[发明专利]第13族氮化物荧光体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及第13族氮化物荧光体及其制备方法；具体地，涉及发光强 度提高的第13族氮化物荧光体及其制备方法。更具体地，本发明涉及由均 匀分散在硅胶固体层基质(matrix of a silica gel solid layer)中的第13族氮化 物微晶(crystallites)组成的第13族氮化物荧光体及其制备方法。

背景技术

已知半导体微晶当减小到接近波尔半径时显示出量子尺寸效应。量子 尺寸效应为尺寸减小的物质中的电子不能自由运动并且其能量只能呈非任 意的特定值的效应。此外，限制电子的微晶的尺寸变化，改变了电子的能 态，从微晶发射的光的波长随着尺寸的减小而缩短(参见C.B.Murray，D.J. Norris和M.G.Bawendi，“Synthesis and Characterization of Nearly Monodisperse CdE(E＝S，Se，Te)Semiconductor Nanocrystallites”，Journal of the American Chemical Society，1993，第115卷，第8706-8715页(非专利文 献1))。显示出上述量子尺寸效应的微晶作为适用于荧光体微粒的材料而受 到关注，并且对其进行了多种研究。

然而，非专利文献1中描述的由第II-VI族化合物半导体制成的微晶的 可靠性和耐久性差，而且含有环境污染物例如镉或硒。因此，需要替代上 述微晶的材料。

已经尝试合成氮化物基半导体的微晶作为替代第II-VI族化合物半导体 的材料(参见Yi Xie、Yitai Qian、Wenzhong Wang、Shuyuan Zhang和Yuheng Zhang，“A Benzene-Thermal Synthetic Route to Nanocrystalline GaN”， SCIENCE，1996年6月，第272卷，第5270期，第1926-1927页(非专利 文献2))。根据非专利文献2，通过使三氯化镓和氮化锂在苯溶液中相互反 应来合成GaN纳米微晶。

显示出量子尺寸效应的上述微晶由于其粒径小而具有大的比表面积， 从而不利地聚集。因此，为了将该微晶用作荧光体微粒，重要的是通过处 理其表面来抑制表面上的无辐射失活，以提高发光强度。为此，研究了通 过将微晶分散在固体基质中以赋予微晶优异的分散性和发光强度而制备的 荧光体(参见特开2005-105244号公报(专利文献1))。

发明内容

考虑到上述情况，本发明人进行了深入研究，以便用简单的液相合成 实现在固体基质中具有优异的分散性、显示出低的环境负载以及发射波长 在可见光区的第13族氮化物微晶。因而，本发明人通过覆盖(capping)表面 缺陷而制备了可均匀分散在固体基质中的第13族氮化物微晶。

因此，本发明的目的在于提供第13族氮化物荧光体及其有效的制备方 法，该第13族氮化物荧光体由均匀分散在固体基质中的第13族氮化物微 晶组成并显示出高的发光强度和优异的可靠性。

本发明涉及第13族氮化物荧光体，其由分散在硅胶固体层基质中的具 有第13族元素的第13族氮化物微晶组成，并且所述第13族氮化物微晶的 表面和所述硅胶固体层基质结合有二胺化合物。本发明的第13族氮化物荧 光体含有所述二胺化合物，使得第13族氮化物微晶均匀分散在硅胶固体层 基质中，从而所述第13族氮化物荧光体在用激发光照射时能够优异地发光， 以及显示出高的可靠性。此外，由于比表面积大以及具有不饱和键的表面 原子的比率高而容易造成表面缺陷的第13族氮化物微晶可以通过用二胺化 合物改性表面来钝化，从而在发光效率上得到改善。

在本发明的第13族氮化物荧光体中，优选第13族氮化物微晶的表面 上进一步结合有改性有机分子。在这种情况下，由于所述结合，例如第13 族氮化物微晶表面上的表面缺陷得以修复。

在本发明的第13族氮化物荧光体中，用于所述改性有机分子的材料优 选为胺。

在本发明的第13族氮化物荧光体中，所述第13族元素优选为铟(In)和 /或镓(Ga)。在这种情况下，可以提供具有宽带隙的第13族氮化物微晶，而 且通过调节第13族氮化物微晶中In和Ga混合晶体的比例可以发射期望颜 色的可见光。