JP4587390B2 - 半導体粒子蛍光体、およびその製造方法 - Google Patents
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<結晶粒子>
本発明の結晶粒子は、半導体の粒子であり、13族元素(B、Al、Ga、In、Tl)の少なくとも1以上と窒素原子の結合からなる。特に好ましくは、GaN、InN、AlN、InGaN、InAlN、GaAlN、InAlGaNである。
y:ボーア半径、
ε:誘電率、
h:プランク定数、
m:有効質量、
e:電荷素量
である。
<半導体粒子蛍光体>
以下、本発明による半導体粒子蛍光体の構造を図1に基づき説明する。本発明による半導体粒子蛍光体10は、前記結晶粒子11を前記修飾有機化合物12で被覆して構成される。この被覆には、結晶粒子に修飾有機化合物の窒素原子が配位結合するような化学結合と、物理吸着による結合の双方が寄与すると考えられる。
<半導体粒子蛍光体の製造方法>
≪結晶粒子が単一粒子構造である場合≫
13族元素化合物と、該13族元素化合物より1モル%以上過剰量の前記修飾有機化合物を、溶媒として、例えばベンゼン(C6H6)に混合し、十分に攪拌し、反応を行ない半導体粒子蛍光体の成長を行なう。
前記方法で製造した、炭化水素系溶媒に溶解している、結晶粒子が単一粒子構造である半導体粒子蛍光体に対して、13族元素化合物と、該13族元素化合物より1モル%以上過剰量の前記修飾有機化合物を混合して、十分に攪拌し、反応を行ない半導体粒子蛍光体の成長を行なう。
三塩化ガリウム(GaCl3)0.008モル、三塩化インジウム(InCl3)0.002モル、ノナメチルトリシラザン(N(Si(CH3)3)3)0.0107モルをベンゼン(C6H6)30mlに混合し、十分に攪拌した後、窒素ガス雰囲気下でこれらの反応を行なった。反応は温度280℃で12時間、加熱を行なった。次に、有機不純物を除去するために、n−へキサンと無水メタノールで3回洗浄を行なった。
B:X線半値幅[deg]、
λ:X線の波長[nm]、
Θ:Bragg角[deg]、
R:粒子径[nm]
である。
三塩化インジウム(InCl3)0.01モル、ノナメチルトリシラザン(N(Si(CH3)3)3)0.0107モルをベンゼン(C6H6)30mlに混合して、反応すること以外は、実施例1と同様の製造方法によって、修飾有機化合物で被覆された窒化インジウム半導体粒子赤色蛍光体を得ることができた。
三塩化ガリウム(GaCl3)0.01モル、ノナメチルトリシラザン(N(Si(CH3)3)3)0.0107モルをベンゼン(C6H6)30mlに混合して、反応すること以外は、実施例1と同様の製造方法によって、修飾有機化合物で被覆された窒化ガリウム半導体粒子蛍光体を得ることができた。
半導体粒子緑色蛍光体を合成する手法であって、三塩化ガリウム(GaCl3)0.007モル、三塩化インジウム(InCl3)0.003モル、ノナメチルトリシラザン(N(Si(CH3)3)3)0.0107モルをベンゼン(C6H6)30mlに混合して、反応すること以外は、実施例1と同様の製造方法によって、修飾有機化合物で被覆された窒化インジウム・ガリウム混晶半導体粒子緑色蛍光体を得ることができた。特に外部量子効率の高い405nmの発光を効率よく吸収できた。また、結晶粒子は、発光波長が540nmだった。
半導体粒子赤色蛍光体を合成する手法であって、三塩化ガリウム(GaCl3)0.005モル、三塩化インジウム(InCl3)0.005モル、ノナメチルトリシラザン(N(Si(CH3)3)3)0.0107モルをベンゼン(C6H6)30mlに混合して、反応すること以外は、実施例1と同様の製造方法によって、窒化インジウム・ガリウム混晶半導体粒子赤色蛍光体を得ることができた。特に外部量子効率の高い405nmの発光を効率よく吸収できた。また、結晶粒子は、発光波長が610nmだった。
三塩化ガリウム(GaCl3)0.007モル、三塩化インジウム(InCl3)0.003モル、窒化リチウム(Li3N)0.01モルをベンゼン(C6H6)30mlに混合し、温度180℃で、12時間加熱を行なった。次に、有機不純物を除去するために、n−へキサンと無水メタノールで数回洗浄を行なった。これにより、窒化インジウム・ガリウム混晶半導体粒子緑色蛍光体を得ることができた。
Claims (10)
- 13族元素と窒素原子との結合を含む結晶粒子に、
ノナメチルトリシラザン、ノナエチルトリシラザン、ノナプロピルトリシラザン、ノナブチルトリシラザンおよびノナペンチルトリシラザンよりなる群から選択される少なくとも1種からなる修飾有機化合物で被覆してなることを特徴とする、半導体粒子蛍光体。 - 前記結晶粒子の13族元素が、2種以上の元素からなることを特徴とする、請求項1に記載の半導体粒子蛍光体。
- 前記修飾有機化合物の窒素原子は、前記結晶粒子の13族元素に配位することを特徴とする、請求項1に記載の半導体粒子蛍光体。
- 13族元素と窒素原子との結合を含む結晶粒子に、少なくとも窒素原子と珪素原子との結合を含む修飾有機化合物で被覆してなる半導体粒子蛍光体の製造方法であって、
13族元素化合物と、該13族元素化合物より1モル%以上過剰量の前記修飾有機化合物とを混合した合成溶液を加熱する工程を含むことを特徴とする、半導体粒子蛍光体の製造方法。 - 前記13族元素化合物が、13族ハロゲン化物であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体粒子蛍光体の製造方法。
- 前記13族元素化合物が、2種以上の化合物からなることを特徴とする、請求項4に記載の半導体粒子蛍光体の製造方法。
- 前記修飾有機化合物が、ノナメチルトリシラザンであることを特徴とする、請求項4に記載の半導体粒子蛍光体の製造方法。
- 前記合成溶液溶媒として、炭化水素系を用いることを特徴とする、請求項4に記載の半導体粒子蛍光体の製造方法。
- 前記合成溶液を加熱する温度が、80〜500℃であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体粒子蛍光体の製造方法。
- 前記合成溶液を加熱する時間が、6〜72時間であることを特徴とする、請求項4に記載の半導体粒子蛍光体の製造方法。
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