特別簡(jiǎn)單的方式，該導(dǎo)電材料可 以是粉末態(tài)或液態(tài)的聚合物材料，或者是石墨或者金屬?；蚍刍蛘呓饘賾腋∥?。因 此可由另一適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料來(lái)形成該導(dǎo)電材料。
在從微觀來(lái)看極小的所選擇的顆?；蚓Я３叨戎?，所生成的光的絕大部分在 該光生成LED層內(nèi)被再次吸收。為了消除此缺陷，可將導(dǎo)光材料與該塵狀物、粉 狀物、或粒狀物或者懸浮物混合。以特別簡(jiǎn)單的方式，該導(dǎo)光材料可具有玻璃顆粒
或?qū)Ч馑芰?。這一導(dǎo)光材料可以按粉末或液體的形式(例如作為溶液或懸浮物)添 加到該顆粒混合物中以支持LED表面上的光導(dǎo)效應(yīng)。
簡(jiǎn)言之，在根據(jù)本發(fā)明的光源中，可生成其中加入或混入了所需及適當(dāng)?shù)陌?導(dǎo)體材料、粘合劑、電導(dǎo)劑、光導(dǎo)劑及/或熱導(dǎo)劑的塵狀物、粉狀物、或粒狀物或 者懸浮物的混合物。
為了制備具有特別有利的點(diǎn)火性能的光源，可對(duì)該半導(dǎo)體材料進(jìn)行選擇，使 得可產(chǎn)生具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的不同顆粒對(duì)。換言之，通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明的光源中使 用或組合不同的半導(dǎo)體材料和/或不同的摻雜，可生成具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的不同的
微觀半導(dǎo)體顆粒對(duì)或半導(dǎo)體晶粒對(duì)或不同的基本LED。因此，本發(fā)明或該二極管
塊可發(fā)出重疊顏色，并且在極大量的極小半導(dǎo)體顆粒對(duì)或基本二極管的極限情況下 可產(chǎn)生并且甚至可發(fā)出連續(xù)光譜。因此，本發(fā)明允許形成具有自然連續(xù)光譜的亮
LED且與先前的白色LED相比具有更高的能效。
為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械上特別穩(wěn)定的光源，可通過(guò)燒結(jié)將該支撐物上的顆粒互相緊靠 地排列。然后可生成幾乎多晶的結(jié)構(gòu)。原則上，多晶壓制可導(dǎo)致從顆粒形成固體。
在另一有利的具體實(shí)施例中，可將該光源插入白熾燈泡或鹵素?zé)襞葜幸源?蝕刻線燈絲。換言之，該光源可代替普通燈絲。在另一實(shí)施例中，甚至可將該光源 設(shè)計(jì)為熒光管。
上述任務(wù)也可通過(guò)一種用于產(chǎn)生光源，特別是根據(jù)權(quán)利要求1至37中任一項(xiàng) 所述的光源的方法來(lái)解決。該光源具有通過(guò)排列兩種用于感應(yīng)發(fā)光的適當(dāng)半導(dǎo)體材 料而構(gòu)成的至少一個(gè)pn結(jié)，且該光源的特征在于半導(dǎo)體材料的至少其中之一是以 顆粒形式來(lái)使用的。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方法的特別優(yōu)點(diǎn)及特性，為避免重復(fù)請(qǐng)參見(jiàn)前文的說(shuō)明， 其與所要求保護(hù)的光源一起已描述了相似或相同的特點(diǎn)。
以特別有利的方式，可將顆?；旌显谝黄鹨孕纬扇舾蓚€(gè)塵狀、粉狀、或粒狀 或者懸浮狀的pn結(jié)。然后可使用已具有pn結(jié)的顆粒。
通過(guò)至少在具有適當(dāng)半導(dǎo)體材料的區(qū)域中進(jìn)行涂覆也可有利地制造該已具有 pn結(jié)的顆粒。
作為代替，該已具有pn結(jié)的顆?？梢允菑脑撨m當(dāng)半導(dǎo)體材料層結(jié)構(gòu)或多層產(chǎn) 生的粒狀物或粉狀物。
為了實(shí)現(xiàn)該特別的光源，可將該塵狀物、粉狀物、或粒狀物或者懸浮物置入 一載體中。此外，可對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行選擇，使得可生成具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的不同
顆粒對(duì)。例如，據(jù)此可生產(chǎn)白色LED。
為了實(shí)現(xiàn)特別穩(wěn)定的光源，可通過(guò)燒結(jié)將該支撐物上的顆?；ハ嗑o靠地設(shè)置， 其中可生成一種幾乎為多晶的結(jié)構(gòu)。
原則上，根據(jù)本發(fā)明的光源的生產(chǎn)是非常簡(jiǎn)單的。僅所需且適當(dāng)?shù)牟牧闲枰?以粉狀或懸浮狀混合，其后僅僅將該二極管塊放置在設(shè)有電極的支撐物上即可。電 極例如可以按印刷法的形式，通過(guò)浸漬浴或通過(guò)噴涂來(lái)施加。該生產(chǎn)方法不需要非
常復(fù)雜或昂貴的生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)成本，與常見(jiàn)LED芯片的生產(chǎn)相當(dāng)。可將顆?；?合物或二極管塊放置在平坦的和彎曲的、極大的和極小表面的支撐物或者表面上。 因此，本發(fā)明確保具有可隨意規(guī)定的發(fā)光空間角度、具有可隨意規(guī)定的發(fā)光面積并 且具有可隨意調(diào)整的光譜的冷光元件、光源或燈。
本發(fā)明的另一種生產(chǎn)方法可通過(guò)燒結(jié)二極管塊或顆?；旌衔飦?lái)提供?？缮?具有規(guī)定形狀(如薄板或薄膜、細(xì)桿或細(xì)線或者薄管)的無(wú)支撐物的固體光源或冷 光元件。為進(jìn)行照明，僅需在其端部上設(shè)置電觸點(diǎn)以界定電流跡線。然后可根據(jù)電 流跡線長(zhǎng)度以及具有顆?；旌衔锏亩O管塊的可調(diào)特定電阻來(lái)任意地設(shè)置需要的 饋電電壓。因此，本發(fā)明允許二極管光源直接在110伏或230伏AC下工作。因此， 可以用二極管燈絲來(lái)有利地代替白熾燈或鹵素?zé)舻逆u燈絲，或者以二極管燈管來(lái)有 利地代替熒光管。
對(duì)本發(fā)明所教導(dǎo)的內(nèi)容進(jìn)行有利的配置及修改具有多種可能性。為此， 一方 面參見(jiàn)從屬權(quán)利要求，另一方面參見(jiàn)下文根據(jù)本發(fā)明的光源的實(shí)例的說(shuō)明以及附 圖。結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的光源的較佳實(shí)例的說(shuō)明以及附圖，也從總體上解釋了所教導(dǎo) 內(nèi)容的較佳實(shí)施例及修改。


圖1至圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的實(shí)例。
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的一個(gè)實(shí)例，它具有通過(guò)排列兩種用 于感應(yīng)發(fā)光的適當(dāng)半導(dǎo)體材料1及2而構(gòu)成的至少一個(gè)pn結(jié)3。對(duì)于以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) 手段獲得特大的光量，半導(dǎo)體材料1及2以顆粒形式存在。這樣就可以將多個(gè)由該 適當(dāng)半導(dǎo)體材料1及2的顆?；旌希谶@種情況下，可在該顆粒的接觸位置形成適 當(dāng)?shù)膒n結(jié)3。
將半導(dǎo)體材料1及2的顆粒放置于支撐物4上以形成穩(wěn)定光源。為了光源的 電接觸，將電觸點(diǎn)5及6放置于支撐物4。電觸點(diǎn)5及6是通過(guò)放置于接觸部4的 金屬箔形成的。該支撐物本身由非導(dǎo)電材料構(gòu)成，具體來(lái)說(shuō)為石英。
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的另一實(shí)例，其中支撐物4被設(shè)計(jì)為
管狀，且用用作半導(dǎo)體材料1及2的顆粒填充以形成pn結(jié)3?？稍诠軤钪尾?
的端部以適當(dāng)方式形成電接觸。
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的第三實(shí)例，其中半導(dǎo)體材料1之一 同時(shí)用作支撐部，且由n摻雜的單晶或多晶材料構(gòu)成。p摻雜的材料2由顆粒形成。 在支撐部4與顆粒的介面處形成pn結(jié)3。 一方面，可通過(guò)與金屬箔7連接的電觸 點(diǎn)5形成電接觸，另一方面，可通過(guò)與支撐部4連接的電觸點(diǎn)6形成電接觸。
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的第四實(shí)例，其中，在此的半導(dǎo)體材 料1及2由支撐部4以及置于該支撐部4的兩個(gè)元件間的顆粒構(gòu)成。該顆粒呈三明 治狀地夾置于平坦支撐部元件4之間。
圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的光源的第五實(shí)例，它具有該光源的成形區(qū) 域。圖5所示的實(shí)例與圖4所示的實(shí)例類(lèi)似地設(shè)計(jì)，但在圖5的實(shí)例中，支撐部4 沒(méi)有摻雜，而是僅用作形成為顆粒狀的半導(dǎo)體材料1及2的封圍。
為避免重復(fù)，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的光源及生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的光源的其他有利實(shí) 施例，請(qǐng)參見(jiàn)本說(shuō)明書(shū)的通用部分及所附權(quán)利要求書(shū)。
最后，需明確指出的是，上文所描述之實(shí)施例僅用于解釋所要求保護(hù)的本發(fā) 明所教導(dǎo)的內(nèi)容，而絕非將其限于這些實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種具有通過(guò)排列兩種用于感應(yīng)發(fā)光的適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1、2)而構(gòu)成的至少一個(gè)pn結(jié)(3)的光源，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料(1、2)中的至少其中一種以顆粒形式存在。
2. 如權(quán)利要求l所述的光源，其特征在于，所述顆粒以晶粒、顆粒和/或微粒 的形式存在。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述顆粒為多邊形元件或具 有光滑表面或破碎表面的元件。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料(1、 2)之一為碳。
5. 如權(quán)利要求4所述的光源，其特征在于，所述碳以納米管形式存在。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述顆粒被混合在 一起以形成若干個(gè)塵狀物、粉狀物、粒狀物或者懸浮物形式的pn結(jié)(3)。
7. 如權(quán)利要求6所述的光源，其特征在于，所述懸浮物從基本完全蒸發(fā)的溶 劑中產(chǎn)生。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，可使用已具有pn 結(jié)(3)的顆粒。
9. 如權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于，所述已具有pn結(jié)(3)的顆粒至 少在具有適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1、 2)的區(qū)域中被涂覆。
10. 如權(quán)利要求9所述的光源，其特征在于，所述涂覆通過(guò)氣相及溶液沉積 來(lái)進(jìn)行。
11. 如權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于，所述已具有pn結(jié)(3)的顆粒 作為來(lái)自所述適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1、 2)的層結(jié)構(gòu)或多層的粒狀物或粉狀物存在。
12. 如權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述塵狀物、粉 狀物、粒狀物或者懸浮物被設(shè)置于一支撐物(4)上。
13. 如權(quán)利要求12所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4)上設(shè)置有粘 合劑或粘合層。
14. 如權(quán)利要求6至13中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述塵狀物、粉 狀物、粒狀物或者懸浮物與粘合劑混合。
15. 如權(quán)利要求13或14所述的光源，其特征在于，所述粘合劑是導(dǎo)電物質(zhì)。
16. 如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述粘合劑是 導(dǎo)電聚合物。
17. 如權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 具有適當(dāng)?shù)碾娪|點(diǎn)(5、 6)。
18. 如權(quán)利要求17所述的光源，其特征在于，所述電觸點(diǎn)(5、 6)由金屬箔， 較佳地是涂在或粘在所述支撐物(4)上的金箔形成。
19. 如權(quán)利要求17或18所述的光源，其特征在于，所述電觸點(diǎn)(5、 6)由 印刷在所述支撐物(4)上的金屬顏料或由從溶液沉積在支撐物(4)上的金屬或蒸 鍍金屬形成。
20. 如權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 由不導(dǎo)電或?qū)щ姴涣疾牧蠘?gòu)成。
21. 如權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 由良導(dǎo)熱材料構(gòu)成。
22. 如權(quán)利要求12至21中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 由石英、藍(lán)寶石或金剛石構(gòu)成。
23. 如權(quán)利要求12至22中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 被設(shè)計(jì)為管狀，并且所述顆粒被置于所述支撐物(4)內(nèi)，其中電觸點(diǎn)(5、 6)較 佳地置于所述支撐物(4)的端部。
24. 如權(quán)利要求12至23中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 被設(shè)計(jì)為單 晶。
25. 如權(quán)利要求12至23中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 被設(shè)計(jì)為多晶。
26. 如權(quán)利要求12至25中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 為p摻雜或n摻雜，且由此形成所述半導(dǎo)體材料(1、 2)之一。
27. 如權(quán)利要求12至26中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 由所述顆粒的三明治狀封圍的兩個(gè)元件構(gòu)成。
28. 如權(quán)利要求12至27中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述顆粒通過(guò) 燒結(jié)被置于支撐物(4)上。
29. 如權(quán)利要求12至28中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述支撐物(4) 通過(guò)深沖壓來(lái)適當(dāng)?shù)匦纬伞?br> 30. 如權(quán)利要求6至29中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述塵狀物、粉 狀物、粒狀物或者懸浮物與導(dǎo)電材料混合。
31. 如權(quán)利要求30所述的光源，其特征在于，所述導(dǎo)電材料為粉態(tài)或液態(tài)聚 合物材料或者石墨或者金屬?；蚍刍蛘呓饘賾腋∥?。
32. 如權(quán)利要求6至31中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于， 一導(dǎo)光材料與所 述塵狀物、粉狀物、粒狀物或者懸浮物混合。
33. 如權(quán)利要求32所述的光源，其特征在于，所述導(dǎo)光材料具有玻璃顆?；?導(dǎo)光塑料。
34. 如權(quán)利要求1至33中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，選擇所述半導(dǎo)體 材料(1、 2)以使得可產(chǎn)生具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的不同顆粒對(duì)。
35. 如權(quán)利要求1至34中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述顆粒通過(guò)燒 結(jié)被互相緊靠地排列。
36. 如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述光源用于白 熾燈或鹵素?zé)粢源姘l(fā)熱燈絲。
37. 如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述光源被設(shè)計(jì) 為熒光管狀。
38. —種生產(chǎn)光源的方法，特別是如權(quán)利要求1至37中任一項(xiàng)所述的、具有 通過(guò)排列兩種用于感應(yīng)發(fā)光的適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1、 2)而構(gòu)成的至少一個(gè)pn結(jié)(3) 的光源，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料(1、 2)中的至少一種以顆粒形式來(lái)使用。
39. 如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述用于形成若干個(gè)pn結(jié)(3) 的顆粒以塵狀物、粉狀物、粒狀物或者懸浮物的形式混合在一起。
40. 如權(quán)利要求38或39所述的方法，其特征在于，使用已具有pn結(jié)(3) 的顆粒。
41. 如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述已具有pn結(jié)(3)的顆粒 通過(guò)至少在具有適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1、 2)的區(qū)域中進(jìn)行涂覆而產(chǎn)生。
42. 如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述已具有pn結(jié)(3)的顆粒 作為來(lái)自所述適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1 、 2)的層結(jié)構(gòu)或多層中的粒狀物或粉狀物而產(chǎn)生。
43. 如權(quán)利要求39至42中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述塵狀物、 粉狀物、粒狀物或者懸浮物被設(shè)置于一支撐物(4)上。
44. 如權(quán)利要求38至43中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，選擇所述半導(dǎo) 體材料(1、 2)以使得可產(chǎn)生具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的不同顆粒對(duì)。
45. 如權(quán)利要求38至44中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述顆粒通過(guò) 燒結(jié)被互相緊靠地排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括通過(guò)排列兩種用于感應(yīng)發(fā)光的適當(dāng)半導(dǎo)體材料(1、2)而構(gòu)成的至少一個(gè)pn結(jié)(3)的光源。所述光源以這樣一種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)及改良，即該半導(dǎo)體材料(1、2)中的至少一種為顆粒形式，以產(chǎn)生特大的光量。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種類(lèi)型光源的方法。
文檔編號(hào)H01L51/54GK101103471SQ200580043044
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月17日
發(fā)明者A·迪洛, 約爾格·阿諾爾德 申請(qǐng)人:Ip2H股份公司