[发明专利]第13族氮化物半导体粒子荧光体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体粒子荧光体及其制造方法，详细地说，本发明涉及 改善了发光强度、发光效率的第13族氮化物半导体粒子荧光体，以及合成 程序简便、合成收率高的第13族氮化物半导体粒子荧光体制造方法。

背景技术

已知如果将半导体纳米晶体粒子(以下称“纳米晶体粒子”)减小到激子 玻尔半径左右，则会显现出量子尺寸效应。所谓量子尺寸效应是指：物质 的尺寸变小，则其中的电子无法自由运动，在这样的状态下，电子的能量 并非任意而是只能取特定的值。例如，尺寸越小，则由激子玻尔半径左右 的纳米晶体粒子产生的光的波长越短。

但是，在显现这种效应的纳米晶体粒子表面，悬空键(未结合键)处于支 配地位，所以产生了表面缺陷。因而，提出了：通过用能隙比纳米晶体粒 子能隙更大的半导体材料包覆纳米晶体粒子，来盖住纳米晶体粒子的表面 缺陷的技术(参考非专利文献1(Yun Wei Cao and Uri Banin著(＂Growth and Properties of Semiconductor Core/Shell Nanocrystals with InAs Cores＂Journal of American Chemical Society2000，122，9692-9702)American Chemical Society出版))。具体而言，提出了：将由InAs构成的纳米晶体粒子作为半 导体核，将GaAs、InP、CdSe作为保护半导体壳，从而采用半导体核/保护 半导体壳结构。

此外，为了改善耐水性、光学特性等，还尝试了合成通过有机连接残 基结合了氨基的半导体超微粒子(参考专利文献1：特开2002-38145号公报)。 专利文献1特开2002-38145号公报

非专利文献1Yun Wei Cao and Uri Banin著(＂Growth and Properties of Semiconductor Core/Shell Nanocrystals with InAs Cores＂Journal of American Chemical Society2000，122，9692-9702)American Chemical Society出版

发明内容

发明所要解决的问题

非专利文献1中记载的各种用保护半导体壳包覆的半导体核主要具有 在近红外区的发光波长。因此，该半导体核不能被作为激发光源的GaN类 半导体发光元件激发而显示红色、绿色、蓝色的荧光，不能将这些颜色的 荧光混合起来(混色)而得到白色发光。

此外，专利文献1记载的半导体超微粒子将有机连接残基结合于纳米 晶体粒子，因此，结合力弱，不足以完全保护纳米晶体粒子、改善表面缺 陷。此外，有机连接残基是直链状的，其分散纳米晶体粒子的能力弱，且 会发生凝聚，所以因纳米晶体粒子界面上的缺陷而导致效率降低。此外， 通过有机连接残基来控制纳米晶体粒子的粒径是不可能的。

鉴于以上情况，本发明的目的是：提供下述第13族氮化物半导体粒 子荧光体、及其简便制造方法，所述第13族氮化物半导体粒子荧光体分散 性高、发光效率高、可靠性好，且因盖住了纳米晶体粒子的表面缺陷，有 机化合物得以牢固结合。

解决问题的方法

本发明涉及用表面改性有机化合物对纳米晶体粒子进行覆盖而成的第 13族氮化物半导体粒子荧光体，所述纳米晶体粒子包含第13族元素与氮原 子形成的键，所述表面改性有机化合物包含杂原子且分子量为200～500。

这里，表面改性有机化合物优选为胺，特别优选为叔胺。优选表面改 性有机化合物的氮原子与纳米晶体粒子的第13族元素配位。更优选表面改 性有机化合物包含2种以上的化合物。

此外，本发明中，纳米晶体粒子的第13族元素可以是2种以上元素。

此外，本发明中，优选纳米晶体粒子的粒径为激子玻尔半径的2倍以 下。

此外，本发明提供：用表面改性有机化合物覆盖包含第13族元素与氮 原子所成的键的纳米晶体粒子而成的第13族氮化物半导体粒子荧光体的制 造方法，其中，通过对合成溶液进行加热的步骤来控制纳米晶体粒子的粒 径，所述合成溶液至少由具有第13族元素与氮元素所成的键的化合物、与 含杂原子且分子量为200～500的表面改性有机化合物混合而成。这里，可 以使用2种以上的表面改性有机化合物。