技術宝箱

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特 許54. 水に溶ける高輝度の蛍光ナノ粒子1. 特許4366502号 登録2009年9月4日(出願2003年5月6日)・出願人 独立行政法人産業技術総合研究所・発明の名称 : 半導体超微粒子蛍光体および発光デバイス・要約 : 従来の希土類イオン分散蛍光体に優る輝度を有し、しかも耐光性、経時安定性などに優れた新規な蛍光体材料を提供する。 ◆背景蛍光体として主として希土類イオンや遷移金属イオンを分散させた無機マトリクスが用いられてきた。しかし、これらの光遷移は多くの場合禁制遷移の性格を有しているため、発光寿命は1 ms程度である。したがって輝度を上げようとして強い励起光を持ちいると、輝度飽和という現象が発生する。表面処理を施した半導体超微粒子は、高効率の発光を示すことが見出されている。これらはいわゆる量子サイズ効果を示し、粒子が小さいほどバンドギャップが広がるという性質がある。また発光寿命は10 nsほどである。比較して励起光を5桁もすばやく必要な光に変換し、再び光を吸収、放出できるので、著しく輝度を高く出きる。励起光のON/OFFにもすばやく対応できる。 ◆今までの課題今まで報告された半導体微粒子は、水溶液で界面活性剤無しには単分散しないので、濃度をあげることも困難であった。 ◆課題と解決するための手段ゾルーゲル法を使用して、ケイ素を含むマトリクスに蛍光発光性半導体超微粒子を特定範囲の高濃度で担持させることにより、公知の蛍光体を上回る輝度特性を有する新規な蛍光体を得ることが出来た。請求項1ケイ素を含む固体マトリックス中に蛍光発光効率3%以上、直径1.5から5 nmの半導体超微粒子が5 × 10 -4~1 × 10 -2モル/リットルの濃度で分散してなる蛍光体であり、該半導体超微粒子の表面に、HyX1 ((CH 2 )、COOH)で表される化合物もしくは、その塩、又はチオグリセロールが結合しており、該ケイ素を含む固体マトリクスが、式Xn-Si (OR) 4-nで表される有機アルコキシシランを用いたゾルーゲル法により形成されたガラスマトリックスであることを特徴とする蛍光体。請求項2~21省略328中小企業のための技術宝箱特許情報

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