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公開番号2025032151
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-11
出願番号2024204609,2023101661
出願日2024-11-25,2018-02-15
発明の名称半導体ナノ粒子およびその製造方法ならびに発光デバイス
出願人国立大学法人東海国立大学機構,国立大学法人大阪大学,日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C09K 11/62 20060101AFI20250304BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】バンド端発光を示し、短波長の発光ピーク波長を有する半導体ナノ粒子を提供する。
【解決手段】Ag、In、GaおよびSを含み、結晶構造がカルコパイライト型であり、光照射により、発光ピーク波長が500nm以上590nm未満の範囲内にある光を発し、吸収スペクトルにおいてエキシトンピークが450nm以上590nm未満の範囲内に観察される半導体ナノ粒子である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
Ａｇ、Ｉｎ、ＧａおよびＳを含み、結晶構造がカルコパイライト型であり、
光照射により、発光ピーク波長が５００ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲内にある光を発し、吸収スペクトルにおいてエキシトンピークが４５０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲内に観察される半導体ナノ粒子。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記ＡｇとＩｎとＧａの原子数の合計に対するＡｇの原子数の比が０．０５以上０．５５以下であり、
前記ＩｎとＧａの原子数の合計に対するＧａの原子数の比が０．２以上０．９以下である組成を有する請求項１に記載の半導体ナノ粒子。
【請求項３】
前記ＡｇとＩｎとＧａの原子数の合計に対するＡｇの原子数の比が０．３以上０．５５以下であり、
前記ＩｎとＧａの原子数の合計に対するＧａの原子数の比が０．５以上０．９以下である組成を有する請求項１に記載の半導体ナノ粒子。
【請求項４】
前記ＡｇとＩｎとＧａの原子数の合計に対するＡｇの原子数の比が０．０５以上０．２７以下であり、
前記ＩｎとＧａの原子数の合計に対するＧａの原子数の比が０．２５以上０．７５以下である組成を有する請求項１に記載の半導体ナノ粒子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体ナノ粒子と、
前記半導体ナノ粒子よりもバンドギャップエネルギーが大きい半導体材料と、を含む半導体ナノ粒子。
【請求項６】
前記半導体材料は、第１３族元素および第１６族元素を含む、請求項５に記載の半導体ナノ粒子。
【請求項７】
前記半導体材料は、前記第１３族元素として少なくともＧａを含む請求項６に記載の半導体ナノ粒子。
【請求項８】
前記半導体材料は、前記第１６族元素として少なくともＳを含む請求項６または７に記載の半導体ナノ粒子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体ナノ粒子を含む光変換部材。
【請求項１０】
前記半導体ナノ粒子以外の半導体ナノ粒子、有機蛍光体ならびに無機蛍光体からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含む請求項９に記載の光変換部材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ナノ粒子およびその製造方法ならびに発光デバイスに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体粒子はその粒径が例えば１０ｎｍ以下になると、量子サイズ効果を発現することが知られており、そのようなナノ粒子は量子ドット（半導体量子ドットとも呼ばれる）と呼ばれる。量子サイズ効果とは、バルク粒子では連続とみなされる価電子帯と伝導帯のそれぞれのバンドが、ナノ粒子では離散的となり、粒径に応じてバンドギャップエネルギーが変化する現象を指す。
【０００３】
量子ドットは、光を吸収して、そのバンドギャップエネルギーに対応する光に波長変換可能であるため、量子ドットの発光を利用した白色発光デバイスが提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップから発せされる光の一部を量子ドットに吸収させて、量子ドットからの発光とＬＥＤチップからの発光との混合色として白色光を得ることが提案されている。これらの特許文献では、ＣｄＳｅおよびＣｄＴｅ等の第１２族－第１６族、ＰｂＳおよびＰｂＳｅ等の第１４族－第１６族の二元系の量子ドットを使用することが提案されている。またバンド端発光が可能で低毒性組成となり得る三元系の半導体ナノ粒子として、テルル化合物ナノ粒子（例えば、特許文献３参照）、硫化物ナノ粒子（例えば、特許文献４参照）が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２１２８６２号公報
特開２０１０－１７７６５６号公報
特開２０１７－０１４４７６号公報
特開２０１７－０２５２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３および４に記載の半導体ナノ粒子は、発光ピーク波長を比較的長波長の領域に有している。従って本発明の一態様は、バンド端発光を示し、短波長の発光ピーク波長を有する半導体ナノ粒子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の態様は、Ａｇ、Ｉｎ、ＧａおよびＳを含み、ＩｎとＧａの原子数の合計に対するＧａの原子数の比が０．９５以下あり、光照射により５００ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の範囲に発光ピーク波長を有し、発光ピークの半値幅が７０ｎｍ以下である光を発し、平均粒径が１０ｎｍ以下である半導体ナノ粒子である。
【０００７】
第二の態様は、酢酸銀と、アセチルアセトナートインジウムと、アセチルアセトナートガリウムと、硫黄源と、有機溶媒とを含む混合物を準備することと、前記混合物を熱処理することと、を含む、半導体ナノ粒子の製造方法である。
【０００８】
第三の態様は、前記半導体ナノ粒子を含む光変換部材と、半導体発光素子とを備える、発光デバイスである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、バンド端発光を示し、短波長の発光ピーク波長を有する半導体ナノ粒子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
半導体ナノ粒子の発光スペクトルを示す図である。
半導体ナノ粒子の吸収スペクトルを示す図である。
実施例４に係る半導体ナノ粒子のＸＲＤパターンである。
半導体ナノ粒子の発光スペクトルを示す図である。
半導体ナノ粒子の吸収スペクトルを示す図である。
実施例１２から１６に係るコアシェル型半導体ナノ粒子の発光スペクトルを示す図である。
実施例１７および１８に係るコアシェル型半導体ナノ粒子の発光スペクトルを示す図である。
実施例１９のＴＯＰ修飾コアシェル型半導体ナノ粒子の発光スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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