(57)【要約】  ２つの半導体材料（１、２）の配置によって形成された誘導発光するための少なくとも１つのｐｎ接合（３）を有する光源が、特別大きな光量の生成に関して、半導体材料（１、２）の少なくとも一方が粒子の形態で存在するように構成されていること。  さらに、このような光源を製造するための製造方法が明示される。
2008517450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの好適な半導体材料（１、２）の配置によって形成される少なくとも１つの誘導発光ｐｎ接合（３）を有する光源において、前記半導体材料（１、２）の少なくとも一方が粒子の態様で存在することを特徴とする光源。
【請求項２】
前記粒子が、粒、粉および／または微粒子の形態で存在していることを特徴とする請求項１記載の光源。
【請求項３】
前記粒子が、多角形な物体、または、円滑面または破断面を有する物体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源。
【請求項４】
前記半導体材料（１、２）の一方が、カーボンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の光源。
【請求項５】
前記カーボンが、ナノチューブの形態で存在していることを特徴とする請求項４記載の光源。
【請求項６】
前記複数のｐｎ接合（３）を形成するために粒子が、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液の態様で混合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の光源。
【請求項７】
前記懸濁液が、完全に蒸発する溶媒から製造されていることを特徴とする請求項６記載の光源。
【請求項８】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、使用可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の光源。
【請求項９】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、少なくとも部分的に前記半導体材料（１、２）で被覆されていることを特徴とする請求項８記載の光源。
【請求項１０】
前記被覆が、気相または溶液からの析出によって施されていることを特徴とする請求項９記載の光源。
【請求項１１】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、前記半導体材料（１、２）の積層構造体または多層体からなる顆粒または粉末として存在していることを特徴とする請求項８記載の光源。
【請求項１２】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液が、支持部材（４）の上に配置されていることを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれか１項記載の光源。
【請求項１３】
前記支持部材（４）の上に結合剤層または接着剤層が配置されていることを特徴とする請求項１２記載の光源。
【請求項１４】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に結合剤が混加されていることを特徴とする請求項６乃至請求項１３のいずれか１項記載の光源。
【請求項１５】
前記結合剤が、導電性物質であることを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の光源。
【請求項１６】
前記結合剤が、導電性ポリマーであることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項記載の光源。
【請求項１７】
前記支持部材（４）が、電気接点（５、６）を有していることを特徴とする請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項記載の光源。
【請求項１８】
前記電気接点（５、６）が、前記支持部材（４）に被着されまたは貼付けられた金属箔、主に金箔によって形成されていることを特徴とする請求項１７記載の光源。
【請求項１９】
前記電気接点（５、６）が、前記支持部材（４）に印刷した金属顔料インキ、または溶液から前記支持部材（４）の上に析出された金属、または蒸着された金属によって形成されていることを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の光源。
【請求項２０】
前記支持部材（４）が、非導電性材料または劣導電性材料で構成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項１９のいずれか１項記載の光源。
【請求項２１】
前記支持部材（４）が、良伝熱性材料で構成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２０のいずれか１項記載の光源。
【請求項２２】
前記支持部材（４）が、石英、サファイアまたはダイアモンドで構成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２１のいずれか１項記載の光源。
【請求項２３】
前記支持部材（４）がチューブ状に構成され、前記粒子が前記支持部材（４）内に配置され、主に前記電気接点（５、６）が前記支持部材（４）の端部に設けられていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２２のいずれか１項記載の光源。
【請求項２４】
前記支持部材（４）が、単結晶で構成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２３のいずれか１項記載の光源。
【請求項２５】
前記支持部材（４）が、多結晶で構成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２３のいずれか１項記載の光源。
【請求項２６】
前記支持部材（４）が、ｐドープまたはｎドープを有し、これにより前記半導体材料（１、２）の一方を形成していることを特徴とする請求項１２乃至請求項２５のいずれか１項記載の光源。
【請求項２７】
前記支持部材（４）が、粒子をサンドイッチ状に囲むために２つの要素で構成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２６のいずれか１項記載の光源。
【請求項２８】
前記粒子が、焼結によって前記支持部材（４）の上に被着されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２７のいずれか１項記載の光源。
【請求項２９】
前記支持部材（４）が、深絞り加工によって好適に成形されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項２８のいずれか１項記載の光源。
【請求項３０】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導電性材料が混加されていることを特徴とする請求項６乃至請求項２９のいずれか１項記載の光源。
【請求項３１】
前記導電性材料が粉末状または液状ポリマー材料、または黒鉛、または金属顆粒または金属粉末、または金属懸濁液であることを特徴とする請求項３０記載の光源。
【請求項３２】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導光性材料が、混加されていることを特徴とする請求項６乃至請求項３１のいずれか１項記載の光源。
【請求項３３】
前記導光性材料が、ガラス粉または導光性プラスチックを有していることを特徴とする請求項３２記載の光源。
【請求項３４】
異なる発光波長を有する異なる粒子対偶が生成可能であるように、前記半導体材料（１、２）が選択されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３３のいずれか１項記載の光源。
【請求項３５】
前記粒子が、焼結によって互いに配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３４のいずれか１項記載の光源。
【請求項３６】
前記光源が、発熱電球またはハロゲン電球内の加熱フィラメントの代わりに利用されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３５のいずれか１項記載の光源
【請求項３７】
前記光源が、蛍光ランプとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３５のいずれか１項記載の光源。
【請求項３８】
２つの好適な半導体材料（１、２）の配置によって形成される少なくとも１つの誘導発光ｐｎ接合（３）を有する光源、特に請求項１乃至請求項３７のいずれか１項記載の光源を製造するための方法において、前記半導体材料（１、２）の少なくとも一方が粒子の態様で使用されることを特徴とする方法。
【請求項３９】
前記複数のｐｎ接合（３）を形成するために粒子が、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液の態様で混合されることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が使用されていることを特徴とする請求項３８または請求項３９に記載された光源の製造方法。
【請求項４１】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、前記半導体材料（１、２）で少なくとも部分的に被覆していることによって製造されていることを特徴とする請求項４０に記載された光源の製造方法。
【請求項４２】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、前記半導体材料（１、２）の積層構造体または多層体からなる顆粒または粉末として製造されていることを特徴とする請求項４０に記載された光源の製造方法。
【請求項４３】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液が、前記支持部材（４）の上に配置されていることを特徴とする請求項３９乃至請求項４２のいずれか１項に記載された光源の製造方法。
【請求項４４】
異なる発光波長を有する異なる粒子対偶が生成可能であるように、前記半導体材料（１、２）が選択されていることを特徴とする請求項３８乃至請求項４３のいずれか１項に記載された光源の製造方法。
【請求項４５】
前記粒子が、焼結によって互いに配置されていることを特徴とする請求項３８乃至請求項４４のいずれか１項に記載された光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの半導体材料(semiconductor  material)の配置によって形成された誘導発光するための少なくとも１つのｐｎ接合を有する光源(Light  source)に関する。
さらに、本発明は、このような光源の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源およびこのような光源の製造方法は、実務の方から知られており、さまざまな実施形態において存在する。
このような光源は、例えば、蛍光ランプとして、特に、発光ダイオード(ＬＥＤ)として知られている。
【０００３】
このようなＬＥＤは、７０年代以降製造し販売されている。
ここで問題となる半導体部品は、その機能様式が、電子供与体状態(electron donor  state)から電子受容体状態(electron  acceptor  state)に移行する光生成電子と正孔(hole)との再結合に主として依拠している。
これらの状態は、エネルギー的には、半導体のバンド端近傍で伝導帯(conduction band)と価電子帯(valence  band)との間の禁制帯幅内にある。
発光は、電流（電源電流と呼ぶ）によって励起され、その電子と正孔との対が分離される。
電子は、高いエネルギーレベルに持ち上げられ、光を放出しながら低いエネルギーレベルに低下し、もしくは、正孔と再結合される。
このプロセスでは、不利なことに狭い光波帯もしくは単色光のみが生成される。
公知のＬＥＤにおける発光は、近赤外光と近紫外光との間の領域にある。
【０００４】
公知のＬＥＤは、２つの異なるようにドープされた半導体材料が層状に、例えば、エピタキシャルに、鋭い共通する界面と結合されるように構成されている。
公知の半導体元素または半導体化合物は、例えば、元素周期表ＩＶ‐ＩＶ族または元素周期表ＩＩＩ‐ＩＶ族、例えば、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム‐リン、ガリウム‐リン化インジウム、ガリウム‐リン化アルミニウムまたは窒化ガリウムからなり、ｎドープ原子もしくは電子供与体原子として、例えば、テルル、ケイ素、ゲルマニウム、アンチモン、酸素またはセレン、そして、ｐドープ原子もしくは電子受容体原子として、例えば、リチウム、マグネシウム、ニッケル、クロム、鉄、銅、スズ、カドミウム、マンガンまたはゲルマニウムを有する。
これらの鋭い界面の周りで、自由電子の拡散長の内部で半導体ダイオードの光生成界面層もしくはｐｎ接合が形成されている。
そして、半導体層は、冷却体として役立つ固体支持部材、石英板片またはサファイア板片に被着されている。
さらに、この半導体層は、さまざまな幾何学的可能性に相応してサンドイッチ状に下および上から、金からなる金属電極層で被覆されている。
このような構造体が、チップと称されている。
この構造体は、複雑であるため、その製造が、例えば、ハロゲン小型ランプと比較して高価になっている。
【０００５】
比較的高い光量を生成するには、高励起の電流密度が不可欠となっている。
このため、電流路の横断面とチップ寸法は、極力小さく抑えられねばならない。それゆえ、従来のＬＥＤは、点光源となっている。
そのことから、チップからの排熱が困難となっている。
このような排熱は、熱誘導不純物拡散によるＬＥＤ寿命の本質的な低下を避け、またはＬＥＤの熱破壊さえ避けるために必要である。
それゆえ、公知のＬＥＤチップ構造体は、ハロゲン小型ランプに比較して光量が僅かであることが問題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、構造上の簡単な手段で特別大きな光量を達成することが可能な光源およびその製造方法を明示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、前記課題は、請求項１の特徴を有する光源によって解決される。
それによれば、冒頭指摘したような光源は、半導体材料の少なくとも一方が粒子の形態で存在するように構成されかつ展開されている。
【０００８】
本発明によれば、冒頭で指摘したような光源は、複雑で製造費のかかるチップ構造体を用いることなく、製造できることである。
このため、半導体材料の少なくとも一方は、本発明により粒子として構成されている。
換言すれば、光源は、個々の粒子で構成しておくことができ、界面層は、異なるようにドープされた半導体材料からなる２つの粒子の接触面によって生成されている。
異なるようにドープされた半導体材料の２つの粒子は、接触個所にｐｎ接合もしくは発光界面層を形成することができる。
使用される半導体材料は、光生成ダイオード接合、もしくは、ｐｎ接合を生成できる性質を有していることのみを必要としている。
本発明の光源は、多数のこのような粒子および生成されるｐｎ接合で構成しておくことができるので、多数の発光領域が得られるようになっている。
この構造は、従来のような公知のチップ構造体と比較して著しく簡素化されている。
【０００９】
従って、本発明によれば、構造上の簡単な手段で特別大きな光量を達成することが可能な光源が明示されている。
【００１０】
具体的には、粒子は、粒、粉および／または微粒子の形態で存在することができる。
これは、小さな物体の最終的列挙ではない。
むしろ、特殊な事例に限らない場合には、任意の形状および強度の物体が常に粒子として理解される。
それゆえに、例えば、球、正四面体、立方体または多面体等の嵩高な高対称性物体や、例えば、ジャガイモ状物体等の円滑な表面を有する嵩高な非対称性物体だけでなく、その広がりの単数または複数の方向においてその広がりの別の単数または複数の方向と比較してきわめて長く、かつ、例えば、針、薄い円板、針葉や葉の星状体等の対称な物体を意味するか、または、例えば、繊維または繊維玉等の非対称な物体も意味する。
これらの物体は、簡単に結びつく表面、つまり、想定界面プロセスで１点に収縮させることのできる表面、または、簡単には結びつかず、想定界面プロセスで線上にのみ収縮させることのできる表面を有することができる。
これは、例えば、短い管または長い管、またはホース、または一般に、場合によっては複数または多くの耳および／または孔を有する円環面であろう。
これらの物体もしくは粒子または粒は、藻類または氷晶の鉱物骨格のように風変わりなものとすることもできる。
【００１１】
さまざまな半導体粒子または半導体粒の接触面を良好に達成するために、異なる粒子形状または粒形状と異なる粒子寸法または粒寸法を選択することができる。
ｐｎ接合の生成に関して良好な結果を有して特別有利であると判明したのは、多角形物体または粒、または平滑面または破断面を有する物体または粒であり、それぞれ平らな多角形面または平らな破断面を互いに堆積させることができる。
選択された粒寸法または物体寸法は、さまざまな半導体粒または半導体物体が互いに好適に堆積して発光界面層を形成する統計的確率もしくは統計的頻度に影響を及ぼす。
そして、粒形状または物体形状の選択は、粒寸法または物体寸法と合せて、半導体材料を介した有効電流路no横断面の形成に、それとともに光収率に影響する。
【００１２】
従来、一般に使用される半導体材料の他に、カーボンも、そのさまざまな現象形態において、例えば、ナノチューブの形態において適している。
というのも、カーボンは、その現象形態にかかわりなく半導体としても挙動できるからである。
具体的には、半導体材料の一方は、カーボンとすることができ、カーボンは、ナノチューブの形態で存在できるのが好ましい。
【００１３】
本発明が提供する光源は、多数の粒子または粒で構成することができるようになっている。
また、複数のｐｎ接合を形成するため、粒子は、塵粉、粉末、顆粒、または、懸濁液の形態で混合しておくことができよう。
諸成分を均一に混合するのが有利である。
結局、この製造方法では、半導体材料が混合されるだけである。
【００１４】
懸濁液を使用する場合、懸濁液が半導体の界面層を湿潤せず、それとともにｐｎ接合の形成を妨げないことに注意しなければならない。
このため、その都度使用される懸濁液は、完全に蒸発する溶媒から製造しておくことができる。ただし、このような溶媒は、半導体材料を溶かしてはならない。
【００１５】
そして、ｐｎ接合を備えた粒子を使用することを可能とすることが好ましい。
特に、懸濁液を使用する場合、ｐｎ接合を妨げる半導体チップまたは半導体粒の湿潤は、防止することができる。
換言すれば、それらを混合する前にｐｎ接合を有するダイオード粒子またはダイオード粒として既に存在する粒子または粒が使用される。
【００１６】
このようなダイオード粒子またはダイオード粒を用意するため、ｐｎ接合を備えた粒子または粒は、少なくとも部分的に、半導体材料で被覆しておくことも簡単にできる。
換言すれば、これらのダイオード粒子またはダイオード粒は、先行する製造ステップにおいて既に生成することができ、半導体粒子または半導体粒は、第２の半導体材料または異なるようにドープされた第２の半導体材料で被覆しておくこともできる。
【００１７】
そして、このような被覆は、気相または溶液からの析出によって施しておくことが簡単にできる。
被覆されるべき半導体粒子または半導体粒は、部分的にのみ、すなわち、一部でのみ部分表面上に被覆することもできる。
【００１８】
所要の半導体材料の巨視的多層体を選択的に製造し、引き続き、この多層体を造粒または粉末化してダイオード粒子またはダイオード粒を製造することも可能である。
換言すれば、ｐｎ接合を備えた粒子は、半導体材料の積層構造体または多層体からなる顆粒または粉末として存在することもできる。
このような顆粒、粉末または塵粉中に、ｐｎ界面層を有する粒または粒子は、きわめて高い確率で既に存在している。
【００１９】
そして、安定した光源を提供するため、塵粉、粉末または顆粒、または懸濁液は、支持部材(support)上に配置しておくこともできる。
このため、塵粉、粉末または顆粒、または懸濁液の良好な付着を保証するため、支持部材上に結合剤層または接着剤層を配置しておくことができる。
両方の事例において、粉末混合物または懸濁液またはダイオード配合物は、支持部材上に簡単に被着することもできる。
【００２０】
結合剤層または接着剤層を備えた支持部材の代わりに、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に結合剤を混加しておくこともできる。
その場合、支持部材上に結合剤層または接着剤層を被着することは不要となろう。
いずれにしても、塵粉、粉末または顆粒、または懸濁液は、支持部材上に確実に付着できる。
【００２１】
光源の電気伝導性を確実に維持することを考慮して、結合剤は、導電性物質とすることができる。
有利には、導電性ポリマーを結合剤として使用することもできる。
【００２２】
光源の簡単な構造に関して、光源への給電を保証するために、支持部材は、電気接点(electrical  contact)を有することもできる。
さらに、このような電気接点は、支持部材に被着されまたは貼付けられた金属箔、主に金箔によって簡単に形成しておくこともできる。
それに対する代案として、前記電気接点は、支持部材に印刷した金属顔料インキ、または溶液から支持部材上に析出された金属、または蒸着された金属によって簡単に形成しておくこともできる。
【００２３】
光源に確実に給電するため、支持部材は、非導電性材料または劣導電性材料で構成しておくこともできる。
光源の動作時に発生する熱の良好な排熱に関して、支持部材は良伝熱性材料で構成しておくこともできる。
好適には、石英、サファイアまたはダイアモンドから、支持部材を構成するのが好ましい。
【００２４】
さらに有利な１構成で安定した光源として、支持部材はチューブ状に構成し、粒子は支持部材内に配置し、電気接点は支持部材の末端に設けておくこともできる。
換言すれば、ここでは、チューブ状支持部材に粒子が充填されている。
【００２５】
基本的に、支持部材は、単結晶または多結晶に構成しておくこともできる。
この利点として、このような単結晶または多結晶支持部材は、それ自体ｐドープまたはｎドープを備えることができるので、半導体材料の一方を形成することもできる。
換言すれば、有利な光源では、支持部材が半導体材料の一方として役立ち、被着された粒子は、第２の半導体材料として別の好適なドープを有することもできる。
支持部材がｐドープされていると、粒子はｎドープされており、またその逆である。
【００２６】
さらに安定した光源としては、支持部材は、粒子をサンドイッチ状に囲むために２つの要素で構成しておくこともできる。
換言すれば、粒子は、支持部材の２つの平坦な要素によりサンドイッチ状に囲んでおくこともできる。
この実施においても、支持部材の要素のドーピングは、既に存在することもできる。その場合、囲まれた粒子は、別の好適なドーピングを有することもできる。
【００２７】
既にドープされた支持部材では、両方の半導体材料用に専ら粒子を使用する場合よりも好適なｐｎ接合の形成される確率が高い。
【００２８】
ドープされた支持部材でも、粒子は、前記方法によって被着することもできる。
支持部材上に粒子を単純に貼付けまたは焼結するのも良い。
【００２９】
支持部材は、個々の造形要求に適合するために深絞りによって成形しておくこともできる。
その際、さまざまに要求される幾何学形状に簡単に適合することが可能である。
これは、支持部材の単純な構造にもサンドイッチ構造にも妥当する。
【００３０】
析出または蒸着された金属接点では、各２つの接点条帯もしくは電極条帯の間に限定的電圧を印加することもできる。
この電圧は、各２つの隣接する電極の間に設けられる半導体粒子または半導体粒を流れる所要の給電電流を生成するようになっている。
【００３１】
半導体粒子の配置によって電流路の好適な抵抗条件を調整するために、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導電性材料を混加しておくこともできる。
導電性材料は、粉末状または液状ポリマー材料、または黒鉛、または金属顆粒または金属粉末、または金属懸濁液とすることも簡単にできる。
導電性材料は、別の好適な半導体材料で形成しておくこともできる。
【００３２】
粒寸法または粒子寸法を微視的にごく小さく選択した場合、生成される光のかなりの部分は、光生成ＬＥＤ層の内部で再び吸収されている。
この欠点を取り除くため、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導光性材料を混加しておくこともできる。
導光性材料は、ガラス粉または導光性プラスチックを有することも簡単にできる。
このような導光性材料は、粉末状または液状形態で、例えば、溶液または懸濁液として、粒子混合物に添加することもできる。
これにより、ＬＥＤ表面で導光効果が促進されるようになっている。
【００３３】
要約するなら、本発明の光源は、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液からなる混合物を生成することもできる。
所要の半導体材料、結合剤、導電剤、導光剤および／または伝熱剤が、添加または混加されている。
【００３４】
有利な発光挙動を有する光源を提供するため、異なる発光波長を備えた異なる粒子対偶が生成可能であるように、半導体材料は選択しておくこともできる。
換言すれば、本発明の光源において、さまざまな半導体材料および／またはさまざまなドーピングを使用しもしくは組合せることによって、さまざまな発光波長を備えたさまざまな微視的半導体粒子対偶または半導体粒対偶もしくはさまざまな元素ＬＥＤを生成することもできる。
そして、本発明またはダイオード配合物は重畳的色を放出することができ、ごく大量の数の最小半導体粒子対偶または元素ダイオードの極端な事例において連続的光スペクトルを生成し放出することさえできる。
さらに、本発明は、従来の白色ＬＥＤとは異なり、自然な連続的スペクトルと高い効率とを有する白色ＬＥＤの形成を可能とする。
【００３５】
機械的に安定した光源を実現するため、粒子、または支持部材上の粒子は、焼結により互いに配置しておくこともできる。
いわば、多結晶構造を生成することもできる。
基本的に、多結晶圧縮は、粒子からの固体の構成をもたらすこともできる。
【００３６】
他の有利な具体的１構成において、光源は、発熱電球またはハロゲン電球内の加熱フィラメントの代わりに利用しておくこともできる。
換言すれば、光源は、従来のフィラメントに取り替わることもできる。
選択的１構成において、光源は、蛍光ランプとして構成しておくことさえできる。
【００３７】
さらに、前述したような本発明の課題は、請求項１乃至請求項３７のいずれか１項に記載された光源およびその製造方法によって解決される。
この光源は、２つの半導体材料の配置によって形成された誘導発光するための少なくとも１つのｐｎ接合を有し、半導体材料の少なくとも一方が粒子の形態で使用されることを特徴としている。
【００３８】
本発明に係る製造方法の利点および特性については、繰返しを避けるために、請求された光源に関連して類似または同一の利点が既に述べられた前述した説明を参照する。
【００３９】
特に、複数のｐｎ接合を形成するため、粒子は、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液の形態で混合することもできる。ｐｎ接合を備えた粒子を使用することもできる。
【００４０】
さらに、ｐｎ接合を既に有する粒子は、半導体材料で少なくとも部分的被覆によって製造することもできる。
【００４１】
選択的に、ｐｎ接合を既に有する粒子は、半導体材料の積層構造体または多層体からなる顆粒または粉末として製造することもできる。
【００４２】
そして、安定した光源を実現するため、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液は支持部材上に配置することもできる。
さらに、異なる発光波長を備えた異なる粒子対偶が生成可能であるように、半導体材料は選択することもできる。
これにより、例えば、白色ＬＥＤを生成することもできる。
【００４３】
また、安定した光源を実現するため、粒子は、焼結によって互いに配置し、いわば、多結晶形成物を生成することもできる。
【００４４】
基本的には、本発明に係る光源の製造は、きわめて簡単である。
所要の好適な材料を粉末状または懸濁液に混合しなければならないだけであり、その場合、このダイオード配合物は、単に、電極を備えた支持部材に被着することもできる。
電極の被着は、例えば、印刷法の形態で、浸漬浴または噴霧塗装によって行うこともできる。
この製造方法は、従来のＬＥＤチップ製造時のようなきわめて複雑で高価な製造プロセスおよび製造投資を必要としない。
粒子混合物またはダイオード配合物は、支持部材または表面が平らでも、湾曲していても、ごく小さくても、面積が大きくても被着することができる。
さらに、本発明は、設定可能な光放射空間角度、設定可能な光放射面寸法、調整可能な光スペクトルを有する発光体、光源またはランプの形成をそれぞれ任意に保証している。
【００４５】
本発明の製造方法は、ダイオード配合物または粒子混合物の焼結によって用意しておくこともできる。
これにより、例えば、薄い板または箔、細い棒または線材または細いチューブ等の設定可能な形状を有する、支持部材なしの固定光源または発光体を生成することもできる。
発光動作のため、電流路を限定する末端に電気接点を備えねばならないだけである。
その場合、所要の電圧供給は、電流路長に相応して、ダイオード配合物または粒子混合物の調整可能な比電気抵抗と一緒に任意に確定することができる。
さらに、本発明は、１１０ボルトまたは２３０ボルト交流電圧でのダイオード光源の直接的作動を可能にしている。
それとともに有利なことに、白熱電球またはハロゲン電球のタングステンフィラメントはダイオード線材に取替えることもできる。
または、蛍光管は、ダイオード管に取替えることもできる。
【００４６】
ところで、本発明を有利に構成して展開する可能性はさまざまにある。
この点について従属請求項と図面を基にした本発明の実施例である光源について以下に説明する。
図面を基にした本発明に係る光源の好ましい実施例の説明と合せて、一般的に好ましい諸構成も説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１に示す本発明の一実施例である光源は、２つの好適な半導体材料１、２の配置によって形成された誘導発光のための少なくとも１つのｐｎ接合３を有している。
簡単な手段で特別大きな光量を考慮して、これらの半導体材料１、２は、粒子の形態で存在している。
これらの半導体材料１、２からなる多数の粒子を混合することが可能であり、ｐｎ接合３は、これらの粒子の接触部分に形成することができる。
【００４８】
そして、前記半導体材料１、２の粒子は、安定した光源を形成するために支持部材４の上に配置されている。
また、光源の電気的接触のため、電気接点５、６は、支持部材４の上に被着されているのが好ましい。
電気接点５、６は、支持部材４に被着する金属箔によって形成されている。
また、支持部材４自体は、非導電性材料から、具体的には、石英から構成されている。
【００４９】
図２は、本発明の他の実施例である光源を概略的に示しており、前述した支持部材４が、チューブ状に構成され、半導体材料１、２として粒子が充填されてｐｎ接合３を形成している。
電気的接触は、チューブ状の支持部材４の端部で行うのが好ましい。
【００５０】
図３は、本発明の第３実施例である光源を概略的に示しており、一方の半導体材料１が、同時に支持部材４として機能し、ｎドープ（n-doped）単結晶または多結晶材料によって形成されている。
また、ｐドープ（p-doped）材料２は、粒子によって形成されている。
ｐｎ接合３は、支持部材４と粒子との間の界面に形成されている。
電気的接触は、一方で金属箔７に結合された電気接点５を介して、他方で支持部材４に結合された電気接点６を介して行われている。
【００５１】
図４は、本発明の第４実施例である光源を概略的に示しており、ここで、半導体材料１、２は、支持部材４とこの支持部材４の２つの平坦な要素の間に配置された粒子とによって形成されている。
そして、前記粒子は、平坦な支持部材要素４の間にサンドイッチ状に配置されている。
【００５２】
図５で示す本発明の第５実施例である光源は、特定形状の光源領域を有している。
図５に示す実施例は、図４に示す実施例と同様に構成されているが、前述した支持部材４は、ドープを有しておらず、粒子として構成される半導体材料１、２を封入しているにすぎない。
【００５３】
本発明の光源およびその製造方法の特有の諸構成に関しては、説明の繰返しを避けるために、明細書の一般的部分および添付した特許請求の範囲を参照する。
【００５４】
最後に、以上で述べた実施例は、本発明を説明するのに役立つにすぎず、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例である光源の概略図。
【図２】本発明の一実施例である光源の概略図。
【図３】本発明の一実施例である光源の概略図。
【図４】本発明の一実施例である光源の概略図。
【図５】本発明の一実施例である光源の概略図。
【符号の説明】
【００５６】
１  ・・・  半導体材料
２  ・・・  半導体材料
３  ・・・  ｐｎ接合
４  ・・・  支持部材
５  ・・・  電気接点
６  ・・・  電気接点
７  ・・・  金属箔
【図１】
2008517450.tif 000003
【図２】
2008517450.tif 000004
【図３】
2008517450.tif 000005
【図４】
2008517450.tif 000006
【図５】
2008517450.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月15日(2006.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの半導体材料（１、２）の配置によって形成された誘導発光するための少なくとも１つのｐｎ接合（３）を備えて、前記半導体材料（１、２）の少なくとも一方が粒子の形態で存在し、複数のｐｎ接合（３）を形成するために前記粒子が塵粉、粉末、顆粒または懸濁液の形態で混合されており、前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導電性材料が混加されている光源であって、
前記導電性材料が、粉末状または液状ポリマー材料、または黒鉛、または金属顆粒または金属粉末、または金属懸濁液であることを特徴とする光源。
【請求項２】
前記粒子が、粒、粉および／または微粒子の形態で存在していることを特徴とする請求項１記載の光源。
【請求項３】
前記粒子が、多角形な物体、または、円滑面または破断面を有する物体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源。
【請求項４】
前記半導体材料（１、２）の一方が、カーボンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の光源。
【請求項５】
前記カーボンが、ナノチューブの形態で存在していることを特徴とする請求項４記載の光源。
【請求項６】
前記懸濁液が、完全に蒸発する溶媒から製造されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の光源。
【請求項７】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、使用可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の光源。
【請求項８】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、少なくとも部分的に前記半導体材料（１、２）で被覆されていることを特徴とする請求項７記載の光源。
【請求項９】
前記被覆が、気相または溶液からの析出によって施されていることを特徴とする請求項８記載の光源。
【請求項１０】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、前記半導体材料（１、２）の積層構造体または多層体からなる顆粒または粉末として存在していることを特徴とする請求項７記載の光源。
【請求項１１】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液が、支持部材（４）の上に配置されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか１項記載の光源。
【請求項１２】
前記支持部材（４）の上に結合剤層または接着剤層が配置されていることを特徴とする請求項１１記載の光源。
【請求項１３】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に結合剤が混加されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載の光源。
【請求項１４】
前記結合剤が、導電性物質であることを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の光源。
【請求項１５】
前記結合剤が、導電性ポリマーであることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれか１項記載の光源。
【請求項１６】
前記支持部材（４）が、電気接点（５、６）を有していることを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項記載の光源。
【請求項１７】
前記電気接点（５、６）が、前記支持部材（４）に被着されまたは貼付けられた金属箔、主に金箔によって形成されていることを特徴とする請求項１６記載の光源。
【請求項１８】
前記電気接点（５、６）が、前記支持部材（４）に印刷した金属顔料インキ、または溶液から前記支持部材（４）の上に析出された金属、または蒸着された金属によって形成されていることを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の光源。
【請求項１９】
前記支持部材（４）が、非導電性材料または劣導電性材料で構成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１８のいずれか１項記載の光源。
【請求項２０】
前記支持部材（４）が、良伝熱性材料で構成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１９のいずれか１項記載の光源。
【請求項２１】
前記支持部材（４）が、石英、サファイアまたはダイアモンドで構成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２０のいずれか１項記載の光源。
【請求項２２】
前記支持部材（４）がチューブ状に構成され、前記粒子が前記支持部材（４）内に配置され、主に前記電気接点（５、６）が前記支持部材（４）の端部に設けられていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２１のいずれか１項記載の光源。
【請求項２３】
前記支持部材（４）が、単結晶で構成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２２のいずれか１項記載の光源。
【請求項２４】
前記支持部材（４）が、多結晶で構成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２２のいずれか１項記載の光源。
【請求項２５】
前記支持部材（４）が、ｐドープまたはｎドープを有し、これにより前記半導体材料（１、２）の一方を形成していることを特徴とする請求項１１乃至請求項２４のいずれか１項記載の光源。
【請求項２６】
前記支持部材（４）が、粒子をサンドイッチ状に囲むために２つの要素で構成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２５のいずれか１項記載の光源。
【請求項２７】
前記粒子が、焼結によって前記支持部材（４）の上に被着されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２６のいずれか１項記載の光源。
【請求項２８】
前記支持部材（４）が、深絞り加工によって好適に成形されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項２７のいずれか１項記載の光源。
【請求項２９】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導光性材料が、混加されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２８のいずれか１項記載の光源。
【請求項３０】
前記導光性材料が、ガラス粉または導光性プラスチックを有していることを特徴とする請求項２９記載の光源。
【請求項３１】
異なる発光波長を有する異なる粒子対偶が生成可能であるように、前記半導体材料（１、２）が選択されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３０のいずれか１項記載の光源。
【請求項３２】
前記粒子が、焼結によって互いに配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３１のいずれか１項記載の光源。
【請求項３３】
前記光源が、発熱電球またはハロゲン電球内の加熱フィラメントの代わりに利用されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３２のいずれか１項記載の光源。
【請求項３４】
前記光源が、蛍光ランプとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３２のいずれか１項記載の光源。
【請求項３５】
２つの半導体材料（１、２）の配置によって形成された誘導発光するための少なくとも１つのｐｎ接合（３）を備えて、前記半導体材料（１、２）の少なくとも一方が粒子の形態で使用され、複数のｐｎ接合（３）を形成するために前記粒子が塵粉、粉末、顆粒または懸濁液の形態で混合され、塵粉、粉末、顆粒または懸濁液に導電性材料が混加される請求項１乃至請求項３４のいずれか１項記載の光源の製造方法であって、
前記導電性材料として粉末状または液状ポリマー材料、または黒鉛、または金属顆粒または金属粉末、または金属懸濁液が使用されていることを特徴とする光源の製造方法。
【請求項３６】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が使用されていることを特徴とする請求項３５に記載された光源の製造方法。
【請求項３７】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、前記半導体材料（１、２）で少なくとも部分的に被覆していることによって製造されていることを特徴とする請求項３６に記載された光源の製造方法。
【請求項３８】
前記ｐｎ接合（３）を備えた粒子が、前記半導体材料（１、２）の積層構造体または多層体からなる顆粒または粉末として製造されていることを特徴とする請求項３６に記載された光源の製造方法。
【請求項３９】
前記塵粉、粉末、顆粒または懸濁液が、前記支持部材（４）の上に配置されていることを特徴とする請求項３５乃至請求項３８のいずれか１項に記載された光源の製造方法。
【請求項４０】
異なる発光波長を有する異なる粒子対偶が生成可能であるように、前記半導体材料（１、２）が選択されていることを特徴とする請求項３５乃至請求項３９のいずれか１項に記載された光源の製造方法。
【請求項４１】
前記粒子が、焼結によって互いに配置されていることを特徴とする請求項３５乃至請求項４０のいずれか１項に記載された光源の製造方法。 
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
さらに、前述したような本発明の課題は、請求項１乃至請求項３４のいずれか１項に記載された光源およびその製造方法によって解決される。
この光源は、２つの半導体材料の配置によって形成された誘導発光するための少なくとも１つのｐｎ接合を有し、半導体材料の少なくとも一方が粒子の形態で使用されることを特徴としている。
【国際調査報告】
2008517450.tif 000008
2008517450.tif 000009
2008517450.tif 000010
2008517450.tif 000011
2008517450.tif 000012
2008517450.tif 000013