JP2023069198A - 波長変換体及びそれを用いた波長変換材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上した波長変換体を提供する。【解決手段】波長変換体であって、半導体ナノ粒子として、波長４５０ｎｍの光を波長λ１ｎｍの光に変換する第１の半導体ナノ粒子と、波長４５０ｎｍの光を波長λ２ｎｍの光に変換する第２の半導体ナノ粒子を含み、前記波長λ１及び前記波長λ２は、λ１＞λ２＞４５０を満たし、前記第１の半導体ナノ粒子と前記第２の半導体ナノ粒子を含む前記波長変換体に、波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ｂと、半導体ナノ粒子として前記第１の半導体ナノ粒子のみを含む場合の波長変換体に、前記波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ａとの関係が、Ｉ１ａ＜Ｉ１ｂを満たすものである波長変換体。【選択図】図１
Description
本発明は、波長変換体及びそれを用いた波長変換材料に関する。
粒子径がナノサイズの半導体粒子は、光吸収により生じた励起子がナノサイズの空間に閉じ込められることによりその半導体ナノ粒子のエネルギー準位が離散的となり、またそのバンドギャップは粒子径に依存する。このため半導体ナノ粒子の蛍光発光は高効率で、その発光スペクトルはシャープである。また、粒子径によりバンドギャップが変化するという特性から発光波長を制御できる特徴を有しており、固体照明やディスプレイの波長変換材料としての応用が期待される（特許文献１）。
優れた蛍光発光特性を示す量子ドットとして、Ｃｄを含む半導体ナノ粒子が挙げられる。しかしながら、Ｃｄは人体、環境に対しての毒性が高いために、欧州連合のＲｏＨＳ指令を始めとして、世界各地でその使用が制限されている。そのため、Ｃｄのような毒性物質を含まない半導体ナノ粒子が検討されている。代替材料の一つとしてＩｎＰを発光中心とした半導体ナノ粒子の開発が進められている。
また、半導体ナノ粒子を用いた波長変換材料として、半導体ナノ粒子と樹脂を混合した樹脂組成物を透明基板上にパターニングすることで波長変換層を形成した、カラーフィルタ用途としての材料開発が進められている。従来の液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタは、１画素の大きさが数十から数百マイクロメートル程度の青と緑と赤色の画素部が透明基板上に規則的に配列された薄膜フィルム型の光学部品であり、その画素間には、画素同士の混色を防ぐためにブラックマトリックスが配置された構造をとる。カラーフィルタは、白色光からそれぞれ赤色、緑色、青色の３つの光を抽出することで微細な画素単位での画像表示を可能とする。
半導体ナノ粒子をカラーフィルタ用途として用いる場合は、一つの形態として、緑色又は赤色に発光する半導体ナノ粒子と樹脂からなる波長変換層を規則的に配列し、青色光源と組み合わせることで、発光素子が作製される。このような構造により、励起光である青色光を、それぞれの波長変換層で緑色又は赤色の光に変換することが可能となり、半導体ナノ粒子の発光半値幅が狭く変換効率が高いという特徴から、ディスプレイの色再現性及び輝度の向上が期待されている。
しかし、半導体ナノ粒子の青色光に対する吸収率が充分でないと、緑色、赤色光の光取り出し効率が低下し、さらに波長変換層から青色光が透過し、混色が生じてしまう。このように混色が生じてしまうと、取り出そうとする色の再現性に限界が生じるため、画像品質が劣り、結果的にカラーフィルタの色純度が低下する。
カラーフィルタ用途のように、波長変換層の厚さが１０μｍ程度であると、光路中に多くの半導体ナノ粒子を配置することができないため、励起光に対して吸収率が高い材料が求められている。さらに、吸収した励起光を高効率で変換することができれば、波長変換層から外部への光取り出し効率が向上し、優れた発光特性の波長変換材料となる。
ＩｎＰを発光中心とした半導体ナノ粒子は、Ｃｄを含む半導体ナノ粒子と比較して、吸光係数が低いことが知られている。このため、カラーフィルタ用途のように、青色光に対して高い吸収率が要求される波長変換材料として用いることは困難であった。
このような波長変換層の青色光の吸収率を高めるために、波長変換層中に屈折率が高い無機酸化物等の散乱粒子を導入して、波長変換層の光路長を長くする改善方法がある。しかし、波長変換層に散乱の寄与が大きいマイクロメートルサイズの粒子を導入すると、波長変換層の厚さが変化したり、波長変換層の厚さや濃度調節を行った際、色均一性に問題が生じたりしてしまう。このため、散乱体粒子を用いる方法だけでは、波長変換層における励起光の吸収率及び波長変換後の光取り出し効率の改善することは困難である。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上した波長変換体及びその波長変換体を樹脂に分散させた波長変換材料を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、波長変換体であって、半導体ナノ粒子として、波長４５０ｎｍの光を波長λ１ｎｍの光に変換する第１の半導体ナノ粒子と、波長４５０ｎｍの光を波長λ２ｎｍの光に変換する第２の半導体ナノ粒子を含み、前記波長λ１及び前記波長λ２は、λ１＞λ２＞４５０を満たし、前記第１の半導体ナノ粒子と前記第２の半導体ナノ粒子を含む前記波長変換体に、波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ｂと、半導体ナノ粒子として前記第１の半導体ナノ粒子のみを含む場合の波長変換体に、前記波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ａとの関係が、Ｉ１ａ＜Ｉ１ｂを満たすものである波長変換体を提供する。
このような波長変換体によれば、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上したものとなる。
このとき、前記波長λ１が５１０～５５０ｎｍ又は６１０～６５０ｎｍの範囲に含まれるものである波長変換体とすることができる。
これにより、青色光を緑色光又は赤色光に効率的に変換できるものとなる。
このとき、前記波長λ１が５１０～５５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４８０～５１０ｎｍの範囲に含まれるものである波長変換体とすることができる。また、前記波長λ１が５１０～５５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４９０～５００ｎｍの範囲に含まれるものである波長変換体とすることができる。
これにより、青色光を吸収すると共に、波長λ２の光を波長λ２より長波長側の波長λ１の緑色光に、さらに変換することが可能となり、波長λ１の光取り出し効率がより向上できるものとなる。
このとき、前記波長λ１が６１０～６５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４８０～６００ｎｍの範囲に含まれるものである波長変換体とすることができる。また、前記波長λ１が６１０～６５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４９０～５００ｎｍ又は５９０～６００ｎｍに含まれるものである波長変換体とすることができる。
これにより、青色光を吸収すると共に、波長λ２の光を波長λ２より長波長側の波長λ１の赤色光に、さらに変換することが可能となり、波長λ１の光取り出し効率がより向上したものとなる。
このとき、前記第１の半導体ナノ粒子が、Ｉｎ及びＰを含むコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなる半導体ナノ粒子である波長変換体とすることができる。
これにより、第１の半導体ナノ粒子及び波長変換体がＣｄやＰｂ等の毒性物質を含まない構造のものとなる。
このとき、前記第１の半導体ナノ粒子の前記シェル半導体が、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂから選択されるいずれか一つ又は複数の混晶の半導体からなるものである波長変換体とすることができる。
これにより、発光効率及び安定性がより向上したものとなる。
このとき、前記第２の半導体ナノ粒子が、Ｚｎ、Ｓｅ及びＴｅを含むコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものである波長変換体とすることができる。また、前記第２の半導体ナノ粒子が、Ｚｎ及びＰを含むコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものである波長変換体とすることができる。
これにより、青色光に対する吸収率がより向上したものとなる。
このとき、前記第２の半導体ナノ粒子が、カルコパイライト構造の化合物であるコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものである波長変換体とすることができる。また、前記第２の半導体ナノ粒子が、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳ２、ＺｎＳｉＰ２、ＺｎＧｅＰ２から選択されるいずれか一つ又は複数の混晶の半導体からなるコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものである波長変換体とすることができる。
これにより、青色光に対する吸収率がより向上したものとなる。
このとき、前記第２の半導体ナノ粒子の前記シェル半導体が、ＩＩ－ＶＩ族化合物半導体からなるものである波長変換体とすることができる。また、前記第２の半導体ナノ粒子の前記シェル半導体が、ＺｎＳｅ、ＺｎＳのいずれか一つ又は複数の混晶の半導体からなるものである波長変換体とすることができる。
このようなものは、発光効率の向上及び安定性の点から特に好ましい。
このとき、溶媒１．０ｍＬに前記第１の半導体ナノ粒子１．０ｍｇを分散させた分散液の、波長４５０ｎｍの光に対する光路長１ｃｍでの吸光度が、０．７以上である波長変換体とすることができる。
これにより、青色光の吸収率が向上し、波長λ１の光の光取り出し効率が向上したものとなる。
このとき、溶媒１．０ｍＬに前記第２の半導体ナノ粒子１．０ｍｇを分散させた分散液の、波長４５０ｎｍの光に対する光路長１ｃｍでの吸光度が、１．０以上、好ましくは１．２以上、より好ましくは１．４以上である波長変換体とすることができる。
これにより、青色光の吸収率が向上し、波長λ２の光取り出し効率が向上し、波長λ２の光がさらに波長λ１に変換されることで、波長λ１の光取り出し効率がより向上したものとなる。
このとき、前記第１の半導体ナノ粒子の内部量子効率が７０％以上である波長変換体とすることができる。また、前記第２の半導体ナノ粒子の内部量子効率が４０％以上である波長変換体とすることができる。
これにより、光取り出し効率がさらに向上したものとなる。
このとき、前記第１の半導体ナノ粒子に対する前記第２の半導体ナノ粒子の質量比の値が０．３以下である波長変換体とすることができる。
このような質量比の範囲のものであれば、波長変換体からの第２の半導体ナノ粒子の発光である波長λ２の光漏れをより効果的に防ぐことができ、安定して波長λ１の光のみを外部に取り出すことができるものとなる。
このとき、上記波長変換体が樹脂に分散したものである波長変換材料とすることができる。
このような波長変換材料であれば、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上したものとなる。
以上のように、本発明の波長変換体によれば、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上したものとなる。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上述のように、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上した波長変換体が求められていた。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、波長変換体であって、半導体ナノ粒子として、波長４５０ｎｍの光を波長λ１ｎｍの光に変換する第１の半導体ナノ粒子と、波長４５０ｎｍの光を波長λ２ｎｍの光に変換する第２の半導体ナノ粒子を含み、前記波長λ１及び前記波長λ２は、λ１＞λ２＞４５０を満たし、前記第１の半導体ナノ粒子と前記第２の半導体ナノ粒子を含む前記波長変換体に、波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ｂと、半導体ナノ粒子として前記第１の半導体ナノ粒子のみを含む場合の波長変換体に、前記波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ａとの関係が、Ｉ１ａ＜Ｉ１ｂを満たすものである波長変換体により、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上したものとなることを見出し、本発明を完成した。
以下、図面を参照して説明する。なお、本発明において「λｎｍの光に変換する」とは、発光波長のピークがλｎｍ近傍の光に変換することを意味する。
［波長変換体］
図１に、本発明に係る波長変換を含む波長変換材料による波長変換を模式的に示す。本発明に係る波長変換体１００は、図１に示すように第１の半導体ナノ粒子１０１及び第２の半導体ナノ粒子１０２を含むものである。
図１に、本発明に係る波長変換を含む波長変換材料による波長変換を模式的に示す。本発明に係る波長変換体１００は、図１に示すように第１の半導体ナノ粒子１０１及び第２の半導体ナノ粒子１０２を含むものである。
図２に模式的に示すように、青色ＬＥＤ光源１０３から照射される波長４５０ｎｍの光１１０の一部は、第１の半導体ナノ粒子１０１に吸収され、第１の半導体ナノ粒子１０１により、波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ１の光１１１ｘとなる。
同様に、図３に模式的に示すように、青色ＬＥＤ光源１０３から照射された波長４５０ｎｍの光１１０の一部は、第２の半導体ナノ粒子１０２に吸収され、第２の半導体ナノ粒子１０２により、波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ２の光１１２となる。
このような第１の半導体ナノ粒子１０１と第２の半導体ナノ粒子１０２を含む波長変換体１００に対し、例えば青色ＬＥＤ光源１０３などの光源から波長４５０ｎｍの光を照射すると、図１に示すように、青色ＬＥＤ光源から照射される波長４５０ｎｍの光１１０の一部（第１の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光１１０ｘ）は第１の半導体ナノ粒子１０１に、一部（第２の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光１１０ｙ）は第２の半導体ナノ粒子１０２に吸収される。図２と同様に、第１の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光１１０ｘは、第１の半導体ナノ粒子１０１により、波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ１の光１１１ｘとなる。
また、図３と同様に、第２の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光１１０ｙは、第２の半導体ナノ粒子１０２により、波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ２の光１１２となる。このとき、波長λ１とλ２とが、λ１＞λ２＞４５０ｎｍの関係にあると、波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ２の光１１２はさらに第１の半導体ナノ粒子１０１に吸収されて、第１の半導体ナノ粒子１０１により、波長λ２の光から変換された波長λ１の光１１１ｙとなる。
この結果、波長変換体から外部に取り出された波長λ１の光１１１ｚは、波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ１の光１１１ｘに、波長λ２の光から変換された波長λ１の光１１１ｙが加わったものとなる。すなわち、第１の半導体ナノ粒子１０１と第２の半導体ナノ粒子１０２を含む波長変換体１００に、波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ｂと、半導体ナノ粒子として第１の半導体ナノ粒子１０１のみを含む場合の波長変換体に、波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ａとの関係が、Ｉ１ａ＜Ｉ１ｂを満たすものとなる。つまり、青色光に対する吸収率が向上し、波長変換体から外部に取り出される波長λ１の光の取り出し効率が向上する。
このように、本発明者らは、上述のような第１の半導体ナノ粒子１０１及び第２の半導体ナノ粒子１０２を含む波長変換体１００を用いることにより、青色光に対する吸収率や光の取り出し効率を改善できることを見出した。
波長λ１の光は緑色光又は赤色光が好ましく、波長λ１の値は５１０～５５０ｎｍ又は６１０～６５０ｎｍの範囲であることが好ましい。このような波長λ１の値の第１の半導体ナノ粒子を用いることで、上記の波長変換体は、青色光を緑色光又は赤色光に効率的に変換する波長変換体となる。
また、波長λ１が５１０～５５０ｎｍである場合、波長λ２の値は４８０～５１０ｎｍであることが好ましく、４９０～５００ｎｍであることがより好ましい。波長λ２がこのような値の範囲であれば青色光を吸収すると共に、波長λ２の光を波長λ２より長波長側の波長λ１の緑色光に、さらに変換することが可能となり、波長λ１の光取り出し効率がより向上した波長変換体になる。
また、波長λ１が６１０～６５０ｎｍである場合、波長λ２の値は４８０～６００ｎｍであることが好ましく、４９０～５００ｎｍ又は５９０～６００ｎｍであることがより好ましい。波長λ２がこのような値の範囲であれば青色光を吸収すると共に、波長λ２の光を波長λ２より長波長側の波長λ１の赤色光に、さらに変換することが可能となり、波長λ１の光取り出し効率がより向上した波長変換体になる。
本発明に係る第１及び第２の半導体ナノ粒子の構造は特に限定されないが、蛍光発光特性及び安定性の観点から、コアシェル構造の半導体ナノ粒子が好ましい。即ち、ナノ粒子であるコア半導体及び該コア半導体を覆う単独又は複数のシェル半導体を含むものとすることが好ましい。ナノサイズの半導体粒子をコアとして、そのコアよりもバンドギャップが大きく、格子不整合性が低い半導体をシェルとした、コア／シェル構造の半導体ナノ粒子では、シェルで生じた励起子がコア粒子の内部に閉じ込められるために、蛍光発光効率が向上し、さらにコア表面がシェルで覆われるために安定性が向上する。
第１の半導体ナノ粒子の組成は特に限定されないが、例えば、Ｉｎ及びＰをコアとした材料が挙げられる。このような組成にすることで、第１の半導体ナノ粒子及び波長変換体がＣｄやＰｂ等の毒性物質を含まない材料となる。
第１の半導体ナノ粒子のシェル材料は特に限定されないが、コア材料に対してバンドギャップが大きく、格子不整合性が低いものが好ましく、ＩＩ－ＶＩ族化合物、ＩＩＩ－Ｖ族化合物の合金又は複数の混晶からなる半導体が選択される。具体的なシェル材料は、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂから選択されるいずれか一つ又は複数の混晶の半導体としても選択されてもよい。これらの材料の内、ＺｎＳｅ、ＺｎＳは、発光効率の向上及び安定性の点から特に好ましい。
第２の半導体ナノ粒子の組成は特に限定されないが、青色光を強く吸収する材料が望ましい。例えば、Ｚｎ、Ｔｅ及びＳｅをコアとして含む材料や、Ｚｎ及びＰをコアとして含む材料や、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳ２、ＺｎＳｉＰ２、ＺｎＧｅＰ２のようなカルコパイライト構造の三元化合物をコアとする材料が挙げられる。このような組成の材料は青色光に対する吸光係数が高いことが知られている。第２の半導体ナノ粒子がこのような組成であれば、波長変換体の青色光に対する吸収率が向上する。
第２の半導体ナノ粒子のシェル材料は特に限定されないが、ＩＩ－ＶＩ族の化合物が好ましく、これらの材料の内、ＺｎＳｅ、ＺｎＳのいずれか一つ又は複数の混晶の半導体から構成される半導体シェルからなるものは、発光効率の向上及び安定性の点から特に好ましい。
半導体ナノ粒子の製造方法は液相法や気相法等、様々な方法があるが、本発明に係る半導体ナノ粒子においては特に限定されない。高い蛍光発光効率を示す観点から、高沸点の非極性溶媒中において高温で前駆体種を反応させる、ホットソープ法やホットインジェクション法を用いて得られる半導体ナノ粒子を用いることが好ましい。
なお、半導体ナノ粒子は、表面欠陥を低減するため、表面にリガンドと呼ばれる有機配位子が配位していることが好ましい。リガンドは、半導体ナノ粒子の凝集抑制の観点から脂肪族炭化水素を含むことが好ましい。このようなリガンドとしては、例えば、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリル酸、デカン酸、オクタン酸、オレイルアミン、ステアリル（オクタデシル）アミン、ドデシル（ラウリル）アミン、デシルアミン、オクチルアミン、オクタデカンチオール、ヘキサデカンチオール、テトラデカンチオール、ドデカンチオール、デカンチオール、オクタンチオール、トリオクチルホスフィン、トリオクチルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィン、トリブチルホスフィンオキシド等が挙げられ、これらを１種単独で用いても複数組み合わせて選択してもよい。
第１の半導体ナノ粒子は、内部量子効率が７０％以上のものが好ましい。また、第２の半導体ナノ粒子は、内部量子効率が４０％以上のものが好ましい。波長λ１の光の光取り出し効率がさらに向上する。
また、第１の半導体ナノ粒子の青色光に対する吸光度は高い程、好ましい。例えば第１の半導体ナノ粒子を１．０ｍｌの溶媒に分散させた時に、光路長１ｃｍにおける、波長４５０ｎｍの青色光に対する吸光度は０．７以上が望ましい。溶媒としては特に限定されないが、トルエンやヘキサンのような非極性溶媒が挙げられる。このような半導体ナノ粒子であれば青色光の吸収率がより向上し、波長λ１の光の光取り出し効率がより向上する。
また、第２の半導体ナノ粒子の青色光に対する吸光度は高い程、望ましい。例えば第２の半導体ナノ粒子を１．０ｍｌの溶媒に分散させた時に、光路長１ｃｍにおける、波長４５０ｎｍの青色光に対する吸光度は１．０以上が好ましく、１．２以上がより好ましく、１．４以上がさらに好ましい。溶媒としては特に限定されないが、トルエンやヘキサンのような非極性溶媒が挙げられる。このような半導体ナノ粒子であれば、青色光の吸収率がより向上し、波長λ２の光取り出し効率がより向上し、波長変換体として用いた際に、波長λ２の光がさらに波長λ１に変換されることで、波長λ１の光取り出し効率がより向上する。
波長変換体は、青色の励起光を照射した際その吸収率が高い程、望ましい。特に波長変換体をカラーフィルタのような用途へ応用する場合、励起光に対する吸収率は９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましい。
波長変換体は、第１の半導体ナノ粒子による波長λ２の光の吸収が不十分であると、λ２の光が外部に漏れだす恐れがある。波長λ２の光が漏れだすと混色が生じ、発光スペクトルの色純度が低くなる。波長変換体からの波長λ２の光漏れを防ぐため、第１の半導体ナノ粒子に対する第２の半導体ナノ粒子の質量比の値は、０．３以下であることが好ましい。このような質量比の範囲であれば、波長変換体からの第２の半導体ナノ粒子の発光である波長λ２の光漏れを効果的に防ぐことができ、安定して波長λ１の光のみを外部に取り出すことができる。
波長変換体は、上述の第１の半導体ナノ粒子、第２の半導体ナノ粒子以外の半導体ナノ粒子を含んでもよい。
［波長変換材料］
波長変換体はさらに樹脂中に分散された波長変換材料としても使用することができる。樹脂材料は特に限定されないが、波長変換体が凝集したり、蛍光発光効率の劣化が起きたりしないものが好ましく、例えば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材料は、波長変換材料として蛍光発光効率を高めるために透過率が高いことが好ましく、透過率が８０％以上であることが特に好ましい。このような波長変換材料であれば、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上する。
波長変換体はさらに樹脂中に分散された波長変換材料としても使用することができる。樹脂材料は特に限定されないが、波長変換体が凝集したり、蛍光発光効率の劣化が起きたりしないものが好ましく、例えば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材料は、波長変換材料として蛍光発光効率を高めるために透過率が高いことが好ましく、透過率が８０％以上であることが特に好ましい。このような波長変換材料であれば、青色光に対する吸収率及び波長変換後の光取り出し効率が向上する。
本発明に係る波長変換材料は、波長変換体の割合が１５質量％から６５質量％であることが好ましい。このような範囲であることで、青色光に対する吸収率が安定してより高い波長変換材料が提供される。また、波長変換材料における波長変換体の割合が７０質量％以下であることにより、樹脂成分の割合減少による硬化不足を安定して防ぐことができる。これらの観点から、波長変換材料における波長変換体の割合は、２０～６０質量％であることがより好ましい。
波長変換材料はさらに散乱粒子を含有してもよい。屈折率が高い散乱粒子を波長変換材料に含有させることで励起光が散乱し、波長変換層中の実質的な光路長を長くすることができ、光取り出し効率がより向上される。散乱粒子の種類は特に限定されないが、例えば無機酸化物が挙げられる。具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ３、ＳｎＯが挙げられ、散乱粒子はこれらの内、単独又は複数が選択されて用いられてもよい。散乱粒子の大きさは平均粒径が５０～１０００ｎｍのものが好ましく、１００～５００ｎｍのものがより好ましい。散乱粒子の粒子径にもよるが、波長変換材料の濁りを防ぐ観点から、波長変換材料に対して１～３０質量％が好ましく、３～２０質量％がより好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明について具体的に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
［半導体ナノ粒子の製造、評価］
（測定）
製造例における半導体ナノ粒子の蛍光発光特性評価としては、量子効率測定システム（ＱＥ－２１００：大塚電子株式会社製）用いて、励起波長４５０ｎｍにおける、発光波長ピーク及び内部量子効率を測定した。
（測定）
製造例における半導体ナノ粒子の蛍光発光特性評価としては、量子効率測定システム（ＱＥ－２１００：大塚電子株式会社製）用いて、励起波長４５０ｎｍにおける、発光波長ピーク及び内部量子効率を測定した。
半導体ナノ粒子の吸光度測定は、紫外可視近赤外分光光度計（Ｖ－７５０：日本分光株式会社製）を用いて評価を行った。半導体ナノ粒子１．０ｍｇをトルエン溶媒１．０ｍＬに分散させ、幅１ｃｍのセルに入れて、吸光度を評価した。
（製造例１）
フラスコ内に酢酸インジウム０．０７０ｇ（０．２４ｍｍｏｌ）、パルミチン酸を０．２５６ｇ（０．７２ｍｍｏｌ）、１－オクタデセン４．０ｍＬを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコを室温まで冷却した後に窒素をパージし、１０ｖｏｌ％（トリス）トリメチルシリルホスフィン／オクタデセン溶液０．５０ｍＬ（０．１７ｍｍｏｌ）をフラスコへ添加した。フラスコを３００℃まで加熱し、撹拌を２０分間行うことで、コア半導体ナノ粒子を合成した。次いで、フラスコを２００℃まで冷却した後に、０．３０Ｍステアリン酸亜鉛／オクタデセン溶液を４．０ｍＬ（１．２ｍｍｏｌ）添加し３０分間撹拌した。さらに、セレン／トリオクチルホスフィン溶液１．５Ｍを０．６０ｍＬ（０．９０ｍｍｏｌ）をフラスコに添加し、３０分間撹拌した。次にフラスコを室温まで冷却した後に、酢酸亜鉛を０．２２ｇ（１．２ｍｍｏｌ）添加し、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコに窒素をパージした後に２３０℃まで加熱し、１－ＤＤＴ（ドデカンチオール）を０．４８ｍＬ（２．０ｍｍｏｌ）添加し、３０分間撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらに沈殿物にトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離を行い、上澄み液を除去してトルエンに再分散させることで、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ半導体ナノ粒子トルエン溶液を調製した。溶液の蛍光発光波長ピークは５３４ｎｍ、溶液の内部量子効率は７６％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は０．８であった。
フラスコ内に酢酸インジウム０．０７０ｇ（０．２４ｍｍｏｌ）、パルミチン酸を０．２５６ｇ（０．７２ｍｍｏｌ）、１－オクタデセン４．０ｍＬを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコを室温まで冷却した後に窒素をパージし、１０ｖｏｌ％（トリス）トリメチルシリルホスフィン／オクタデセン溶液０．５０ｍＬ（０．１７ｍｍｏｌ）をフラスコへ添加した。フラスコを３００℃まで加熱し、撹拌を２０分間行うことで、コア半導体ナノ粒子を合成した。次いで、フラスコを２００℃まで冷却した後に、０．３０Ｍステアリン酸亜鉛／オクタデセン溶液を４．０ｍＬ（１．２ｍｍｏｌ）添加し３０分間撹拌した。さらに、セレン／トリオクチルホスフィン溶液１．５Ｍを０．６０ｍＬ（０．９０ｍｍｏｌ）をフラスコに添加し、３０分間撹拌した。次にフラスコを室温まで冷却した後に、酢酸亜鉛を０．２２ｇ（１．２ｍｍｏｌ）添加し、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコに窒素をパージした後に２３０℃まで加熱し、１－ＤＤＴ（ドデカンチオール）を０．４８ｍＬ（２．０ｍｍｏｌ）添加し、３０分間撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらに沈殿物にトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離を行い、上澄み液を除去してトルエンに再分散させることで、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ半導体ナノ粒子トルエン溶液を調製した。溶液の蛍光発光波長ピークは５３４ｎｍ、溶液の内部量子効率は７６％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は０．８であった。
（製造例２）
フラスコ内に酢酸インジウム０．１７５ｇ（０．６ｍｍｏｌ）、パルミチン酸を０．６４０ｇ（１．８ｍｍｏｌ）、１－オクタデセン１０．０ｍＬを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコを室温まで冷却した後に窒素をパージし、１０ｖｏｌ％（トリス）トリメチルシリルホスフィン／オクタデセン溶液１．０ｍＬ（０．３４ｍｍｏｌ）をフラスコへ添加した。フラスコを３００℃まで加熱し、撹拌を３０分間行うことで、コア半導体ナノ粒子を合成した。次いで、フラスコを２００℃まで冷却した後に、０．３０Ｍステアリン酸亜鉛／オクタデセン溶液を６．０ｍＬ（１．８ｍｍｏｌ）添加し３０分間撹拌した。さらに、セレン／トリオクチルホスフィン溶液１．５Ｍを０．９０ｍＬ（１．３５ｍｍｏｌ）をフラスコに添加し、３０分間撹拌した。次にフラスコを室温まで冷却した後に、酢酸亜鉛を０．４４ｇ（２．４ｍｍｏｌ）添加し、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコに窒素をパージした後に２３０℃まで加熱し、１－ＤＤＴ（ドデカンチオール）を０．９６ｍＬ（４．０ｍｍｏｌ）添加し、３０分間撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらに沈殿物にトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離を行い、上澄み液を除去してトルエンに再分散させることで、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ半導体ナノ粒子トルエン溶液を調製した。溶液の蛍光発光波長ピークは６２２ｎｍ、内部量子効率は７２％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は０．７であった。
フラスコ内に酢酸インジウム０．１７５ｇ（０．６ｍｍｏｌ）、パルミチン酸を０．６４０ｇ（１．８ｍｍｏｌ）、１－オクタデセン１０．０ｍＬを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコを室温まで冷却した後に窒素をパージし、１０ｖｏｌ％（トリス）トリメチルシリルホスフィン／オクタデセン溶液１．０ｍＬ（０．３４ｍｍｏｌ）をフラスコへ添加した。フラスコを３００℃まで加熱し、撹拌を３０分間行うことで、コア半導体ナノ粒子を合成した。次いで、フラスコを２００℃まで冷却した後に、０．３０Ｍステアリン酸亜鉛／オクタデセン溶液を６．０ｍＬ（１．８ｍｍｏｌ）添加し３０分間撹拌した。さらに、セレン／トリオクチルホスフィン溶液１．５Ｍを０．９０ｍＬ（１．３５ｍｍｏｌ）をフラスコに添加し、３０分間撹拌した。次にフラスコを室温まで冷却した後に、酢酸亜鉛を０．４４ｇ（２．４ｍｍｏｌ）添加し、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、溶解させながら１時間脱気を行った。フラスコに窒素をパージした後に２３０℃まで加熱し、１－ＤＤＴ（ドデカンチオール）を０．９６ｍＬ（４．０ｍｍｏｌ）添加し、３０分間撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらに沈殿物にトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離を行い、上澄み液を除去してトルエンに再分散させることで、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ半導体ナノ粒子トルエン溶液を調製した。溶液の蛍光発光波長ピークは６２２ｎｍ、内部量子効率は７２％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は０．７であった。
（製造例３）
フラスコ内に酢酸亜鉛０．０６６ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）とオレイン酸０．２４ｍｌ（０．７６ｍｍｏｌ）とＯＤＥ４．０ｍｌとオレイルアミン０．１５ｍｌを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、１時間脱気を行った。その後、窒素をフラスコ内にパージし、２６０℃に加熱した。溶液の温度が安定したところで、１０ｖｏｌ％（トリス）トリメチルシリルホスフィン／オクタデセン溶液０．７０ｍＬ（０．２４ｍｍｏｌ）をフラスコへ添加した。フラスコを３００℃まで加熱して撹拌を行い、２０分間保持することでコア半導体ナノ粒子を合成した。別のフラスコにステアリン酸亜鉛３．０ｇ（４．７４ｍｍｏｌ）とオクタデセンを１５ｍＬ加え、１００℃に加熱溶解させて、真空化で１時間撹拌して脱気させて亜鉛前駆体溶液を調整した。２７０℃に保持したコア半導体ナノ粒子のフラスコ内にステアリン酸亜鉛溶液３．０ｍＬ（０．９５ｍｍｏｌ）を加えて３０分間保持した。次いで、硫黄０．１６ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、トリオクチルホスフィン４．０ｍＬを加えて１５０℃に加熱して溶解させ、硫黄／トリオクチルホスフィン溶液１．２５Ｍを調整して反応溶液に１．０ｍＬ加えて、１時間撹拌した。続いて、酢酸亜鉛を０．２２ｇ（１．１ｍｍｏｌ）加え、減圧下、１００℃に加熱撹拌することで溶解させた。再びフラスコ内に窒素をパージして２３０℃まで昇温し、１－ドデカンチオールを０．４８ｍＬ（２ｍｍｏｌ）添加して１時間保持した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらにトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離し、上澄み液を除去してトルエンに再分散させてＺｎ３Ｐ２／ＺｎＳ溶液を調整した。溶液の蛍光発光波長ピークは４９３ｎｍ、内部量子効率は４２％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は１．２であった。
フラスコ内に酢酸亜鉛０．０６６ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）とオレイン酸０．２４ｍｌ（０．７６ｍｍｏｌ）とＯＤＥ４．０ｍｌとオレイルアミン０．１５ｍｌを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、１時間脱気を行った。その後、窒素をフラスコ内にパージし、２６０℃に加熱した。溶液の温度が安定したところで、１０ｖｏｌ％（トリス）トリメチルシリルホスフィン／オクタデセン溶液０．７０ｍＬ（０．２４ｍｍｏｌ）をフラスコへ添加した。フラスコを３００℃まで加熱して撹拌を行い、２０分間保持することでコア半導体ナノ粒子を合成した。別のフラスコにステアリン酸亜鉛３．０ｇ（４．７４ｍｍｏｌ）とオクタデセンを１５ｍＬ加え、１００℃に加熱溶解させて、真空化で１時間撹拌して脱気させて亜鉛前駆体溶液を調整した。２７０℃に保持したコア半導体ナノ粒子のフラスコ内にステアリン酸亜鉛溶液３．０ｍＬ（０．９５ｍｍｏｌ）を加えて３０分間保持した。次いで、硫黄０．１６ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、トリオクチルホスフィン４．０ｍＬを加えて１５０℃に加熱して溶解させ、硫黄／トリオクチルホスフィン溶液１．２５Ｍを調整して反応溶液に１．０ｍＬ加えて、１時間撹拌した。続いて、酢酸亜鉛を０．２２ｇ（１．１ｍｍｏｌ）加え、減圧下、１００℃に加熱撹拌することで溶解させた。再びフラスコ内に窒素をパージして２３０℃まで昇温し、１－ドデカンチオールを０．４８ｍＬ（２ｍｍｏｌ）添加して１時間保持した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらにトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離し、上澄み液を除去してトルエンに再分散させてＺｎ３Ｐ２／ＺｎＳ溶液を調整した。溶液の蛍光発光波長ピークは４９３ｎｍ、内部量子効率は４２％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は１．２であった。
（製造例４）
フラスコ内にオレイン酸を２．０ｍＬ、１－オクタデセンを１０ｍＬ加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、１時間脱気を行った。その後、窒素をフラスコ内にパージし、２７０℃に加熱した。溶液の温度が安定したところで、別途トリオクチルホスフィンにＴｅを加えて溶解させ、０．３Ｍに調整したテルル／トリオクチルホスフィン溶液０．２ｍＬと、トリオクチルホスフィンにＳｅ（セレン）を加えて溶解させ、０．３Ｍに調整したセレン／トリオクチルホスフィン溶液０．８ｍＬをフラスコ内に加えた。さらにジエチル亜鉛溶液０．３ｍｍｏｌを加え、２７０℃で３０分保持することで、コア半導体ナノ粒子を合成した。別のフラスコにステアリン酸亜鉛３．０ｇ（４．７４ｍｍｏｌ）とオクタデセンを１５ｍＬ加え、１００℃に加熱溶解させて、真空化で１時間撹拌して脱気させて亜鉛前駆体溶液を調整した。２７０℃の反応溶液にステアリン酸亜鉛溶液１０ｍＬ（３．１６ｍｍｏｌ）と、別のフラスコ内に調整した１．２５Ｍセレン／トリオクチルホスフィン溶液２．４ｍＬ（０．３ｍｍｏｌ）を同時に添加して３０分撹拌した。次いで、硫黄０．１６ｇ（５．０ｍｍｏｌ）にトリオクチルホスフィン４．０ｍＬを加えて１５０℃に加熱して溶解させることで、硫黄／トリオクチルホスフィン溶液１．２５Ｍを調整して、反応溶液に１．０ｍＬ加えて１時間撹拌した。続いて酢酸亜鉛を０．２２ｇ（１．１ｍｍｏｌ）加え、減圧下、１００℃に加熱撹拌することで溶解させた。再びフラスコ内を窒素でパージして２３０℃まで昇温し、１－ドデカンチオールを０．４８ｍＬ（２ｍｍｏｌ）添加して１時間保持した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらにトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離し、上澄み液を除去してトルエンに再分散させてＺｎＴｅＳｅ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ溶液を調整した。溶液の蛍光発光波長ピークは４９８ｎｍ、内部量子効率は４５％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は１．４であった。
フラスコ内にオレイン酸を２．０ｍＬ、１－オクタデセンを１０ｍＬ加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、１時間脱気を行った。その後、窒素をフラスコ内にパージし、２７０℃に加熱した。溶液の温度が安定したところで、別途トリオクチルホスフィンにＴｅを加えて溶解させ、０．３Ｍに調整したテルル／トリオクチルホスフィン溶液０．２ｍＬと、トリオクチルホスフィンにＳｅ（セレン）を加えて溶解させ、０．３Ｍに調整したセレン／トリオクチルホスフィン溶液０．８ｍＬをフラスコ内に加えた。さらにジエチル亜鉛溶液０．３ｍｍｏｌを加え、２７０℃で３０分保持することで、コア半導体ナノ粒子を合成した。別のフラスコにステアリン酸亜鉛３．０ｇ（４．７４ｍｍｏｌ）とオクタデセンを１５ｍＬ加え、１００℃に加熱溶解させて、真空化で１時間撹拌して脱気させて亜鉛前駆体溶液を調整した。２７０℃の反応溶液にステアリン酸亜鉛溶液１０ｍＬ（３．１６ｍｍｏｌ）と、別のフラスコ内に調整した１．２５Ｍセレン／トリオクチルホスフィン溶液２．４ｍＬ（０．３ｍｍｏｌ）を同時に添加して３０分撹拌した。次いで、硫黄０．１６ｇ（５．０ｍｍｏｌ）にトリオクチルホスフィン４．０ｍＬを加えて１５０℃に加熱して溶解させることで、硫黄／トリオクチルホスフィン溶液１．２５Ｍを調整して、反応溶液に１．０ｍＬ加えて１時間撹拌した。続いて酢酸亜鉛を０．２２ｇ（１．１ｍｍｏｌ）加え、減圧下、１００℃に加熱撹拌することで溶解させた。再びフラスコ内を窒素でパージして２３０℃まで昇温し、１－ドデカンチオールを０．４８ｍＬ（２ｍｍｏｌ）添加して１時間保持した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらにトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離し、上澄み液を除去してトルエンに再分散させてＺｎＴｅＳｅ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ溶液を調整した。溶液の蛍光発光波長ピークは４９８ｎｍ、内部量子効率は４５％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は１．４であった。
（製造例５）
フラスコ内に酢酸銀（Ｉ）０．０３３ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）と酢酸インジウム０．０５８ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）と１－ドデカンチオール０．６５ｍＬ（２．７ｍｍｏｌ）とオレイルアミン４．０ｍｌを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、１時間脱気を行った。その後、窒素をフラスコ内にパージし、２００℃に加熱し、２０分間保持した。続いて、フラスコを２３０℃に加熱した後に、硫黄／トリオクチルホスフィン溶液１．２５Ｍを調整して反応溶液に１．０ｍＬを加えて１時間撹拌した。最後に酢酸亜鉛０．０６６ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）とオレイン酸０．２４ｍｌ（０．７６ｍｍｏｌ）とオレイルアミン０．１５ｍｌをフラスコに加えて、２３０℃で１時間加熱撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらにトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離し、上澄み液を除去してトルエンに再分散させてＡｇＩｎＳ２／ＺｎＳ溶液を調整した。溶液の蛍光発光波長ピークは５９７ｎｍ、内部量子効率は５６％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は１．０であった。
フラスコ内に酢酸銀（Ｉ）０．０３３ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）と酢酸インジウム０．０５８ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）と１－ドデカンチオール０．６５ｍＬ（２．７ｍｍｏｌ）とオレイルアミン４．０ｍｌを加え、減圧下、１００℃で加熱撹拌を行い、１時間脱気を行った。その後、窒素をフラスコ内にパージし、２００℃に加熱し、２０分間保持した。続いて、フラスコを２３０℃に加熱した後に、硫黄／トリオクチルホスフィン溶液１．２５Ｍを調整して反応溶液に１．０ｍＬを加えて１時間撹拌した。最後に酢酸亜鉛０．０６６ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）とオレイン酸０．２４ｍｌ（０．７６ｍｍｏｌ）とオレイルアミン０．１５ｍｌをフラスコに加えて、２３０℃で１時間加熱撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却し、エタノールを加え、遠心分離することにより、半導体ナノ粒子を沈殿させて上澄み液を除去した。さらにトルエンを加えて分散させ、エタノールを再度加えて遠心分離し、上澄み液を除去してトルエンに再分散させてＡｇＩｎＳ２／ＺｎＳ溶液を調整した。溶液の蛍光発光波長ピークは５９７ｎｍ、内部量子効率は５６％、４５０ｎｍの光に対する吸光度は１．０であった。
［波長変換体の製造、評価］
第１の半導体ナノ粒子及び第２の半導体ナノ粒子からなる波長変換体を製造するために、第１の半導体ナノ粒子を製造例１又は製造例２の半導体ナノ粒子から選択し、第２の半導体ナノ粒子を製造例３又は製造例４又は製造例５の半導体ナノ粒子から選択して、トルエン溶媒１．０ｍｌに対してこれらの半導体ナノ粒子が任意の質量比になるように調整して波長変換体の調製を行った。
第１の半導体ナノ粒子及び第２の半導体ナノ粒子からなる波長変換体を製造するために、第１の半導体ナノ粒子を製造例１又は製造例２の半導体ナノ粒子から選択し、第２の半導体ナノ粒子を製造例３又は製造例４又は製造例５の半導体ナノ粒子から選択して、トルエン溶媒１．０ｍｌに対してこれらの半導体ナノ粒子が任意の質量比になるように調整して波長変換体の調製を行った。
（測定）
実施例、比較例の波長変換体における半導体ナノ粒子の蛍光発光特性評価は、量子効率測定システム（ＱＥ－２１００：大塚電子株式会社製）用いて、励起波長４５０ｎｍにおける励起光の吸収率、発光波長ピーク、発光波長ピークの発光強度を測定した。
実施例、比較例の波長変換体における半導体ナノ粒子の蛍光発光特性評価は、量子効率測定システム（ＱＥ－２１００：大塚電子株式会社製）用いて、励起波長４５０ｎｍにおける励起光の吸収率、発光波長ピーク、発光波長ピークの発光強度を測定した。
（実施例１）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．１０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は５２．１％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．２１×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．１０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は５２．１％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．２１×１０－３であった。
（実施例２）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．２０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は５９．５％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．３８×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．２０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は５９．５％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．３８×１０－３であった。
（実施例３）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は６６．１％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．５２×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は６６．１％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．５２×１０－３であった。
（実施例４）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．１ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３３ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は７４．２％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．６９×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．１ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３３ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は７４．２％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．６９×１０－３であった。
（実施例５）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．２ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３６ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８１．６％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８４×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．２ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３６ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８１．６％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８４×１０－３であった。
（実施例６）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．３ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３９ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８７．０％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．０１×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．３ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３９ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８７．０％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．０１×１０－３であった。
（実施例７）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９２．６％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．１１×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９２．６％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．１１×１０－３であった。
（実施例８）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．６ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４８ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９５．１％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．２０×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．６ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４８ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９５．１％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．２０×１０－３であった。
（実施例９）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は６４．２％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．３９×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．３０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は６４．２％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．３９×１０－３であった。
（実施例１０）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８５．７％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８２×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８５．７％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８２×１０－３であった。
（実施例１１）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．６ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４８ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９０．４％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．９６×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．６ｍｇと製造例３で合成した半導体ナノ粒子０．４８ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９０．４％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．９６×１０－３であった。
（実施例１２）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．３ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．３９ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９０．７％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．０９×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．３ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．３９ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９０．７％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．０９×１０－３であった。
（実施例１３）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９３．５％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．１３×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９３．５％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは２．１３×１０－３であった。
（実施例１４）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８７．０％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８７×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は８７．０％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８７×１０－３であった。
（実施例１５）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．６ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．４８ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９１．０％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．９８×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．６ｍｇと製造例４で合成した半導体ナノ粒子０．４８ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９１．０％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．９８×１０－３であった。
（実施例１６）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例５で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は７９．８％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８０×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇと製造例５で合成した半導体ナノ粒子０．４２ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は７９．８％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．８０×１０－３であった。
（実施例１７）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．８ｍｇと製造例５で合成した半導体ナノ粒子０．５４ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９０．２％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．９５×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．８ｍｇと製造例５で合成した半導体ナノ粒子０．５４ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は９０．２％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ｂは１．９５×１０－３であった。
（比較例１）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は４３．６％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは１．０５×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は４３．６％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは１．０５×１０－３であった。
（比較例２）
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は６０．８％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは１．４１×１０－３であった。
製造例１で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は６０．８％であり、波長λ１＝５３４ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは１．４１×１０－３であった。
（比較例３）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は４１．８％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは０．９６×１０－３であった。
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．０ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は４１．８％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは０．９６×１０－３であった。
（比較例４）
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は５８．５％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは１．３０×１０－３であった
製造例２で合成した半導体ナノ粒子１．４ｍｇを１．０ｍＬのトルエン溶液に分散させた、波長変換体の分散液を調製した。波長変換体に青色光４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０＝４．７×１０１１個の光を照射した時の、青色光の吸収率は５８．５％であり、波長λ１＝６２２ｎｍの光の発光強度Ｉ１ａは１．３０×１０－３であった
以上、実施例１～１７及び比較例１～４の評価結果を表１に示す。
表１に示すとおり、実施例１～８及び実施例１２、１３の結果と比較例１、２の結果を比べると、波長４５０ｎｍの光を、製造例１と、製造例３又は製造例４からなる波長変換体に照射した時の、青色光に対する吸収率と波長５３４ｎｍにおける発光強度は、製造例１の半導体ナノ粒子単体からなる波長変換体に波長４５０ｎｍの光を照射した時の青色光に対する吸収率及び相対発光強度よりも大きな値であり、緑色光の光取り出し効率が向上していることが確認された。
また、表１より、実施例９～１１及び実施例１４～１７の結果と比較例３、４の結果を比べると、波長４５０ｎｍの光を、製造例２と、製造例３又は製造例４又は製造例５からなる波長変換体に照射した時の、青色光に対する吸収率と波長６２２ｎｍにおける発光強度は、製造例２の半導体ナノ粒子単体からなる波長変換体に波長４５０ｎｍの光を照射した時の青色光に対する吸収率及び発光強度よりも大きな値であり、赤色光の光取り出し効率が向上していることが確認された。
また、実施例７、８、１１～１３、１５、１７については、青色光に対する吸収率が９０％以上で、発光強度が１．９５×１０－３以上であり、特に青色励起光に対しての吸収率が向上して、光取り出し効率が向上したものであることが確認された。
これらの結果から、本発明に係る波長変換体は、青色励起光に対しての吸収率が向上して、光取り出し効率が向上したものであることが分かる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
１００…波長変換体、
１０１…第１の半導体ナノ粒子、 １０２…第２の半導体ナノ粒子、
１０３…青色ＬＥＤ光源、
１１０…青色ＬＥＤ光源から照射される波長４５０ｎｍの光、
１１０ｘ…第１の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光、
１１０ｙ…第２の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光、
１１１ｘ…波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ１の光、
１１１ｙ…波長λ２の光から変換された波長λ１の光、
１１１ｚ…波長変換体から外部に取り出された波長λ１の光、
１１２…波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ２の光。
１０１…第１の半導体ナノ粒子、 １０２…第２の半導体ナノ粒子、
１０３…青色ＬＥＤ光源、
１１０…青色ＬＥＤ光源から照射される波長４５０ｎｍの光、
１１０ｘ…第１の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光、
１１０ｙ…第２の半導体ナノ粒子が吸収する波長４５０ｎｍの光、
１１１ｘ…波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ１の光、
１１１ｙ…波長λ２の光から変換された波長λ１の光、
１１１ｚ…波長変換体から外部に取り出された波長λ１の光、
１１２…波長４５０ｎｍの光から変換された波長λ２の光。
Claims (22)
- 波長変換体であって、
半導体ナノ粒子として、波長４５０ｎｍの光を波長λ１ｎｍの光に変換する第１の半導体ナノ粒子と、波長４５０ｎｍの光を波長λ２ｎｍの光に変換する第２の半導体ナノ粒子を含み、
前記波長λ１及び前記波長λ２は、λ１＞λ２＞４５０を満たし、
前記第１の半導体ナノ粒子と前記第２の半導体ナノ粒子を含む前記波長変換体に、波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ｂと、
半導体ナノ粒子として前記第１の半導体ナノ粒子のみを含む場合の波長変換体に、前記波長４５０ｎｍで励起光量子数Ｎ０の光を照射した時の波長λ１における発光強度Ｉ１ａとの関係が、Ｉ１ａ＜Ｉ１ｂを満たすものであることを特徴とする波長変換体。 - 前記波長λ１が５１０～５５０ｎｍ又は６１０～６５０ｎｍの範囲に含まれるものであることを特徴とする請求項１に記載の波長変換体。
- 前記波長λ１が５１０～５５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４８０～５１０ｎｍの範囲に含まれるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長変換体。
- 前記波長λ１が５１０～５５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４９０～５００ｎｍの範囲に含まれるものであることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記波長λ１が６１０～６５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４８０～６００ｎｍの範囲に含まれるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長変換体。
- 前記波長λ１が６１０～６５０ｎｍの範囲に含まれるものであり、かつ、前記波長λ２が４９０～５００ｎｍ又は５９０～６００ｎｍに含まれるものであることを特徴とする請求項１、２又は５に記載の波長変換体。
- 前記第１の半導体ナノ粒子が、Ｉｎ及びＰを含むコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなる半導体ナノ粒子であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第１の半導体ナノ粒子の前記シェル半導体が、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂから選択されるいずれか一つ又は複数の混晶の半導体からなるものであることを特徴とする請求項７に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子が、Ｚｎ、Ｓｅ及びＴｅを含むコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものであることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子が、Ｚｎ及びＰを含むコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものであることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子が、カルコパイライト構造の化合物であるコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものであることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子が、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳ２、ＺｎＳｉＰ２、ＺｎＧｅＰ２から選択されるいずれか一つ又は複数の混晶の半導体からなるコア半導体と、該コア半導体を被覆する単一又は複数のシェル半導体からなるものであることを特徴とする請求項１～８又は１１のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子の前記シェル半導体が、ＩＩ－ＶＩ族化合物半導体からなるものであることを特徴とする請求項９～１２のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子の前記シェル半導体が、ＺｎＳｅ、ＺｎＳのいずれか一つ又は複数の混晶の半導体からなるものであることを特徴とする請求項９～１３のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 溶媒１．０ｍＬに前記第１の半導体ナノ粒子１．０ｍｇを分散させた分散液の、波長４５０ｎｍの光に対する光路長１ｃｍでの吸光度が、０．７以上であることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 溶媒１．０ｍＬに前記第２の半導体ナノ粒子１．０ｍｇを分散させた分散液の、波長４５０ｎｍの光に対する光路長１ｃｍでの吸光度が、１．０以上であることを特徴とする請求項１～１５のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 溶媒１．０ｍＬに前記第２の半導体ナノ粒子１．０ｍｇを分散させた分散液の、波長４５０ｎｍの光に対する光路長１ｃｍでの吸光度が、１．２以上であることを特徴とする請求項１～１６のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 溶媒１．０ｍＬに前記第２の半導体ナノ粒子１．０ｍｇを分散させた分散液の、波長４５０ｎｍの光に対する光路長１ｃｍでの吸光度が、１．４以上であることを特徴とする請求項１～１７のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第１の半導体ナノ粒子の内部量子効率が７０％以上であることを特徴とする請求項１～１８のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第２の半導体ナノ粒子の内部量子効率が４０％以上であることを特徴とする請求項１～１９のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 前記第１の半導体ナノ粒子に対する前記第２の半導体ナノ粒子の質量比の値が０．３以下であることを特徴とする請求項１～２０のいずれか一項に記載の波長変換体。
- 請求項１～２１のいずれか一項に記載の波長変換体が樹脂に分散したものであることを特徴とする波長変換材料。
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