発光装置および画像表示装置
【課題】高い発光効率を有する発光装置および画像表示装置を提供する。
【解決手段】発光素子と、前記発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える発光装置、ならびに、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える画像表示装置。
【解決手段】発光素子と、前記発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える発光装置、ならびに、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子と蛍光体とを備える発光装置および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化ガリウム系の化合物半導体材料からなる発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が注目を集めている。発光ダイオード素子は、小型、軽量、省電力、製品寿命が長い、オン・オフ点灯の繰り返しに強い、といった特徴を有する。そのため、青色光あるいは紫外光を放射する発光ダイオード素子と、この発光ダイオード素子から放射された光の一部を励起源として発光する種々の蛍光体とを組み合わせることにより、白色を含めＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置が開発されている。このような発光装置は、白熱電球や蛍光灯に代わる照明装置として期待されている。
【０００３】
このような発光装置に用いられる蛍光体として、従来用いられてきた希土類賦活蛍光体に代わり、半導体微粒子蛍光体が注目を集めている。半導体微粒子蛍光体には、従来蛍光体にはなかった、発光波長を任意に制御できるという特徴がある。そのため、このような半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置は、様々な発光スペクトルを有することができる。この技術は、演色性が高く効率のよい発光装置の作製を可能にする技術として期待されている。
【０００４】
上述のような半導体発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される発光装置の作製は、現在検討が進められており、たとえば特開２００７−１０３５１２公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、青色および緑色蛍光体に希土類賦活蛍光体を、黄色および赤色蛍光体に半導体微粒子蛍光体を用いて作製された発光装置が開示されている。
【０００５】
また一方で、有機物質を使用した有機電界発光素子は、面発光素子および大面積フルカラー表示装置としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。しかし、従来の有機電界発光素子は、発光効率が低いという問題があり、実用化が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０３５１２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の発光装置は、半導体微粒子蛍光体の濃度消光により、高い発光効率を実現させることが困難であった。
【０００８】
本発明は上記のような現状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高い発光効率を有する発光装置および画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、高い発光効率を有する発光装置について鋭意研究を重ねた結果、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることにより、高い発光効率を有する発光装置を提供することができることを明らかにした。
【００１０】
本発明の発光装置は、発光素子と、コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、発光素子から発せられる光エネルギーより小さいことが好ましい。
【００１２】
また本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、コア部のバンドギャップエネルギーより大きいことが好ましい。
【００１３】
本発明の発光装置は、発光スペクトルのピーク波長の異なる、２種類以上の半導体微粒子蛍光体を有することが、好ましい。この場合、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きいことがより好ましい。
【００１４】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が８０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
また本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の２０％以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部はＩＩ−ＶＩ族半導体材料またはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料であることが好ましい。この場合、半導体微粒子蛍光体のコア部が三元以上の混晶からなるものであることがより好ましい。また、半導体微粒子蛍光体のコア部がＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮのいずれかであることがより好ましい。
【００１７】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のシェル部がＺｎＳｅまたはＳｉＣであることが好ましい。
【００１８】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体が複数のシェル部を有することが好ましい。
【００１９】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体が光透過性部材に覆われていることが好ましい。
【００２０】
本発明の発光装置における発光素子は、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子であることが好ましい。この場合、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子はＧａＮ系材料からなることがより好ましい。
【００２１】
また本発明の発光装置における発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であってもよい。
【００２２】
本発明の発光装置において、発光素子の発光スペクトルは４２０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有することが好ましい。
【００２３】
また本発明の発光装置において、発光素子の発光スペクトルは３５０〜４２０ｎｍの範囲にピーク波長を有していてもよい。
【００２４】
本発明の発光装置は、青色発光の発光素子と、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体とを備えることが好ましい。
【００２５】
また本発明の発光装置は、紫外〜青紫色発光の発光素子と、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体とを備えていてもよい。
【００２６】
本発明はまた、発光素子と、コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える画像表示装置についても提供する。
【００２７】
本発明の画像表示装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が４０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明の画像表示装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の１５％以下であることが好ましい。
【００２９】
本発明の画像表示装置は、発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される白色発光装置と、カラーフィルタとを備えることが好ましい。
【００３０】
本発明の画像表示装置はまた、発光素子と、半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、高い発光効率を有する発光装置およびそれを用いた画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の好ましい第１の例の発光装置１を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい第２の例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の好ましい第３の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明におけるコア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体３，４の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい第１の例の画像表示装置１０１を概念的に示す分解斜視図である。
【図６】図５に示した例の画像表示装置１０１における波長変換部１０４を拡大して示す分解斜視図である。
【図７】本発明の画像表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、赤色カラーフィルタの透過スペクトル、緑色カラーフィルタの透過スペクトル、および青色カラーフィルタの透過スペクトルを示すグラフである。
【図８】本発明の好ましい第２の例の画像表示装置１２１を模式的に示す分解斜視図である。
【図９】図８に示した例の画像表示装置１２１における波長変換部１２３を拡大して示す分解斜視図である。
【図１０】図９に示した例の波長変換部材１３６を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の好ましい第３の例の画像表示装置１５１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の好ましい第４の例の画像表示装置１６１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の好ましい第５の例の画像表示装置１７１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示す例の画像表示装置１７１における画像表示部１７３のうちの波長変換部１７２を拡大して示す斜視図である。
【図１５】本発明の好ましい第６の例の画像表示装置１８１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１６】図１５に示す例の画像表示装置１８１における画像表示部１８３のうちの波長変換部１８２を拡大して示す斜視図である。
【図１７】比較製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。
【図１８】製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。
【図１９】比較製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体、ならびに、製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の、発光効率の吸収率依存性を示すグラフである。
【図２０】本発明の発光装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと発光効率を示すグラフである。
【図２１】本発明の発光装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと発光効率を示すグラフである。
【図２２】本発明の発光装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと発光効率を示すグラフである。
【図２３】本発明の発光装置の、コア部材料と発光効率を示すグラフである。
【図２４】本発明の発光装置の、蛍光体の半値幅と演色性指数Ｒａを示すグラフである。
【図２５】本発明の発光装置の、蛍光体の数と発光効率を示すグラフである。
【図２６】本発明の発光装置の、蛍光体の数と演色性指数Ｒａを示すグラフである。
【図２７】本発明の画像表示装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと明るさを示すグラフである。
【図２８】本発明の画像表示装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと明るさを示すグラフである。
【図２９】本発明の画像表示装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと明るさを示すグラフである。
【図３０】本発明の画像表示装置の、コア部材料と明るさを示すグラフである。
【図３１】本発明の画像表示装置の、蛍光体の半値幅とＮＴＳＣ比を示すグラフである。
【図３２】本発明の画像表示装置の、蛍光体の数とＮＴＳＣ比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
＜発光装置＞
本発明における発光装置は、発光素子と、コア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体とを基本的に備え、光源の励起光が、半導体微粒子蛍光体のシェル部で吸収される点に特徴がある。本発明では、このような構成を備えることにより、演色性と発光効率を両立させた優れた発光装置を提供することができる。
【００３４】
本発明の発光装置において、発光素子としては、半導体発光ダイオード素子、半導体発光レーザダイオード素子などの半導体発光素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子や、キセノンランプや蛍光灯などの放電ランプを用いることができる。本発明の発光装置において、発光素子からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果、発光装置は、発光素子の透過光と、半導体微粒子蛍光体の蛍光が混合した光を発する。
【００３５】
図１は、本発明の好ましい第１の例の発光装置１を模式的に示す断面図である。図１に示す例の発光装置１は、発光素子としての半導体発光ダイオード素子２と、半導体微粒子蛍光体３，４とを組み合わせて用いた例を示している。また図１に示す例の発光装置１では、基体となるプリント配線基板５上に半導体発光ダイオード素子２および樹脂枠６が載置されている。樹脂枠６の内側には、複数の半導体微粒子蛍光体３，４が分散された透光性樹脂からなるモールド樹脂７が充填されて透光性部材が形成されており、このモールド樹脂７により半導体発光ダイオード素子２が封止されている。半導体発光ダイオード素子２からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体３，４のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体３，４は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果、発光装置１は、半導体発光ダイオード素子２の透過光と、半導体微粒子蛍光体３，４の蛍光が混合した光を発する。
【００３６】
図１に示す例の半導体発光ダイオード素子２は、電子と正孔が再結合する際に光を発する特性を有する半導体材料の発光特性を利用した素子の１つである。半導体発光ダイオード素子２は、たとえば図１に示すように、半導体活性層８を挟むようにして半導体活性層８の上面側にｐ側電極９を配置し、半導体活性層８の下面側にｎ側電極１０が配置された構造を有する。ｎ側電極１０は導電性を有する接着剤１２を介して、プリント配線基板５の上面から背面にかけて設けられたｎ電極部１１と電気的に接続される。また、ｐ側電極９は上述したｎ電極部１１とは別途プリント配線基板５の上面から背面にかけて設けられたｐ電極部１３と金属ワイヤ１４を介して電気的に接続される。
【００３７】
また図２は、本発明の好ましい第２の例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。なお、図１に示した例の発光装置１と同様の構成を有する部分については同一の参照符を付し、説明を省略する。図２に示す例の発光装置２１は、発光素子としての半導体発光レーザダイオード素子２２と、半導体微粒子蛍光体３，４とを組み合わせて用いた例を示している。図２に示す例では、パッケージングされた半導体発光レーザダイオード素子２２の光出射面に、波長変換部材２３が配置されている。波長変換部材２３は、複数の半導体微粒子蛍光体３，４が透光性部材２４に分散されてなる。半導体発光レーザダイオード素子２２からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体３，４のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体３，４は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果発光装置２１は、半導体発光レーザダイオード素子２２の透過光と、半導体微粒子蛍光体３，４の蛍光が混合した光を発する。
【００３８】
図２に示す例の半導体発光レーザダイオード素子２２は、上述した半導体発光ダイオード素子と同様に、電子と正孔が再結合する際に光を発する特性を有する半導体材料の発光特性を利用した素子の１つである。半導体発光レーザダイオード素子２２は、図２に示すように、半導体レーザチップ２５がヒートシンク・ステム２６に配置されてなる。半導体レーザチップ２５は、発光部である半導体活性層を、ｐ型半導体およびｎ型半導体で挟むように配置し、さらにｐ型電極およびｎ型電極で挟まれた構造からなる。半導体レーザチップ２５は、Ｓｉサブマウント２７を介して、ヒートシンク・ステム２６に接合される。半導体レーザチップ２５とＳｉサブマウント２７の接合にははんだが、Ｓｉサブマウント２７とヒートシンク・ステム２６の接合には、銀ペーストやはんだが使用される。その後、半導体レーザチップ２５の電極とヒートシンク・ステムの端子ピン２８，２９の間を、金ワイヤ３０で電気的に接続させる。その後、レーザ光が出射するガラス窓を持つ、ウィンド・キャップ３１が、ヒートシンク・ステム２６に接合される。
【００３９】
上述した半導体発光ダイオード素子２（図１）、半導体発光レーザダイオード素子２２（図２）などの半導体発光素子としては、従来公知の一般的な組成のものを用いることができ、たとえばＧａＮ系半導体発光素子、ＺｎＳｅ系半導体発光素子、ＳｉＣ系半導体発光素子等を挙げることができる。この中でも発光効率が高く実用性の高い発光装置が実現可能であるという理由から、ＧａＮ系半導体発光素子を用いることが特に好ましい。
【００４０】
また本発明の発光装置においては、４２０〜４８０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する半導体発光素子を用いることが好ましい。半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が４２０〜４８０ｎｍの波長領域にある場合には、発光素子の透過光を、発光装置（および後述する画像表示装置）の青色光としてそのまま利用できるためである。また、本発明においては、４４０〜４６０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する半導体発光素子を用いることが好ましい。発光スペクトルのピーク波長が４４０〜４６０ｎｍの波長領域にある半導体発光素子は、後述する画像表示装置に適用した場合に、青色カラーフィルタ（図７を参照）との波長整合性が高いため、色再現性、発光効率が共に高まった画像表示装置を実現することができる。
【００４１】
また、本発明における半導体発光素子としては、３９０〜４２０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有していてもよい。本発明において好適な半導体発光素子であるＧａＮ系半導体発光素子は、３９０〜４２０ｎｍの波長領域において、高い発光効率を有する発光素子を作製しやすいという点で優れている。
【００４２】
図３は、本発明の好ましい第３の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。なお、図１、図２に示した例の発光装置１，２１と同様の構成を有する部分については同一の参照符を付し、説明を省略する。図３に示す例の発光装置４１は、発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子４２と、半導体微粒子蛍光体３，４とを組み合わせて用いた例を示している。図３に示される例の発光装置４１は、基板４４上に作製された有機エレクトロルミネッセンス素子４２と、基板４４の裏面に作製された波長変換部材４３から構成される。波長変換部材４３は半導体微粒子蛍光体３，４が分散された透光性部材４５からなる。有機エレクトロルミネッセンス素子４２からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体３，４のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体３，４は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果、発光装置４１は、有機エレクトロルミネッセンス素子４２の透過光と、半導体微粒子蛍光体３，４の蛍光が混合した光を発する。
【００４３】
図３に示す例の有機エレクトロルミネッセンス素子４２は、基板４４上に、陽極部４６が配置されており、陽極４６上には、正孔注入層４７、正孔輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１、陰極５２が順に形成された構造をしている。
【００４４】
有機エレクトロルミネッセンス素子４２における発光層４９は、電圧印加時に、正孔輸送層４８から正孔を受け取り、電子輸送層５０から電子を受け取ることで、正孔と電子の再結合により発光する機能を有する層である。発光層４９は、ホスト材料を含み、燐光発光材料からなるドーパントを含むことが好ましい。ホスト材料としては電荷輸送材料（電子輸送性材料および正孔輸送性材料を総称する）であることが好ましく、正孔輸送性材料と電子輸送性材料とを含むことが更に好ましい。
【００４５】
ホスト材料の最低多重項励起状態のエネルギーレベルは、ドーパント材料の最低多重項励起状態のエネルギーレベルより大きいことが好ましい。なお、ホスト材料とドーパント材料とを共蒸着することによって、ドーパント材料がホスト材料にドープされた発光層を好適に形成することができる。ホスト材料の具体例としては、ピレン骨格を有するもの、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するものおよびアリールシラン骨格を有するものなどが例示される。
【００４６】
発光層に含有される燐光発光材料は、一般に、遷移金属原子またはランタノイド原子を含む錯体であることが好ましい。燐光発光材料は、単独または２種以上組み合わせて用いることができる。遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、白金である。ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、およびガドリニウムが好ましい。上記条件を満たす燐光発光材料の具体例としては、ＦＩｒｐｉｃ：ビス〔２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト〕ピコリナトイリジウム（ＩＩＩ）、ＦＩｒ６：ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］テトラキス（１−ピラゾリル）ボレート、Ｉｒ（ｐｐｙ）３：トリスフェニルピリジナトイリジウム（ＩＩＩ）などが例示される。
【００４７】
正孔注入層４７および正孔輸送層４８は、陽極または陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層４７、正孔輸送層４８は、具体的には、正孔輸送性材料として、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボンなどを含有する層であることが好ましい。
【００４８】
電子注入層５１、電子輸送層５０は、陰極または陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、電子輸送性材料として、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレンなどの芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体などを含有する層であることが好ましい。中でも分子内にヘテロ原子を１個以上有する芳香族ヘテロ環化合物を電子輸送性材料として含有する電子輸送層であることが好ましい。芳香族ヘテロ環化合物とは、芳香族性を有するヘテロ化合物であり、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、トリアゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イソチアゾール、ベンズイソチアゾール、チアジアゾールあるいはこれらの縮合環が挙げられる。
【００４９】
陽極４６は、通常、正孔注入層４７に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機エレクトロルミネッセンス素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。また、陽極４６の材料は、透明な材料であることが好ましい。この場合、陽極側から、発光層４９の発光を、損失なく取り出すことができるためである。
【００５０】
陽極４６を構成する材料としては、たとえば金属、合金、金属酸化物、導電性化合物またはこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素などをドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケルなどの金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性などの点からはＩＴＯが好ましい。
【００５１】
また陽極４６内に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作りこんでもよい。この場合、薄膜トランジスタを用いてＯＮ／ＯＦＦを制御できるため、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて画像表示装置を作製する場合に好ましい。
【００５２】
陰極５２は、通常、電子注入層５１に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさなどについては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【００５３】
陰極５２を構成する材料としては、たとえば金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなど）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａなど）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウムなどの希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【００５４】
基板４４は、有機エレクトロルミネッセンス素子の支持基体としての機能を有する。また、基板４４は、発光層４９から発せられる光を散乱または減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラスなどの無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）などの有機材料が挙げられる。
【００５５】
本発明の発光装置において、緑色〜赤色発光の半導体微粒子蛍光体を効率よく励起することができる観点からは、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光波長としては、５２０ｎｍ以下であることが好ましい。発光素子の透過光を、発光装置（および後述する画像表示装置）の青色光としてそのまま利用できる観点から、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光波長としては、４２０ｎｍ以上であることが好ましい。またこの場合、発光装置の構造が単純となり、製造が容易になる点で好ましい。また更に好ましくは、本発明における有機エレクトロルミネッセンス素子としては、４４０〜４６０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有することが好ましい。後述する画像表示装置に適用した場合に、青色カラーフィルタ（図７を参照）との波長整合性が高いため、色再現性、発光効率が共に高まった画像表示装置を実現することができるためである。
【００５６】
次に、本発明に用いられる半導体微粒子蛍光体について詳細に説明する。
本発明における半導体微粒子蛍光体としては、励起光の少なくとも一部を吸収して、励起光とは異なる波長の光を発光する機能を有するものを指す。本発明における半導体微粒子蛍光体は、発光部であるコア部の粒子径が数ｎｍ程度の半導体微結晶からなる。このような半導体微粒子は、コロイド粒子、ナノ粒子、あるいは量子ドットなどとも呼称される場合がある。以下、本発明における半導体微粒子蛍光体を説明する。
【００５７】
本発明における半導体微粒子蛍光体は、コア／シェル構造であり、シェル部において、励起光を吸収する点に特徴がある。ここで、コア／シェル構造とは、コア部の表面の少なくとも一部を、シェル部が覆うような構造をしたものを指す。図４は、本発明におけるコア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体３，４の一例を模式的に示す断面図である。コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とは、半導体材料からなるコア部６１の表面の少なくとも一部を、シェル部６２が覆うような構造をしている。ここで、コア部６１とは、電子と正孔の再結合が生じて発光する発光部である。また、シェル部６２とは、コア部６１とは異なる材料で構成されるものである。本発明における半導体微粒子蛍光体は、励起光を照射されたとき、シェル部６２で励起光を吸収する。シェル部６２は、光を吸収すると、電子と正孔が発生する。発生した電子と正孔のうち少なくとも一部は、コア部に移動し、再結合をすることで、発光する。また、シェル部６２は、コア部６１が外界から受ける悪影響を保護するための保護機能も有する。また、シェル部６２は、コア部６１よりバンドギャップエネルギーが大きく、コア部の電子・正孔を閉じ込める機能を有することが好ましい。この場合、非発光遷移による電子・正孔の損失を減らすことができ、発光効率が向上する点で優れている。
【００５８】
また、本発明における半導体微粒子蛍光体の表面には、有機化合物６３が結合していても良い。有機化合物６３は、半導体微粒子を液体・固体へ分散させる際の分散性の制御機能を付加させることができる点で優れている。また有機化合物６３は、半導体微粒子内部への電子の閉じ込め機能、半導体微粒子が外界から受ける悪影響からの保護機能、半導体微粒子同士の凝集抑制機能などを有していてもよい。
【００５９】
また、本発明における半導体微粒子蛍光体のコア／シェル構造とは、複数のシェル部からなる、マルチシェル構造を有していてもよい。マルチシェル構造の具体例としては、コア部を覆うシェル部Ａの外側表面にさらに別のシェル部Ｂが形成されている、コア／シェル／シェル構造が例示される。この場合、シェル部Ｂはシェル部Ａを保護するため、シェル部Ｂを有する半導体微粒子蛍光体は、さらに耐久性が向上する点で好ましい。また、本発明における半導体微粒子蛍光体のコア／シェル構造とは、中央にシェル部Ａがあり、シェル部Ａの表面にコア部が形成され、コア部の外側表面に更にシェル部Ｂが形成された、シェル／コア／シェル構造を有していても良い。この場合、コア部はシェル部Ａ、Ｂに囲まれているため、コア／シェル構造よりもさらに電子閉じ込め効果を作用させることができ、発光効率をより向上させることができる。
【００６０】
半導体微粒子蛍光体の構造を調べる方法は、公知の方法であればなんでもよく、たとえば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）による直接観察が例示される。
【００６１】
本発明における半導体微粒子蛍光体の形状は、任意の形状であればよく、たとえば球状、柱状、立方体状、正四面体状などが例示される。この中でも、体積に対する表面積の割合が小さいことから、球状であることが特に好ましい。表面積の割合が小さいと、表面における非発光遷移の確率が小さくなり、結果高い発光効率を有する半導体微粒子蛍光体が得られる。
【００６２】
本発明における半導体微粒子蛍光体は、発光波長を制御できる特徴がある。これは、半導体結晶の粒子径をボーア半径の２倍以下まで小さくした場合に生じる、量子閉じ込め効果を利用するためである。半導体微粒子蛍光体のコア部は、粒子径に応じた量子閉じ込め効果により、コア部のバンドギャップエネルギーが変化する。したがって、粒子径を用いてバンドギャップエネルギーを制御することにより、発光波長を制御することが可能となる点で優れている。また、半導体微粒子コア部に混晶材料を用いると、混晶比によっても発光波長を制御できる点で、さらに好ましい。
【００６３】
本発明における半導体微粒子蛍光体の発光波長については、特に制限はないが、可視光波長域であることが好ましい。これは、発光波長が可視光波長領域にある半導体微粒子蛍光体を用いると、良好な特性を有する発光装置（および後述する画像表示装置）を実現できるためである。かかる半導体微粒子蛍光体の発光波長の具体例としては、青色発光蛍光体の場合４２０〜４９０ｎｍ、緑色発光蛍光体の場合５００〜５６５ｎｍ、黄色発光蛍光体の場合５６５〜５８５ｎｍ、赤色発光蛍光体の場合５９５〜７２０ｎｍの波長領域が例示される。
【００６４】
半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルのピーク波長を確かめる方法としては、フォトルミネッセンス測定、カソードルミネッセンス測定、エレクトロルミネッセンス測定などが例示される。以上の測定により発光スペクトルを測定することで、ピーク波長を算出できる。
【００６５】
本発明における半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅については、特に制限はないが、発光装置製造の観点からは、半値幅は広い方が好ましい。発光スペクトルの半値幅が広いと、少ない種類の半導体微粒子蛍光体で演色性の高い発光装置を実現できるためである。この場合、発光スペクトルの半値幅の具体例としては、４０ｎｍ以上であることが好ましく、６０ｎｍ以上であることがより好ましく、８０ｎｍ以上であることが特に好ましい。
【００６６】
半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅を確かめる方法としては、フォトルミネッセンス測定、カソードルミネッセンス測定、エレクトロルミネッセンス測定などが例示される。以上の測定により発光スペクトルを測定することで、発光ピークの半値幅を算出できる。
【００６７】
本発明における半導体微粒子蛍光体は、光源の発する励起光の少なくとも一部を、シェル部において吸収する。その結果、半導体微粒子蛍光体は発光する。半導体微粒子蛍光体の吸収特性を確かめる方法としては、分光光度計による吸収スペクトルの測定などが例示される。
【００６８】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップは、任意の値を取りうるが、２．９ｅＶ以下であることが好ましい。半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップが、２．９ｅＶを超えると、人間の視感度が大幅に低くなるため、発光装置や画像表示装置の特性が悪くなってしまうという問題があるコア部のバンドギャップを確かめる方法としては、コア部の材料と平均粒子径から計算で求める方法や、発光・吸収特性から求める方法などがある。
【００６９】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径（直径）としては、ボーア半径の２倍以下であることが好ましい。コア部の平均粒子径（直径）が、ボーア半径の２倍以下である場合、量子閉じ込め効果が得られ、バンドギャップエネルギーを変化させることが出来る。ここで、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＣｄＳｅのボーア半径はそれぞれ、８．３ｎｍ、７．０ｎｍ、４．９ｎｍである。
【００７０】
半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径を求める方法としては、動的散乱法（ＤＬＳ）や、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-Ray Diffraction）装置により測定する方法や、透過型電子顕微鏡による直接観察が例示される。粉末Ｘ線回折装置では、得られた結晶の回折ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒ式を用いて、結晶の平均粒子径を求めることができる。また、透過型電子顕微鏡では、任意の２０個の粒子径を測定して、統計処理を行い平均粒子径を算出することで、結晶の平均粒子径を確認することができる。
【００７１】
半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径を調整する方法としては、従来公知の分級方法を用いることができ、このような分級方法としては、たとえば電気泳動法、サイズ選択沈殿法、光アシストエッチング法などを挙げることができる。
【００７２】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径のばらつきは、発光スペクトルの半値幅に大きな影響を与える。具体的には、平均粒子径のばらつきが大きいと、発光スペクトルの半値幅は大きくなる。したがって、必要とされる発光スペクトルの半値幅となるように、粒子径分布を制御する必要がある。
【００７３】
本発明の発光装置の演色性を高めるという観点からは、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の１５％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましい。半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差が大きい場合、発光スペクトルが連続的になり演色性が高くなる、という傾向にあるためである。
【００７４】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布を調べる方法は、特に限定されず公知の適宜の方法を用いることができ、動的散乱法や透過型電子顕微鏡による直接観察が例示される。透過型電子顕微鏡を用いた粒子径分布の測定方法としては、たとえば任意の２０個の粒子径を測定することで、コア部の平均粒子径の標準偏差を確認することができる。
【００７５】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布を調整する方法としては、平均粒子径の制御と同様、従来公知の分級方法を用いることができる。
【００７６】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、発光素子から発せられる光（励起光）の光エネルギーよりも小さいことが好ましい。これは、励起光をシェル部で吸収させるためである。
【００７７】
また、本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、コア部のバンドギャップエネルギーよりも大きいことが好ましい。これは、電子・正孔を効率よくコア部に輸送すること、およびシェル部によるコア部の発する蛍光の再吸収を抑制するためである。シェル部がコア部の発する蛍光を吸収する場合、自己吸収による蛍光の損失が生じ、発光効率の低下を招く。
【００７８】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップを確かめる方法としては、コア部の材料から計算で求める方法や、発光・吸収特性から求める方法などがある。
【００７９】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部の形状としては、任意の形状でかまわないが、コア部の表面を全て覆っていることが好ましい。コア部の表面が全て覆われたコア／シェル構造型の半導体微粒子蛍光体は、発光効率が高くなるためである。これは、コア部の表面に存在する欠陥が、シェル部に覆われることで失活するためである。
【００８０】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部は、半導体材料からなる点に特徴がある。このような半導体微粒子蛍光体のコア部の材料としては、たとえばＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料、ＩＩ−ＶＩ族半導体材料、Ｉ−ＶＩＩＩ族半導体材料、ＩＶ−ＶＩ族半導体材料などが例示される。中でも、化学的安定性が高く、耐環境性に優れていることから、半導体微粒子蛍光体のコア部は、ＩＩ−ＶＩ族半導体材料またはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料であることが好ましい。
【００８１】
また本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部において混在する結晶の数としては、１種の元素からなる単体半導体、２種の元素からなる二元化合物半導体、３種以上の元素からなる混晶半導体を用いることができる。ただし、発光装置の発光効率を高めるという観点から、半導体微粒子蛍光体のコア部は直接遷移型半導体材料から構成されることが好ましい。また、半導体微粒子蛍光体のコア部は、可視光を発するものであることが好ましい。また、発光スペクトルのピーク波長を容易に制御できるため、半導体微粒子蛍光体のコア部は混晶半導体材料で形成されたものであることがさらに好ましい。一方、製造が容易であるとの観点からは、半導体微粒子蛍光体のコア部は四元以下の混晶からなるものであることが好ましい。発光スペクトルのピーク波長の制御性の観点からは、本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部は、三元以上の混晶からなる半導体微粒子蛍光体であることが特に好ましい。
【００８２】
半導体微粒子蛍光体のコア部として用いる二元化合物からなる半導体微粒子蛍光体としては、たとえばＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＣｌなどを挙げることができる。ただし、人体への安全性や環境負荷の観点から、ＩｎＰ、ＩｎＮを用いることがより好ましい。また、製造の容易さの観点からは、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅを用いることが好ましい。また三元混晶の半導体微粒子蛍光体としては、たとえばＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＴｅ、ＰｂＳＳｅ、ＰｂＳＴｅ、ＰｂＳｅＴｅなどを挙げることができ、環境に調和した材料であるとともに外界の影響を受けにくい半導体微粒子蛍光体を作製することができるという観点から、ＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＮからなるＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体微粒子蛍光体を用いることが好ましい。
【００８３】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部は、半導体材料からなる点に特徴がある。かかるシェル部材料としては、たとえばＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、Ｉ−ＶＩＩＩ族化合物半導体材料、ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体材料などが例示される。また混在する結晶の数としては、１種の元素からなる単体半導体、２種の元素からなる２元化合物半導体、３種以上の元素からなる混晶半導体を用いることができる。ただし、発光装置の発光効率を高めるという観点からシェル部の材料としては、コア部より高いバンドギャップエネルギーを有する半導体材料が好ましい。またコア部の保護機能の観点からは、原子の結合力が強く化学的安定性が高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料が好ましい。一方、製造が容易であるとの観点からは、四元以下の混晶からなる半導体微粒子蛍光体を用いることが好ましい。
【００８４】
このような半導体微粒子蛍光体シェル部として用いる二元化合物からなる半導体微粒子蛍光体としては、たとえばＡｌＰ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＡｓ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣｕＣｌなどを挙げることができる。ただし、人体への安全性や環境負荷の観点から、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣｕＣｌ、ＳｉＣを用いることが好ましい。また三元混晶の半導体微粒子蛍光体シェル部としては、たとえばＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＺｎＯＳ、ＺｎＯＳｅ、ＺｎＯＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳＴｅ、ＺｎＳｅＴｅなどを挙げることができ、環境に調和した材料であるとともに外界の影響を受けにくい半導体微粒子蛍光体を作製することができるという観点から、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＺｎＯＳ、ＺｎＯＴｅ、ＺｎＳＴｅを用いることが好ましい。
【００８５】
半導体微粒子蛍光体のコア部およびシェル部を構成する材料の測定方法としては、粉末Ｘ線回折法、電子線回折法、Ｘ線光電子分光などが例示される。
【００８６】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部の外側は、有機化合物で覆われていてもよい。この場合、有機化合物により、半導体微粒子蛍光体に分散性などの機能を付加させることができる点で優れている。また有機化合物は、半導体微粒子蛍光体内部への電子の閉じ込め機能、半導体微粒子蛍光体が外界から受ける悪影響からの保護機能、半導体微粒子蛍光体同士の凝集抑制機能などを有していてもよい。かかる有機化合物としては、機能部であるアルキル基と半導体微粒子蛍光体のシェル部との結合部からなる有機化合物が好ましく、具体例としては、アミン化合物、ホスフィン化合物、ホスフィンオキシド化合物、チオール化合物、脂肪酸などが例示される。ホスフィン化合物の一例としては、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィンが挙げられる。ホスフィンオキシド化合物の一例としては、１−ジクロロホスフィノルヘプタン、１−ジクロロホスフィノルノナン、ｔ−ブチルホスホン酸、テトラデシルホスホン酸、ドデシルジメチルホスフィンオキシド、ジオクチルホスフィンオキシド、ジデシルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリペンチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシドが挙げられる。チオール化合物の一例としては、トリブチルサルファイド、トリヘキシルサルファイド、トリオクチルサルファイド、１−ヘプチルチオール、１−オクチルチオール、１−ノナンチオール、１−デカンチオール、１−ウンデカンチオール、１−ドデカンチオール、１−トリデカンチオール、１−テトラデカンチオール、１−ペンタデカンチオール、１−ヘキサデカンチオール、１−オクタデカンチオール、ジヘキシルサルファイド、ジヘプチルサルファイド、ジオクチルサルファイド、ジノニルサルファイドなどが挙げられる。アミン化合物の一例としては、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、ジオクチルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミンなどが挙げられる。脂肪酸の一例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイル酸などが挙げられる。
【００８７】
半導体微粒子蛍光体を覆う有機化合物材料を確かめる方法としては、赤外分光法（ＩＲ）、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などが例示される。
【００８８】
本発明における半導体微粒子蛍光体の合成方法は、従来公知の方法により合成することができ、たとえば気相合成法、液相合成法、固相合成法、真空合成法を挙げることができる。ただし、大量生産にも対応することができるという観点からは液相合成法がより好ましく、液相合成法の中でも発光効率が高い半導体微粒子蛍光体を合成することができるという観点から、特にホットソープ法、逆ミセル法、ソルボサーマル法、ハイドロサーマル法、共沈法などの合成方法を用いることがより好ましい。
【００８９】
本発明の発光装置は、色再現性の観点から、２種以上の半導体微粒子蛍光体を含むことが好ましい。一方、発光効率の観点からは、本発明の発光装置に含まれる半導体微粒子蛍光体の種類は、４種以下であることが好ましい。そのため、本発明の発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体の種類は、２種以上４種以下であることが特に好ましい。一方、発光効率および製造の容易性の観点からは、発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体は、１種類であることが好ましい。発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体の種類が、１種類である場合、可視光の波長範囲の一部のみしか再現できないため、色再現性が低くなってしまう問題がある。しかし、発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体が１種類のみである場合、蛍光体間での蛍光の再吸収が生じないため、発光効率は高くなる。また、１種類のみであると、蛍光体の量の調整による色度調整が容易になるため、製造が簡便になる点で優れている。一方、半導体微粒子蛍光体の種類が４種以上の場合、蛍光体同士で蛍光を吸収してしまうことによる発光効率の低下が顕著になってしまう問題が生じる。
【００９０】
本発明の発光装置における透光性部材とは、発光素子および半導体微粒子蛍光体の発光を吸収しない機能を有するものを示す。また、水分および酸素を透過しない材料が、より好ましい。この場合、透光性材料により半導体微粒子蛍光体が水分や酸素により受ける影響を緩和することができるため、かかる透光性材料を用いた発光装置（および後述する画像表示装置）は、耐久性が向上する。上述の条件を満たす透光性部材の材料としては、たとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂などの透光性樹脂や、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、イットリアなどの透光性無機材料などを例示することができる。透光性部材の材料を同定する方法としては、Ｘ線光電子分光などが例示される。
【００９１】
本発明の発光装置における発光素子と半導体微粒子蛍光体の好ましい組み合わせとしては、青色発光の発光素子（より好適には青色発光の半導体発光素子）と１種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、黄色発光の半導体微粒子蛍光体）とを備える発光装置が例示される。この場合、発光効率が高い発光装置を実現できる点で優れている。
【００９２】
また好ましい組み合わせとして、青色発光の発光素子（より好適には青色発光の半導体発光素子）と２種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体）とを備える発光装置も例示される。この場合、色再現性が高く発光効率が高い発光装置を実現できる点で優れている。
【００９３】
さらに、好ましい組み合わせとして、紫外〜青紫色発光の発光素子（より好適には紫外〜青紫色発光の半導体発光素子）と３種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体）とを備える発光装置でも良い。この場合、発光効率の高い紫外〜青紫色発光の発光素子を用いることができるため、発光効率が高い発光装置を実現できる点で優れている。
【００９４】
また、本発明の発光装置は、青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子と１種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、黄色発光の半導体微粒子蛍光体）との組み合わせや、青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子と２種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体）との組み合わせを備えるものであってもよい。この場合、面発光する発光装置を容易に作製できる点で優れている。
【００９５】
本発明の発光装置はまた、４２０〜４８０ｎｍの青色波長、５００〜５５０ｎｍの緑色波長、５８０〜６５０ｎｍの赤色波長の光を含む発光スペクトルを有することが好ましい。また後述する画像表示装置の場合には、カラーフィルタと整合する波長特性を有していると、色再現性が高く発光効率の高い画像表示装置を実現でき、さらに好ましい。
【００９６】
また、発光装置の色合いを評価する指標として、演色性指数がある。演色性指数とは、ＪＩＳで定められている基準光を元に、発光装置の発光スペクトルがどの程度色ずれがあるかを定量的に評価した値である。一般のものの見え方を平均的に評価するためには、いくつかの試験色での演色性指数の平均値である、平均演色性指数（Ｒａ）が用いられる。本発明の発光装置においては、平均演色性指数（Ｒａ）が７０以上であることが好ましく、７５以上であることがより好ましい。なお、発光装置の演色性指数は、発光装置の発光スペクトルを測定することで求めることができる。
【００９７】
また、発光装置の明るさを評価する指標として、発光効率がある。発光効率とは、入力電力に対する出射光量で計算される値であり、ｌｍ／Ｗで表される。発光効率が高いと、少ない電力で明るく照らすことになるため、好ましい。本発明の発光装置は、１５ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有することが好ましく、２０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有することがより好ましい。発光装置の発光効率を測定する方法としては、全光束測定装置を用いる方法などが例示される。
【００９８】
本発明の発光装置については、上述した構成に制限されるわけではなく、従来公知の一般的な構造を採用することができ、また、従来公知の発光素子や構造を用いても、同様の効果が得られる。
【００９９】
＜画像表示装置＞
本発明はまた、上述した本発明の発光装置と同様の特徴を有する画像表示装置についても提供する。本発明の画像表示装置は、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることを特徴とする。
【０１００】
本発明の画像表示装置は、発光素子および上述したコアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える本発明の発光装置と、本発明の発光装置からの発光の波長を変換する波長変換部とを備えるように実現されてもよい。この場合には、構造が簡素で製造が容易であるという利点がある。また本発明の画像表示装置は、発光素子と、上述したコアシェル構造の半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材を含む波長変換部とを備えるように実現されてもよい。この場合には、変換損失が少なく効率が高いという利点がある。なお、本発明における波長変換部とは、光が入射されたとき、特定の波長の光のみを出射する機能を有するものを指す。このような機能を実現する方法としては、例えば、入射光の一部の波長のみを透過する、あるいは、入射光とは異なる波長の光を出射する、などの方法が例示される。
【０１０１】
本発明の画像表示装置は、発光素子から発せられた出射光が、半導体微粒子蛍光体および波長変換部により各色光に変換され、この変換光により、各画素の色調が表現される。本発明の画像表示装置は、発光素子の励起光が、半導体微粒子蛍光体のシェル部で吸収される点に特徴がある。本発明では、このような構成を備えることで、色再現性と画面明るさを高度に両立させた画像表示装置を実現することができる。
【０１０２】
図５は、本発明の好ましい第１の例の画像表示装置１０１を概念的に示す分解斜視図である。図５に示す例の画像表示装置１０１は、透明または半透明の導光板１０３の側面に、光源として複数個（図５においては１６個）の発光装置１０２（好適には、図１に示した例の発光装置１または図２に示した例の発光装置２１）が配置されており、導光板１０３の上面に隣接して、複数の波長変換部１０４で構成された画像表示部１０５が設けられている。図５に示す例の画像表示装置１０１において、発光装置１０２からの出射光１０６は、導光板１０３を通過し、光１０７として画像表示部１０５の全面に照射されるように構成されている。ここで、画像表示装置１０１では、光源として、白色光を呈する発光装置１０２を用い、各画素の表示には波長変換部１０４内のカラーフィルタを用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１０４内の薄膜トランジスタを用いている。発光装置１０２としては、たとえば図１〜図３に示したような構成を備える本発明の発光装置１，２１，４１を好適に用いることができる。
【０１０３】
ここで、図６は、図５に示した例の画像表示装置１０１における波長変換部１０４を拡大して示す分解斜視図である。図６に示す例の波長変換部１０４は、下部偏光板１１１ａ、透明導電膜１１３ａ（薄膜トランジスタ１１２を有する）、配向膜１１４ａ、液晶層１１５、配向膜１１４ｂ、上部薄膜電極１１３ｂ、カラーフィルタ１１６、上部偏光板１１１ｂがこの順に積層されてなるものである。カラーフィルタ１１６は、複数種のカラーフィルタ（図６においては３種類のカラーフィルタ１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ）から構成されており、各カラーフィルタは特定の波長領域の光のみを透過させる。また、カラーフィルタの各区画は、透明導電膜１１３ａに対応する大きさに分割されている。図６に示す例の波長変換部１０４では、薄膜トランジスタ１１２により、下部偏光板１１１ａから上部偏光板１１１ｂへの光の透過を制御することで、ＯＮ／ＯＦＦ表示することができる。かかる構造を有する波長変換部は、液晶表示装置と呼ばれることもある。
【０１０４】
ここで、本発明におけるカラーフィルタとは、入射光のうち、特定の波長の光のみを透過する機能を有するものを指す。上記機能を有するカラーフィルタの原料としては、染料や顔料などが例示される。本発明におけるカラーフィルタの区画は、３つ以上が好ましい。区画が３つあると、自然に存在する大半の色調を、画像表示部に再現することが可能となるためである。また、３つの区画は、それぞれ、赤色・緑色・青色を透過するカラーフィルタが好適に用いることができる。
【０１０５】
図７は、本発明の画像表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、赤色カラーフィルタの透過スペクトル、緑色カラーフィルタの透過スペクトル、および青色カラーフィルタの透過スペクトルを示すグラフであり、縦軸は透過率（％）を表し、横軸は波長（ｎｍ）を表している。なお、本発明の画像表示装置に用いられるカラーフィルタの各色の透過スペクトルは、図７のグラフに示されたもののみに限られず、従来公知の一般的なカラーフィルタを用いることができる。
【０１０６】
また、図５に示す例など、本発明で用いられる導光板とは、光源が画像表示部へ照射する光の面内明るさのムラを緩和する機能を有するものを指す。画像表示装置の光源に面内方向での明るさにムラが存在すると、画像表示部の明るさに面内方向のムラが生じてしまう。そのため、導光板を用いることで、面内強度が均一な光を画像表示部に入射することができる。かかる機能を有する導光板としては、表面に凹凸加工を施したアクリル樹脂板などが例示される。かかるアクリル樹脂板においては、表面の凹凸により光が散乱されるため、面内方向での明るさが均一な光を出射することができる。
【０１０７】
また図８は、本発明の好ましい第２の例の画像表示装置１２１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図５に示した例の画像表示装置１０１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図８に示す例の画像表示装置１２１は、図５に示した例の画像表示装置１０１とほぼ同様の構成であるが、光源に発光素子１２２を用い、画像表示部１２４が波長変換部１２３から構成されている点で異なる。図８に示す例の画像表示装置１２１は、透明または半透明の導光板１０３の側面に、光源として複数個（図８においては１６個）の発光素子１２２が配置されており、導光板１０３の上面に隣接して、複数の波長変換部１２３で構成された画像表示部１２４が設けられている。図８に示す例の画像表示装置１２１において、発光素子１２２からの出射光１２５は、導光板１０３を通過し、光１２６として画像表示部１２４の全面に照射されるように構成されている。図８に示す例の画像表示装置１２１では、光源である発光素子１２２としては上述した半導体発光素子を好適に用いることができ、各画素の表示には波長変換部１２３内の波長変換部材を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１２３内の薄膜トランジスタを用いている。
【０１０８】
ここで、図９は、図８に示した例の画像表示装置１２１における波長変換部１２３を拡大して示す分解斜視図である。図９に示す例の波長変換部１２３は、図６に示した例の波長変換部１０４とほぼ同様の構成であるが、カラーフィルタ１１６の代わりに、波長変換部材１３６が存在する点で異なる。ここで、本発明における波長変換部材とは、入射光の少なくとも一部を吸収し、入射光とは異なる波長の光を放射する機能を有するものを指す。上記機能を有する波長変換部材の原料としては、半導体微粒子蛍光体が例示される。図９に示す例の波長変換部１２３は、下部偏光板１３１ａ、透明導電膜１３３ａ（薄膜トランジスタ１３２を有する）、配向膜１３４ａ、液晶層１３５、配向膜１３４ｂ、上部薄膜電極１３３ｂ、波長変換部材１３６、上部偏光板１３１ｂがこの順に積層されてなるものである。波長変換部材１３６は、複数種の波長変換部材（図９においては３種類の波長変換部材１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ）から構成されており、各波長変換部材は特定の波長領域の光を発する。また、波長変換部材の各区画は、透明導電膜１３３ａに対応する大きさに分割されている。
【０１０９】
図１０は、図９に示した例の波長変換部材１３６を模式的に示す断面図である。波長変換部材１３６は、コアシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体１４１が、透光性部材１４２に分散した形状を有する。波長変換部材１３６に入射した光１４３の一部は、透光性部材１４２を透過して、半導体微粒子蛍光体１４１のシェル部に吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体１４１は、コア部から入射光とは異なる波長の蛍光１４５を発する。また、波長変換部材１３６に入射した光１４３の一部は、透過光１４４となる。その結果、波長変換部材１３６に光１４３を照射した場合、蛍光１４５と透過光１４４の混色光１４６を発する。
【０１１０】
図１１は、本発明の好ましい第３の例の画像表示装置１５１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図５に示した例の画像表示装置１０１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１１に示す例の画像表示装置１５１は、図５に示した例の画像表示装置１０１とほぼ同様の構成であるが、発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光装置１５２（好適には図３に示した例の発光装置４１）を備え、また、導光板を用いていない点で異なる。すなわち、図１１に示す例の画像表示装置１５１では、発光装置１０２からの出射光１０６が、画像表示部１０５の全面に照射されるように構成されている。ここで、図１１に示す例の画像表示装置１５１では、光源として白色光を呈する発光装置１０２を用い、各画素の表示には図６に示したような波長変換部１０４内のカラーフィルタ１１６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１０４内の薄膜トランジスタ１１２を用いている。
【０１１１】
図１２は、本発明の好ましい第４の例の画像表示装置１６１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図８に示した例の画像表示装置１２１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１２に示す例の画像表示装置１６１は、図８に示した例の画像表示装置１２１とほぼ同様の構成であるが、光源に発光素子１６２として有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、また、導光板を用いていない点で異なる。すなわち、図１２に示す例の画像表示装置１６１では、発光装置１６２からの出射光１６３が、画像表示部１２４の全面に照射されるように構成されている。図１２に示す例の画像表示装置１６１では、各画素の表示には図９、図１０に示したような波長変換部１２３内の波長変換部材１３６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１２３内の薄膜トランジスタ１３２を用いている。
【０１１２】
図１３は、本発明の好ましい第５の例の画像表示装置１７１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図１１に示した例の画像表示装置１５１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１３に示す例の画像表示装置１７１は、図１１に示した例の画像表示装置１５１とほぼ同様の構成であるが、画像表示部１７３が波長変換部１７２から構成されている点で異なる。ここで、図１４は、図１３に示す例の画像表示装置１７１における画像表示部１７３のうちの波長変換部１７２を拡大して示す斜視図である。図１４に示す例の波長変換部１７２は、複数種のカラーフィルタ１７６（図１４に示す例では３種類のカラーフィルタ１７６ａ，１７６ｂ，１７６ｃ）から構成されており、各カラーフィルタは特定の波長領域の光のみを透過させる。図１３に示す例の画像表示装置１７１は、発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた白色光を呈する発光装置１５２を用い、各画素の表示には図１４に示すような波長変換部１７２内のカラーフィルタ１７６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、発光装置１０２内に作製された薄膜トランジスタを用いている。
【０１１３】
図１５は、本発明の好ましい第６の例の画像表示装置１８１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図１２に示した例の画像表示装置１６１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１５に示す例の画像表示装置１８１は、図１２に示した例の画像表示装置１６１とほぼ同様の構成であるが、画像表示部１８３が波長変換部１８２から構成されている点で異なる。ここで、図１６は、図１５に示す例の画像表示装置１８１における画像表示部１８３のうちの波長変換部１８２を拡大して示す斜視図である。図１６に示す例の波長変換部１８２は、複数種の波長変換部材１８６（図１６に示す例では３種類の波長変換部材１８６ａ，１８６ｂ，１８６ｃ）から構成されており、各波長変換部材は特定の波長領域の光を発する。ここで、図１５に示す例の画像表示装置１８１では、光源である発光素子１６２には有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、各画素の表示には波長変換部１８２内の波長変換部材１８６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、発光素子１６２内に作製された薄膜トランジスタを用いている。
【０１１４】
本発明の画像表示装置の性能の一つに、色再現性が挙げられる。色再現性とは、画像表示装置の表示できる色域の大きさを表しており、ＮＴＳＣ比を用いて評価される。本発明の画像表示装置においては、ＮＴＳＣ比が１００％以上であることが好ましい。ＮＴＳＣ比は、ＮＴＳＣ（National Television System Comittee）が定めた赤、緑、青の各色のＣＩＥ１９７６色度図の色度座標（ｕ’，ｖ’）（赤（０．４９８，０．５１９）、緑（０．０７６，０．５７６）、青（０．１５２，０．１９６））を結んで得られる三角形の面積に対して、ＣＩＥ１９７６色度図における色度座標（ｕ’，ｖ’）の赤、緑、青の各色の色度座標を結んで得られる三角形の面積比率により算出される。
【０１１５】
また本発明の画像表示装置の性能の一つに、画面明るさが挙げられる。明るさとは、画像表示装置から発せられる光の強さを表す。本発明において明るさとは、ＲＧＢ画素をフルオープンして白色表示したときの、画面輝度で算出される。
【０１１６】
本発明の画像表示装置においては、ＮＴＳＣ比を高めるという観点からは、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１１７】
また、本発明の画像表示装置においては、半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅は狭いことが好ましい。発光スペクトルの半値幅が狭いと、色再現性の高い画像表示装置を実現できるためである。この場合、発光スペクトルの半値幅の具体例としては、８０ｎｍ以下であることが好ましく、６０ｎｍ以下であることがより好ましく、４０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【０１１８】
本発明の画像表示装置についても、上述した構成に制限されるわけではなく、従来公知の一般的な構造を採用することができる。
【０１１９】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２０】
＜半導体微粒子蛍光体コア部の合成＞
以下に、コア部の材料がＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅである、半導体微粒子蛍光体のコア部の合成方法を説明する。なお、以下の合成例において、半導体微粒子蛍光体の結晶構造測定には、粉末Ｘ線回折測定装置Ｕｌｔｉｍａ ＩＶ（株式会社リガク製）を、半導体微粒子蛍光体の粒子径および粒子径分布測定には、透過型電子顕微鏡ＪＥＭ−２１００（日本電子株式会社製）を用いた。
【０１２１】
（合成例Ａ１：ＩｎＰコア部の合成）
合成例Ａ１では、ＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１２２】
まず、乾燥窒素雰囲気のグローブボックス内でトリオクチルホスフィン２００ｍＬとトリオクチルホスフィンオキシド１７．３ｇとを秤量してから、これらを混合することにより１０分間攪拌して混合溶媒Ａを得た。
【０１２３】
その後、グローブボックス内にある混合溶媒Ａに、ＩＩＩ族金属元素原料である三塩化インジウム２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）と半導体微粒子のＶ族元素原料であるトリストリメチルシリルホスフィン２．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）とを加えて混合した後に、２０℃で１０分間攪拌することにより原料溶液Ｂを得た。
【０１２４】
次に、原料溶液Ｂを窒素雰囲気の圧力容器中で攪拌しながら７２時間加熱することにより、原料溶液Ｂに含まれる材料を合成させて合成溶液Ｃを得た。合成反応終了後の合成溶液Ｃを室温まで自然放熱して冷却し、乾燥窒素雰囲気中で合成溶液Ｃを回収した。
【０１２５】
この合成溶液Ｃに対して、貧溶媒の脱水メタノール２００ｍＬを加えることにより半導体微粒子蛍光体を析出させるという操作と、４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離することにより半導体微粒子蛍光体を沈殿させるという操作と、脱水トルエンを加えることにより半導体微粒子蛍光体を再溶解させるという操作とをそれぞれ各１０回ずつ繰り返すという分級工程を行うことにより、特定の粒子径の半導体微粒子蛍光体を含む脱水トルエン溶液Ｄを得た。そして、脱水トルエン溶液Ｄから脱水トルエン溶媒を蒸発させることにより、固体粉末Ｅを回収した。
【０１２６】
この固体粉末Ｅの回折ピークを粉末Ｘ線回折により観察したところ、ＩｎＰの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥはＩｎＰ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察し、２０個の粒子径を測定して、それぞれの粒子径の値の平均値から平均粒子径を算出することで、ＩｎＰ結晶の平均粒子径を確認した。
【０１２７】
（合成例Ａ２：ＩｎＰコア部の合成）
合成例Ａ１において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ２のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ２においては、沈殿・再溶解の工程を各５回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ１と同様の製造方法により合成例Ａ２のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１２８】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＰの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＰ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＰ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。合成例Ａ２で得られたＩｎＰコア部の粒子径分布は、合成例Ａ１のＩｎＰコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１２９】
（合成例Ａ３：ＩｎＰコア部の合成）
合成例Ａ１において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ３のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ３においては、沈殿・再溶解の工程を各２回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ１と同様の製造方法により合成例Ａ３のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３０】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＰの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＰ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＰ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認できる。合成例Ａ３で得られたＩｎＰコア部の粒子径分布は、合成例Ａ１、Ａ２のＩｎＰコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１３１】
（合成例Ａ４：Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐコア部の合成）
合成例Ａ１において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の一部を三塩化ガリウムに代えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ４のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１はコア部のＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ４はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．８８ｇ（５．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ１と同様の製造方法により合成例Ａ４のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３２】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。
【０１３３】
（合成例Ａ５：Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｐコア部の合成）
合成例Ａ４において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の比率を変えたことを除いては、合成例Ａ４と同様の製造方法により、合成例Ａ５のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ４はコア部のＩＩＩ族金属元素原料にＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．８８ｇ（５．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ５はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．５ｇ（７．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．５３ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ４と同様の製造方法により合成例Ａ５のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３４】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｐの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.3Ｇａ0.7Ｐ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｐ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。
【０１３５】
（合成例Ａ６：ＩｎＮコア部の合成）
合成例Ａ１において、混合溶液Ａに加えるＶ族元素原料をビストリメチルシリルアミンに代えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ６のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１はＶ族元素原料にトリストリメチルシリルホスフィンを用いていたが、合成例Ａ６はＶ族元素原料にビストリメチルシリルアミン１．６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。Ｖ族元素原料の条件が異なる他は合成例Ａ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。
【０１３６】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＮの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＮ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＮ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１３７】
（合成例Ａ７：ＩｎＮコア部の合成）
合成例Ａ６において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ６と同様の製造方法により、合成例Ａ７のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ６は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ７においては、沈殿・再溶解の工程を各５回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ６と同様の製造方法により合成例Ａ７のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３８】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＮの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＮ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＮ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。合成例Ａ７で得られたＩｎＮコア部の粒子径分布は、合成例Ａ６のＩｎＮコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１３９】
（合成例Ａ８：ＩｎＮコア部の合成）
合成例Ａ６において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ６と同様の製造方法により、合成例Ａ８のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ６は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ８においては、沈殿・再溶解の工程を各２回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ６と同様の製造方法により合成例Ａ８のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１４０】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＮの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＮ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＮ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認することが出来る。合成例Ａ８で得られたＩｎＮコア部の粒子径分布は、合成例Ａ６、Ａ７のＩｎＮコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１４１】
（合成例Ａ９：Ｉｎ0.6Ｇａ0.4Ｎコア部の合成）
合成例Ａ６において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の一部を三塩化ガリウムに代えたことを除いては、合成例Ａ６と同様の製造方法により、合成例Ａ９のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ６はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ９はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．７ｇ（４．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ６と同様の製造方法により合成例Ａ９のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１４２】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.6Ｇａ0.4Ｎの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.6Ｇａ0.4Ｎ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.6Ｇａ0.4Ｎ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４３】
（合成例Ａ１０：Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ｎコア部の合成）
合成例Ａ９において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の比率を変えたことを除いては、合成例Ａ９と同様の製造方法により、合成例Ａ１０のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ９はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．７ｇ（４．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ９はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．７ｇ（８．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．３５ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ９と同様の製造方法により合成例Ａ１０のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１４４】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ｎの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.8Ｇａ0.2Ｎ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ｎ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４５】
（合成例Ａ１１：ＣｄＳｅコア部の合成）
合成例Ａ１において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料をＩＩ族金属元素原料に代えたこと、Ｖ族元素原料をＶＩ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ１１のＣｄＳｅ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１１は原料に、ＩＩ族金属元素原料であるジメチルカドミウム１．４ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）とＶＩ族元素原料であるトリオクチルホスフィンサルファイド４．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。原料が異なる他は合成例Ａ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。
【０１４６】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＣｄＳｅの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＣｄＳｅ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＣｄＳｅ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４７】
（合成例Ａ１２：Ｚｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅコア部の合成）
混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料を２種類のＩＩ族金属元素原料に代えたことを除いては、合成例Ａ１１と同様の製造方法により、合成例Ａ１２のＺｎＣｄＳｅ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１２ではＩＩ族金属元素原料にジメチルカドミウム０．１４ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、およびジエチル亜鉛１．１ｇ（９．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ５と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。
【０１４８】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｚｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＺｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｚｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４９】
＜半導体微粒子蛍光体シェル部の合成＞
以下に、シェル部の材料がＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＩｎＮ、ＺｎＳＴｅ、ＧａＰ、ＳｉＯ２、ＺｎＳ、ＧａＮである、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体の合成方法を説明する。
【０１５０】
（合成例Ｂ１：ＺｎＳｅシェル部の合成）
合成例Ｂ１では、ＺｎＳｅシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。
【０１５１】
まず、乾燥窒素雰囲気のグローブボックス内で半導体微粒子蛍光体コア部と、トリオクチルホスフィン２００ｍＬとトリオクチルホスフィンオキシド１７．３ｇとを秤量してから、これらを混合することにより１０分間攪拌して混合溶媒Ａを得た。
【０１５２】
その後、混合溶媒Ａをフラスコ中で攪拌しながら、シェル成長温度に加熱した状態で、半導体微粒子シェル部のＩＩ族金属元素原料であるジエチル亜鉛１．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）と半導体微粒子シェル部のＶＩ族元素原料であるトリオクチルホスフィンセレナイド４．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）とを個別に８時間かけて徐々に滴下することで、合成溶液Ｃを得た。
【０１５３】
この合成溶液Ｃに対して、貧溶媒の脱水メタノール２００ｍＬを加えることにより半導体微粒子蛍光体を析出させるという操作と、４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離することにより半導体微粒子蛍光体を沈殿させるという操作と、脱水トルエンを加えることにより半導体微粒子蛍光体を再溶解させるという操作とをそれぞれ各１０回ずつ繰り返すという分級工程を行うことにより、特定の粒子径の半導体微粒子蛍光体を含む脱水トルエン溶液Ｄを得た。そして、脱水トルエン溶液Ｄから脱水トルエン溶媒を蒸発させることにより、固体粉末Ｅを回収した。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＺｎＳｅシェルが覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５４】
（合成例Ｂ２：ＳｉＣシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加える原料を２種類のＩＶ族金属元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ２のＳｉＣシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ２ではＩＶ族元素原料にポリカルボシラン５．０ｇを用いた。ＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＳｉＣシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５５】
（合成例Ｂ３：Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料を２種類のＩＩＩ族金属元素原料に、ＶＩ族元素原料をＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ３のＩｎＧａＮシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ３ではＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム０．５４ｇ（２．５ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム１．３ｇ（７．５ｍｍｏｌ）を用い、Ｖ族元素原料にビストリメチルシリルアミン１．６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料およびＶ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５６】
（合成例Ｂ４：ＺｎＳ0.35Ｔｅ0.65シェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料とＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ４のＺｎＳＴｅシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ４ではＩＩ族金属元素原料にジエチル亜鉛１．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用い、ＶＩ族元素原料にトリオクチルホスフィンサルファイド１．４ｇ（３．５ｍｍｏｌ）とトリオクチルホスフィンテレナイド３．２ｇ（６．５ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩ族金属元素原料およびＶＩ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＺｎＳ0.35Ｔｅ0.65シェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５７】
（合成例Ｂ５：ＧａＰシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料をＩＩＩ族金属元素原料に、ＶＩ族元素原料をＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ５のＧａＰシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ５ではＩＩＩ族金属元素原料に三塩化ガリウム１．８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用い、Ｖ族元素原料にトリストリメチルシリルホスフィン２．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料およびＶ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＧａＰシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５８】
（合成例Ｂ６：ＳｉＯ2シェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加える原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ６のＳｉＯ2シェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ６ではアミノプロピルトリメトキシシラン２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）と、チオグリコール酸０．９２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＳｉＯ2シェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５９】
（合成例Ｂ７：ＺｎＳシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＶＩ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ７のＺｎＳシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ７ではＶＩ族元素原料にトリオクチルホスフィンサルファイド４．０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＶＩ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＺｎＳシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１６０】
（合成例Ｂ８：ＧａＮシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料をＩＩＩ族金属元素原料に、ＶＩ族元素原料をＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ８のＧａＮシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ８ではＩＩＩ族金属元素原料に三塩化ガリウム１．７５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用い、Ｖ族元素原料にビストリメチルシリルアミン１．６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料およびＶ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＧａＮシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１６１】
＜半導体微粒子蛍光体の製造＞
以下に、コア部の材料がＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅから選ばれる材料であり、シェル部の材料がＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＩｎＧａＮ、ＺｎＳＴｅ、ＧａＰ、ＳｉＯ2、ＺｎＳ、ＧａＮから選ばれる材料である、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体の製造方法を説明する。また、以下製造例において、半導体微粒子蛍光体の発光特性測定には、蛍光分光光度計ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４（ＪＯＢＩＮ ＹＶＯＮ社製）を、半導体微粒子蛍光体の吸収スペクトル測定には、分光光度計Ｕ−４１００（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いた。
【０１６２】
（製造例１ｒ：ＩｎＰ／ＺｎＳｅ赤色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒでは、赤色発光を示すＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体を製造した。
【０１６３】
まず合成例Ａ１に示した方法を用いて、ＩｎＰコア部を合成した。透過型電子線顕微鏡を用い、ＩｎＰコア部の平均粒子径が３．８ｎｍであり、粒子径分布が１４．８％であることを確認した。その後、合成例Ｂ１に示した方法を用いて、ＩｎＰコア部の表面にＺｎＳｅシェル部を合成した。透過型電子線顕微鏡を用い、シェル部の膜厚が０．８ｎｍであることを確認した。これにより、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体を製造した。製造したＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、ＵＶランプを照射することで、赤色に発光することを確認した。
【０１６４】
得られたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、フォトルミネッセンス測定を行うことで、発光ピーク波長が６２９．２ｎｍ、発光半値幅が３９．３ｎｍであることを確認した。また、吸収スペクトル測定を行うことで、吸収波長が４５９．２ｎｍであることを確認した。また、発光効率が、５１．８％であることを確認した。
【０１６５】
（製造例２ｒ〜２２ｒ：各種赤色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例２ｒ〜２２ｒの各種赤色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｒ〜６ｒの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表２に示す。
【０１６６】
【表１】
【０１６７】
【表２】
【０１６８】
（製造例１ｙ〜２２ｙ：各種黄色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例１ｙ〜２２ｙの各種黄色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｙ〜６ｙの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表３に示す。
【０１６９】
【表３】
【０１７０】
（製造例１ｇ〜２２ｇ：各種緑色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例１ｇ〜２２ｇの各種緑色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｇ〜６ｇの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表４に示す。
【０１７１】
【表４】
【０１７２】
（製造例１ｂ〜２２ｂ：各種青色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例１ｂ〜２２ｂの各種青色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｂ〜６ｂの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表５に示す。
【０１７３】
【表５】
【０１７４】
≪半導体微粒子蛍光体のシェル部の違いによる吸収・発光スペクトルの変化≫
以下に、シェル部の違いが、半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルに与える影響を検討する。図１７は、比較製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。また、図１８は、製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。どちらのサンプルも、４００ｎｍでの吸収率が約９０％となるよう、半導体微粒子蛍光体の濃度を調整して測定を行っている。
【０１７５】
図１７によると、比較製造例１ｒにおいて合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＰコア部の発光ピークである６３０．７ｎｍにおける吸収率は１４．０％、発光ピークのすそである６００ｎｍにおける吸収率は２７．９％であることが分かる。一方、図１８によると、製造例１ｒにおいて合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＰコア部の発光ピークである６２９．２ｎｍにおける吸収率は３．１％、発光ピークのすそである６００ｎｍにおける吸収率は６．１％となっている。すなわち、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体に比べると、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、自身の発光波長における吸収率が小さいことが分かる。
【０１７６】
以上の違いは、シェル部における励起光の吸収の有無の違いによると考えられる。表２に示すように、ＺｎＳシェル部のバンドギャップは、３．５６ｅＶである。したがって、ＺｎＳシェル部は、３４７．９ｎｍより短波長の光しか吸収できず、３５０〜４６０ｎｍの青色〜紫外光で励起させる場合は、ＩｎＰコア部で吸収させる必要がある。そのため、ＩｎＰコア部の濃度を高める必要があり、自身の発光波長領域における吸収率が大きくなる。一方、表２に示すように、ＺｎＳｅシェル部のバンドギャップは、２．７０ｅＶである。したがって、ＺｎＳｅシェル部は、４５９．２ｎｍより短波長の光を吸収する。したがって、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体を３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの青色〜紫外光で励起させる場合、シェル部で吸収する。この結果、自身の発光波長領域における吸収率を抑えることができる。
【０１７７】
以上より、半導体微粒子蛍光体の励起光をシェル部に吸収させることで、自己吸収を抑制することができることがわかった。自己吸収が少ないと、濃度消光の影響を受けにくい点で好ましい。
【０１７８】
≪半導体微粒子蛍光体の吸収率が発光効率に与える影響の検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体の吸収率が発光効率に与える影響を検討する。
【０１７９】
図１９は、比較製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体、ならびに、製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の、発光効率の吸収率依存性を示すグラフである。図１９では、横軸に蛍光体の４０５ｎｍの吸収率を、縦軸に４０５ｎｍで励起したときの蛍光体の発光効率を示している。
【０１８０】
図１９によると、比較製造例１ｒにおいて合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体は、吸収率が９．１％のとき４９．７％であった発光効率が、吸収率が９１．９％のときは発光効率が４２．８％まで下がり、吸収率が大きくなるにつれて発光効率が減少する傾向が見られる。一方、製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、吸収率が２５．２％のとき５１．８％であった発光効率は、吸収率が８４．９％のときにも発光効率は５０．１％であり、発光効率の減少は見られない。
【０１８１】
以上の違いは、自己吸収の違いによるものと考えられる。励起光をシェル部が透過する、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体は、自己吸収の影響が大きく、濃度消光による発光効率の低下が顕著に現れる。一方、励起光をシェル部で吸収する、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、濃度消光による発光効率の低下がほとんど見られない。すなわち、半導体微粒子蛍光体の励起光をシェル部に吸収させることで、濃度消光の影響を小さくできることが分かった。
【０１８２】
≪マルチシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体の検討≫
以下に、マルチシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体について、検討する。
【０１８３】
最初に、製造例１ｒと製造例４ｒで合成される半導体微粒子蛍光体について比較する。製造例１ｒと製造例４ｒで合成される半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体である点で、同じである。ただ、製造例４ｒにおいては、ＺｎＳｅシェル部の外側に、更にＳｉＯ2シェル部を設けた、マルチシェル構造となっている１点で異なる。
【０１８４】
製造例１ｒと製造例４ｒで合成される半導体微粒子蛍光体を、大気雰囲気下において１００℃で３０日間エージングを行い、発光効率の低下を観察した。製造例１ｒの半導体微粒子蛍光体においては、エージング前後で発光効率が２８．７％低下したが、製造例４ｒの半導体微粒子蛍光体においては、発光効率が７．４％しか低下しなかった。
【０１８５】
同様の傾向については、製造例１ｙと製造例４ｙの黄色蛍光体、製造例１ｇと製造例４ｇの緑色蛍光体、製造例１ｂと製造例４ｂの青色蛍光体についても、観察することができた。
【０１８６】
また、製造例７ｒと製造例１０ｒで合成される半導体微粒子蛍光体について比較する。製造例７ｒと製造例１０ｒで合成される半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＮ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体である点で、同じである。ただ、製造例１０ｒにおいては、ＺｎＳｅシェル部の外側に、更にＳｉＯ2シェル部を設けた、マルチシェル構造となっている１点で異なる。
【０１８７】
製造例７ｒと製造例１０ｒで合成される半導体微粒子蛍光体を、大気雰囲気下において１００℃で３０日間エージングを行い、発光効率の低下を観察した。製造例７ｒの半導体微粒子蛍光体においては、エージング前後で発光効率が４３．２％低下したが、製造例１０ｒの半導体微粒子蛍光体においては、発光効率が１９．４％しか低下しなかった。
【０１８８】
同様の傾向については、製造例７ｙと製造例１０ｙの黄色蛍光体、製造例７ｇと製造例１０ｇの緑色蛍光体、製造例７ｂと製造例１０ｂの青色蛍光体についても、観察することができた。
【０１８９】
これは、化学的に安定なＳｉＯ2シェル部を付け加えることにより、水や酸素などがコア部やシェル部に与える影響を緩和したためであると考えられる。以上の結果より、半導体微粒子蛍光体は、複数のシェル部からなるマルチシェル構造にすることで、耐久性を向上させることが出来ることを確認した。
【０１９０】
≪半導体微粒子蛍光体のコア部に混晶半導体材料を用いた場合の効果≫
以下に、混晶材料を用いた半導体微粒子蛍光体について検討する。
【０１９１】
製造例１ｒと製造例５ｒと製造例６ｒは、コア部を除いて、同じ方法で合成している。製造例１ｒについては、コア部に粒子径３．８ｎｍのＩｎＰ材料を用いているのに対し、製造例５ｒにおいては、粒子径６．１ｎｍのＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ混晶材料を用い、製造例６ｒにおいては、粒子径５．４ｎｍのＩｎ0.7Ｇａ0.3Ｐ混晶材料を用いている点に違いがある。表２より、いずれの製造法で作製した半導体微粒子蛍光体においても、発光波長は、６３０ｎｍであることが分かる。
【０１９２】
製造例１４ｒと製造例１５ｒと製造例１６ｒは、コア部を除いて、同じ方法で合成している。製造例１ｒについては、コア部に粒子径２．０ｎｍのＩｎＮ材料を用いているのに対し、製造例５ｒにおいては、粒子径６．０ｎｍのＩｎ0.6Ｇａ0.4Ｎ混晶材料を用い、製造例６ｒにおいては、粒子径３．４ｎｍのＩｎ0.8Ｇａ0.2Ｎ混晶材料を用いている点に違いがある。表２より、いずれの製造法で作製した半導体微粒子蛍光体においても、発光波長は、６３０ｎｍであることが分かる。
【０１９３】
同様の傾向は、製造例１ｙと製造例５ｙと製造例６ｙ、製造例１ｇと製造例５ｇと製造例６ｇ、製造例１ｂと製造例５ｂと製造例６ｙ、製造例１４ｙと製造例１５ｙと製造例１６ｙ、製造例１４ｇと製造例１５ｇと製造例１６ｇ、製造例１４ｂと製造例１５ｂと製造例１６ｂにおいても見られる。すなわち、半導体微粒子蛍光体のコア部に混晶半導体材料を用いると、蛍光体の発光波長を制御する方法として、粒子径のみでなく、混晶比を用いても制御ができることがわかる。
【０１９４】
＜発光装置の作製＞
以下に、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体から構成される、発光装置の製造方法を説明する。また、以下の実施例において、発光装置の色度点、発光効率および演色性指数の測定には、発光測定システムＭＣＰＤ−７０００（大塚電子株式会社製）を用いた。
【０１９５】
（実施例Ａ１：ＩｎＰ／ＺｎＳｅ赤色蛍光体と、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ緑色蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置）
実施例Ａ１では、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ赤色蛍光体と、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ緑色蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される、発光装置の製造方法を説明する。
【０１９６】
まず、製造例Ａ１により作製された赤色蛍光体と、製造例Ｂ１により作製された緑色蛍光体とを、表６の「各種蛍光体重量混合比」に示されるように、赤色蛍光体の重量０．１１７に対して緑色蛍光体の重量が０．８８３となる重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。
【０１９７】
この蛍光体混合物を表６の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示されるように、蛍光体混合物の重量１に対して、シリコーン樹脂の重量が１０１．８となる重量比率でシリコーン樹脂中に赤色蛍光体および緑色蛍光体を分散させてモールド樹脂を得た。
【０１９８】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する青色半導体発光ダイオード素子を封止し、図１に示した構造の実施例１の発光装置を作製した。
【０１９９】
実施例Ａ１で作製した発光装置の色度点、発光効率および演色性指数を、表７に示す。実施例Ａ１で作製した発光装置は、色度点（ｕ‘，ｖ’）＝（０．１９９９，０．３９６７）の白色を示すことを確認した。また、演色性指数は、４６．４であることを確認した。また本発光装置の発光効率を基準とし、これ以降で作製する発光装置の発光効率は、本発光装置の発光効率を１００％としたときの相対値として求めた。
【０２００】
【表６】
【０２０１】
【表７】
【０２０２】
（実施例Ａ２〜Ａ３１、比較実施例Ａ１〜Ａ６：各種蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量以外は、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ａ２〜Ａ３１および比較実施例Ａ１〜Ａ６の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表６の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表６の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２０３】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する青色半導体発光ダイオード素子を封止し、図１に示した構造の実施例Ａ２〜Ａ３１、比較実施例Ａ１〜Ａ６の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表７に示した色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２０４】
（実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較実施例Ｂ１〜Ｂ２：各種子蛍光体と、紫外発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、紫外発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に紫外発光半導体ダイオード素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｂ１〜Ｂ４および比較実施例Ｂ１〜Ｂ２の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表８の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表８の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２０５】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、３８０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する紫外半導体発光ダイオード素子を封止し、図１に示した構造の実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較実施例Ｂ１〜Ｂ２の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表９に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２０６】
【表８】
【０２０７】
【表９】
【０２０８】
（実施例Ｃ１〜Ｃ２、比較実施例Ｃ１〜Ｃ２：各種蛍光体と、青色発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、青色発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に青色発光半導体レーザダイオード素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｃ１〜Ｃ２および比較実施例Ｃ１〜Ｃ２の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表１０の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表１０の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２０９】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する青色半導体発光レーザダイオード素子を封止し、図２に示した構造の実施例Ｃ１〜Ｃ２および比較実施例Ｃ１〜Ｃ２の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表１１に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２１０】
【表１０】
【０２１１】
【表１１】
【０２１２】
（実施例Ｄ１〜Ｄ４、比較実施例Ｄ１〜Ｄ２：各種蛍光体と、紫外発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、紫外発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に紫外発光半導体レーザダイオード素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｄ１〜Ｄ４および比較実施例Ｄ１〜Ｄ２の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表１２の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表１２の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２１３】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、３８０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する紫外半導体発光レーザダイオード素子を封止し、図２に示した構造の実施例Ｄ１〜Ｄ４および比較実施例Ｄ１〜Ｄ２の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表１３に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２１４】
【表１２】
【０２１５】
【表１３】
【０２１６】
（実施例Ｅ１〜Ｅ２７、比較実施例Ｅ１〜Ｅ６：各種蛍光体と、青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に青色有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｅ１〜Ｅ２７および比較実施例Ｅ１〜Ｅ６の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表１４の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表１４の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２１７】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５５ｎｍに発光のピーク波長を有する青色有機エレクトロルミネッセンス素子を封止し、図３に示した構造の実施例Ｅ１〜Ｅ２７および比較実施例Ｅ１〜Ｅ６の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表１５に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２１８】
【表１４】
【０２１９】
【表１５】
【０２２０】
≪シェル部材料のバンドギャップによる違いの検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料の違いが、本発明の発光装置の発光効率に与える影響を検討する。
【０２２１】
図２０、図２１および図２２は、各種コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置１，２１，４１の明るさの関係を表した図である。横軸には、半導体微粒子蛍光体のシェル部材料のバンドギャップエネルギーを、縦軸には、発光装置の発光効率の相対値をプロットしている。ここで励起光源には、図２０では、青色半導体発光ダイオード素子および青色半導体発光レーザダイオード素子を、図２１では、紫外半導体発光ダイオード素子および紫外半導体発光レーザダイオード素子を、図２２では、青色エレクトロルミネッセンス素子を用いている。図中の直線は、光源から発せられる励起光のエネルギーを表している。図２０〜２２のいずれの場合も、シェル部材料のバンドギャップエネルギーが光源の励起光エネルギーより小さい場合において、発光効率が高くなっていることが分かる。これは、コア部より体積の大きいシェル部で、励起光を吸収させることにより、半導体微粒子蛍光体の濃度消光を抑制することができたためであると考えられる。これは、シェル部により効率よく励起光を吸収させることが可能となったため、コア部による蛍光の自己吸収を低下させることができたためである。
【０２２２】
≪シェル部材料のバンドギャップが小さい場合の影響の検討≫
以下に、シェル部のバンドギャップエネルギーが小さい半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置の特性について、検討する。
【０２２３】
実施例Ａ１と実施例Ａ１９を比較する。実施例Ａ１と実施例Ａ１９の発光装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例Ａ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例Ａ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例Ａ１の発光装置の発光効率が１００．０％であるのに対して、Ａ１９の発光装置の発光効率は７９．５％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２２４】
実施例Ａ７と実施例Ａ２０を比較する。実施例Ａ７と実施例Ａ２０の発光装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例Ａ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例Ａ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例Ａ７の発光装置の発光効率が４７．０％であるのに対して、Ａ２０の発光装置の発光効率は４１．７％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２２５】
これは、シェル材料がＧａＰ材料である赤色半導体微粒子蛍光体を用いた場合、青色半導体微粒子蛍光体の発光を、赤色蛍光体のＧａＰシェル部が吸収するためであると考えられる。このとき、青色発光が赤色蛍光体に吸収されることで生じる損失のため、発光装置の発光効率は低下する。すなわち発光装置の発光効率の観点からは、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、発光装置に含まれるいずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きいことが好ましい。
【０２２６】
≪コア部材料の違いの検討≫
以下、コア部の材料の違いが、本発明の発光装置の発光効率に与える影響を検討する。
【０２２７】
図２３は、シェル部材料がＺｎＳおよびＺｎＳｅである半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置１，４１の明るさの関係を表した図である。横軸には、半導体微粒子蛍光体のコア部材料を、縦軸には、発光装置の発光効率の相対値をプロットしている。図２３を見て分かるように、コア部の材料が、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅのいずれの場合も、シェル部の材料が励起光を透過するＺｎＳ材料より、励起光を吸収するＺｎＳｅ材料の半導体微粒子蛍光体を用いたほうが、発光効率が高いことが分かる。以上より、半導体微粒子蛍光体のシェル部が励起光を吸収する場合、濃度消光を抑制し発光効率が向上する効果は、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部材料においても得られることが分かる。
【０２２８】
≪半導体微粒子蛍光体の発光半値幅の検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が、本発明の発光装置の演色性指数Ｒａ値に与える影響を検討する。
【０２２９】
図２４には、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子からなる発光装置１の製造例Ａ１、Ａ２、Ａ３と、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光装置４１の製造例Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３をプロットした図である。横軸には、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の発光半値幅を、縦軸には、発光装置の演色性指数Ｒａ値をプロットしている。
【０２３０】
図２４を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなるに従い、発光装置の演色性指数Ｒａ値も向上することが分かる。これは、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなることによって、発光装置の発光スペクトルが、山谷のないなだらかな自然白色光に近づくためであると考えられる。
【０２３１】
≪蛍光体の数とＲａ値および発光効率≫
以下に、本発明の発光装置を構成する半導体微粒子蛍光体の数が、発光装置の演色性指数Ｒａ値および発光効率に与える影響を検討する。
【０２３２】
図２５および図２６は、ＩｎＰコア、ＩｎＮコアを有する半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光素子または青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される、発光装置１，４１をプロットした図である。図２５では、横軸は蛍光体の数を、縦軸は発光装置の発光効率の相対値を表している。図２６では、横軸は蛍光体の数を、縦軸は発光装置の演色性指数Ｒａ値を表している。
【０２３３】
図２５を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の種類が増えるにつれて、発光装置の発光効率は低下することが分かる。これは、蛍光体の種類が増えると、蛍光体同士の発光・吸収を繰り返してしまうため、蛍光体でのエネルギー損失が増えるためであると考えられる。また、図２６では、半導体微粒子蛍光体の種類が増えるにつれて、発光装置の演色性指数Ｒａ値が向上する傾向が見られる。これは、蛍光体の種類を増やすことにより、発光装置の発光スペクトルが、山谷のないなだらかな自然白色光に近づくためであると考えられる。
【０２３４】
≪光源の違いによる、発光装置の特性の違い≫
以下に、本発明の発光装置を構成する光源の種類が、発光装置の特性に与える影響を検討する。
【０２３５】
実施例Ａ１、実施例Ｃ１、実施例Ｅ１で作製される発光装置は、いずれも製造例１ｒ、製造例１ｇの半導体微粒子蛍光体から構成される発光装置である。但し、実施例Ａ１、実施例Ｃ１、実施例Ｅ１の発光装置を構成する光源はそれぞれ、青色半導体発光ダイオード素子、青色半導体発光レーザダイオード素子、青色有機エレクトロルミネッセンス素子である点で異なる。すなわち、それぞれ図１に示した例の発光装置１、図２に示した例の発光装置２１、図３に示した例の発光装置４１に対応する。この光源の違いによる発光装置の特性の違いを観察した。
【０２３６】
実施例Ａ１の発光装置１は、一番発光効率が高い点で優れていた。これは、光源のなかで最も発光効率の高い青色半導体発光ダイオード素子を用いたためである。一般には青色半導体発光ダイオード素子は、他の光源と比べて発光効率の高い光源を作製しやすい特徴がある。したがって、実施例Ａ１は、発光効率の高い発光装置を作製できる点で優れている。
【０２３７】
実施例Ｃ１の発光装置２１は、輝度および光出力が最も高い点で優れていた。これは、青色半導体発光レーザダイオード素子が、点光源であり、また光出力が最も高いためである。したがって、実施例Ｃ１は、輝度および光出力の高い発光装置を作製できる点で優れている。
【０２３８】
実施例Ｅ１の発光装置４１においては、面発光装置を作製することができた。これは、上記半導体発光素子が点発光であるのに対し、青色有機エレクトロルミネッセンス素子が面発光の発光素子であるためである。すなわち、実施例Ｅ１は、面発光の発光装置を作製できる点で優れている。
【０２３９】
＜画像表示装置の作製＞
以下に、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体から構成される、画像表示装置の製造方法を説明する。また、以下実施例において、画像表示装置の各色度点、色再現性および明るさの測定には、発光測定システムＭＣＰＤ−７０００（大塚電子株式会社製）を用いた。
【０２４０】
（実施例ＡＡ１：画像表示装置１０１）
実施例ＡＡ１では、実施例Ａ１の発光装置１をバックライト光源として用いるとともに、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４を用いることにより、図５に示した構造の画像表示装置１０１を作製した。すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子とを組み合わせた、実施例Ａ１に記載の発光装置１をバックライトとして用いた。かかる発光装置１と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部１０４を組み合わせることで、実施例ＣＥ１の画像表示装置１０１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１０１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１０５．８％であることを確認した。また以下の実施例における画像表示装置の明るさは、実施例ＡＡ１における画像表示装置１０１の明るさを１００％としたときの相対値として評価した。
【０２４１】
（実施例ＡＡ２〜ＡＡ２８、比較実施例ＡＡ１〜ＡＡ６、実施例ＡＢ１〜ＡＢ４、比較実施例ＡＢ１〜ＡＢ２、実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、比較実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、実施例ＡＤ１〜ＡＤ４、比較実施例ＡＤ１〜ＡＤ２：画像表示装置１０１）
各種半導体微粒子蛍光体と半導体発光素子を含有する白色発光装置１と、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４を備える、図５に示した構造の画像表示装置１０１について説明する。
【０２４２】
発光装置を除いては、実施例ＡＡ１と同様の方法を用いて、実施例ＡＡ２〜ＡＡ２８、比較実施例ＡＡ１〜ＡＡ６、実施例ＡＢ１〜ＡＢ４、比較実施例ＡＢ１〜ＡＢ２、実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、比較実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、実施例ＡＤ１〜ＡＤ４、および比較実施例ＡＤ１〜ＡＤ２の画像表示装置１０１を作製した。
【０２４３】
すなわち、表１６に示すように、実施例Ａ２〜Ａ２８、比較実施例Ａ１〜Ａ６、実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較実施例Ｂ１〜Ｂ２、実施例Ｃ１〜Ｃ２、比較実施例Ｃ１〜Ｃ２、実施例Ｄ１〜Ｄ４、および比較実施例Ｄ１〜Ｄ２で作製される発光装置１を用いて、カラーフィルタを有する波長変換部１０４を備え付けることにより、実施例ＡＡ２〜ＡＡ２８、比較実施例ＡＡ１〜ＡＡ６、実施例ＡＢ１〜ＡＢ４、比較実施例ＡＢ１〜ＡＢ２、実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、比較実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、実施例ＡＤ１〜ＡＤ４、および比較実施例ＡＤ１〜ＡＤ２の画像表示装置１０１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１０１を評価したところ、表１７に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２４４】
【表１６】
【０２４５】
【表１７】
【０２４６】
（実施例ＢＡ１：画像表示装置１２１）
実施例ＢＡ１では、青色発光半導体ダイオード素子をバックライト光源である発光素子１２２として用いるとともに、製造例１ｒ、１ｇで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３を備える、図８に示した構造の画像表示装置１２１について説明する。
【０２４７】
すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。かかる波長変換部材をカラーフィルタの代わりに用い、青色発光半導体ダイオード素子を組み合わせることで、実施例ＢＡ１の画像表示装置１２１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１２１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１２９．４％、明るさが１０４．０％を示すことを確認した。
【０２４８】
（実施例ＢＡ２〜ＢＡ１２、比較実施例ＢＡ１〜ＢＡ８：画像表示装置１２１）
青色発光の半導体ダイオード素子、紫外発光の半導体ダイオード素子、青色発光の半導体レーザダイオード素子、紫外発光の半導体レーザダイオード素子から選ばれる半導体発光素子をバックライト光源である発光素子１２２として用いるとともに、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３とを備える、図８に示した構造の画像表示装置１２１について説明する。
【０２４９】
発光装置および波長変換部材に含まれる半導体微粒子蛍光体を除いては、実施例ＢＡ１と同様の方法を用いて、実施例ＢＡ２〜ＢＡ１２、比較実施例ＢＡ１〜ＢＡ８の画像表示装置１２１を作製した。すなわち、表１８に示すように、発光装置としては、青色発光半導体ダイオード素子、紫外発光半導体ダイオード素子、青色発光半導体レーザダイオード素子、紫外発光半導体レーザダイオード素子を用いた。また、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。これ以外は、実施例ＢＡ１と同様の方法を用いて、実施例ＢＡ２〜ＢＡ１２、比較実施例ＢＡ１〜ＢＡ８の画像表示装置１２１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１２１を評価したところ、表１９に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２５０】
【表１８】
【０２５１】
【表１９】
【０２５２】
（実施例ＣＥ１：画像表示装置１５１）
実施例ＣＥ１では、実施例Ｅ１の発光装置４１をバックライト光源として用いるとともに、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４を用いることにより、図１１に示した構造の画像表示装置１５１を作製した。すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせた、実施例Ｅ１に記載の発光装置４１をバックライトとして用いた。かかる発光装置４１と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部１０４を組み合わせることで、実施例ＣＥ１の画像表示装置１５１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１５１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が９９．４％、明るさが６４．１％を示すことを確認した。
【０２５３】
（実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２：画像表示装置１５１）
各種半導体微粒子蛍光体と青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される白色発光装置４１と、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４から構成される、図１１に示した構造の画像表示装置１５１について説明する。
【０２５４】
発光装置を除いては、実施例ＣＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２の画像表示装置１５１を作製した。すなわち、表２０に示すように、実施例Ｅ２〜Ａ２７、比較実施例Ｅ１〜Ｅ６で作製される発光装置をバックライト光源として用いて、カラーフィルタを有する波長変換部１０４を備え付けることにより、実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２の画像表示装置１５１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１５１を評価したところ、表２１に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２５５】
【表２０】
【０２５６】
【表２１】
【０２５７】
（実施例ＤＥ１：画像表示装置１６１）
実施例ＤＥ１では、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源として用いるとともに、製造例１ｒ、１ｇで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３を備える、図１２に示す構造の画像表示装置１６１について説明する。すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。かかる波長変換部材をカラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光素子１６２とを組み合わせることで、実施例ＤＥ１の画像表示装置１６１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１６１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１１７．３％、明るさが６６．４％を示すことを確認した。
【０２５８】
（実施例ＤＥ２、比較実施例ＤＥ１〜ＤＥ２：画像表示装置１６１）
青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子１６２として用いるとともに、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３を備える、図１２に示した構造の画像表示装置１６１について説明する。
【０２５９】
発光装置および波長変換部材に含まれる半導体微粒子蛍光体を除いては、実施例ＤＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＤＥ２、比較実施例ＤＥ１〜ＤＥ２の画像表示装置１６１を作製した。すなわち、表２２に示すように、発光装置としては、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた。また、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。これ以外は、実施例ＤＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＤＥ２、比較実施例ＤＥ１〜ＤＥ２の画像表示装置１６１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１６１を評価したところ、表２３に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２６０】
【表２２】
【０２６１】
【表２３】
【０２６２】
（実施例ＥＥ１：画像表示装置１７１）
実施例ＥＥ１では、実施例Ｅ１の発光装置４１をバックライト光源として用いるとともに、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１７２を用いることにより、図１３に示した構造の画像表示装置１７１を作製した。すなわち、製造例１ｒ、１ｇで合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせた、実施例Ｅ１に記載の発光装置４１をバックライトとして用いた。かかる発光装置４１と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部１７２を組み合わせることで、実施例ＣＥ１の画像表示装置１７１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１７１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が９８．７％、明るさが６３．９％を示すことを確認した。
【０２６３】
（実施例ＥＥ２、比較実施例ＥＥ１〜ＥＥ２：画像表示装置１７１）
各種半導体微粒子蛍光体と青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される白色発光装置４１と、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１７２から構成される、図１３に示した構造の画像表示装置１７１について説明する。
【０２６４】
発光装置を除いては、実施例ＥＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＥＥ、比較実施例ＥＥ１〜ＥＥ２の画像表示装置１７１を作製した。すなわち、表２４に示すように、実施例Ｅ２〜Ａ２７、比較実施例Ｅ１〜Ｅ６で作製される発光装置をバックライト光源として用いて、カラーフィルタを有する波長変換部１７２を備え付けることにより、実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２の画像表示装置１７１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１７１を評価したところ、表２５に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２６５】
【表２４】
【０２６６】
【表２５】
【０２６７】
（実施例ＦＥ１：画像表示装置１８１）
実施例ＦＥ１では、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子１６２として用いるとともに、製造例１ｒ、１ｇで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１８２を備える、図１５に示したす構造の画像表示装置１８１について説明する。
【０２６８】
すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材１８６を有する波長変換部１８２を作製した。かかる波長変換部材１０００と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせることで、実施例ＤＥ１の画像表示装置１８１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１８１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１１７．３％、明るさが６６．４％を示すことを確認した。
【０２６９】
（実施例ＦＥ２〜ＦＥ２４、比較実施例ＦＥ１〜ＦＥ２：画像表示装置１８１）
青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子１６２として用いるとともに、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１８２から構成される、図１５に示した構造の画像表示装置１８１について説明する。
【０２７０】
発光装置および波長変換部材に含まれる半導体微粒子蛍光体を除いては、実施例ＦＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＦＥ２〜ＦＥ２４、比較実施例ＦＥ１〜ＦＥ２の画像表示装置１８１を作製した。すなわち、表２６に示すように、発光素子１６２としては、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた。また、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。これ以外は、実施例ＦＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＦＥ２〜ＦＥ２４、比較実施例ＦＥ１〜ＦＥ２の画像表示装置１８１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１８１を評価したところ、表２７に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２７１】
【表２６】
【０２７２】
【表２７】
【０２７３】
≪シェル部材料のバンドギャップによる違いの検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料の違いが、本発明の画像表示装置の明るさに与える影響を検討する。
【０２７４】
図２７、図２８、図２９は、各種コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置１０１，１８１の明るさの関係を表したグラフである。図２７〜図２９のいずれも、横軸には、半導体微粒子蛍光体のシェル部材料のバンドギャップエネルギーを、縦軸には、画像表示装置の明るさの相対値をプロットしている。ここで画像表示装置の励起光源には、図２７では、青色半導体発光ダイオード素子および青色半導体発光レーザダイオード素子からなる発光装置を、図２８では、紫外半導体発光ダイオード素子および紫外半導体発光レーザダイオード素子からなる発光装置を、図２９では、青色エレクトロルミネッセンス素子からなる発光装置を用いている。図中の直線は、光源から発せられる励起光のエネルギーを表している。図２７〜図２９のいずれの場合も、シェル部材料のバンドギャップエネルギーが光源の励起光エネルギーより小さい場合において、画像表示装置の明るさが高くなっていることが分かる。これは、コア部より体積の大きいシェル部で、励起光を吸収させることにより、半導体微粒子蛍光体の濃度消光を抑制することができたためであると考えられる。これは、効率よく励起光を吸収させることが可能となったため、濃度を低下させることができたためである。
【０２７５】
≪シェル部材料のバンドギャップが小さい場合の影響の検討≫
以下に、シェル部のバンドギャップエネルギーが小さい半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置の特性について、検討する。
【０２７６】
実施例ＡＡ１と実施例ＡＡ１９を比較する。実施例ＡＡ１と実施例ＡＡ１９の画像表示装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例ＡＡ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例ＡＡ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例Ａ１の画像表示装置の明るさが１００．０％であるのに対して、ＡＡ１９の画像表示装置の明るさは７７．７％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２７７】
実施例ＡＡ７と実施例ＡＡ２０を比較する。実施例ＡＡ７と実施例ＡＡ２０の画像表示装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例Ａ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例ＡＡ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例ＡＡ７の画像表示装置の明るさが４５．９％であるのに対して、Ａ２０の画像表示装置の明るさは４２．０％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２７８】
これは、シェル部材料がＧａＰ材料である赤色半導体微粒子蛍光体を用いた場合、青色半導体微粒子蛍光体の発光を、赤色蛍光体が吸収するためであると考えられる。このとき、青色発光が赤色蛍光体に吸収されることで生じる損失のため、画像表示装置の明るさは低下してしまう。すなわち画像表示装置の明るさの観点からは、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、画像表示装置に含まれるいずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きいことが好ましい。
【０２７９】
≪コア部材料の違いの検討≫
以下に、コア部の材料の違いが、本発明の画像表示装置の明るさに与える影響を検討する。
【０２８０】
図３０は、シェル部材料がＺｎＳおよびＺｎＳｅである半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置１０１、画像表示装置１８１の明るさの関係を表したグラフである。横軸には、半導体微粒子蛍光体のコア部材料を、縦軸には、画像表示装置の明るさの相対値をプロットしている。図３０を見て分かるように、コア部の材料が、ＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅのいずれの場合も、シェル部の材料がＺｎＳより、ＺｎＳｅの方が、発光効率が高いことが分かる。以上より、半導体微粒子蛍光体のコア部材料に関わらず、半導体微粒子蛍光体のシェル部が励起光を吸収する場合、濃度消光を抑制し画像表示装置の明るさが向上することが分かる。
【０２８１】
≪半導体微粒子蛍光体の発光半値幅の検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が、本発明の画像表示装置のＮＴＳＣ比に与える影響を検討する。
【０２８２】
図３１は、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子からなる画像表示装置１０１と、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画像表示装置１８１の特性をプロットしたグラフである。横軸には、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の発光半値幅を、縦軸には、画像表示装置のＮＴＳＣ比をプロットしている。
【０２８３】
図３１を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなるに従い、画像表示装置のＮＴＳＣ比が小さくなることが分かる。これは、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなることによって、画像表示装置の赤・緑・青の各色度点の色純度が下がるためであると考えられる。
【０２８４】
≪蛍光体の数の検討≫
以下に、本発明の発光装置を構成する半導体微粒子蛍光体の数が、画像表示装置のＮＴＳＣ比に与える影響を検討する。
【０２８５】
図３２は、ＩｎＰコア、ＩｎＮコアを有する半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光素子および青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される、画像表示装置１０１，１８１の特性をプロットした図である。図３２では、横軸は蛍光体の数を、縦軸は発光装置の画像表示装置のＮＴＳＣ比を表している。
【０２８６】
図３２を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の種類が増えるにつれて、画像表示装置のＮＴＳＣ比は大きくなる傾向が見られる。これは、蛍光体の種類を増やすことによって、画像表示装置の赤・緑・青の各色度点の色純度が高くためであると考えられる。
【０２８７】
以上のように本発明の実施例について説明を行なったが、上述の実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０２８８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２８９】
本発明における半導体発光装置および画像表示装置は、表示用光源、小型電球の代替光源、液晶パネル用バックライト光源、一般照明、装飾照明、発光表示装置、ディスプレイ、プロジェクターなどの用途に用いることができる。
【符号の説明】
【０２９０】
１，２１，４１ 発光装置、２ 半導体発光レーザ素子、３，４ 半導体微粒子蛍光体、５ プリント配線基板、６ 樹脂枠、７ モールド樹脂、８ 半導体活性層、９ ｐ側電極、１０ ｎ側電極、１１ ｎ電極部、１２ 接着剤、１３ ｐ電極部、１４ 金属ワイヤ、２２ 半導体発光レーザダイオード素子、２３ 波長変換部材、２４ 透光性部材、２５ 半導体レーザチップ、２６ ヒートシンク・ステム、２７ Ｓｉサブマウント、２８，２９ 端子ピン、３０ 金ワイヤ、３１ ウィンド・キャップ、４２ 有機エレクトロルミネッセンス素子、４３ 波長変換部材、４４ 基板、４５ 透光性部材、４６ 陽極、４７ 正孔注入層、４８ 正孔輸送層、４９ 発光層、５０ 電子輸送層、５１ 電子注入層、５２ 陰極、６１ コア部、６２ シェル部、６３ 有機化合物、１０１，１２１，１５１，１６１，１７１，１８１ 画像表示装置、１０２，１５２ 発光装置、１０３ 導光板、１０４，１２３，１７２，１８２ 波長変換部、１０５，１２４，１７３，１８３ 画像表示部、１０６ 出射光、１０７ 光、１１１ａ，１３１ａ 下部偏光板、１１１ｂ，１３１ｂ 上部偏光板、１１２，１３２ 薄膜トランジスタ、１１３ａ，１３３ａ 透明導電膜、１１３ｂ，１３３ｂ 上部薄膜電極、１１４ａ，１１４ｂ，１３４ａ，１３４ｂ 配向膜、１１５，１３５ 液晶層、１１６ カラーフィルタ、１２２ 発光素子、１３６ 波長変換部材、１４１ 半導体微粒子蛍光体、１４２ 透光性部材、１４３ 光、１４４ 透過光、１４５ 蛍光、１４６ 混色光、１６２ 発光素子、１６３ 出射光、１７６，１７６ａ，１７６ｂ，１７６ｃ カラーフィルタ、１８６，１８６ａ，１８６ｂ，１８６ｃ 波長変換部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子と蛍光体とを備える発光装置および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化ガリウム系の化合物半導体材料からなる発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が注目を集めている。発光ダイオード素子は、小型、軽量、省電力、製品寿命が長い、オン・オフ点灯の繰り返しに強い、といった特徴を有する。そのため、青色光あるいは紫外光を放射する発光ダイオード素子と、この発光ダイオード素子から放射された光の一部を励起源として発光する種々の蛍光体とを組み合わせることにより、白色を含めＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置が開発されている。このような発光装置は、白熱電球や蛍光灯に代わる照明装置として期待されている。
【０００３】
このような発光装置に用いられる蛍光体として、従来用いられてきた希土類賦活蛍光体に代わり、半導体微粒子蛍光体が注目を集めている。半導体微粒子蛍光体には、従来蛍光体にはなかった、発光波長を任意に制御できるという特徴がある。そのため、このような半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置は、様々な発光スペクトルを有することができる。この技術は、演色性が高く効率のよい発光装置の作製を可能にする技術として期待されている。
【０００４】
上述のような半導体発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される発光装置の作製は、現在検討が進められており、たとえば特開２００７−１０３５１２公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、青色および緑色蛍光体に希土類賦活蛍光体を、黄色および赤色蛍光体に半導体微粒子蛍光体を用いて作製された発光装置が開示されている。
【０００５】
また一方で、有機物質を使用した有機電界発光素子は、面発光素子および大面積フルカラー表示装置としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。しかし、従来の有機電界発光素子は、発光効率が低いという問題があり、実用化が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０３５１２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の発光装置は、半導体微粒子蛍光体の濃度消光により、高い発光効率を実現させることが困難であった。
【０００８】
本発明は上記のような現状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高い発光効率を有する発光装置および画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、高い発光効率を有する発光装置について鋭意研究を重ねた結果、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることにより、高い発光効率を有する発光装置を提供することができることを明らかにした。
【００１０】
本発明の発光装置は、発光素子と、コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、発光素子から発せられる光エネルギーより小さいことが好ましい。
【００１２】
また本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、コア部のバンドギャップエネルギーより大きいことが好ましい。
【００１３】
本発明の発光装置は、発光スペクトルのピーク波長の異なる、２種類以上の半導体微粒子蛍光体を有することが、好ましい。この場合、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きいことがより好ましい。
【００１４】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が８０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
また本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の２０％以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部はＩＩ−ＶＩ族半導体材料またはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料であることが好ましい。この場合、半導体微粒子蛍光体のコア部が三元以上の混晶からなるものであることがより好ましい。また、半導体微粒子蛍光体のコア部がＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮのいずれかであることがより好ましい。
【００１７】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体のシェル部がＺｎＳｅまたはＳｉＣであることが好ましい。
【００１８】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体が複数のシェル部を有することが好ましい。
【００１９】
本発明の発光装置において、半導体微粒子蛍光体が光透過性部材に覆われていることが好ましい。
【００２０】
本発明の発光装置における発光素子は、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子であることが好ましい。この場合、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子はＧａＮ系材料からなることがより好ましい。
【００２１】
また本発明の発光装置における発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であってもよい。
【００２２】
本発明の発光装置において、発光素子の発光スペクトルは４２０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有することが好ましい。
【００２３】
また本発明の発光装置において、発光素子の発光スペクトルは３５０〜４２０ｎｍの範囲にピーク波長を有していてもよい。
【００２４】
本発明の発光装置は、青色発光の発光素子と、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体とを備えることが好ましい。
【００２５】
また本発明の発光装置は、紫外〜青紫色発光の発光素子と、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体とを備えていてもよい。
【００２６】
本発明はまた、発光素子と、コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える画像表示装置についても提供する。
【００２７】
本発明の画像表示装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が４０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明の画像表示装置において、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の１５％以下であることが好ましい。
【００２９】
本発明の画像表示装置は、発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される白色発光装置と、カラーフィルタとを備えることが好ましい。
【００３０】
本発明の画像表示装置はまた、発光素子と、半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、高い発光効率を有する発光装置およびそれを用いた画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の好ましい第１の例の発光装置１を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい第２の例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の好ましい第３の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明におけるコア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体３，４の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい第１の例の画像表示装置１０１を概念的に示す分解斜視図である。
【図６】図５に示した例の画像表示装置１０１における波長変換部１０４を拡大して示す分解斜視図である。
【図７】本発明の画像表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、赤色カラーフィルタの透過スペクトル、緑色カラーフィルタの透過スペクトル、および青色カラーフィルタの透過スペクトルを示すグラフである。
【図８】本発明の好ましい第２の例の画像表示装置１２１を模式的に示す分解斜視図である。
【図９】図８に示した例の画像表示装置１２１における波長変換部１２３を拡大して示す分解斜視図である。
【図１０】図９に示した例の波長変換部材１３６を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の好ましい第３の例の画像表示装置１５１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の好ましい第４の例の画像表示装置１６１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の好ましい第５の例の画像表示装置１７１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示す例の画像表示装置１７１における画像表示部１７３のうちの波長変換部１７２を拡大して示す斜視図である。
【図１５】本発明の好ましい第６の例の画像表示装置１８１を模式的に示す分解斜視図である。
【図１６】図１５に示す例の画像表示装置１８１における画像表示部１８３のうちの波長変換部１８２を拡大して示す斜視図である。
【図１７】比較製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。
【図１８】製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。
【図１９】比較製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体、ならびに、製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の、発光効率の吸収率依存性を示すグラフである。
【図２０】本発明の発光装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと発光効率を示すグラフである。
【図２１】本発明の発光装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと発光効率を示すグラフである。
【図２２】本発明の発光装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと発光効率を示すグラフである。
【図２３】本発明の発光装置の、コア部材料と発光効率を示すグラフである。
【図２４】本発明の発光装置の、蛍光体の半値幅と演色性指数Ｒａを示すグラフである。
【図２５】本発明の発光装置の、蛍光体の数と発光効率を示すグラフである。
【図２６】本発明の発光装置の、蛍光体の数と演色性指数Ｒａを示すグラフである。
【図２７】本発明の画像表示装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと明るさを示すグラフである。
【図２８】本発明の画像表示装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと明るさを示すグラフである。
【図２９】本発明の画像表示装置の、シェル部バンドギャップエネルギーと明るさを示すグラフである。
【図３０】本発明の画像表示装置の、コア部材料と明るさを示すグラフである。
【図３１】本発明の画像表示装置の、蛍光体の半値幅とＮＴＳＣ比を示すグラフである。
【図３２】本発明の画像表示装置の、蛍光体の数とＮＴＳＣ比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
＜発光装置＞
本発明における発光装置は、発光素子と、コア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体とを基本的に備え、光源の励起光が、半導体微粒子蛍光体のシェル部で吸収される点に特徴がある。本発明では、このような構成を備えることにより、演色性と発光効率を両立させた優れた発光装置を提供することができる。
【００３４】
本発明の発光装置において、発光素子としては、半導体発光ダイオード素子、半導体発光レーザダイオード素子などの半導体発光素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子や、キセノンランプや蛍光灯などの放電ランプを用いることができる。本発明の発光装置において、発光素子からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果、発光装置は、発光素子の透過光と、半導体微粒子蛍光体の蛍光が混合した光を発する。
【００３５】
図１は、本発明の好ましい第１の例の発光装置１を模式的に示す断面図である。図１に示す例の発光装置１は、発光素子としての半導体発光ダイオード素子２と、半導体微粒子蛍光体３，４とを組み合わせて用いた例を示している。また図１に示す例の発光装置１では、基体となるプリント配線基板５上に半導体発光ダイオード素子２および樹脂枠６が載置されている。樹脂枠６の内側には、複数の半導体微粒子蛍光体３，４が分散された透光性樹脂からなるモールド樹脂７が充填されて透光性部材が形成されており、このモールド樹脂７により半導体発光ダイオード素子２が封止されている。半導体発光ダイオード素子２からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体３，４のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体３，４は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果、発光装置１は、半導体発光ダイオード素子２の透過光と、半導体微粒子蛍光体３，４の蛍光が混合した光を発する。
【００３６】
図１に示す例の半導体発光ダイオード素子２は、電子と正孔が再結合する際に光を発する特性を有する半導体材料の発光特性を利用した素子の１つである。半導体発光ダイオード素子２は、たとえば図１に示すように、半導体活性層８を挟むようにして半導体活性層８の上面側にｐ側電極９を配置し、半導体活性層８の下面側にｎ側電極１０が配置された構造を有する。ｎ側電極１０は導電性を有する接着剤１２を介して、プリント配線基板５の上面から背面にかけて設けられたｎ電極部１１と電気的に接続される。また、ｐ側電極９は上述したｎ電極部１１とは別途プリント配線基板５の上面から背面にかけて設けられたｐ電極部１３と金属ワイヤ１４を介して電気的に接続される。
【００３７】
また図２は、本発明の好ましい第２の例の発光装置２１を模式的に示す断面図である。なお、図１に示した例の発光装置１と同様の構成を有する部分については同一の参照符を付し、説明を省略する。図２に示す例の発光装置２１は、発光素子としての半導体発光レーザダイオード素子２２と、半導体微粒子蛍光体３，４とを組み合わせて用いた例を示している。図２に示す例では、パッケージングされた半導体発光レーザダイオード素子２２の光出射面に、波長変換部材２３が配置されている。波長変換部材２３は、複数の半導体微粒子蛍光体３，４が透光性部材２４に分散されてなる。半導体発光レーザダイオード素子２２からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体３，４のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体３，４は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果発光装置２１は、半導体発光レーザダイオード素子２２の透過光と、半導体微粒子蛍光体３，４の蛍光が混合した光を発する。
【００３８】
図２に示す例の半導体発光レーザダイオード素子２２は、上述した半導体発光ダイオード素子と同様に、電子と正孔が再結合する際に光を発する特性を有する半導体材料の発光特性を利用した素子の１つである。半導体発光レーザダイオード素子２２は、図２に示すように、半導体レーザチップ２５がヒートシンク・ステム２６に配置されてなる。半導体レーザチップ２５は、発光部である半導体活性層を、ｐ型半導体およびｎ型半導体で挟むように配置し、さらにｐ型電極およびｎ型電極で挟まれた構造からなる。半導体レーザチップ２５は、Ｓｉサブマウント２７を介して、ヒートシンク・ステム２６に接合される。半導体レーザチップ２５とＳｉサブマウント２７の接合にははんだが、Ｓｉサブマウント２７とヒートシンク・ステム２６の接合には、銀ペーストやはんだが使用される。その後、半導体レーザチップ２５の電極とヒートシンク・ステムの端子ピン２８，２９の間を、金ワイヤ３０で電気的に接続させる。その後、レーザ光が出射するガラス窓を持つ、ウィンド・キャップ３１が、ヒートシンク・ステム２６に接合される。
【００３９】
上述した半導体発光ダイオード素子２（図１）、半導体発光レーザダイオード素子２２（図２）などの半導体発光素子としては、従来公知の一般的な組成のものを用いることができ、たとえばＧａＮ系半導体発光素子、ＺｎＳｅ系半導体発光素子、ＳｉＣ系半導体発光素子等を挙げることができる。この中でも発光効率が高く実用性の高い発光装置が実現可能であるという理由から、ＧａＮ系半導体発光素子を用いることが特に好ましい。
【００４０】
また本発明の発光装置においては、４２０〜４８０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する半導体発光素子を用いることが好ましい。半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が４２０〜４８０ｎｍの波長領域にある場合には、発光素子の透過光を、発光装置（および後述する画像表示装置）の青色光としてそのまま利用できるためである。また、本発明においては、４４０〜４６０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する半導体発光素子を用いることが好ましい。発光スペクトルのピーク波長が４４０〜４６０ｎｍの波長領域にある半導体発光素子は、後述する画像表示装置に適用した場合に、青色カラーフィルタ（図７を参照）との波長整合性が高いため、色再現性、発光効率が共に高まった画像表示装置を実現することができる。
【００４１】
また、本発明における半導体発光素子としては、３９０〜４２０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有していてもよい。本発明において好適な半導体発光素子であるＧａＮ系半導体発光素子は、３９０〜４２０ｎｍの波長領域において、高い発光効率を有する発光素子を作製しやすいという点で優れている。
【００４２】
図３は、本発明の好ましい第３の例の発光装置４１を模式的に示す断面図である。なお、図１、図２に示した例の発光装置１，２１と同様の構成を有する部分については同一の参照符を付し、説明を省略する。図３に示す例の発光装置４１は、発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子４２と、半導体微粒子蛍光体３，４とを組み合わせて用いた例を示している。図３に示される例の発光装置４１は、基板４４上に作製された有機エレクトロルミネッセンス素子４２と、基板４４の裏面に作製された波長変換部材４３から構成される。波長変換部材４３は半導体微粒子蛍光体３，４が分散された透光性部材４５からなる。有機エレクトロルミネッセンス素子４２からの発光の少なくとも一部は、半導体微粒子蛍光体３，４のシェル部により吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体３，４は、コア部から吸収光とは異なる波長の光を発する。その結果、発光装置４１は、有機エレクトロルミネッセンス素子４２の透過光と、半導体微粒子蛍光体３，４の蛍光が混合した光を発する。
【００４３】
図３に示す例の有機エレクトロルミネッセンス素子４２は、基板４４上に、陽極部４６が配置されており、陽極４６上には、正孔注入層４７、正孔輸送層４８、発光層４９、電子輸送層５０、電子注入層５１、陰極５２が順に形成された構造をしている。
【００４４】
有機エレクトロルミネッセンス素子４２における発光層４９は、電圧印加時に、正孔輸送層４８から正孔を受け取り、電子輸送層５０から電子を受け取ることで、正孔と電子の再結合により発光する機能を有する層である。発光層４９は、ホスト材料を含み、燐光発光材料からなるドーパントを含むことが好ましい。ホスト材料としては電荷輸送材料（電子輸送性材料および正孔輸送性材料を総称する）であることが好ましく、正孔輸送性材料と電子輸送性材料とを含むことが更に好ましい。
【００４５】
ホスト材料の最低多重項励起状態のエネルギーレベルは、ドーパント材料の最低多重項励起状態のエネルギーレベルより大きいことが好ましい。なお、ホスト材料とドーパント材料とを共蒸着することによって、ドーパント材料がホスト材料にドープされた発光層を好適に形成することができる。ホスト材料の具体例としては、ピレン骨格を有するもの、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するものおよびアリールシラン骨格を有するものなどが例示される。
【００４６】
発光層に含有される燐光発光材料は、一般に、遷移金属原子またはランタノイド原子を含む錯体であることが好ましい。燐光発光材料は、単独または２種以上組み合わせて用いることができる。遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、白金である。ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、およびガドリニウムが好ましい。上記条件を満たす燐光発光材料の具体例としては、ＦＩｒｐｉｃ：ビス〔２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト〕ピコリナトイリジウム（ＩＩＩ）、ＦＩｒ６：ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］テトラキス（１−ピラゾリル）ボレート、Ｉｒ（ｐｐｙ）３：トリスフェニルピリジナトイリジウム（ＩＩＩ）などが例示される。
【００４７】
正孔注入層４７および正孔輸送層４８は、陽極または陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層４７、正孔輸送層４８は、具体的には、正孔輸送性材料として、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボンなどを含有する層であることが好ましい。
【００４８】
電子注入層５１、電子輸送層５０は、陰極または陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、電子輸送性材料として、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレンなどの芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体などを含有する層であることが好ましい。中でも分子内にヘテロ原子を１個以上有する芳香族ヘテロ環化合物を電子輸送性材料として含有する電子輸送層であることが好ましい。芳香族ヘテロ環化合物とは、芳香族性を有するヘテロ化合物であり、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、トリアゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イソチアゾール、ベンズイソチアゾール、チアジアゾールあるいはこれらの縮合環が挙げられる。
【００４９】
陽極４６は、通常、正孔注入層４７に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機エレクトロルミネッセンス素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。また、陽極４６の材料は、透明な材料であることが好ましい。この場合、陽極側から、発光層４９の発光を、損失なく取り出すことができるためである。
【００５０】
陽極４６を構成する材料としては、たとえば金属、合金、金属酸化物、導電性化合物またはこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素などをドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケルなどの金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性などの点からはＩＴＯが好ましい。
【００５１】
また陽極４６内に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作りこんでもよい。この場合、薄膜トランジスタを用いてＯＮ／ＯＦＦを制御できるため、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて画像表示装置を作製する場合に好ましい。
【００５２】
陰極５２は、通常、電子注入層５１に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさなどについては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【００５３】
陰極５２を構成する材料としては、たとえば金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなど）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａなど）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウムなどの希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【００５４】
基板４４は、有機エレクトロルミネッセンス素子の支持基体としての機能を有する。また、基板４４は、発光層４９から発せられる光を散乱または減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラスなどの無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）などの有機材料が挙げられる。
【００５５】
本発明の発光装置において、緑色〜赤色発光の半導体微粒子蛍光体を効率よく励起することができる観点からは、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光波長としては、５２０ｎｍ以下であることが好ましい。発光素子の透過光を、発光装置（および後述する画像表示装置）の青色光としてそのまま利用できる観点から、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光波長としては、４２０ｎｍ以上であることが好ましい。またこの場合、発光装置の構造が単純となり、製造が容易になる点で好ましい。また更に好ましくは、本発明における有機エレクトロルミネッセンス素子としては、４４０〜４６０ｎｍの波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有することが好ましい。後述する画像表示装置に適用した場合に、青色カラーフィルタ（図７を参照）との波長整合性が高いため、色再現性、発光効率が共に高まった画像表示装置を実現することができるためである。
【００５６】
次に、本発明に用いられる半導体微粒子蛍光体について詳細に説明する。
本発明における半導体微粒子蛍光体としては、励起光の少なくとも一部を吸収して、励起光とは異なる波長の光を発光する機能を有するものを指す。本発明における半導体微粒子蛍光体は、発光部であるコア部の粒子径が数ｎｍ程度の半導体微結晶からなる。このような半導体微粒子は、コロイド粒子、ナノ粒子、あるいは量子ドットなどとも呼称される場合がある。以下、本発明における半導体微粒子蛍光体を説明する。
【００５７】
本発明における半導体微粒子蛍光体は、コア／シェル構造であり、シェル部において、励起光を吸収する点に特徴がある。ここで、コア／シェル構造とは、コア部の表面の少なくとも一部を、シェル部が覆うような構造をしたものを指す。図４は、本発明におけるコア／シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体３，４の一例を模式的に示す断面図である。コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とは、半導体材料からなるコア部６１の表面の少なくとも一部を、シェル部６２が覆うような構造をしている。ここで、コア部６１とは、電子と正孔の再結合が生じて発光する発光部である。また、シェル部６２とは、コア部６１とは異なる材料で構成されるものである。本発明における半導体微粒子蛍光体は、励起光を照射されたとき、シェル部６２で励起光を吸収する。シェル部６２は、光を吸収すると、電子と正孔が発生する。発生した電子と正孔のうち少なくとも一部は、コア部に移動し、再結合をすることで、発光する。また、シェル部６２は、コア部６１が外界から受ける悪影響を保護するための保護機能も有する。また、シェル部６２は、コア部６１よりバンドギャップエネルギーが大きく、コア部の電子・正孔を閉じ込める機能を有することが好ましい。この場合、非発光遷移による電子・正孔の損失を減らすことができ、発光効率が向上する点で優れている。
【００５８】
また、本発明における半導体微粒子蛍光体の表面には、有機化合物６３が結合していても良い。有機化合物６３は、半導体微粒子を液体・固体へ分散させる際の分散性の制御機能を付加させることができる点で優れている。また有機化合物６３は、半導体微粒子内部への電子の閉じ込め機能、半導体微粒子が外界から受ける悪影響からの保護機能、半導体微粒子同士の凝集抑制機能などを有していてもよい。
【００５９】
また、本発明における半導体微粒子蛍光体のコア／シェル構造とは、複数のシェル部からなる、マルチシェル構造を有していてもよい。マルチシェル構造の具体例としては、コア部を覆うシェル部Ａの外側表面にさらに別のシェル部Ｂが形成されている、コア／シェル／シェル構造が例示される。この場合、シェル部Ｂはシェル部Ａを保護するため、シェル部Ｂを有する半導体微粒子蛍光体は、さらに耐久性が向上する点で好ましい。また、本発明における半導体微粒子蛍光体のコア／シェル構造とは、中央にシェル部Ａがあり、シェル部Ａの表面にコア部が形成され、コア部の外側表面に更にシェル部Ｂが形成された、シェル／コア／シェル構造を有していても良い。この場合、コア部はシェル部Ａ、Ｂに囲まれているため、コア／シェル構造よりもさらに電子閉じ込め効果を作用させることができ、発光効率をより向上させることができる。
【００６０】
半導体微粒子蛍光体の構造を調べる方法は、公知の方法であればなんでもよく、たとえば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）による直接観察が例示される。
【００６１】
本発明における半導体微粒子蛍光体の形状は、任意の形状であればよく、たとえば球状、柱状、立方体状、正四面体状などが例示される。この中でも、体積に対する表面積の割合が小さいことから、球状であることが特に好ましい。表面積の割合が小さいと、表面における非発光遷移の確率が小さくなり、結果高い発光効率を有する半導体微粒子蛍光体が得られる。
【００６２】
本発明における半導体微粒子蛍光体は、発光波長を制御できる特徴がある。これは、半導体結晶の粒子径をボーア半径の２倍以下まで小さくした場合に生じる、量子閉じ込め効果を利用するためである。半導体微粒子蛍光体のコア部は、粒子径に応じた量子閉じ込め効果により、コア部のバンドギャップエネルギーが変化する。したがって、粒子径を用いてバンドギャップエネルギーを制御することにより、発光波長を制御することが可能となる点で優れている。また、半導体微粒子コア部に混晶材料を用いると、混晶比によっても発光波長を制御できる点で、さらに好ましい。
【００６３】
本発明における半導体微粒子蛍光体の発光波長については、特に制限はないが、可視光波長域であることが好ましい。これは、発光波長が可視光波長領域にある半導体微粒子蛍光体を用いると、良好な特性を有する発光装置（および後述する画像表示装置）を実現できるためである。かかる半導体微粒子蛍光体の発光波長の具体例としては、青色発光蛍光体の場合４２０〜４９０ｎｍ、緑色発光蛍光体の場合５００〜５６５ｎｍ、黄色発光蛍光体の場合５６５〜５８５ｎｍ、赤色発光蛍光体の場合５９５〜７２０ｎｍの波長領域が例示される。
【００６４】
半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルのピーク波長を確かめる方法としては、フォトルミネッセンス測定、カソードルミネッセンス測定、エレクトロルミネッセンス測定などが例示される。以上の測定により発光スペクトルを測定することで、ピーク波長を算出できる。
【００６５】
本発明における半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅については、特に制限はないが、発光装置製造の観点からは、半値幅は広い方が好ましい。発光スペクトルの半値幅が広いと、少ない種類の半導体微粒子蛍光体で演色性の高い発光装置を実現できるためである。この場合、発光スペクトルの半値幅の具体例としては、４０ｎｍ以上であることが好ましく、６０ｎｍ以上であることがより好ましく、８０ｎｍ以上であることが特に好ましい。
【００６６】
半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅を確かめる方法としては、フォトルミネッセンス測定、カソードルミネッセンス測定、エレクトロルミネッセンス測定などが例示される。以上の測定により発光スペクトルを測定することで、発光ピークの半値幅を算出できる。
【００６７】
本発明における半導体微粒子蛍光体は、光源の発する励起光の少なくとも一部を、シェル部において吸収する。その結果、半導体微粒子蛍光体は発光する。半導体微粒子蛍光体の吸収特性を確かめる方法としては、分光光度計による吸収スペクトルの測定などが例示される。
【００６８】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップは、任意の値を取りうるが、２．９ｅＶ以下であることが好ましい。半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップが、２．９ｅＶを超えると、人間の視感度が大幅に低くなるため、発光装置や画像表示装置の特性が悪くなってしまうという問題があるコア部のバンドギャップを確かめる方法としては、コア部の材料と平均粒子径から計算で求める方法や、発光・吸収特性から求める方法などがある。
【００６９】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径（直径）としては、ボーア半径の２倍以下であることが好ましい。コア部の平均粒子径（直径）が、ボーア半径の２倍以下である場合、量子閉じ込め効果が得られ、バンドギャップエネルギーを変化させることが出来る。ここで、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＣｄＳｅのボーア半径はそれぞれ、８．３ｎｍ、７．０ｎｍ、４．９ｎｍである。
【００７０】
半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径を求める方法としては、動的散乱法（ＤＬＳ）や、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-Ray Diffraction）装置により測定する方法や、透過型電子顕微鏡による直接観察が例示される。粉末Ｘ線回折装置では、得られた結晶の回折ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒ式を用いて、結晶の平均粒子径を求めることができる。また、透過型電子顕微鏡では、任意の２０個の粒子径を測定して、統計処理を行い平均粒子径を算出することで、結晶の平均粒子径を確認することができる。
【００７１】
半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径を調整する方法としては、従来公知の分級方法を用いることができ、このような分級方法としては、たとえば電気泳動法、サイズ選択沈殿法、光アシストエッチング法などを挙げることができる。
【００７２】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径のばらつきは、発光スペクトルの半値幅に大きな影響を与える。具体的には、平均粒子径のばらつきが大きいと、発光スペクトルの半値幅は大きくなる。したがって、必要とされる発光スペクトルの半値幅となるように、粒子径分布を制御する必要がある。
【００７３】
本発明の発光装置の演色性を高めるという観点からは、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の１５％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましい。半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差が大きい場合、発光スペクトルが連続的になり演色性が高くなる、という傾向にあるためである。
【００７４】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布を調べる方法は、特に限定されず公知の適宜の方法を用いることができ、動的散乱法や透過型電子顕微鏡による直接観察が例示される。透過型電子顕微鏡を用いた粒子径分布の測定方法としては、たとえば任意の２０個の粒子径を測定することで、コア部の平均粒子径の標準偏差を確認することができる。
【００７５】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布を調整する方法としては、平均粒子径の制御と同様、従来公知の分級方法を用いることができる。
【００７６】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、発光素子から発せられる光（励起光）の光エネルギーよりも小さいことが好ましい。これは、励起光をシェル部で吸収させるためである。
【００７７】
また、本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、コア部のバンドギャップエネルギーよりも大きいことが好ましい。これは、電子・正孔を効率よくコア部に輸送すること、およびシェル部によるコア部の発する蛍光の再吸収を抑制するためである。シェル部がコア部の発する蛍光を吸収する場合、自己吸収による蛍光の損失が生じ、発光効率の低下を招く。
【００７８】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップを確かめる方法としては、コア部の材料から計算で求める方法や、発光・吸収特性から求める方法などがある。
【００７９】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部の形状としては、任意の形状でかまわないが、コア部の表面を全て覆っていることが好ましい。コア部の表面が全て覆われたコア／シェル構造型の半導体微粒子蛍光体は、発光効率が高くなるためである。これは、コア部の表面に存在する欠陥が、シェル部に覆われることで失活するためである。
【００８０】
本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部は、半導体材料からなる点に特徴がある。このような半導体微粒子蛍光体のコア部の材料としては、たとえばＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料、ＩＩ−ＶＩ族半導体材料、Ｉ−ＶＩＩＩ族半導体材料、ＩＶ−ＶＩ族半導体材料などが例示される。中でも、化学的安定性が高く、耐環境性に優れていることから、半導体微粒子蛍光体のコア部は、ＩＩ−ＶＩ族半導体材料またはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料であることが好ましい。
【００８１】
また本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部において混在する結晶の数としては、１種の元素からなる単体半導体、２種の元素からなる二元化合物半導体、３種以上の元素からなる混晶半導体を用いることができる。ただし、発光装置の発光効率を高めるという観点から、半導体微粒子蛍光体のコア部は直接遷移型半導体材料から構成されることが好ましい。また、半導体微粒子蛍光体のコア部は、可視光を発するものであることが好ましい。また、発光スペクトルのピーク波長を容易に制御できるため、半導体微粒子蛍光体のコア部は混晶半導体材料で形成されたものであることがさらに好ましい。一方、製造が容易であるとの観点からは、半導体微粒子蛍光体のコア部は四元以下の混晶からなるものであることが好ましい。発光スペクトルのピーク波長の制御性の観点からは、本発明における半導体微粒子蛍光体のコア部は、三元以上の混晶からなる半導体微粒子蛍光体であることが特に好ましい。
【００８２】
半導体微粒子蛍光体のコア部として用いる二元化合物からなる半導体微粒子蛍光体としては、たとえばＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＣｌなどを挙げることができる。ただし、人体への安全性や環境負荷の観点から、ＩｎＰ、ＩｎＮを用いることがより好ましい。また、製造の容易さの観点からは、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅを用いることが好ましい。また三元混晶の半導体微粒子蛍光体としては、たとえばＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＴｅ、ＰｂＳＳｅ、ＰｂＳＴｅ、ＰｂＳｅＴｅなどを挙げることができ、環境に調和した材料であるとともに外界の影響を受けにくい半導体微粒子蛍光体を作製することができるという観点から、ＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＮからなるＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体微粒子蛍光体を用いることが好ましい。
【００８３】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部は、半導体材料からなる点に特徴がある。かかるシェル部材料としては、たとえばＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料、Ｉ−ＶＩＩＩ族化合物半導体材料、ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体材料などが例示される。また混在する結晶の数としては、１種の元素からなる単体半導体、２種の元素からなる２元化合物半導体、３種以上の元素からなる混晶半導体を用いることができる。ただし、発光装置の発光効率を高めるという観点からシェル部の材料としては、コア部より高いバンドギャップエネルギーを有する半導体材料が好ましい。またコア部の保護機能の観点からは、原子の結合力が強く化学的安定性が高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料が好ましい。一方、製造が容易であるとの観点からは、四元以下の混晶からなる半導体微粒子蛍光体を用いることが好ましい。
【００８４】
このような半導体微粒子蛍光体シェル部として用いる二元化合物からなる半導体微粒子蛍光体としては、たとえばＡｌＰ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＡｓ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣｕＣｌなどを挙げることができる。ただし、人体への安全性や環境負荷の観点から、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣｕＣｌ、ＳｉＣを用いることが好ましい。また三元混晶の半導体微粒子蛍光体シェル部としては、たとえばＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＺｎＯＳ、ＺｎＯＳｅ、ＺｎＯＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳＴｅ、ＺｎＳｅＴｅなどを挙げることができ、環境に調和した材料であるとともに外界の影響を受けにくい半導体微粒子蛍光体を作製することができるという観点から、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＺｎＯＳ、ＺｎＯＴｅ、ＺｎＳＴｅを用いることが好ましい。
【００８５】
半導体微粒子蛍光体のコア部およびシェル部を構成する材料の測定方法としては、粉末Ｘ線回折法、電子線回折法、Ｘ線光電子分光などが例示される。
【００８６】
本発明における半導体微粒子蛍光体のシェル部の外側は、有機化合物で覆われていてもよい。この場合、有機化合物により、半導体微粒子蛍光体に分散性などの機能を付加させることができる点で優れている。また有機化合物は、半導体微粒子蛍光体内部への電子の閉じ込め機能、半導体微粒子蛍光体が外界から受ける悪影響からの保護機能、半導体微粒子蛍光体同士の凝集抑制機能などを有していてもよい。かかる有機化合物としては、機能部であるアルキル基と半導体微粒子蛍光体のシェル部との結合部からなる有機化合物が好ましく、具体例としては、アミン化合物、ホスフィン化合物、ホスフィンオキシド化合物、チオール化合物、脂肪酸などが例示される。ホスフィン化合物の一例としては、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィンが挙げられる。ホスフィンオキシド化合物の一例としては、１−ジクロロホスフィノルヘプタン、１−ジクロロホスフィノルノナン、ｔ−ブチルホスホン酸、テトラデシルホスホン酸、ドデシルジメチルホスフィンオキシド、ジオクチルホスフィンオキシド、ジデシルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリペンチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシドが挙げられる。チオール化合物の一例としては、トリブチルサルファイド、トリヘキシルサルファイド、トリオクチルサルファイド、１−ヘプチルチオール、１−オクチルチオール、１−ノナンチオール、１−デカンチオール、１−ウンデカンチオール、１−ドデカンチオール、１−トリデカンチオール、１−テトラデカンチオール、１−ペンタデカンチオール、１−ヘキサデカンチオール、１−オクタデカンチオール、ジヘキシルサルファイド、ジヘプチルサルファイド、ジオクチルサルファイド、ジノニルサルファイドなどが挙げられる。アミン化合物の一例としては、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、ジオクチルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミンなどが挙げられる。脂肪酸の一例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイル酸などが挙げられる。
【００８７】
半導体微粒子蛍光体を覆う有機化合物材料を確かめる方法としては、赤外分光法（ＩＲ）、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などが例示される。
【００８８】
本発明における半導体微粒子蛍光体の合成方法は、従来公知の方法により合成することができ、たとえば気相合成法、液相合成法、固相合成法、真空合成法を挙げることができる。ただし、大量生産にも対応することができるという観点からは液相合成法がより好ましく、液相合成法の中でも発光効率が高い半導体微粒子蛍光体を合成することができるという観点から、特にホットソープ法、逆ミセル法、ソルボサーマル法、ハイドロサーマル法、共沈法などの合成方法を用いることがより好ましい。
【００８９】
本発明の発光装置は、色再現性の観点から、２種以上の半導体微粒子蛍光体を含むことが好ましい。一方、発光効率の観点からは、本発明の発光装置に含まれる半導体微粒子蛍光体の種類は、４種以下であることが好ましい。そのため、本発明の発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体の種類は、２種以上４種以下であることが特に好ましい。一方、発光効率および製造の容易性の観点からは、発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体は、１種類であることが好ましい。発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体の種類が、１種類である場合、可視光の波長範囲の一部のみしか再現できないため、色再現性が低くなってしまう問題がある。しかし、発光装置が含有する半導体微粒子蛍光体が１種類のみである場合、蛍光体間での蛍光の再吸収が生じないため、発光効率は高くなる。また、１種類のみであると、蛍光体の量の調整による色度調整が容易になるため、製造が簡便になる点で優れている。一方、半導体微粒子蛍光体の種類が４種以上の場合、蛍光体同士で蛍光を吸収してしまうことによる発光効率の低下が顕著になってしまう問題が生じる。
【００９０】
本発明の発光装置における透光性部材とは、発光素子および半導体微粒子蛍光体の発光を吸収しない機能を有するものを示す。また、水分および酸素を透過しない材料が、より好ましい。この場合、透光性材料により半導体微粒子蛍光体が水分や酸素により受ける影響を緩和することができるため、かかる透光性材料を用いた発光装置（および後述する画像表示装置）は、耐久性が向上する。上述の条件を満たす透光性部材の材料としては、たとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂などの透光性樹脂や、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、イットリアなどの透光性無機材料などを例示することができる。透光性部材の材料を同定する方法としては、Ｘ線光電子分光などが例示される。
【００９１】
本発明の発光装置における発光素子と半導体微粒子蛍光体の好ましい組み合わせとしては、青色発光の発光素子（より好適には青色発光の半導体発光素子）と１種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、黄色発光の半導体微粒子蛍光体）とを備える発光装置が例示される。この場合、発光効率が高い発光装置を実現できる点で優れている。
【００９２】
また好ましい組み合わせとして、青色発光の発光素子（より好適には青色発光の半導体発光素子）と２種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体）とを備える発光装置も例示される。この場合、色再現性が高く発光効率が高い発光装置を実現できる点で優れている。
【００９３】
さらに、好ましい組み合わせとして、紫外〜青紫色発光の発光素子（より好適には紫外〜青紫色発光の半導体発光素子）と３種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体）とを備える発光装置でも良い。この場合、発光効率の高い紫外〜青紫色発光の発光素子を用いることができるため、発光効率が高い発光装置を実現できる点で優れている。
【００９４】
また、本発明の発光装置は、青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子と１種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、黄色発光の半導体微粒子蛍光体）との組み合わせや、青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子と２種類の半導体微粒子蛍光体（たとえば、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体）との組み合わせを備えるものであってもよい。この場合、面発光する発光装置を容易に作製できる点で優れている。
【００９５】
本発明の発光装置はまた、４２０〜４８０ｎｍの青色波長、５００〜５５０ｎｍの緑色波長、５８０〜６５０ｎｍの赤色波長の光を含む発光スペクトルを有することが好ましい。また後述する画像表示装置の場合には、カラーフィルタと整合する波長特性を有していると、色再現性が高く発光効率の高い画像表示装置を実現でき、さらに好ましい。
【００９６】
また、発光装置の色合いを評価する指標として、演色性指数がある。演色性指数とは、ＪＩＳで定められている基準光を元に、発光装置の発光スペクトルがどの程度色ずれがあるかを定量的に評価した値である。一般のものの見え方を平均的に評価するためには、いくつかの試験色での演色性指数の平均値である、平均演色性指数（Ｒａ）が用いられる。本発明の発光装置においては、平均演色性指数（Ｒａ）が７０以上であることが好ましく、７５以上であることがより好ましい。なお、発光装置の演色性指数は、発光装置の発光スペクトルを測定することで求めることができる。
【００９７】
また、発光装置の明るさを評価する指標として、発光効率がある。発光効率とは、入力電力に対する出射光量で計算される値であり、ｌｍ／Ｗで表される。発光効率が高いと、少ない電力で明るく照らすことになるため、好ましい。本発明の発光装置は、１５ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有することが好ましく、２０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有することがより好ましい。発光装置の発光効率を測定する方法としては、全光束測定装置を用いる方法などが例示される。
【００９８】
本発明の発光装置については、上述した構成に制限されるわけではなく、従来公知の一般的な構造を採用することができ、また、従来公知の発光素子や構造を用いても、同様の効果が得られる。
【００９９】
＜画像表示装置＞
本発明はまた、上述した本発明の発光装置と同様の特徴を有する画像表示装置についても提供する。本発明の画像表示装置は、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることを特徴とする。
【０１００】
本発明の画像表示装置は、発光素子および上述したコアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える本発明の発光装置と、本発明の発光装置からの発光の波長を変換する波長変換部とを備えるように実現されてもよい。この場合には、構造が簡素で製造が容易であるという利点がある。また本発明の画像表示装置は、発光素子と、上述したコアシェル構造の半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材を含む波長変換部とを備えるように実現されてもよい。この場合には、変換損失が少なく効率が高いという利点がある。なお、本発明における波長変換部とは、光が入射されたとき、特定の波長の光のみを出射する機能を有するものを指す。このような機能を実現する方法としては、例えば、入射光の一部の波長のみを透過する、あるいは、入射光とは異なる波長の光を出射する、などの方法が例示される。
【０１０１】
本発明の画像表示装置は、発光素子から発せられた出射光が、半導体微粒子蛍光体および波長変換部により各色光に変換され、この変換光により、各画素の色調が表現される。本発明の画像表示装置は、発光素子の励起光が、半導体微粒子蛍光体のシェル部で吸収される点に特徴がある。本発明では、このような構成を備えることで、色再現性と画面明るさを高度に両立させた画像表示装置を実現することができる。
【０１０２】
図５は、本発明の好ましい第１の例の画像表示装置１０１を概念的に示す分解斜視図である。図５に示す例の画像表示装置１０１は、透明または半透明の導光板１０３の側面に、光源として複数個（図５においては１６個）の発光装置１０２（好適には、図１に示した例の発光装置１または図２に示した例の発光装置２１）が配置されており、導光板１０３の上面に隣接して、複数の波長変換部１０４で構成された画像表示部１０５が設けられている。図５に示す例の画像表示装置１０１において、発光装置１０２からの出射光１０６は、導光板１０３を通過し、光１０７として画像表示部１０５の全面に照射されるように構成されている。ここで、画像表示装置１０１では、光源として、白色光を呈する発光装置１０２を用い、各画素の表示には波長変換部１０４内のカラーフィルタを用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１０４内の薄膜トランジスタを用いている。発光装置１０２としては、たとえば図１〜図３に示したような構成を備える本発明の発光装置１，２１，４１を好適に用いることができる。
【０１０３】
ここで、図６は、図５に示した例の画像表示装置１０１における波長変換部１０４を拡大して示す分解斜視図である。図６に示す例の波長変換部１０４は、下部偏光板１１１ａ、透明導電膜１１３ａ（薄膜トランジスタ１１２を有する）、配向膜１１４ａ、液晶層１１５、配向膜１１４ｂ、上部薄膜電極１１３ｂ、カラーフィルタ１１６、上部偏光板１１１ｂがこの順に積層されてなるものである。カラーフィルタ１１６は、複数種のカラーフィルタ（図６においては３種類のカラーフィルタ１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ）から構成されており、各カラーフィルタは特定の波長領域の光のみを透過させる。また、カラーフィルタの各区画は、透明導電膜１１３ａに対応する大きさに分割されている。図６に示す例の波長変換部１０４では、薄膜トランジスタ１１２により、下部偏光板１１１ａから上部偏光板１１１ｂへの光の透過を制御することで、ＯＮ／ＯＦＦ表示することができる。かかる構造を有する波長変換部は、液晶表示装置と呼ばれることもある。
【０１０４】
ここで、本発明におけるカラーフィルタとは、入射光のうち、特定の波長の光のみを透過する機能を有するものを指す。上記機能を有するカラーフィルタの原料としては、染料や顔料などが例示される。本発明におけるカラーフィルタの区画は、３つ以上が好ましい。区画が３つあると、自然に存在する大半の色調を、画像表示部に再現することが可能となるためである。また、３つの区画は、それぞれ、赤色・緑色・青色を透過するカラーフィルタが好適に用いることができる。
【０１０５】
図７は、本発明の画像表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、赤色カラーフィルタの透過スペクトル、緑色カラーフィルタの透過スペクトル、および青色カラーフィルタの透過スペクトルを示すグラフであり、縦軸は透過率（％）を表し、横軸は波長（ｎｍ）を表している。なお、本発明の画像表示装置に用いられるカラーフィルタの各色の透過スペクトルは、図７のグラフに示されたもののみに限られず、従来公知の一般的なカラーフィルタを用いることができる。
【０１０６】
また、図５に示す例など、本発明で用いられる導光板とは、光源が画像表示部へ照射する光の面内明るさのムラを緩和する機能を有するものを指す。画像表示装置の光源に面内方向での明るさにムラが存在すると、画像表示部の明るさに面内方向のムラが生じてしまう。そのため、導光板を用いることで、面内強度が均一な光を画像表示部に入射することができる。かかる機能を有する導光板としては、表面に凹凸加工を施したアクリル樹脂板などが例示される。かかるアクリル樹脂板においては、表面の凹凸により光が散乱されるため、面内方向での明るさが均一な光を出射することができる。
【０１０７】
また図８は、本発明の好ましい第２の例の画像表示装置１２１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図５に示した例の画像表示装置１０１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図８に示す例の画像表示装置１２１は、図５に示した例の画像表示装置１０１とほぼ同様の構成であるが、光源に発光素子１２２を用い、画像表示部１２４が波長変換部１２３から構成されている点で異なる。図８に示す例の画像表示装置１２１は、透明または半透明の導光板１０３の側面に、光源として複数個（図８においては１６個）の発光素子１２２が配置されており、導光板１０３の上面に隣接して、複数の波長変換部１２３で構成された画像表示部１２４が設けられている。図８に示す例の画像表示装置１２１において、発光素子１２２からの出射光１２５は、導光板１０３を通過し、光１２６として画像表示部１２４の全面に照射されるように構成されている。図８に示す例の画像表示装置１２１では、光源である発光素子１２２としては上述した半導体発光素子を好適に用いることができ、各画素の表示には波長変換部１２３内の波長変換部材を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１２３内の薄膜トランジスタを用いている。
【０１０８】
ここで、図９は、図８に示した例の画像表示装置１２１における波長変換部１２３を拡大して示す分解斜視図である。図９に示す例の波長変換部１２３は、図６に示した例の波長変換部１０４とほぼ同様の構成であるが、カラーフィルタ１１６の代わりに、波長変換部材１３６が存在する点で異なる。ここで、本発明における波長変換部材とは、入射光の少なくとも一部を吸収し、入射光とは異なる波長の光を放射する機能を有するものを指す。上記機能を有する波長変換部材の原料としては、半導体微粒子蛍光体が例示される。図９に示す例の波長変換部１２３は、下部偏光板１３１ａ、透明導電膜１３３ａ（薄膜トランジスタ１３２を有する）、配向膜１３４ａ、液晶層１３５、配向膜１３４ｂ、上部薄膜電極１３３ｂ、波長変換部材１３６、上部偏光板１３１ｂがこの順に積層されてなるものである。波長変換部材１３６は、複数種の波長変換部材（図９においては３種類の波長変換部材１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ）から構成されており、各波長変換部材は特定の波長領域の光を発する。また、波長変換部材の各区画は、透明導電膜１３３ａに対応する大きさに分割されている。
【０１０９】
図１０は、図９に示した例の波長変換部材１３６を模式的に示す断面図である。波長変換部材１３６は、コアシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体１４１が、透光性部材１４２に分散した形状を有する。波長変換部材１３６に入射した光１４３の一部は、透光性部材１４２を透過して、半導体微粒子蛍光体１４１のシェル部に吸収される。光を吸収した半導体微粒子蛍光体１４１は、コア部から入射光とは異なる波長の蛍光１４５を発する。また、波長変換部材１３６に入射した光１４３の一部は、透過光１４４となる。その結果、波長変換部材１３６に光１４３を照射した場合、蛍光１４５と透過光１４４の混色光１４６を発する。
【０１１０】
図１１は、本発明の好ましい第３の例の画像表示装置１５１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図５に示した例の画像表示装置１０１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１１に示す例の画像表示装置１５１は、図５に示した例の画像表示装置１０１とほぼ同様の構成であるが、発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光装置１５２（好適には図３に示した例の発光装置４１）を備え、また、導光板を用いていない点で異なる。すなわち、図１１に示す例の画像表示装置１５１では、発光装置１０２からの出射光１０６が、画像表示部１０５の全面に照射されるように構成されている。ここで、図１１に示す例の画像表示装置１５１では、光源として白色光を呈する発光装置１０２を用い、各画素の表示には図６に示したような波長変換部１０４内のカラーフィルタ１１６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１０４内の薄膜トランジスタ１１２を用いている。
【０１１１】
図１２は、本発明の好ましい第４の例の画像表示装置１６１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図８に示した例の画像表示装置１２１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１２に示す例の画像表示装置１６１は、図８に示した例の画像表示装置１２１とほぼ同様の構成であるが、光源に発光素子１６２として有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、また、導光板を用いていない点で異なる。すなわち、図１２に示す例の画像表示装置１６１では、発光装置１６２からの出射光１６３が、画像表示部１２４の全面に照射されるように構成されている。図１２に示す例の画像表示装置１６１では、各画素の表示には図９、図１０に示したような波長変換部１２３内の波長変換部材１３６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、波長変換部１２３内の薄膜トランジスタ１３２を用いている。
【０１１２】
図１３は、本発明の好ましい第５の例の画像表示装置１７１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図１１に示した例の画像表示装置１５１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１３に示す例の画像表示装置１７１は、図１１に示した例の画像表示装置１５１とほぼ同様の構成であるが、画像表示部１７３が波長変換部１７２から構成されている点で異なる。ここで、図１４は、図１３に示す例の画像表示装置１７１における画像表示部１７３のうちの波長変換部１７２を拡大して示す斜視図である。図１４に示す例の波長変換部１７２は、複数種のカラーフィルタ１７６（図１４に示す例では３種類のカラーフィルタ１７６ａ，１７６ｂ，１７６ｃ）から構成されており、各カラーフィルタは特定の波長領域の光のみを透過させる。図１３に示す例の画像表示装置１７１は、発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた白色光を呈する発光装置１５２を用い、各画素の表示には図１４に示すような波長変換部１７２内のカラーフィルタ１７６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、発光装置１０２内に作製された薄膜トランジスタを用いている。
【０１１３】
図１５は、本発明の好ましい第６の例の画像表示装置１８１を模式的に示す分解斜視図である。なお、図１２に示した例の画像表示装置１６１と同様の構成を有する部分については、同一の参照符を付し説明を省略する。図１５に示す例の画像表示装置１８１は、図１２に示した例の画像表示装置１６１とほぼ同様の構成であるが、画像表示部１８３が波長変換部１８２から構成されている点で異なる。ここで、図１６は、図１５に示す例の画像表示装置１８１における画像表示部１８３のうちの波長変換部１８２を拡大して示す斜視図である。図１６に示す例の波長変換部１８２は、複数種の波長変換部材１８６（図１６に示す例では３種類の波長変換部材１８６ａ，１８６ｂ，１８６ｃ）から構成されており、各波長変換部材は特定の波長領域の光を発する。ここで、図１５に示す例の画像表示装置１８１では、光源である発光素子１６２には有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、各画素の表示には波長変換部１８２内の波長変換部材１８６を用い、各画素のＯＮ／ＯＦＦには、発光素子１６２内に作製された薄膜トランジスタを用いている。
【０１１４】
本発明の画像表示装置の性能の一つに、色再現性が挙げられる。色再現性とは、画像表示装置の表示できる色域の大きさを表しており、ＮＴＳＣ比を用いて評価される。本発明の画像表示装置においては、ＮＴＳＣ比が１００％以上であることが好ましい。ＮＴＳＣ比は、ＮＴＳＣ（National Television System Comittee）が定めた赤、緑、青の各色のＣＩＥ１９７６色度図の色度座標（ｕ’，ｖ’）（赤（０．４９８，０．５１９）、緑（０．０７６，０．５７６）、青（０．１５２，０．１９６））を結んで得られる三角形の面積に対して、ＣＩＥ１９７６色度図における色度座標（ｕ’，ｖ’）の赤、緑、青の各色の色度座標を結んで得られる三角形の面積比率により算出される。
【０１１５】
また本発明の画像表示装置の性能の一つに、画面明るさが挙げられる。明るさとは、画像表示装置から発せられる光の強さを表す。本発明において明るさとは、ＲＧＢ画素をフルオープンして白色表示したときの、画面輝度で算出される。
【０１１６】
本発明の画像表示装置においては、ＮＴＳＣ比を高めるという観点からは、半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１１７】
また、本発明の画像表示装置においては、半導体微粒子蛍光体の発光スペクトルの半値幅は狭いことが好ましい。発光スペクトルの半値幅が狭いと、色再現性の高い画像表示装置を実現できるためである。この場合、発光スペクトルの半値幅の具体例としては、８０ｎｍ以下であることが好ましく、６０ｎｍ以下であることがより好ましく、４０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【０１１８】
本発明の画像表示装置についても、上述した構成に制限されるわけではなく、従来公知の一般的な構造を採用することができる。
【０１１９】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２０】
＜半導体微粒子蛍光体コア部の合成＞
以下に、コア部の材料がＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅである、半導体微粒子蛍光体のコア部の合成方法を説明する。なお、以下の合成例において、半導体微粒子蛍光体の結晶構造測定には、粉末Ｘ線回折測定装置Ｕｌｔｉｍａ ＩＶ（株式会社リガク製）を、半導体微粒子蛍光体の粒子径および粒子径分布測定には、透過型電子顕微鏡ＪＥＭ−２１００（日本電子株式会社製）を用いた。
【０１２１】
（合成例Ａ１：ＩｎＰコア部の合成）
合成例Ａ１では、ＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１２２】
まず、乾燥窒素雰囲気のグローブボックス内でトリオクチルホスフィン２００ｍＬとトリオクチルホスフィンオキシド１７．３ｇとを秤量してから、これらを混合することにより１０分間攪拌して混合溶媒Ａを得た。
【０１２３】
その後、グローブボックス内にある混合溶媒Ａに、ＩＩＩ族金属元素原料である三塩化インジウム２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）と半導体微粒子のＶ族元素原料であるトリストリメチルシリルホスフィン２．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）とを加えて混合した後に、２０℃で１０分間攪拌することにより原料溶液Ｂを得た。
【０１２４】
次に、原料溶液Ｂを窒素雰囲気の圧力容器中で攪拌しながら７２時間加熱することにより、原料溶液Ｂに含まれる材料を合成させて合成溶液Ｃを得た。合成反応終了後の合成溶液Ｃを室温まで自然放熱して冷却し、乾燥窒素雰囲気中で合成溶液Ｃを回収した。
【０１２５】
この合成溶液Ｃに対して、貧溶媒の脱水メタノール２００ｍＬを加えることにより半導体微粒子蛍光体を析出させるという操作と、４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離することにより半導体微粒子蛍光体を沈殿させるという操作と、脱水トルエンを加えることにより半導体微粒子蛍光体を再溶解させるという操作とをそれぞれ各１０回ずつ繰り返すという分級工程を行うことにより、特定の粒子径の半導体微粒子蛍光体を含む脱水トルエン溶液Ｄを得た。そして、脱水トルエン溶液Ｄから脱水トルエン溶媒を蒸発させることにより、固体粉末Ｅを回収した。
【０１２６】
この固体粉末Ｅの回折ピークを粉末Ｘ線回折により観察したところ、ＩｎＰの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥはＩｎＰ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察し、２０個の粒子径を測定して、それぞれの粒子径の値の平均値から平均粒子径を算出することで、ＩｎＰ結晶の平均粒子径を確認した。
【０１２７】
（合成例Ａ２：ＩｎＰコア部の合成）
合成例Ａ１において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ２のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ２においては、沈殿・再溶解の工程を各５回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ１と同様の製造方法により合成例Ａ２のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１２８】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＰの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＰ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＰ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。合成例Ａ２で得られたＩｎＰコア部の粒子径分布は、合成例Ａ１のＩｎＰコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１２９】
（合成例Ａ３：ＩｎＰコア部の合成）
合成例Ａ１において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ３のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ３においては、沈殿・再溶解の工程を各２回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ１と同様の製造方法により合成例Ａ３のＩｎＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３０】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＰの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＰ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＰ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認できる。合成例Ａ３で得られたＩｎＰコア部の粒子径分布は、合成例Ａ１、Ａ２のＩｎＰコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１３１】
（合成例Ａ４：Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐコア部の合成）
合成例Ａ１において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の一部を三塩化ガリウムに代えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ４のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１はコア部のＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ４はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．８８ｇ（５．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ１と同様の製造方法により合成例Ａ４のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３２】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。
【０１３３】
（合成例Ａ５：Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｐコア部の合成）
合成例Ａ４において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の比率を変えたことを除いては、合成例Ａ４と同様の製造方法により、合成例Ａ５のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ４はコア部のＩＩＩ族金属元素原料にＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．８８ｇ（５．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ５はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．５ｇ（７．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．５３ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ４と同様の製造方法により合成例Ａ５のＩｎＧａＰ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３４】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｐの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.3Ｇａ0.7Ｐ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｐ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。
【０１３５】
（合成例Ａ６：ＩｎＮコア部の合成）
合成例Ａ１において、混合溶液Ａに加えるＶ族元素原料をビストリメチルシリルアミンに代えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ６のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１はＶ族元素原料にトリストリメチルシリルホスフィンを用いていたが、合成例Ａ６はＶ族元素原料にビストリメチルシリルアミン１．６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。Ｖ族元素原料の条件が異なる他は合成例Ａ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。
【０１３６】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＮの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＮ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＮ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１３７】
（合成例Ａ７：ＩｎＮコア部の合成）
合成例Ａ６において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ６と同様の製造方法により、合成例Ａ７のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ６は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ７においては、沈殿・再溶解の工程を各５回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ６と同様の製造方法により合成例Ａ７のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１３８】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＮの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＮ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＮ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認した。合成例Ａ７で得られたＩｎＮコア部の粒子径分布は、合成例Ａ６のＩｎＮコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１３９】
（合成例Ａ８：ＩｎＮコア部の合成）
合成例Ａ６において、分級工程を変えたことを除いては、合成例Ａ６と同様の製造方法により、合成例Ａ８のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ６は、沈殿・再溶解の工程を各１０回ずつ繰り返したが、合成例Ａ８においては、沈殿・再溶解の工程を各２回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例Ａ６と同様の製造方法により合成例Ａ８のＩｎＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１４０】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＩｎＮの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎＮ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＩｎＮ結晶の平均粒子径および粒子径分布を確認することが出来る。合成例Ａ８で得られたＩｎＮコア部の粒子径分布は、合成例Ａ６、Ａ７のＩｎＮコア部の粒子径分布より、大きかった。
【０１４１】
（合成例Ａ９：Ｉｎ0.6Ｇａ0.4Ｎコア部の合成）
合成例Ａ６において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の一部を三塩化ガリウムに代えたことを除いては、合成例Ａ６と同様の製造方法により、合成例Ａ９のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ６はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ９はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．７ｇ（４．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ６と同様の製造方法により合成例Ａ９のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１４２】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.6Ｇａ0.4Ｎの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.6Ｇａ0.4Ｎ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.6Ｇａ0.4Ｎ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４３】
（合成例Ａ１０：Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ｎコア部の合成）
合成例Ａ９において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料の比率を変えたことを除いては、合成例Ａ９と同様の製造方法により、合成例Ａ１０のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ９はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．７ｇ（４．０ｍｍｏｌ）を用いていたが、合成例Ａ９はＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム１．７ｇ（８．０ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム０．３５ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ９と同様の製造方法により合成例Ａ１０のＩｎＧａＮ微結晶からなるコア部を合成した。
【０１４４】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ｎの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＩｎ0.8Ｇａ0.2Ｎ結晶であることがわかった。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ｎ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４５】
（合成例Ａ１１：ＣｄＳｅコア部の合成）
合成例Ａ１において、混合溶液Ａに加えるＩＩＩ族金属元素原料をＩＩ族金属元素原料に代えたこと、Ｖ族元素原料をＶＩ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ａ１と同様の製造方法により、合成例Ａ１１のＣｄＳｅ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１１は原料に、ＩＩ族金属元素原料であるジメチルカドミウム１．４ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）とＶＩ族元素原料であるトリオクチルホスフィンサルファイド４．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。原料が異なる他は合成例Ａ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。
【０１４６】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、ＣｄＳｅの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＣｄＳｅ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、ＣｄＳｅ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４７】
（合成例Ａ１２：Ｚｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅコア部の合成）
混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料を２種類のＩＩ族金属元素原料に代えたことを除いては、合成例Ａ１１と同様の製造方法により、合成例Ａ１２のＺｎＣｄＳｅ微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例Ａ１２ではＩＩ族金属元素原料にジメチルカドミウム０．１４ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、およびジエチル亜鉛１．１ｇ（９．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ａ５と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。
【０１４８】
ＸＲＤにより固体粉末Ｅを測定したところ、Ｚｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅの位置に回折ピークが見られたことから固体粉末ＥがＺｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅ結晶であることを確認した。さらに、固体粉末ＥをＴＥＭを用いて直接観察することにより、Ｚｎ0.1Ｃｄ0.9Ｓｅ結晶の平均粒子径（直径）および粒子径分布を確認した。
【０１４９】
＜半導体微粒子蛍光体シェル部の合成＞
以下に、シェル部の材料がＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＩｎＮ、ＺｎＳＴｅ、ＧａＰ、ＳｉＯ２、ＺｎＳ、ＧａＮである、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体の合成方法を説明する。
【０１５０】
（合成例Ｂ１：ＺｎＳｅシェル部の合成）
合成例Ｂ１では、ＺｎＳｅシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。
【０１５１】
まず、乾燥窒素雰囲気のグローブボックス内で半導体微粒子蛍光体コア部と、トリオクチルホスフィン２００ｍＬとトリオクチルホスフィンオキシド１７．３ｇとを秤量してから、これらを混合することにより１０分間攪拌して混合溶媒Ａを得た。
【０１５２】
その後、混合溶媒Ａをフラスコ中で攪拌しながら、シェル成長温度に加熱した状態で、半導体微粒子シェル部のＩＩ族金属元素原料であるジエチル亜鉛１．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）と半導体微粒子シェル部のＶＩ族元素原料であるトリオクチルホスフィンセレナイド４．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）とを個別に８時間かけて徐々に滴下することで、合成溶液Ｃを得た。
【０１５３】
この合成溶液Ｃに対して、貧溶媒の脱水メタノール２００ｍＬを加えることにより半導体微粒子蛍光体を析出させるという操作と、４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離することにより半導体微粒子蛍光体を沈殿させるという操作と、脱水トルエンを加えることにより半導体微粒子蛍光体を再溶解させるという操作とをそれぞれ各１０回ずつ繰り返すという分級工程を行うことにより、特定の粒子径の半導体微粒子蛍光体を含む脱水トルエン溶液Ｄを得た。そして、脱水トルエン溶液Ｄから脱水トルエン溶媒を蒸発させることにより、固体粉末Ｅを回収した。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＺｎＳｅシェルが覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５４】
（合成例Ｂ２：ＳｉＣシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加える原料を２種類のＩＶ族金属元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ２のＳｉＣシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ２ではＩＶ族元素原料にポリカルボシラン５．０ｇを用いた。ＩＩ族金属元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＳｉＣシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５５】
（合成例Ｂ３：Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料を２種類のＩＩＩ族金属元素原料に、ＶＩ族元素原料をＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ３のＩｎＧａＮシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ３ではＩＩＩ族金属元素原料に三塩化インジウム０．５４ｇ（２．５ｍｍｏｌ）と三塩化ガリウム１．３ｇ（７．５ｍｍｏｌ）を用い、Ｖ族元素原料にビストリメチルシリルアミン１．６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料およびＶ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５６】
（合成例Ｂ４：ＺｎＳ0.35Ｔｅ0.65シェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料とＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ４のＺｎＳＴｅシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ４ではＩＩ族金属元素原料にジエチル亜鉛１．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用い、ＶＩ族元素原料にトリオクチルホスフィンサルファイド１．４ｇ（３．５ｍｍｏｌ）とトリオクチルホスフィンテレナイド３．２ｇ（６．５ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩ族金属元素原料およびＶＩ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＺｎＳ0.35Ｔｅ0.65シェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５７】
（合成例Ｂ５：ＧａＰシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料をＩＩＩ族金属元素原料に、ＶＩ族元素原料をＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ５のＧａＰシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ５ではＩＩＩ族金属元素原料に三塩化ガリウム１．８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用い、Ｖ族元素原料にトリストリメチルシリルホスフィン２．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料およびＶ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＧａＰシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５８】
（合成例Ｂ６：ＳｉＯ2シェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加える原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ６のＳｉＯ2シェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ６ではアミノプロピルトリメトキシシラン２．２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）と、チオグリコール酸０．９２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＳｉＯ2シェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１５９】
（合成例Ｂ７：ＺｎＳシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＶＩ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ７のＺｎＳシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ７ではＶＩ族元素原料にトリオクチルホスフィンサルファイド４．０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＶＩ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＺｎＳシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１６０】
（合成例Ｂ８：ＧａＮシェル部の合成）
合成例Ｂ１において混合溶液Ａに加えるＩＩ族金属元素原料をＩＩＩ族金属元素原料に、ＶＩ族元素原料をＶ族元素原料に代えたことを除いては、合成例Ｂ１と同様の製造方法により、合成例Ｂ８のＧａＮシェル部を有するコア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例Ｂ８ではＩＩＩ族金属元素原料に三塩化ガリウム１．７５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用い、Ｖ族元素原料にビストリメチルシリルアミン１．６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた。ＩＩＩ族金属元素原料およびＶ族元素原料が異なる他は合成例Ｂ１と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Ｅを得た。この固体粉末Ｅを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をＧａＮシェル部が覆った構造をした、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
【０１６１】
＜半導体微粒子蛍光体の製造＞
以下に、コア部の材料がＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅから選ばれる材料であり、シェル部の材料がＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＩｎＧａＮ、ＺｎＳＴｅ、ＧａＰ、ＳｉＯ2、ＺｎＳ、ＧａＮから選ばれる材料である、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体の製造方法を説明する。また、以下製造例において、半導体微粒子蛍光体の発光特性測定には、蛍光分光光度計ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４（ＪＯＢＩＮ ＹＶＯＮ社製）を、半導体微粒子蛍光体の吸収スペクトル測定には、分光光度計Ｕ−４１００（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いた。
【０１６２】
（製造例１ｒ：ＩｎＰ／ＺｎＳｅ赤色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒでは、赤色発光を示すＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体を製造した。
【０１６３】
まず合成例Ａ１に示した方法を用いて、ＩｎＰコア部を合成した。透過型電子線顕微鏡を用い、ＩｎＰコア部の平均粒子径が３．８ｎｍであり、粒子径分布が１４．８％であることを確認した。その後、合成例Ｂ１に示した方法を用いて、ＩｎＰコア部の表面にＺｎＳｅシェル部を合成した。透過型電子線顕微鏡を用い、シェル部の膜厚が０．８ｎｍであることを確認した。これにより、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体を製造した。製造したＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、ＵＶランプを照射することで、赤色に発光することを確認した。
【０１６４】
得られたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、フォトルミネッセンス測定を行うことで、発光ピーク波長が６２９．２ｎｍ、発光半値幅が３９．３ｎｍであることを確認した。また、吸収スペクトル測定を行うことで、吸収波長が４５９．２ｎｍであることを確認した。また、発光効率が、５１．８％であることを確認した。
【０１６５】
（製造例２ｒ〜２２ｒ：各種赤色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例２ｒ〜２２ｒの各種赤色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｒ〜６ｒの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表２に示す。
【０１６６】
【表１】
【０１６７】
【表２】
【０１６８】
（製造例１ｙ〜２２ｙ：各種黄色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例１ｙ〜２２ｙの各種黄色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｙ〜６ｙの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表３に示す。
【０１６９】
【表３】
【０１７０】
（製造例１ｇ〜２２ｇ：各種緑色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例１ｇ〜２２ｇの各種緑色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｇ〜６ｇの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表４に示す。
【０１７１】
【表４】
【０１７２】
（製造例１ｂ〜２２ｂ：各種青色発光半導体微粒子蛍光体の製造）
製造例１ｒと同様の方法を用いて、表１に示すように、合成例Ａ１〜Ａ１２、合成例Ｂ１〜Ｂ１０を用いて、製造例１ｂ〜２２ｂの各種青色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表１に示すように比較製造例１ｂ〜６ｂの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表５に示す。
【０１７３】
【表５】
【０１７４】
≪半導体微粒子蛍光体のシェル部の違いによる吸収・発光スペクトルの変化≫
以下に、シェル部の違いが、半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルに与える影響を検討する。図１７は、比較製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。また、図１８は、製造例１ｒで合成された、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。どちらのサンプルも、４００ｎｍでの吸収率が約９０％となるよう、半導体微粒子蛍光体の濃度を調整して測定を行っている。
【０１７５】
図１７によると、比較製造例１ｒにおいて合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＰコア部の発光ピークである６３０．７ｎｍにおける吸収率は１４．０％、発光ピークのすそである６００ｎｍにおける吸収率は２７．９％であることが分かる。一方、図１８によると、製造例１ｒにおいて合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＰコア部の発光ピークである６２９．２ｎｍにおける吸収率は３．１％、発光ピークのすそである６００ｎｍにおける吸収率は６．１％となっている。すなわち、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体に比べると、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、自身の発光波長における吸収率が小さいことが分かる。
【０１７６】
以上の違いは、シェル部における励起光の吸収の有無の違いによると考えられる。表２に示すように、ＺｎＳシェル部のバンドギャップは、３．５６ｅＶである。したがって、ＺｎＳシェル部は、３４７．９ｎｍより短波長の光しか吸収できず、３５０〜４６０ｎｍの青色〜紫外光で励起させる場合は、ＩｎＰコア部で吸収させる必要がある。そのため、ＩｎＰコア部の濃度を高める必要があり、自身の発光波長領域における吸収率が大きくなる。一方、表２に示すように、ＺｎＳｅシェル部のバンドギャップは、２．７０ｅＶである。したがって、ＺｎＳｅシェル部は、４５９．２ｎｍより短波長の光を吸収する。したがって、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体を３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの青色〜紫外光で励起させる場合、シェル部で吸収する。この結果、自身の発光波長領域における吸収率を抑えることができる。
【０１７７】
以上より、半導体微粒子蛍光体の励起光をシェル部に吸収させることで、自己吸収を抑制することができることがわかった。自己吸収が少ないと、濃度消光の影響を受けにくい点で好ましい。
【０１７８】
≪半導体微粒子蛍光体の吸収率が発光効率に与える影響の検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体の吸収率が発光効率に与える影響を検討する。
【０１７９】
図１９は、比較製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体、ならびに、製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の、発光効率の吸収率依存性を示すグラフである。図１９では、横軸に蛍光体の４０５ｎｍの吸収率を、縦軸に４０５ｎｍで励起したときの蛍光体の発光効率を示している。
【０１８０】
図１９によると、比較製造例１ｒにおいて合成されたＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体は、吸収率が９．１％のとき４９．７％であった発光効率が、吸収率が９１．９％のときは発光効率が４２．８％まで下がり、吸収率が大きくなるにつれて発光効率が減少する傾向が見られる。一方、製造例１ｒで合成されたＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、吸収率が２５．２％のとき５１．８％であった発光効率は、吸収率が８４．９％のときにも発光効率は５０．１％であり、発光効率の減少は見られない。
【０１８１】
以上の違いは、自己吸収の違いによるものと考えられる。励起光をシェル部が透過する、ＩｎＰ／ＺｎＳ半導体微粒子蛍光体は、自己吸収の影響が大きく、濃度消光による発光効率の低下が顕著に現れる。一方、励起光をシェル部で吸収する、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体は、濃度消光による発光効率の低下がほとんど見られない。すなわち、半導体微粒子蛍光体の励起光をシェル部に吸収させることで、濃度消光の影響を小さくできることが分かった。
【０１８２】
≪マルチシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体の検討≫
以下に、マルチシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体について、検討する。
【０１８３】
最初に、製造例１ｒと製造例４ｒで合成される半導体微粒子蛍光体について比較する。製造例１ｒと製造例４ｒで合成される半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体である点で、同じである。ただ、製造例４ｒにおいては、ＺｎＳｅシェル部の外側に、更にＳｉＯ2シェル部を設けた、マルチシェル構造となっている１点で異なる。
【０１８４】
製造例１ｒと製造例４ｒで合成される半導体微粒子蛍光体を、大気雰囲気下において１００℃で３０日間エージングを行い、発光効率の低下を観察した。製造例１ｒの半導体微粒子蛍光体においては、エージング前後で発光効率が２８．７％低下したが、製造例４ｒの半導体微粒子蛍光体においては、発光効率が７．４％しか低下しなかった。
【０１８５】
同様の傾向については、製造例１ｙと製造例４ｙの黄色蛍光体、製造例１ｇと製造例４ｇの緑色蛍光体、製造例１ｂと製造例４ｂの青色蛍光体についても、観察することができた。
【０１８６】
また、製造例７ｒと製造例１０ｒで合成される半導体微粒子蛍光体について比較する。製造例７ｒと製造例１０ｒで合成される半導体微粒子蛍光体は、ＩｎＮ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体である点で、同じである。ただ、製造例１０ｒにおいては、ＺｎＳｅシェル部の外側に、更にＳｉＯ2シェル部を設けた、マルチシェル構造となっている１点で異なる。
【０１８７】
製造例７ｒと製造例１０ｒで合成される半導体微粒子蛍光体を、大気雰囲気下において１００℃で３０日間エージングを行い、発光効率の低下を観察した。製造例７ｒの半導体微粒子蛍光体においては、エージング前後で発光効率が４３．２％低下したが、製造例１０ｒの半導体微粒子蛍光体においては、発光効率が１９．４％しか低下しなかった。
【０１８８】
同様の傾向については、製造例７ｙと製造例１０ｙの黄色蛍光体、製造例７ｇと製造例１０ｇの緑色蛍光体、製造例７ｂと製造例１０ｂの青色蛍光体についても、観察することができた。
【０１８９】
これは、化学的に安定なＳｉＯ2シェル部を付け加えることにより、水や酸素などがコア部やシェル部に与える影響を緩和したためであると考えられる。以上の結果より、半導体微粒子蛍光体は、複数のシェル部からなるマルチシェル構造にすることで、耐久性を向上させることが出来ることを確認した。
【０１９０】
≪半導体微粒子蛍光体のコア部に混晶半導体材料を用いた場合の効果≫
以下に、混晶材料を用いた半導体微粒子蛍光体について検討する。
【０１９１】
製造例１ｒと製造例５ｒと製造例６ｒは、コア部を除いて、同じ方法で合成している。製造例１ｒについては、コア部に粒子径３．８ｎｍのＩｎＰ材料を用いているのに対し、製造例５ｒにおいては、粒子径６．１ｎｍのＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ混晶材料を用い、製造例６ｒにおいては、粒子径５．４ｎｍのＩｎ0.7Ｇａ0.3Ｐ混晶材料を用いている点に違いがある。表２より、いずれの製造法で作製した半導体微粒子蛍光体においても、発光波長は、６３０ｎｍであることが分かる。
【０１９２】
製造例１４ｒと製造例１５ｒと製造例１６ｒは、コア部を除いて、同じ方法で合成している。製造例１ｒについては、コア部に粒子径２．０ｎｍのＩｎＮ材料を用いているのに対し、製造例５ｒにおいては、粒子径６．０ｎｍのＩｎ0.6Ｇａ0.4Ｎ混晶材料を用い、製造例６ｒにおいては、粒子径３．４ｎｍのＩｎ0.8Ｇａ0.2Ｎ混晶材料を用いている点に違いがある。表２より、いずれの製造法で作製した半導体微粒子蛍光体においても、発光波長は、６３０ｎｍであることが分かる。
【０１９３】
同様の傾向は、製造例１ｙと製造例５ｙと製造例６ｙ、製造例１ｇと製造例５ｇと製造例６ｇ、製造例１ｂと製造例５ｂと製造例６ｙ、製造例１４ｙと製造例１５ｙと製造例１６ｙ、製造例１４ｇと製造例１５ｇと製造例１６ｇ、製造例１４ｂと製造例１５ｂと製造例１６ｂにおいても見られる。すなわち、半導体微粒子蛍光体のコア部に混晶半導体材料を用いると、蛍光体の発光波長を制御する方法として、粒子径のみでなく、混晶比を用いても制御ができることがわかる。
【０１９４】
＜発光装置の作製＞
以下に、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体から構成される、発光装置の製造方法を説明する。また、以下の実施例において、発光装置の色度点、発光効率および演色性指数の測定には、発光測定システムＭＣＰＤ−７０００（大塚電子株式会社製）を用いた。
【０１９５】
（実施例Ａ１：ＩｎＰ／ＺｎＳｅ赤色蛍光体と、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ緑色蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置）
実施例Ａ１では、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ赤色蛍光体と、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ緑色蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される、発光装置の製造方法を説明する。
【０１９６】
まず、製造例Ａ１により作製された赤色蛍光体と、製造例Ｂ１により作製された緑色蛍光体とを、表６の「各種蛍光体重量混合比」に示されるように、赤色蛍光体の重量０．１１７に対して緑色蛍光体の重量が０．８８３となる重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。
【０１９７】
この蛍光体混合物を表６の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示されるように、蛍光体混合物の重量１に対して、シリコーン樹脂の重量が１０１．８となる重量比率でシリコーン樹脂中に赤色蛍光体および緑色蛍光体を分散させてモールド樹脂を得た。
【０１９８】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する青色半導体発光ダイオード素子を封止し、図１に示した構造の実施例１の発光装置を作製した。
【０１９９】
実施例Ａ１で作製した発光装置の色度点、発光効率および演色性指数を、表７に示す。実施例Ａ１で作製した発光装置は、色度点（ｕ‘，ｖ’）＝（０．１９９９，０．３９６７）の白色を示すことを確認した。また、演色性指数は、４６．４であることを確認した。また本発光装置の発光効率を基準とし、これ以降で作製する発光装置の発光効率は、本発光装置の発光効率を１００％としたときの相対値として求めた。
【０２００】
【表６】
【０２０１】
【表７】
【０２０２】
（実施例Ａ２〜Ａ３１、比較実施例Ａ１〜Ａ６：各種蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量以外は、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ａ２〜Ａ３１および比較実施例Ａ１〜Ａ６の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表６の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表６の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２０３】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する青色半導体発光ダイオード素子を封止し、図１に示した構造の実施例Ａ２〜Ａ３１、比較実施例Ａ１〜Ａ６の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表７に示した色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２０４】
（実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較実施例Ｂ１〜Ｂ２：各種子蛍光体と、紫外発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、紫外発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に紫外発光半導体ダイオード素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｂ１〜Ｂ４および比較実施例Ｂ１〜Ｂ２の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表８の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表８の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２０５】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、３８０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する紫外半導体発光ダイオード素子を封止し、図１に示した構造の実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較実施例Ｂ１〜Ｂ２の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表９に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２０６】
【表８】
【０２０７】
【表９】
【０２０８】
（実施例Ｃ１〜Ｃ２、比較実施例Ｃ１〜Ｃ２：各種蛍光体と、青色発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、青色発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に青色発光半導体レーザダイオード素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｃ１〜Ｃ２および比較実施例Ｃ１〜Ｃ２の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表１０の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表１０の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２０９】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する青色半導体発光レーザダイオード素子を封止し、図２に示した構造の実施例Ｃ１〜Ｃ２および比較実施例Ｃ１〜Ｃ２の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表１１に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２１０】
【表１０】
【０２１１】
【表１１】
【０２１２】
（実施例Ｄ１〜Ｄ４、比較実施例Ｄ１〜Ｄ２：各種蛍光体と、紫外発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、紫外発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に紫外発光半導体レーザダイオード素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｄ１〜Ｄ４および比較実施例Ｄ１〜Ｄ２の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表１２の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表１２の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２１３】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、３８０ｎｍに発光のピーク波長を有するＩｎＧａＮ半導体活性層を有する紫外半導体発光レーザダイオード素子を封止し、図２に示した構造の実施例Ｄ１〜Ｄ４および比較実施例Ｄ１〜Ｄ２の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表１３に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２１４】
【表１２】
【０２１５】
【表１３】
【０２１６】
（実施例Ｅ１〜Ｅ２７、比較実施例Ｅ１〜Ｅ６：各種蛍光体と、青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される発光装置）
各種半導体微粒子蛍光体と、青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に青色有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて点を除いては、実施例Ａ１と同様の方法を用いて、実施例Ｅ１〜Ｅ２７および比較実施例Ｅ１〜Ｅ６の発光装置を作製した。すなわち、実施例Ａ１と同様、各種蛍光体を、表１４の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表１４の「蛍光体／樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
【０２１７】
次に、上記で得られたモールド樹脂を用いて、４５５ｎｍに発光のピーク波長を有する青色有機エレクトロルミネッセンス素子を封止し、図３に示した構造の実施例Ｅ１〜Ｅ２７および比較実施例Ｅ１〜Ｅ６の発光装置を作製した。本方法で作製された発光装置を評価したところ、表１５に示す色度点、発光効率および演色性指数を示すことを確認した。
【０２１８】
【表１４】
【０２１９】
【表１５】
【０２２０】
≪シェル部材料のバンドギャップによる違いの検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料の違いが、本発明の発光装置の発光効率に与える影響を検討する。
【０２２１】
図２０、図２１および図２２は、各種コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置１，２１，４１の明るさの関係を表した図である。横軸には、半導体微粒子蛍光体のシェル部材料のバンドギャップエネルギーを、縦軸には、発光装置の発光効率の相対値をプロットしている。ここで励起光源には、図２０では、青色半導体発光ダイオード素子および青色半導体発光レーザダイオード素子を、図２１では、紫外半導体発光ダイオード素子および紫外半導体発光レーザダイオード素子を、図２２では、青色エレクトロルミネッセンス素子を用いている。図中の直線は、光源から発せられる励起光のエネルギーを表している。図２０〜２２のいずれの場合も、シェル部材料のバンドギャップエネルギーが光源の励起光エネルギーより小さい場合において、発光効率が高くなっていることが分かる。これは、コア部より体積の大きいシェル部で、励起光を吸収させることにより、半導体微粒子蛍光体の濃度消光を抑制することができたためであると考えられる。これは、シェル部により効率よく励起光を吸収させることが可能となったため、コア部による蛍光の自己吸収を低下させることができたためである。
【０２２２】
≪シェル部材料のバンドギャップが小さい場合の影響の検討≫
以下に、シェル部のバンドギャップエネルギーが小さい半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置の特性について、検討する。
【０２２３】
実施例Ａ１と実施例Ａ１９を比較する。実施例Ａ１と実施例Ａ１９の発光装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例Ａ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例Ａ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例Ａ１の発光装置の発光効率が１００．０％であるのに対して、Ａ１９の発光装置の発光効率は７９．５％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２２４】
実施例Ａ７と実施例Ａ２０を比較する。実施例Ａ７と実施例Ａ２０の発光装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例Ａ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例Ａ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例Ａ７の発光装置の発光効率が４７．０％であるのに対して、Ａ２０の発光装置の発光効率は４１．７％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２２５】
これは、シェル材料がＧａＰ材料である赤色半導体微粒子蛍光体を用いた場合、青色半導体微粒子蛍光体の発光を、赤色蛍光体のＧａＰシェル部が吸収するためであると考えられる。このとき、青色発光が赤色蛍光体に吸収されることで生じる損失のため、発光装置の発光効率は低下する。すなわち発光装置の発光効率の観点からは、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、発光装置に含まれるいずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きいことが好ましい。
【０２２６】
≪コア部材料の違いの検討≫
以下、コア部の材料の違いが、本発明の発光装置の発光効率に与える影響を検討する。
【０２２７】
図２３は、シェル部材料がＺｎＳおよびＺｎＳｅである半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置１，４１の明るさの関係を表した図である。横軸には、半導体微粒子蛍光体のコア部材料を、縦軸には、発光装置の発光効率の相対値をプロットしている。図２３を見て分かるように、コア部の材料が、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅのいずれの場合も、シェル部の材料が励起光を透過するＺｎＳ材料より、励起光を吸収するＺｎＳｅ材料の半導体微粒子蛍光体を用いたほうが、発光効率が高いことが分かる。以上より、半導体微粒子蛍光体のシェル部が励起光を吸収する場合、濃度消光を抑制し発光効率が向上する効果は、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部材料においても得られることが分かる。
【０２２８】
≪半導体微粒子蛍光体の発光半値幅の検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が、本発明の発光装置の演色性指数Ｒａ値に与える影響を検討する。
【０２２９】
図２４には、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子からなる発光装置１の製造例Ａ１、Ａ２、Ａ３と、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光装置４１の製造例Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３をプロットした図である。横軸には、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の発光半値幅を、縦軸には、発光装置の演色性指数Ｒａ値をプロットしている。
【０２３０】
図２４を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなるに従い、発光装置の演色性指数Ｒａ値も向上することが分かる。これは、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなることによって、発光装置の発光スペクトルが、山谷のないなだらかな自然白色光に近づくためであると考えられる。
【０２３１】
≪蛍光体の数とＲａ値および発光効率≫
以下に、本発明の発光装置を構成する半導体微粒子蛍光体の数が、発光装置の演色性指数Ｒａ値および発光効率に与える影響を検討する。
【０２３２】
図２５および図２６は、ＩｎＰコア、ＩｎＮコアを有する半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光素子または青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される、発光装置１，４１をプロットした図である。図２５では、横軸は蛍光体の数を、縦軸は発光装置の発光効率の相対値を表している。図２６では、横軸は蛍光体の数を、縦軸は発光装置の演色性指数Ｒａ値を表している。
【０２３３】
図２５を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の種類が増えるにつれて、発光装置の発光効率は低下することが分かる。これは、蛍光体の種類が増えると、蛍光体同士の発光・吸収を繰り返してしまうため、蛍光体でのエネルギー損失が増えるためであると考えられる。また、図２６では、半導体微粒子蛍光体の種類が増えるにつれて、発光装置の演色性指数Ｒａ値が向上する傾向が見られる。これは、蛍光体の種類を増やすことにより、発光装置の発光スペクトルが、山谷のないなだらかな自然白色光に近づくためであると考えられる。
【０２３４】
≪光源の違いによる、発光装置の特性の違い≫
以下に、本発明の発光装置を構成する光源の種類が、発光装置の特性に与える影響を検討する。
【０２３５】
実施例Ａ１、実施例Ｃ１、実施例Ｅ１で作製される発光装置は、いずれも製造例１ｒ、製造例１ｇの半導体微粒子蛍光体から構成される発光装置である。但し、実施例Ａ１、実施例Ｃ１、実施例Ｅ１の発光装置を構成する光源はそれぞれ、青色半導体発光ダイオード素子、青色半導体発光レーザダイオード素子、青色有機エレクトロルミネッセンス素子である点で異なる。すなわち、それぞれ図１に示した例の発光装置１、図２に示した例の発光装置２１、図３に示した例の発光装置４１に対応する。この光源の違いによる発光装置の特性の違いを観察した。
【０２３６】
実施例Ａ１の発光装置１は、一番発光効率が高い点で優れていた。これは、光源のなかで最も発光効率の高い青色半導体発光ダイオード素子を用いたためである。一般には青色半導体発光ダイオード素子は、他の光源と比べて発光効率の高い光源を作製しやすい特徴がある。したがって、実施例Ａ１は、発光効率の高い発光装置を作製できる点で優れている。
【０２３７】
実施例Ｃ１の発光装置２１は、輝度および光出力が最も高い点で優れていた。これは、青色半導体発光レーザダイオード素子が、点光源であり、また光出力が最も高いためである。したがって、実施例Ｃ１は、輝度および光出力の高い発光装置を作製できる点で優れている。
【０２３８】
実施例Ｅ１の発光装置４１においては、面発光装置を作製することができた。これは、上記半導体発光素子が点発光であるのに対し、青色有機エレクトロルミネッセンス素子が面発光の発光素子であるためである。すなわち、実施例Ｅ１は、面発光の発光装置を作製できる点で優れている。
【０２３９】
＜画像表示装置の作製＞
以下に、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体から構成される、画像表示装置の製造方法を説明する。また、以下実施例において、画像表示装置の各色度点、色再現性および明るさの測定には、発光測定システムＭＣＰＤ−７０００（大塚電子株式会社製）を用いた。
【０２４０】
（実施例ＡＡ１：画像表示装置１０１）
実施例ＡＡ１では、実施例Ａ１の発光装置１をバックライト光源として用いるとともに、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４を用いることにより、図５に示した構造の画像表示装置１０１を作製した。すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子とを組み合わせた、実施例Ａ１に記載の発光装置１をバックライトとして用いた。かかる発光装置１と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部１０４を組み合わせることで、実施例ＣＥ１の画像表示装置１０１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１０１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１０５．８％であることを確認した。また以下の実施例における画像表示装置の明るさは、実施例ＡＡ１における画像表示装置１０１の明るさを１００％としたときの相対値として評価した。
【０２４１】
（実施例ＡＡ２〜ＡＡ２８、比較実施例ＡＡ１〜ＡＡ６、実施例ＡＢ１〜ＡＢ４、比較実施例ＡＢ１〜ＡＢ２、実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、比較実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、実施例ＡＤ１〜ＡＤ４、比較実施例ＡＤ１〜ＡＤ２：画像表示装置１０１）
各種半導体微粒子蛍光体と半導体発光素子を含有する白色発光装置１と、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４を備える、図５に示した構造の画像表示装置１０１について説明する。
【０２４２】
発光装置を除いては、実施例ＡＡ１と同様の方法を用いて、実施例ＡＡ２〜ＡＡ２８、比較実施例ＡＡ１〜ＡＡ６、実施例ＡＢ１〜ＡＢ４、比較実施例ＡＢ１〜ＡＢ２、実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、比較実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、実施例ＡＤ１〜ＡＤ４、および比較実施例ＡＤ１〜ＡＤ２の画像表示装置１０１を作製した。
【０２４３】
すなわち、表１６に示すように、実施例Ａ２〜Ａ２８、比較実施例Ａ１〜Ａ６、実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較実施例Ｂ１〜Ｂ２、実施例Ｃ１〜Ｃ２、比較実施例Ｃ１〜Ｃ２、実施例Ｄ１〜Ｄ４、および比較実施例Ｄ１〜Ｄ２で作製される発光装置１を用いて、カラーフィルタを有する波長変換部１０４を備え付けることにより、実施例ＡＡ２〜ＡＡ２８、比較実施例ＡＡ１〜ＡＡ６、実施例ＡＢ１〜ＡＢ４、比較実施例ＡＢ１〜ＡＢ２、実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、比較実施例ＡＣ１〜ＡＣ２、実施例ＡＤ１〜ＡＤ４、および比較実施例ＡＤ１〜ＡＤ２の画像表示装置１０１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１０１を評価したところ、表１７に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２４４】
【表１６】
【０２４５】
【表１７】
【０２４６】
（実施例ＢＡ１：画像表示装置１２１）
実施例ＢＡ１では、青色発光半導体ダイオード素子をバックライト光源である発光素子１２２として用いるとともに、製造例１ｒ、１ｇで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３を備える、図８に示した構造の画像表示装置１２１について説明する。
【０２４７】
すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。かかる波長変換部材をカラーフィルタの代わりに用い、青色発光半導体ダイオード素子を組み合わせることで、実施例ＢＡ１の画像表示装置１２１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１２１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１２９．４％、明るさが１０４．０％を示すことを確認した。
【０２４８】
（実施例ＢＡ２〜ＢＡ１２、比較実施例ＢＡ１〜ＢＡ８：画像表示装置１２１）
青色発光の半導体ダイオード素子、紫外発光の半導体ダイオード素子、青色発光の半導体レーザダイオード素子、紫外発光の半導体レーザダイオード素子から選ばれる半導体発光素子をバックライト光源である発光素子１２２として用いるとともに、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３とを備える、図８に示した構造の画像表示装置１２１について説明する。
【０２４９】
発光装置および波長変換部材に含まれる半導体微粒子蛍光体を除いては、実施例ＢＡ１と同様の方法を用いて、実施例ＢＡ２〜ＢＡ１２、比較実施例ＢＡ１〜ＢＡ８の画像表示装置１２１を作製した。すなわち、表１８に示すように、発光装置としては、青色発光半導体ダイオード素子、紫外発光半導体ダイオード素子、青色発光半導体レーザダイオード素子、紫外発光半導体レーザダイオード素子を用いた。また、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。これ以外は、実施例ＢＡ１と同様の方法を用いて、実施例ＢＡ２〜ＢＡ１２、比較実施例ＢＡ１〜ＢＡ８の画像表示装置１２１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１２１を評価したところ、表１９に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２５０】
【表１８】
【０２５１】
【表１９】
【０２５２】
（実施例ＣＥ１：画像表示装置１５１）
実施例ＣＥ１では、実施例Ｅ１の発光装置４１をバックライト光源として用いるとともに、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４を用いることにより、図１１に示した構造の画像表示装置１５１を作製した。すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせた、実施例Ｅ１に記載の発光装置４１をバックライトとして用いた。かかる発光装置４１と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部１０４を組み合わせることで、実施例ＣＥ１の画像表示装置１５１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１５１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が９９．４％、明るさが６４．１％を示すことを確認した。
【０２５３】
（実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２：画像表示装置１５１）
各種半導体微粒子蛍光体と青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される白色発光装置４１と、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１０４から構成される、図１１に示した構造の画像表示装置１５１について説明する。
【０２５４】
発光装置を除いては、実施例ＣＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２の画像表示装置１５１を作製した。すなわち、表２０に示すように、実施例Ｅ２〜Ａ２７、比較実施例Ｅ１〜Ｅ６で作製される発光装置をバックライト光源として用いて、カラーフィルタを有する波長変換部１０４を備え付けることにより、実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２の画像表示装置１５１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１５１を評価したところ、表２１に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２５５】
【表２０】
【０２５６】
【表２１】
【０２５７】
（実施例ＤＥ１：画像表示装置１６１）
実施例ＤＥ１では、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源として用いるとともに、製造例１ｒ、１ｇで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３を備える、図１２に示す構造の画像表示装置１６１について説明する。すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。かかる波長変換部材をカラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光素子１６２とを組み合わせることで、実施例ＤＥ１の画像表示装置１６１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１６１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１１７．３％、明るさが６６．４％を示すことを確認した。
【０２５８】
（実施例ＤＥ２、比較実施例ＤＥ１〜ＤＥ２：画像表示装置１６１）
青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子１６２として用いるとともに、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１２３を備える、図１２に示した構造の画像表示装置１６１について説明する。
【０２５９】
発光装置および波長変換部材に含まれる半導体微粒子蛍光体を除いては、実施例ＤＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＤＥ２、比較実施例ＤＥ１〜ＤＥ２の画像表示装置１６１を作製した。すなわち、表２２に示すように、発光装置としては、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた。また、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。これ以外は、実施例ＤＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＤＥ２、比較実施例ＤＥ１〜ＤＥ２の画像表示装置１６１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１６１を評価したところ、表２３に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２６０】
【表２２】
【０２６１】
【表２３】
【０２６２】
（実施例ＥＥ１：画像表示装置１７１）
実施例ＥＥ１では、実施例Ｅ１の発光装置４１をバックライト光源として用いるとともに、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１７２を用いることにより、図１３に示した構造の画像表示装置１７１を作製した。すなわち、製造例１ｒ、１ｇで合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせた、実施例Ｅ１に記載の発光装置４１をバックライトとして用いた。かかる発光装置４１と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部１７２を組み合わせることで、実施例ＣＥ１の画像表示装置１７１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１７１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が９８．７％、明るさが６３．９％を示すことを確認した。
【０２６３】
（実施例ＥＥ２、比較実施例ＥＥ１〜ＥＥ２：画像表示装置１７１）
各種半導体微粒子蛍光体と青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される白色発光装置４１と、図７に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部１７２から構成される、図１３に示した構造の画像表示装置１７１について説明する。
【０２６４】
発光装置を除いては、実施例ＥＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＥＥ、比較実施例ＥＥ１〜ＥＥ２の画像表示装置１７１を作製した。すなわち、表２４に示すように、実施例Ｅ２〜Ａ２７、比較実施例Ｅ１〜Ｅ６で作製される発光装置をバックライト光源として用いて、カラーフィルタを有する波長変換部１７２を備え付けることにより、実施例ＣＥ２〜ＣＥ４、比較実施例ＣＥ１〜ＣＥ２の画像表示装置１７１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１７１を評価したところ、表２５に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２６５】
【表２４】
【０２６６】
【表２５】
【０２６７】
（実施例ＦＥ１：画像表示装置１８１）
実施例ＦＥ１では、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子１６２として用いるとともに、製造例１ｒ、１ｇで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１８２を備える、図１５に示したす構造の画像表示装置１８１について説明する。
【０２６８】
すなわち、製造例１ｒ、１ｇでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材１８６を有する波長変換部１８２を作製した。かかる波長変換部材１０００と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせることで、実施例ＤＥ１の画像表示装置１８１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１８１を評価したところ、ＮＴＳＣ比が１１７．３％、明るさが６６．４％を示すことを確認した。
【０２６９】
（実施例ＦＥ２〜ＦＥ２４、比較実施例ＦＥ１〜ＦＥ２：画像表示装置１８１）
青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子１６２として用いるとともに、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部１８２から構成される、図１５に示した構造の画像表示装置１８１について説明する。
【０２７０】
発光装置および波長変換部材に含まれる半導体微粒子蛍光体を除いては、実施例ＦＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＦＥ２〜ＦＥ２４、比較実施例ＦＥ１〜ＦＥ２の画像表示装置１８１を作製した。すなわち、表２６に示すように、発光素子１６２としては、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた。また、製造例２ｒ〜２２ｒ、２ｙ〜２２ｙ、２ｇ〜２０ｇ、２ｂ〜２０ｂ、および比較製造例１ｒ〜６ｒ、１ｙ〜６ｙ、１ｇ〜６ｇ、１ｂ〜６ｂで合成される半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。これ以外は、実施例ＦＥ１と同様の方法を用いて、実施例ＦＥ２〜ＦＥ２４、比較実施例ＦＥ１〜ＦＥ２の画像表示装置１８１を作製した。本方法で作製された画像表示装置１８１を評価したところ、表２７に示すＮＴＳＣ比、および明るさを示すことを確認した。
【０２７１】
【表２６】
【０２７２】
【表２７】
【０２７３】
≪シェル部材料のバンドギャップによる違いの検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料の違いが、本発明の画像表示装置の明るさに与える影響を検討する。
【０２７４】
図２７、図２８、図２９は、各種コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置１０１，１８１の明るさの関係を表したグラフである。図２７〜図２９のいずれも、横軸には、半導体微粒子蛍光体のシェル部材料のバンドギャップエネルギーを、縦軸には、画像表示装置の明るさの相対値をプロットしている。ここで画像表示装置の励起光源には、図２７では、青色半導体発光ダイオード素子および青色半導体発光レーザダイオード素子からなる発光装置を、図２８では、紫外半導体発光ダイオード素子および紫外半導体発光レーザダイオード素子からなる発光装置を、図２９では、青色エレクトロルミネッセンス素子からなる発光装置を用いている。図中の直線は、光源から発せられる励起光のエネルギーを表している。図２７〜図２９のいずれの場合も、シェル部材料のバンドギャップエネルギーが光源の励起光エネルギーより小さい場合において、画像表示装置の明るさが高くなっていることが分かる。これは、コア部より体積の大きいシェル部で、励起光を吸収させることにより、半導体微粒子蛍光体の濃度消光を抑制することができたためであると考えられる。これは、効率よく励起光を吸収させることが可能となったため、濃度を低下させることができたためである。
【０２７５】
≪シェル部材料のバンドギャップが小さい場合の影響の検討≫
以下に、シェル部のバンドギャップエネルギーが小さい半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置の特性について、検討する。
【０２７６】
実施例ＡＡ１と実施例ＡＡ１９を比較する。実施例ＡＡ１と実施例ＡＡ１９の画像表示装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例ＡＡ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例ＡＡ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例Ａ１の画像表示装置の明るさが１００．０％であるのに対して、ＡＡ１９の画像表示装置の明るさは７７．７％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２７７】
実施例ＡＡ７と実施例ＡＡ２０を比較する。実施例ＡＡ７と実施例ＡＡ２０の画像表示装置は、赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料以外は、同じ条件で作製されている。赤色半導体微粒子蛍光体のシェル部材料は、実施例Ａ１においてはＺｎＳｅ材料、実施例ＡＡ１９においてはＧａＰ材料を用いている。このとき、実施例ＡＡ７の画像表示装置の明るさが４５．９％であるのに対して、Ａ２０の画像表示装置の明るさは４２．０％と、大幅に低下していることが確認できる。
【０２７８】
これは、シェル部材料がＧａＰ材料である赤色半導体微粒子蛍光体を用いた場合、青色半導体微粒子蛍光体の発光を、赤色蛍光体が吸収するためであると考えられる。このとき、青色発光が赤色蛍光体に吸収されることで生じる損失のため、画像表示装置の明るさは低下してしまう。すなわち画像表示装置の明るさの観点からは、半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーは、画像表示装置に含まれるいずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きいことが好ましい。
【０２７９】
≪コア部材料の違いの検討≫
以下に、コア部の材料の違いが、本発明の画像表示装置の明るさに与える影響を検討する。
【０２８０】
図３０は、シェル部材料がＺｎＳおよびＺｎＳｅである半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置１０１、画像表示装置１８１の明るさの関係を表したグラフである。横軸には、半導体微粒子蛍光体のコア部材料を、縦軸には、画像表示装置の明るさの相対値をプロットしている。図３０を見て分かるように、コア部の材料が、ＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＣｄＳｅ、ＺｎＣｄＳｅのいずれの場合も、シェル部の材料がＺｎＳより、ＺｎＳｅの方が、発光効率が高いことが分かる。以上より、半導体微粒子蛍光体のコア部材料に関わらず、半導体微粒子蛍光体のシェル部が励起光を吸収する場合、濃度消光を抑制し画像表示装置の明るさが向上することが分かる。
【０２８１】
≪半導体微粒子蛍光体の発光半値幅の検討≫
以下に、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が、本発明の画像表示装置のＮＴＳＣ比に与える影響を検討する。
【０２８２】
図３１は、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子からなる画像表示装置１０１と、赤色、緑色発光の２種類のＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画像表示装置１８１の特性をプロットしたグラフである。横軸には、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ半導体微粒子蛍光体の発光半値幅を、縦軸には、画像表示装置のＮＴＳＣ比をプロットしている。
【０２８３】
図３１を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなるに従い、画像表示装置のＮＴＳＣ比が小さくなることが分かる。これは、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が大きくなることによって、画像表示装置の赤・緑・青の各色度点の色純度が下がるためであると考えられる。
【０２８４】
≪蛍光体の数の検討≫
以下に、本発明の発光装置を構成する半導体微粒子蛍光体の数が、画像表示装置のＮＴＳＣ比に与える影響を検討する。
【０２８５】
図３２は、ＩｎＰコア、ＩｎＮコアを有する半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光素子および青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される、画像表示装置１０１，１８１の特性をプロットした図である。図３２では、横軸は蛍光体の数を、縦軸は発光装置の画像表示装置のＮＴＳＣ比を表している。
【０２８６】
図３２を見て分かるように、半導体微粒子蛍光体の種類が増えるにつれて、画像表示装置のＮＴＳＣ比は大きくなる傾向が見られる。これは、蛍光体の種類を増やすことによって、画像表示装置の赤・緑・青の各色度点の色純度が高くためであると考えられる。
【０２８７】
以上のように本発明の実施例について説明を行なったが、上述の実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０２８８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２８９】
本発明における半導体発光装置および画像表示装置は、表示用光源、小型電球の代替光源、液晶パネル用バックライト光源、一般照明、装飾照明、発光表示装置、ディスプレイ、プロジェクターなどの用途に用いることができる。
【符号の説明】
【０２９０】
１，２１，４１ 発光装置、２ 半導体発光レーザ素子、３，４ 半導体微粒子蛍光体、５ プリント配線基板、６ 樹脂枠、７ モールド樹脂、８ 半導体活性層、９ ｐ側電極、１０ ｎ側電極、１１ ｎ電極部、１２ 接着剤、１３ ｐ電極部、１４ 金属ワイヤ、２２ 半導体発光レーザダイオード素子、２３ 波長変換部材、２４ 透光性部材、２５ 半導体レーザチップ、２６ ヒートシンク・ステム、２７ Ｓｉサブマウント、２８，２９ 端子ピン、３０ 金ワイヤ、３１ ウィンド・キャップ、４２ 有機エレクトロルミネッセンス素子、４３ 波長変換部材、４４ 基板、４５ 透光性部材、４６ 陽極、４７ 正孔注入層、４８ 正孔輸送層、４９ 発光層、５０ 電子輸送層、５１ 電子注入層、５２ 陰極、６１ コア部、６２ シェル部、６３ 有機化合物、１０１，１２１，１５１，１６１，１７１，１８１ 画像表示装置、１０２，１５２ 発光装置、１０３ 導光板、１０４，１２３，１７２，１８２ 波長変換部、１０５，１２４，１７３，１８３ 画像表示部、１０６ 出射光、１０７ 光、１１１ａ，１３１ａ 下部偏光板、１１１ｂ，１３１ｂ 上部偏光板、１１２，１３２ 薄膜トランジスタ、１１３ａ，１３３ａ 透明導電膜、１１３ｂ，１３３ｂ 上部薄膜電極、１１４ａ，１１４ｂ，１３４ａ，１３４ｂ 配向膜、１１５，１３５ 液晶層、１１６ カラーフィルタ、１２２ 発光素子、１３６ 波長変換部材、１４１ 半導体微粒子蛍光体、１４２ 透光性部材、１４３ 光、１４４ 透過光、１４５ 蛍光、１４６ 混色光、１６２ 発光素子、１６３ 出射光、１７６，１７６ａ，１７６ｂ，１７６ｃ カラーフィルタ、１８６，１８６ａ，１８６ｂ，１８６ｃ 波長変換部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える、発光装置。
【請求項２】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、発光素子から発せられる光エネルギーより小さい、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、コア部のバンドギャップエネルギーより大きい、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
発光スペクトルのピーク波長の異なる、２種類以上の半導体微粒子蛍光体を有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きい、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が８０ｎｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の２０％以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
半導体微粒子蛍光体のコア部がＩＩ−ＶＩ族半導体材料またはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料である、請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
半導体微粒子蛍光体のコア部が三元以上の混晶からなるものである、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
半導体微粒子蛍光体のコア部がＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮのいずれかである、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１１】
半導体微粒子蛍光体のシェル部がＺｎＳｅまたはＳｉＣである、請求項１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１２】
半導体微粒子蛍光体が複数のシェル部を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１３】
半導体微粒子蛍光体が透光性部材に覆われている、請求項１〜１２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１４】
発光素子が、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子である、請求項１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子がＧａＮ系材料からなる、請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１７】
発光素子の発光スペクトルが４２０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有する、請求項１４〜１６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１８】
発光素子の発光スペクトルが３５０〜４２０ｎｍの範囲にピーク波長を有する、請求項１４〜１６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１９】
青色発光の発光素子と、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体とを備える、請求項１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項２０】
紫外〜青紫色発光の発光素子と、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体とを備える、請求項１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項２１】
発光素子と、
コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える、画像表示装置。
【請求項２２】
半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が４０ｎｍ以下である、請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の１５％以下である、請求項２１または２２に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される白色発光装置と、カラーフィルタとを備える、請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
発光素子と、半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材とを備える、請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項１】
発光素子と、
コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える、発光装置。
【請求項２】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、発光素子から発せられる光エネルギーより小さい、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、コア部のバンドギャップエネルギーより大きい、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
発光スペクトルのピーク波長の異なる、２種類以上の半導体微粒子蛍光体を有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きい、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が８０ｎｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の２０％以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
半導体微粒子蛍光体のコア部がＩＩ−ＶＩ族半導体材料またはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料である、請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
半導体微粒子蛍光体のコア部が三元以上の混晶からなるものである、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
半導体微粒子蛍光体のコア部がＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮのいずれかである、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１１】
半導体微粒子蛍光体のシェル部がＺｎＳｅまたはＳｉＣである、請求項１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１２】
半導体微粒子蛍光体が複数のシェル部を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１３】
半導体微粒子蛍光体が透光性部材に覆われている、請求項１〜１２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１４】
発光素子が、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子である、請求項１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子がＧａＮ系材料からなる、請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１７】
発光素子の発光スペクトルが４２０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有する、請求項１４〜１６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１８】
発光素子の発光スペクトルが３５０〜４２０ｎｍの範囲にピーク波長を有する、請求項１４〜１６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１９】
青色発光の発光素子と、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体とを備える、請求項１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項２０】
紫外〜青紫色発光の発光素子と、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体とを備える、請求項１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項２１】
発光素子と、
コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア／シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える、画像表示装置。
【請求項２２】
半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が４０ｎｍ以下である、請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の１５％以下である、請求項２１または２２に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される白色発光装置と、カラーフィルタとを備える、請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
発光素子と、半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材とを備える、請求項２１に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
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【図４】
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【図６】
【図７】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
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【公開番号】特開２０１１−４０４８６（Ｐ２０１１−４０４８６Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８４８３７（Ｐ２００９−１８４８３７）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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