[go: up one dir, main page]

JP2002105090A - Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand - Google Patents

Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand

Info

Publication number
JP2002105090A
JP2002105090A JP2000293693A JP2000293693A JP2002105090A JP 2002105090 A JP2002105090 A JP 2002105090A JP 2000293693 A JP2000293693 A JP 2000293693A JP 2000293693 A JP2000293693 A JP 2000293693A JP 2002105090 A JP2002105090 A JP 2002105090A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
periodic table
iii
elements
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000293693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kawa
学 加和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2000293693A priority Critical patent/JP2002105090A/en
Publication of JP2002105090A publication Critical patent/JP2002105090A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain new semiconductor ultrafine particles having a light absorbing and emitting ability and a high refractive index controlled by quantum effects. SOLUTION: The phosphine oxides are obtained by binding a radically reactive group. The semiconductor ultrafine particles have the phosphine oxides as a ligand.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はラジカル反応性ホス
フィンオキシド類を結合した半導体超微粒子に関する。
本発明の半導体超微粒子は、量子効果による制御された
吸発光能や高い屈折率を有する。従って、例えばこれを
分散した樹脂組成物の形で、光導波路、光学レンズや光
学プリズム等の光屈折部材、あるいはディスプレイや照
明器具等の発光体の原料として利用可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ultrafine semiconductor particles having a radical-reactive phosphine oxide bonded thereto.
The semiconductor ultrafine particles of the present invention have a controlled absorption / emission ability by a quantum effect and a high refractive index. Therefore, it can be used, for example, in the form of a resin composition in which it is dispersed, as a light refraction member such as an optical waveguide, an optical lens or an optical prism, or as a raw material for a luminous body such as a display or a lighting fixture.

【0002】[0002]

【従来の技術】スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ある
いは芳香族ポリカーボネート樹脂に代表される非晶性熱
可塑性樹脂、あるいは不飽和ポリエステル樹脂やジアリ
ルフタレート樹脂等の硬化性樹脂は、可視領域波長にお
ける良好な透明性を有し、しかも無機ガラス材料に比べ
て低比重、成形性や量産性、あるいは強靱性、可撓性、
耐衝撃性等の機械的物性のバランスに優れる等の優れた
特徴を有する汎用透明樹脂材料である。かかる透明樹脂
材料に高い屈折率を付与すると、例えば薄肉軽量な光学
レンズやプリズムあるいは光導波路のコア部分等の材料
として利用価値が生じる。
2. Description of the Related Art An amorphous thermoplastic resin represented by a styrene resin, an acrylic resin, or an aromatic polycarbonate resin, or a curable resin such as an unsaturated polyester resin or diallyl phthalate resin has a good wavelength in the visible region. High transparency, and low specific gravity, moldability and mass productivity, or toughness, flexibility,
It is a general-purpose transparent resin material having excellent characteristics such as excellent balance of mechanical properties such as impact resistance. When a high refractive index is imparted to such a transparent resin material, it becomes useful as a material for, for example, a thin and lightweight optical lens, a prism, or a core portion of an optical waveguide.

【0003】透明樹脂材料を高屈折率化する手段とし
て、従来、臭素や硫黄等の原子番号の大きな元素を含有
するモノマーの使用が行われてきた。例えば、T.Ok
uboら;J.Mater.Sci.,34巻,337
頁(1999)には2,5−ビス(メルカプトメチル)
−1,4−ジチアンを高屈折率モノマーとした高屈折率
高分子材料が報告されている。しかし、ハロゲンや硫黄
等の元素の有する化学的反応性に由来する光安定性の不
足や、特に臭素等のハロゲン元素を使用する場合はダイ
オキシン類発生源となる環境汚染性等の欠点があるだけ
でなく、かような非汎用の特殊モノマーを使用するため
に産業上の利用分野が極度に制限されるという問題があ
り、ポリスチレン等のスチレン系樹脂やポリメチルメタ
クリレート(通称PMMA)等のアクリル系樹脂のよう
な汎用ラジカル重合性モノマーを原料とする透明樹脂を
利用しての高屈折率化技術が強く求められている。
As means for increasing the refractive index of a transparent resin material, a monomer containing an element having a large atomic number such as bromine or sulfur has conventionally been used. For example, T. Ok
Ubo et al .; Mater. Sci. , 34, 337
Page (1999) shows 2,5-bis (mercaptomethyl)
A high refractive index polymer material using -1,4-dithiane as a high refractive index monomer has been reported. However, there are only drawbacks such as lack of light stability due to chemical reactivity possessed by elements such as halogen and sulfur, and environmental pollution which is a source of dioxins especially when a halogen element such as bromine is used. In addition, there is a problem that the industrial application field is extremely limited due to the use of such non-general-purpose special monomers, and styrene resins such as polystyrene and acrylic resins such as polymethyl methacrylate (commonly known as PMMA). There is a strong demand for a technique for increasing the refractive index using a transparent resin made of a general-purpose radical polymerizable monomer such as a resin.

【0004】また、アクリル系樹脂や芳香族ポリカーボ
ネート樹脂のように親水性構造(カルボニル基、エステ
ル結合、カーボネート結合)を分子構造に含有する汎用
樹脂においては、吸水性が問題となる場合があった。前
記の汎用透明樹脂材料の光学材料としての特性を生かし
た新しい用途として、アクリル系樹脂等の非晶性熱可塑
性樹脂を利用したポリマー光ファイバー(以下POFと
略記)が挙げられる。POFのコア部(光ファイバー断
面における中心部分)はクラッド部(同外周部分)より
も高屈折率とする必要があり、この屈折率差が大きけれ
ば大きいほど光が伝播可能な最大角度に対応する開口数
(NA)を大きくすることができ、これはPOFの曲げ
による光損失や光結合による性能低下の抑制の観点では
有利となる。しかし従来、例えばPMMA等のアクリル
系樹脂やビスフェノールAポリカーボネート等の芳香族
ポリカーボネート樹脂のような汎用の非晶性熱可塑性樹
脂をかかるクラッド部材料として使用しようとすると、
高屈折率コア部材料としてこれらと併用可能(通常該ク
ラッド部との屈折率差が0.1以上必要)な汎用の非晶
性熱可塑性樹脂材料は事実上なかったので、該クラッド
部材料として高価なフッ素系樹脂等をブレンドして低屈
折率化した材料を使用せざるを得なかった。
In general-purpose resins containing a hydrophilic structure (carbonyl group, ester bond, carbonate bond) in the molecular structure, such as an acrylic resin or an aromatic polycarbonate resin, water absorption may be a problem. . As a new application utilizing the characteristics of the general-purpose transparent resin material as an optical material, there is a polymer optical fiber (hereinafter abbreviated as POF) using an amorphous thermoplastic resin such as an acrylic resin. The core part (the center part in the optical fiber cross section) of the POF needs to have a higher refractive index than the clad part (the outer peripheral part), and the larger the difference in the refractive index, the larger the aperture corresponding to the maximum angle at which light can propagate. The number (NA) can be increased, which is advantageous from the viewpoint of suppressing optical loss due to bending of the POF and performance degradation due to optical coupling. However, conventionally, if an attempt is made to use a general-purpose amorphous thermoplastic resin such as an acrylic resin such as PMMA or an aromatic polycarbonate resin such as bisphenol A polycarbonate as the clad material,
Since there was practically no general-purpose amorphous thermoplastic resin material that can be used in combination with these as a high refractive index core material (usually a refractive index difference from the cladding is 0.1 or more), A material having a low refractive index by blending an expensive fluororesin or the like has to be used.

【0005】一方、半導体や金属等の高屈折率物質を光
の波長(実用的には近紫外から可視領域)よりも小さい
粒子として非晶性マトリクスに分散あるいは溶解させて
高屈折率透明材料を得る手法は、古くから鉛ガラス等で
知られている。またセレン化カドミウム(CdSe)を
固溶化した赤色ガラスはカラーフィルターとして実用さ
れている。非晶性樹脂材料に対する従来の関連技術とし
て、例えば、欧州特許928245号公報(1999)
にはCdSe超微粒子をポリ(4−ビニルピリジン)中
に10体積%分散した材料が開示されているが、該ポリ
マー分子中のピリジン残基のCdSe結晶表面への配位
力を利用した技術であるため、前記の汎用非晶性樹脂の
マトリクス樹脂としての使用は困難であった。
On the other hand, a high refractive index material such as a semiconductor or a metal is dispersed or dissolved in an amorphous matrix as particles smaller than the wavelength of light (practically, near ultraviolet to visible region) to form a high refractive index transparent material. The method of obtaining has long been known with lead glass or the like. Red glass in which cadmium selenide (CdSe) is dissolved is used as a color filter. As a related art related to an amorphous resin material, for example, European Patent No. 922245 (1999)
Discloses a material in which ultra-fine particles of CdSe are dispersed in poly (4-vinylpyridine) at 10% by volume, and a technique utilizing the coordination force of pyridine residues in the polymer molecule to the surface of a CdSe crystal is disclosed. For this reason, it has been difficult to use the general-purpose amorphous resin as a matrix resin.

【0006】同様にピリジン残基を分子内に有するポリ
マーの配位力を利用して半導体超微粒子をポリマーマト
リクスに分散する技術が、S.W.Haggataらに
より報告されている。例えばCdSe及びセレン化亜鉛
(ZnSe)超微粒子をそれぞれ31重量%及び25重
量%程度分散した材料がS.W.Haggataら;
J.Mater.Chem.,7巻,1969頁(19
97)に、硫化カドミウム(CdS)及び硫化亜鉛(Z
nS)超微粒子をそれぞれ25重量%及び18重量%程
度分散した材料がS.W.Haggataら;J.Ma
ter.Chem.,6巻,1771頁(1996)に
それぞれ報告されている。しかし、いずれも半導体超微
粒子の添加量の上限は前記程度に限られており高屈折率
化の効果は満足できるものではなく、また、前記の汎用
非晶性樹脂をマトリクスとして使用することはこの技術
でも困難であった。
Similarly, a technique for dispersing semiconductor ultrafine particles in a polymer matrix by utilizing the coordination force of a polymer having a pyridine residue in a molecule is disclosed in S. K. W. Haggata et al. For example, a material in which CdSe and zinc selenide (ZnSe) ultrafine particles are dispersed by about 31% by weight and 25% by weight, respectively, is S.S. W. Haggata et al .;
J. Mater. Chem. , 7, p. 1969 (19
97), cadmium sulfide (CdS) and zinc sulfide (Z
nS) A material in which ultrafine particles are dispersed by about 25% by weight and 18% by weight, respectively. W. Haggata et al .; Ma
ter. Chem. 6, Volume 1771 (1996), respectively. However, the upper limit of the addition amount of the semiconductor ultrafine particles is not limited to the above-mentioned level, and the effect of increasing the refractive index is not satisfactory, and the use of the above-mentioned general-purpose amorphous resin as a matrix is not possible. Technology was also difficult.

【0007】更に、C.Beckerら;SPIE,3
469巻,88頁(1998)にはシランカップリング
剤で表面処理したシリカ超微粒子をPMMAマトリクス
に10体積%分散した材料が報告されているが、高屈折
率化の効果は満足できるものではなかった。最近J.L
eeら;Adv.Mater.,12巻,1102頁
(2000)に、トリオクチルホスフィン(TOPOと
略記)を配位とするCdSe/ZnSコア/シェル超微
粒子をポリラウリルメタクリレート(PLMAと略)樹
脂中に分散した発光材料が報告されている。TOPO等
のホスフィンオキシド類は優れた配位能力と化学的安定
性を有する配位子として半導体ナノ結晶に使用されてい
るが、この技術は、炭素数8という比較的長いアルキル
鎖を有するTOPOと炭素数12の側鎖を有するPLM
Aという特定の樹脂マトリクスとの相溶性を利用したも
のであり、PMMAやポリスチレン等の汎用非晶性樹脂
をマトリクスとして使用することはこの技術でも困難で
あった。
Further, C.I. Becker et al; SPIE, 3
469, 88 (1998) discloses a material in which ultrafine silica particles surface-treated with a silane coupling agent are dispersed at 10% by volume in a PMMA matrix, but the effect of increasing the refractive index is not satisfactory. Was. Recently J. L
ee et al; Adv. Mater. , Vol. 12, p. 1102 (2000), a luminescent material in which ultrafine CdSe / ZnS core / shell particles coordinated with trioctylphosphine (abbreviated as TOPO) are dispersed in polylauryl methacrylate (abbreviated as PLMA) resin. Have been. Phosphine oxides such as TOPO are used in semiconductor nanocrystals as ligands having excellent coordination ability and chemical stability. However, this technology uses TOPO having a relatively long alkyl chain having 8 carbon atoms. PLM having a side chain having 12 carbon atoms
A is based on the compatibility with a specific resin matrix A, and it has been difficult even with this technique to use a general-purpose amorphous resin such as PMMA or polystyrene as the matrix.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、ラジカル反応性
基を結合したホスフィンオキシド類の提供、及びこれを
配位子として結合する半導体超微粒子の提供の2点にあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a phosphine oxide to which a radical reactive group is bonded and a semiconductor to which the phosphine oxide is bonded as a ligand. There are two points in providing ultrafine particles.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成すべく、ラジカル反応性基を結合したホスフィンオ
キシド類の合成、及びかかるホスフィンオキシド類の半
導体超微粒子の配位子としての使用について鋭意検討を
重ねた結果、特に、メタクリロイル基のようなラジカル
重合性基を水酸基末端を有するホスフィンオキシド類に
エステル結合させた化合物を非常に好適に得ることがで
きることを見いだし、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have synthesized a phosphine oxide having a radical reactive group bonded thereto, and used such a phosphine oxide as a ligand for semiconductor ultrafine particles. As a result of intensive studies on, it has been found that, in particular, a compound in which a radical polymerizable group such as a methacryloyl group is ester-bonded to a phosphine oxide having a hydroxyl group terminal can be very suitably obtained, and the present invention has been reached. .

【0010】即ち本発明の第1の要旨は、ラジカル反応
性基を結合したホスフィンオキシド類、に存する。また
本発明の第2の要旨は、前記ホスフィンオキシド類を配
位子として含有する半導体超微粒子、に存する。
That is, a first gist of the present invention resides in phosphine oxides having a radical reactive group bonded thereto. A second gist of the present invention resides in semiconductor ultrafine particles containing the phosphine oxides as a ligand.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】[ラジカル反応性基を結合したホ
スフィンオキシド類]本発明の半導体超微粒子は後述す
る半導体結晶を主体とするものであり、その表面に、ラ
ジカル反応性基を結合したホスフィンオキシド類を必須
の配位子として結合する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Phosphine oxides bonded to radical-reactive groups] The semiconductor ultrafine particles of the present invention are mainly composed of semiconductor crystals described later, and have phosphines bonded to radical-reactive groups on their surfaces. It binds oxides as essential ligands.

【0012】かかるホスフィンオキシド類に結合される
ラジカル反応性基の構造に制限はないが、例えば、炭素
−炭素2重結合、炭素−炭素3重結合、あるいはシクロ
プロパン環等が例示される。本発明の目的において好適
なラジカル反応性基は、ラジカル重合性を有する構造で
あり、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、あ
るいはクロトノイル基等のカルボニル基と共役した炭素
−炭素2重結合、プロパルギルカルボニル基等のカルボ
ニル基と共役した炭素−炭素3重結合、マレオイル残基
やフマロイル残基等の2つのカルボニル基と両端で共役
した炭素−炭素2重結合、4−ビニルベンジル基、3−
ビニルベンジル基、ビニルナフチルメチル基、ビニルピ
リジルメチル基等の芳香環と共役した炭素−炭素2重結
合、プロパルギルフェニル基、プロパルギルナフチル
基、プロパルギルピリジル基等の芳香環と共役した炭素
−炭素3重結合、ビニルオキシカルボニル基、ビニルオ
キシ基、ビニルアミノ基等のビニル基が電気陰性度の高
い原子に結合した構造、アリルオキシ基やアリルアミノ
基等のアリル基が電気陰性度の高い原子に結合した構造
が挙げられる。これらのうちラジカル重合性の点で好ま
しいのは、アクリロイル基やメタクリロイル基等のカル
ボニル基と共役した炭素−炭素2重結合、マレオイル残
基等の2つのカルボニル基と両端で共役した炭素−炭素
2重結合、ビニルベンジル基等の芳香環と共役した炭素
−炭素2重結合、ビニルオキシカルボニル基やビニルオ
キシ基等のビニル基が電気陰性度の高い原子に結合した
構造、アリルオキシ基等のアリル基が電気陰性度の高い
原子に結合した構造であり、中でもアクリロイル基、メ
タクリロイル基、及びマレオイル残基等のカルボニル基
と共役した炭素−炭素2重結合が最適である。
The structure of the radical reactive group bonded to the phosphine oxides is not limited, and examples thereof include a carbon-carbon double bond, a carbon-carbon triple bond, and a cyclopropane ring. Radical reactive groups suitable for the purpose of the present invention are structures having radical polymerizability, for example, an acryloyl group, a methacryloyl group, or a carbon-carbon double bond conjugated to a carbonyl group such as a crotonoyl group, a propargylcarbonyl group A carbon-carbon triple bond conjugated to two carbonyl groups such as a maleoyl residue and a fumaroyl residue at both ends; a 4-vinylbenzyl group;
Carbon-carbon double bond conjugated with an aromatic ring such as vinylbenzyl group, vinylnaphthylmethyl group, vinylpyridylmethyl group, carbon-carbon triple bond conjugated with an aromatic ring such as propargylphenyl group, propargylnaphthyl group, propargylpyridyl group Bonding, a structure in which a vinyl group such as a vinyloxycarbonyl group, a vinyloxy group, or a vinylamino group is bonded to an atom having a high electronegativity, and a structure in which an allyl group such as an allyloxy group or an allylamino group is bonded to an atom having a high electronegativity. No. Among them, preferred from the viewpoint of radical polymerizability are a carbon-carbon double bond conjugated to a carbonyl group such as an acryloyl group and a methacryloyl group, and a carbon-carbon double bond conjugated at both ends to two carbonyl groups such as a maleoyl residue. A carbon-carbon double bond conjugated to an aromatic ring such as a heavy bond, a vinylbenzyl group, a structure in which a vinyl group such as a vinyloxycarbonyl group or a vinyloxy group is bonded to an atom having a high electronegativity, and an allyl group such as an allyloxy group. It has a structure bonded to an atom having a high electronegativity, and among them, a carbon-carbon double bond conjugated to a carbonyl group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, and a maleoyl residue is most preferable.

【0013】好適なラジカル反応性基を結合したホスフ
ィンオキシド類の構造として、下記一般式(2)が例示
される。
As a preferred structure of a phosphine oxide having a radical reactive group bonded thereto, the following general formula (2) is exemplified.

【0014】[0014]

【化2】 Embedded image

【0015】但し一般式(2)において、Rradはアク
リロイル基、メタクリロイル基、マレオイル基、及びビ
ニルフェニル基(例えば4−ビニルフェニル基や3−ビ
ニルフェニル基等)のいずれかから選択されるラジカル
反応性基であり、R1及びR2は独立に炭素数10以下の
アルキル基、アシル基、アリール基、又は前記Rrad
表し、Lはホスフィンオキシド基(O=P)のリン原子
に炭素原子で結合する炭素数2〜16の脂肪族基(但し
Lはその構造中に、エーテル結合、エステル結合、カー
ボネート結合、ケトン結合等の含酸素結合、あるいはア
ミド結合、ウレタン結合、尿素結合等の含窒素結合等、
任意のヘテロ原子を含有する非芳香族結合を含有してい
ても構わない)を表す。
In the general formula (2), R rad is a radical selected from any of an acryloyl group, a methacryloyl group, a maleoyl group, and a vinylphenyl group (for example, a 4-vinylphenyl group and a 3-vinylphenyl group). R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group, an acyl group, an aryl group having 10 or less carbon atoms or the aforementioned R rad , and L represents a carbon atom attached to a phosphorus atom of a phosphine oxide group (O = P). An aliphatic group having 2 to 16 carbon atoms bonded by an atom (where L represents an oxygen-containing bond such as an ether bond, an ester bond, a carbonate bond, a ketone bond, or an amide bond, a urethane bond, a urea bond, etc.) Nitrogen-containing bonds, etc.
A non-aromatic bond containing any heteroatom may be contained).

【0016】前記一般式(2)で表されるホスフィンオ
キシド類の構造におけるR1及びR2は、Rradのラジカ
ル反応性を損なわない範囲で、本発明の半導体超微粒子
を樹脂組成物原料とした場合の相溶性向上に寄与する構
造であることが好ましくRra d同様のラジカル反応性基
である必要はない。しかし、前記一般式(2)におい
て、R1及びR2としてRradがとりうるラジカル反応性
基を用いることは、ラジカル重合性、マトリクスへの相
溶性、及びホスフィンオキシド類の合成容易性の点で非
常に好ましい場合もある。
The phosphine represented by the general formula (2)
R in the structure of the oxides1And RTwoIs RradBoombox
Semiconductor ultrafine particles of the present invention as long as the reactivity is not impaired.
Which contributes to the improvement of compatibility when
Preferably Rra dSimilar radical reactive groups
Need not be. However, in the general formula (2),
And R1And RTwoAs RradRadical reactivity
The use of groups is a radically polymerizable,
Solubility and ease of synthesis of phosphine oxides
Sometimes it is always preferred.

【0017】前記一般式(2)におけるR1及びR2に用
いられる一般的な構造例として、メチル基、エチル基、
n−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−
オクチル基、n−デシル基等の直鎖アルキル基、イソプ
ロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソヘ
キシル基等の分岐アルキル基、シクロペンチル基やシク
ロヘキシル基等の環状アルキル基、ベンジル基等のアリ
ール基を結合したアルキル基、ビニル基やアリル基等の
不飽和基、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、
ブチリル基、バレリル(Valeryl)基、ヘキサノ
イル基、オクタノイル基、デカノイル基、イソブチリル
基、ピバロイル基、イソバレリル基等の脂肪族アシル
基、ベンゾイル基、イソフタロイル基、テレフタロイル
基、サリチロイル基等の芳香族アシル基、フェニル基、
ナフチル基、ピリジル基等のアリール基等が挙げられ
る。これらのうち好適な構造は、前記の通り、将来の樹
脂組成物化に用いられるマトリクス樹脂の化学構造によ
り変動するが、該樹脂組成物中の半導体結晶含量を大き
くしたい場合には該R1及びR2は該マトリクスへ樹脂へ
の相溶性を有する限りにおいて必要以上に大きな化学構
造でないことが望ましい。この意味で好適な該R1及び
2の構造は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、
n−ブチル基等の直鎖アルキル基、イソプロピル基、イ
ソブチル基、tert−ブチル基等の分岐アルキル基、
ベンジル基等のアリール基を結合したアルキル基、ホル
ミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等の
脂肪族アシル基、ベンゾイル基等の芳香族アシル基であ
り、中でもメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−
ブチル基等の直鎖アルキル基、ベンジル基等のアリール
基を結合したアルキル基、アセチル基等の脂肪族アシル
基等がより好ましく、特にアセチル基は無水酢酸による
アセチル化により極めて簡便に導入可能な小さな化学構
造なので最適である。
Examples of general structures used for R 1 and R 2 in the general formula (2) include a methyl group, an ethyl group,
n-propyl group, n-butyl group, n-hexyl group, n-
Linear alkyl groups such as octyl group and n-decyl group; branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group and isohexyl group; cyclic alkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; and aryl groups such as benzyl group. Alkyl group, unsaturated group such as vinyl group or allyl group, formyl group, acetyl group, propionyl group,
Aromatic acyl groups such as butyryl group, valeryl group, hexanoyl group, octanoyl group, decanoyl group, isobutyryl group, pivaloyl group, isovaleryl group, etc., benzoyl group, isophthaloyl group, terephthaloyl group, salicyloyl group, etc. , Phenyl group,
And an aryl group such as a naphthyl group and a pyridyl group. The preferred structure among these varies as described above depending on the chemical structure of the matrix resin used in the formation of the resin composition in the future, but when it is desired to increase the semiconductor crystal content in the resin composition, the R 1 and R 1 2 is preferably not larger chemical structure than necessary as long as having a compatibility with the resin to the matrix. In this sense, preferred structures of R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group,
linear alkyl groups such as n-butyl group, isopropyl group, isobutyl group, branched alkyl group such as tert-butyl group,
An alkyl group having an aryl group such as a benzyl group bonded thereto, an aliphatic acyl group such as a formyl group, an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group, and an aromatic acyl group such as a benzoyl group, among which a methyl group, an ethyl group, and an n- Propyl group, n-
A linear alkyl group such as a butyl group, an alkyl group having an aryl group such as a benzyl group bonded thereto, an aliphatic acyl group such as an acetyl group, and the like are more preferable. Particularly, the acetyl group can be introduced very easily by acetylation with acetic anhydride. Optimal because of its small chemical structure.

【0018】前記一般式(2)におけるLは、炭素数1
〜6の分岐側鎖を含有していても構わないが直鎖状であ
るのが好ましい。該Lの炭素数が2に満たないと前記R
radの結合した分子鎖の可動性が極端に低下する場合が
あり、しかも配位官能基であるホスフィンオキシド基と
分子末端との距離が短いので半導体結晶表面を外界から
遮蔽して好ましい吸発光能を保護する配位子としての別
の効果も低下する恐れがある。逆にLの炭素数が16を
超えると前記Rradがかかる脂肪族構造に埋没してその
ラジカル反応性が極端に低下する場合がある。好ましい
該Lの炭素数は2〜14、更に好ましくは3〜12、最
も好ましくは3〜10である。
In the general formula (2), L represents 1 carbon atom.
Although it may contain from 6 to 6 branched side chains, it is preferably linear. If the carbon number of L is less than 2, R
The mobility of the rad- bonded molecular chain may be extremely reduced, and the distance between the phosphine oxide group, which is a coordinating functional group, and the molecular terminal is short. The other effect as a ligand for protecting the compound may also be reduced. Conversely, if L has more than 16 carbon atoms, the R rad may be buried in such an aliphatic structure and its radical reactivity may be extremely reduced. The carbon number of the L is preferably 2 to 14, more preferably 3 to 12, and most preferably 3 to 10.

【0019】かかるLの好ましい具体例としては、炭素
数2〜16の直鎖メチレン鎖、炭素数2〜16の直鎖メ
チレン鎖の先端に酸素原子を結合したオキシアルキレン
基、下記一般式(3)で表されるポリエチレングリコー
ル鎖を結合したn−プロピレン基、下記一般式(4)で
表されるポリブチレングリコール鎖を結合したn−プロ
ピレン基、下記一般式(5)で表されるポリプロパン酸
鎖等が挙げられる。
Preferred examples of L include a straight-chain methylene chain having 2 to 16 carbon atoms, an oxyalkylene group having an oxygen atom bonded to the end of the straight-chain methylene chain having 2 to 16 carbon atoms, and the following general formula (3) ), An n-propylene group bonded to a polybutylene glycol chain represented by the following general formula (4), and a polypropane represented by the following general formula (5). Acid chains and the like.

【0020】[0020]

【化3】 −(CH23−O−(CH2CH2O)x−T (3) −(CH23−O−(CH2CH2CH2CH2O)y−T (4) −(CH2CH2COO)z−T (5) 但し一般式(3)〜(5)においてTは前記一般式
(2)におけるR1、R2、及びRradのいずれかを表
し、xは0〜6の整数を、yは0〜3の整数を、zは1
〜5の整数を、それぞれ表す。
## STR3 ## - (CH 2) 3 -O- ( CH 2 CH 2 O) x -T (3) - (CH 2) 3 -O- (CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O) y -T ( 4) - (CH 2 CH 2 COO) z -T (5) is T where in the general formula (3) to (5) represents one of R 1, R 2, and R rad in the general formula (2) , X is an integer of 0 to 6, y is an integer of 0 to 3, z is 1
Represents an integer of 5 to 5, respectively.

【0021】前記一般式(3)又は(4)のLは、3−
ヒドロキシプロピル基を開始点とするエチレンオキシド
又はテトラヒドロフランの開環重合によりそれぞれ構築
可能であり、前記一般式(5)に示すLは、アクリル
酸、アクリル酸エステル、あるいはアクリロニトリルの
マイケル付加反応を利用して構築可能である。前記一般
式(2)の構造の好適な例として、下記一般式(1)が
挙げられる。
L in the general formula (3) or (4) is 3-
L can be constructed by ring-opening polymerization of ethylene oxide or tetrahydrofuran starting from a hydroxypropyl group, and L in the above general formula (5) can be obtained by utilizing the Michael addition reaction of acrylic acid, acrylate or acrylonitrile. Can be built. Preferred examples of the structure of the general formula (2) include the following general formula (1).

【0022】[0022]

【化4】 Embedded image

【0023】但し一般式(1)におけるR1、R2、及び
radはいずれも前記一般式(2)の場合と同一であ
る。特に好適な前記一般式(1)の構造として、下記式
(6)で表されるR1、R2、及びRradが全てアクリロ
イル基あるいはメタクリロイル基である分子構造が例示
される。
However, R 1 , R 2 and R rad in the general formula (1) are all the same as those in the general formula (2). As a particularly preferred structure of the general formula (1), a molecular structure represented by the following formula (6), in which R 1 , R 2 and R rad are all acryloyl groups or methacryloyl groups, is exemplified.

【0024】[0024]

【化5】 Embedded image

【0025】但し式(6)においてAは水素原子又はメ
チル基を表す。なお、下記一般式(7)又は(8)で示
される1つ又は2つのアルキル鎖を有するものも、本発
明のラジカル反応性基を結合したホスフィンオキシド類
として好適に使用される。
In the formula (6), A represents a hydrogen atom or a methyl group. In addition, those having one or two alkyl chains represented by the following general formula (7) or (8) are also suitably used as the phosphine oxide to which the radical reactive group of the present invention is bonded.

【0026】[0026]

【化6】 Embedded image

【0027】[0027]

【化7】 Embedded image

【0028】但し一般式(7)又は(8)におけるR1
又はRradは一般式(1)の場合と同一であり、Rは炭
素数12以下のアルキル基を表す。該Rは、好ましくは
メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、
n−ヘキシル基、n−オクチル基等の炭素数8以下の直
鎖状のもの、更に好ましくはメチル基、エチル基、n−
ブチル基、n−ヘキシル基等の炭素数6以下の直鎖状の
もの、最も好ましくはメチル基、エチル基、n−ブチル
基等の炭素数4以下の直鎖状のものとする。一般式
(8)における2つのRは、互いに同一でも異なってい
ても構わない。
However, R 1 in the general formula (7) or (8)
Or, R rad is the same as in the case of the general formula (1), and R represents an alkyl group having 12 or less carbon atoms. The R is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group,
A linear group having 8 or less carbon atoms such as an n-hexyl group and an n-octyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group,
It is a straight-chained one having 6 or less carbon atoms such as a butyl group or an n-hexyl group, and most preferably a straight-chained one having 4 or less carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, or an n-butyl group. Two Rs in the general formula (8) may be the same or different from each other.

【0029】[本発明のホスフィンオキシド類の合成方
法]前記一般式(1)のホスフィンオキシド類の合成方
法を例に説明する。かかるホスフィンオキシド類は、ト
リス(3−ヒドロキシプロピル)ホスフィンオキシド
(以下HPPOと略、例えば日本化学工業(株)から商
品名ヒシコーリンPO−500の名称で供給される化合
物)の水酸基のアルキル化、アシル化、あるいはアリー
ル化により合成される。これらのうち合成容易性の点で
好ましい合成法は、該水酸基のアルキル化又はアシル化
であり、特にアシル化は最も好ましい。
[Method for synthesizing phosphine oxides of the present invention] A method for synthesizing the phosphine oxides of the general formula (1) will be described as an example. Such phosphine oxides can be obtained by alkylating a hydroxyl group of tris (3-hydroxypropyl) phosphine oxide (hereinafter abbreviated as HPPO, for example, a compound supplied by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name Hishicolin PO-500), acylation, Or arylation. Among these, a preferable synthesis method in terms of ease of synthesis is alkylation or acylation of the hydroxyl group, and acylation is most preferable.

【0030】例えば前記のアシル化は、無水酢酸、アク
リル酸無水物、メタクリル酸無水物、無水マレイン酸、
安息香酸無水物、あるいはこれらの酸無水物と任意のカ
ルボン酸から得られる混合酸無水物等の酸無水物類、ア
セチルクロリド、ブチリルクロリド、ベンゾイルクロリ
ド、アクリロイルクロリド、メタクリロイルクロリド、
クロトノイルクロリド等の酸ハロゲン化物類等のアシル
化試剤を、ピリジン(溶媒として使用すると好適な場合
がある)やトリエチルアミン等の有機塩基あるいは炭酸
カリウムや水酸化カリウム等の無機塩基の存在下、HP
POの水酸基と縮合させる方法、HPPOをアクリル酸
エチルやメタクリル酸メチル等のカルボン酸エステルと
適当なエステル交換触媒(例えば硫酸やp−トルエンス
ルホン酸等の強酸、強酸性イオン交換樹脂、テトラブチ
ルオルソチタネート等のルイス酸等)存在下エステル交
換する方法、HPPOをアクリル酸やメタクリル酸等の
カルボン酸(過剰量)と適当な酸触媒(例えば硫酸やp
−トルエンスルホン酸等の強酸)存在下加熱脱水して相
当するエステルを得るFischer法等により実施さ
れる。これらのうち好適な方法は、HPPOに対して、
無水酢酸、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、無
水マレイン酸等の酸無水物類を、ピリジン溶媒中で縮合
させる方法であり、この反応方法の利点は反応終了後の
濃縮だけで実質的に使用可能な純度の目的化合物を得ら
れる点にある。
For example, the above-mentioned acylation is carried out by acetic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride, maleic anhydride,
Benzoic anhydride, or acid anhydrides such as mixed anhydrides obtained from these acid anhydrides and any carboxylic acid, acetyl chloride, butyryl chloride, benzoyl chloride, acryloyl chloride, methacryloyl chloride,
An acylating agent such as an acid halide such as crotonoyl chloride is converted to an HP under the presence of an organic base such as pyridine (which may be suitably used as a solvent) or triethylamine or an inorganic base such as potassium carbonate or potassium hydroxide.
A method of condensing with a hydroxyl group of PO, a method of converting HPPO with a carboxylic acid ester such as ethyl acrylate or methyl methacrylate and a suitable transesterification catalyst (for example, a strong acid such as sulfuric acid or p-toluenesulfonic acid, a strongly acidic ion exchange resin, tetrabutyl ortho A method of transesterification in the presence of a Lewis acid such as titanate, a method of converting HPPO with a carboxylic acid (excess amount) such as acrylic acid or methacrylic acid and a suitable acid catalyst (for example, sulfuric acid or p
-A strong acid such as toluenesulfonic acid) by the Fischer method or the like to obtain the corresponding ester by heating and dehydration. The preferred method among these is for HPPO,
It is a method of condensing acid anhydrides such as acetic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride and maleic anhydride in a pyridine solvent. The point is that a target compound having a usable purity can be obtained.

【0031】例えば前記のアルキル化は、HPPOの水
酸基に対して、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、臭化ベン
ジル、塩化4−ビニルベンジル等のハロゲン化アルキル
を適当な塩基(例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸カリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基、ピ
リジン、トリエチルアミン、9−BBN等の有機塩基類
等)の存在下で縮合させて行われる。
For example, in the above alkylation, an alkyl halide such as methyl iodide, ethyl iodide, benzyl bromide or 4-vinylbenzyl chloride is added to an appropriate base (for example, sodium hydroxide, water). The condensation is carried out in the presence of an inorganic base such as potassium oxide, potassium carbonate or sodium hydride, or an organic base such as pyridine, triethylamine or 9-BBN.

【0032】いずれの反応においても、反応溶媒として
N,N−ジメチルホルムアミド(通称DMF)、N,N
−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のア
ミド系非プロトン性溶媒、あるいはジメチルスルホキシ
ド(通称DMSO)等が好適に用いられ、特にDMFと
DMSOは更に好ましく、DMFは蒸留除去できる点で
最適である。なお、HPPOの水酸基へのアシル化やア
ルキル化の反応を極端に阻害しない限りにおいて、溶媒
に水を添加しても構わない。
In any of the reactions, N, N-dimethylformamide (commonly known as DMF), N, N
Amide-based aprotic solvents such as -dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, or dimethylsulfoxide (commonly referred to as DMSO) are preferably used. DMF and DMSO are more preferred, and DMF is optimal in that it can be removed by distillation. In addition, water may be added to the solvent as long as the reaction of acylating or alkylating HPPO to a hydroxyl group is not extremely inhibited.

【0033】前記一般式(1)において、R1、R2、及
びRradを互いに異なる構造とする場合、前記のアシル
化やアルキル化反応において、相当する複数の試剤の当
量を制御して用いる必要がある。この場合、各試剤の反
応後に精製を行っても、あるいは特に精製せず順次各試
剤を作用させて最後に精製を行っても良い。複数のアシ
ル化やアルキル化反応試剤を作用させる場合、HPPO
の3つの水酸基に選択的に所望の反応が進行するとは必
ずしも限らないが、最終的に本発明の樹脂組成物の製造
に当たり本発明の目的を達する限りにおいて、該反応で
生成するホスフィンオキシド混合物をクロマトグラフィ
等による分離精製工程を経ずそのまま本発明の半導体超
微粒子の配位子として使用しても構わない。
In the general formula (1), when R 1 , R 2 , and R rad have different structures, the equivalents of a plurality of corresponding reagents are controlled and used in the acylation or alkylation reaction. There is a need. In this case, purification may be performed after the reaction of each reagent, or purification may be performed at the end by reacting each reagent without particular purification. When multiple acylation or alkylation reagents are allowed to act, HPPO
Although the desired reaction does not necessarily proceed selectively to the three hydroxyl groups, the phosphine oxide mixture produced by the reaction is preferably used as long as the object of the present invention is finally achieved in the production of the resin composition of the present invention. It may be used as it is as a ligand of the semiconductor ultrafine particles of the present invention without going through a separation / purification step by chromatography or the like.

【0034】即ち、例えば該R1及びR2をアセチル基、
radはメタクリロイル基とする意図で、1当量のHP
POに対してまず1/3当量のメタクリル酸無水物を大
過剰のピリジンを含む溶媒中で作用させ次いでこの反応
液に2/3当量の無水酢酸を作用させたとすると、反応
条件によっては、メタクリロイル基を1つ又は2つ結合
した化合物、あるいは少量ながら前記式(2)でAがメ
チル基であるメタクリロイル基が3つ結合した化合物等
が混合して生成する可能性がある。かかる反応液を減圧
濃縮して得られるホスフィンオキシド類の混合物を分離
精製することなく、後述するように半導体超微粒子の配
位子として使用し、こうして得る本発明の半導体超微粒
子を前記の樹脂組成物の原料として用いて、結果的に本
発明の目的を達成可能な場合がしばしばある、というこ
とである。
That is, for example, R 1 and R 2 are acetyl groups,
R rad is intended to be a methacryloyl group, and one equivalent of HP
First, 1/3 equivalent of methacrylic anhydride was allowed to act on PO in a solvent containing a large excess of pyridine, and then 2/3 equivalent of acetic anhydride was allowed to act on the reaction solution. There is a possibility that a compound in which one or two groups are bonded or a small amount of a compound in which three methacryloyl groups in which A is a methyl group in the formula (2) is mixed is formed. The mixture of phosphine oxides obtained by concentrating such a reaction solution under reduced pressure is used as a ligand for semiconductor ultrafine particles as described later without separating and purifying the mixture, and thus obtained semiconductor ultrafine particles of the present invention are obtained by the above resin composition. It is often the case that the object of the present invention can be achieved as a result of using the material as a raw material.

【0035】なお、前記一般式(7)又は(8)で表さ
れるホスフィンオキシド類は、原料として、HPPOの
3−ヒドロキシプロピル基をそれぞれ1つ又は2つ前記
Rに置換したホスフィンオキシドを用いて同様に合成さ
れる。本発明のホスフィンオキシド類の合成反応に、望
まないラジカル反応進行を防止するために、メチルヒド
ロキノンや2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル
フェノール等の任意のラジカル捕捉剤を添加したり、あ
るいは反応を遮光しても構わない。
The phosphine oxide represented by the general formula (7) or (8) is obtained by using, as a raw material, a phosphine oxide obtained by substituting one or two 3-hydroxypropyl groups of HPPO with R. And are similarly synthesized. In order to prevent an undesired radical reaction from proceeding to the synthesis reaction of the phosphine oxides of the present invention, an optional radical scavenger such as methylhydroquinone or 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol may be added. Alternatively, the reaction may be shielded from light.

【0036】[半導体超微粒子]本発明の半導体超微粒
子は、後述するような半導体結晶を主体とし、前記のラ
ジカル反応性基を結合したホスフィンオキシド類を配位
子として結合するものである。従って、本発明の半導体
超微粒子自体もラジカル反応性を有することが望まし
い。
[Semiconductor Ultrafine Particles] The semiconductor ultrafine particles of the present invention are mainly composed of a semiconductor crystal as described later, and are bonded with a phosphine oxide having a radical reactive group bonded thereto as a ligand. Therefore, it is desirable that the semiconductor ultrafine particles of the present invention also have radical reactivity.

【0037】該半導体結晶は、半導体単結晶、複数半導
体結晶組成が相分離した混晶、相分離の観察されない混
合半導体結晶のいずれでも構わず、後述するコア−シェ
ル構造をとっていても構わない。かかる半導体結晶の粒
径は、重量平均粒径として通常0.5〜20nm、光の
吸収や発光等の電磁気学的特性の点で好ましくは1〜1
5nm、更に好ましくは2〜12nm、最も好ましくは
2〜10nmとする。半導体結晶の量子効果による光吸
収や発光特性はかかる粒径により制御され、これは透過
型電子顕微鏡(TEM)による観察で通常決定可能であ
る。半導体結晶が含有する元素の原子番号が小さく電子
線によるコントラストが得にくい場合には、原子間力顕
微鏡(AFM)による観察や、溶液での光散乱や中性子
散乱測定によっても見積もることができる。
The semiconductor crystal may be a semiconductor single crystal, a mixed crystal in which a plurality of semiconductor crystal compositions are phase-separated, or a mixed semiconductor crystal in which phase separation is not observed, and may have a core-shell structure described later. . The particle size of such a semiconductor crystal is usually 0.5 to 20 nm as a weight average particle size, and preferably 1 to 1 in terms of electromagnetic characteristics such as light absorption and light emission.
5 nm, more preferably 2 to 12 nm, and most preferably 2 to 10 nm. The light absorption and emission characteristics of the semiconductor crystal due to the quantum effect are controlled by the particle size, which can usually be determined by observation with a transmission electron microscope (TEM). When the atomic number of the element contained in the semiconductor crystal is small and it is difficult to obtain a contrast by an electron beam, it can be estimated by observation with an atomic force microscope (AFM) or by light scattering or neutron scattering measurement in a solution.

【0038】該半導体結晶の粒径分布に制限はないが、
半導体結晶の量子効果による発光特性を利用する場合、
かかる分布を変えることで必要とする発光波長幅を変化
させることができる。なお、かかる波長幅を狭くする必
要がある場合には該粒径分布を狭くするが、通常、標準
偏差として±40%以内、好ましくは±30%以内、更
に好ましくは±20%以内、最も好ましくは±10%以
内とする。この標準偏差の範囲を超えた粒径分布の場
合、量子効果による発光帯波長幅を狭くする目的を十分
に達成することが困難となる。
Although there is no limitation on the particle size distribution of the semiconductor crystal,
In the case of utilizing the light emission characteristics due to the quantum effect of a semiconductor crystal,
By changing the distribution, the required emission wavelength width can be changed. In the case where the wavelength width needs to be narrowed, the particle size distribution is narrowed, but the standard deviation is usually within ± 40%, preferably within ± 30%, more preferably within ± 20%, and most preferably. Is within ± 10%. In the case of a particle size distribution exceeding the standard deviation range, it is difficult to sufficiently achieve the purpose of narrowing the emission band wavelength width due to the quantum effect.

【0039】本発明の半導体超微粒子は、量子効果によ
る吸発光が非線形性を有する場合があり、かかる場合は
非線形光学材料としても有用である。 [半導体結晶の組成]本発明における半導体超微粒子に
含まれる半導体結晶組成には特に制限はないが、発光能
を有するものや屈折率の高いものが応用上望ましい。具
体的な組成例としては、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、
錫等の周期表第14族元素の単体、リン(黒リン)等の
周期表第15族元素の単体、セレン、テルル等の周期表
第16族元素の単体、炭化ケイ素(SiC)等の複数の
周期表第14族元素からなる化合物、酸化錫(IV)(S
nO2)、硫化錫(II,IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、
硫化錫(IV)(SnS2)、硫化錫(II)(SnS)、
セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(S
nTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化鉛(II)
(PbSe)、テルル化鉛(II)(PbTe)等の周期
表第14族元素と周期表第16族元素との化合物、窒化
ホウ素(BN)、リン化ホウ素(BP)、砒化ホウ素
(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、リン化アル
ミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、
アンチモン化アルミニウム(AlSb)、窒化ガリウム
(GaN)、リン化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム
(GaAs)、アンチモン化ガリウム(GaSb)、窒
化インジウム(InN)、リン化インジウム(In
P)、砒化インジウム(InAs)、アンチモン化イン
ジウム(InSb)等の周期表第13族元素と周期表第
15族元素との化合物(あるいはIII−V族化合物半導
体)、硫化アルミニウム(Al23)、セレン化アルミ
ニウム(Al2Se3)、硫化ガリウム(Ga23)、セ
レン化ガリウム(Ga 2Se3)、テルル化ガリウム(G
2Te3)、酸化インジウム(In23)、硫化インジ
ウム(In23)、セレン化インジウム(In2
3)、テルル化インジウム(In2Te3)等の周期表
第13族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化タ
リウム(I)(TlCl)、臭化タリウム(I)(Tl
Br)、ヨウ化タリウム(I)(TlI)等の周期表第
13族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化亜鉛
(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(Zn
Se)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム
(CdO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カド
ミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdT
e)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgS
e)、テルル化水銀(HgTe)等の周期表第12族元
素と周期表第16族元素との化合物(あるいはII−VI族
化合物半導体)、硫化砒素(III)(As23)、セレ
ン化砒素(III)(As2Se3)、テルル化砒素(III)
(As2Te3)、硫化アンチモン(III)(Sb
23)、セレン化アンチモン(III)(Sb2Se3)、
テルル化アンチモン(III)(Sb 2Te3)、硫化ビス
マス(III)(Bi23)、セレン化ビスマス(III)
(Bi 2Se3)、テルル化ビスマス(III)(Bi2Te
3)等の周期表第15族元素と周期表第16族元素との
化合物、酸化銅(I)(Cu2O)、セレン化銅(I)
(Cu2Se)等の周期表第11族元素と周期表第16
族元素との化合物、塩化銅(I)(CuCl)、臭化銅
(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、塩化
銀(AgCl)、臭化銀(AgBr)等の周期表第11
族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化ニッケル
(II)(NiO)等の周期表第10族元素と周期表第1
6族元素との化合物、酸化コバルト(II)(CoO)、
硫化コバルト(II)(CoS)等の周期表第9族元素と
周期表第16族元素との化合物、四酸化三鉄(Fe
34)、硫化鉄(II)(FeS)等の周期表第8族元素
と周期表第16族元素との化合物、酸化マンガン(II)
(MnO)等の周期表第7族元素と周期表第16族元素
との化合物、硫化モリブデン(IV)(MoS2)、酸化
タングステン(IV)(WO2)等の周期表第6族元素と
周期表第16族元素との化合物、酸化バナジウム(II)
(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO2)、酸化タン
タル(V)(Ta25)等の周期表第5族元素と周期表
第16族元素との化合物、酸化チタン(TiO2、Ti2
5、Ti23、Ti59等)等の周期表第4族元素と
周期表第16族元素との化合物、硫化マグネシウム(M
gS)、セレン化マグネシウム(MgSe)等の周期表
第2族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化カド
ミウム(II)クロム(III)(CdCr24)、セレン
化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr2
4)、硫化銅(II)クロム(III)(CuCr24)、
セレン化水銀(II)クロム(III)(HgCr2Se4
等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート(Ba
TiO3)等が挙げられる。なお、G.Schmid
ら;Adv.Mater.,4巻,494頁(199
1)に報告されている(BN)75(BF21515や、
D.Fenskeら;Angew.Chem.Int.
Ed.Engl.,29巻,1452頁(1990)に
報告されているCu146Se73(トリエチルホスフィ
ン)22のように構造の確定されている半導体クラスター
も同様に例示される。
The semiconductor ultrafine particles of the present invention are formed by the quantum effect.
Absorption and emission may have non-linearity.
It is also useful as a nonlinear optical material. [Composition of semiconductor crystal]
Although the semiconductor crystal composition is not particularly limited,
And those having a high refractive index are desirable in application. Ingredient
Examples of physical compositions include carbon, silicon, germanium,
Simple substance of element of group 14 of the periodic table such as tin, phosphorus (black phosphorus)
Periodic Table of the Periodic Elements of Group 15 Elements, Selenium, Tellurium, etc.
A simple substance of group 16 elements, and a plurality of elements such as silicon carbide (SiC)
A compound composed of an element of Group 14 of the periodic table, tin (IV) oxide (S
nOTwo), Tin sulfide (II, IV) (Sn (II) Sn (IV) SThree),
Tin (IV) sulfide (SnSTwo), Tin (II) sulfide (SnS),
Tin (II) selenide (SnSe), Tin (II) telluride (S
nTe), lead (II) sulfide (PbS), lead (II) selenide
(PbSe), lead (II) telluride (PbTe), etc.
Compound of group 14 element and periodic table group 16 element, nitriding
Boron (BN), boron phosphide (BP), boron arsenide
(BAs), Aluminum nitride (AlN), Al phosphide
Minium (AlP), aluminum arsenide (AlAs),
Aluminum antimonide (AlSb), gallium nitride
(GaN), gallium phosphide (GaP), gallium arsenide
(GaAs), gallium antimonide (GaSb), nitrogen
Indium phosphide (InN), Indium phosphide (InN)
P), indium arsenide (InAs), indium antimonide
Group 13 elements such as indium (InSb) and Periodic Table
Compounds with Group 15 elements (or III-V compounds)
Body), aluminum sulfide (AlTwoSThree), Aluminum selenide
Ni (AlTwoSeThree), Gallium sulfide (GaTwoSThree),
Gallium lenide (Ga TwoSeThree), Gallium telluride (G
aTwoTeThree), Indium oxide (In)TwoOThree), Sulfide
Um (InTwoSThree), Indium selenide (In)TwoS
eThree), Indium telluride (In)TwoTeThree) And other periodic tables
Compounds of Group 13 elements and Group 16 elements of the periodic table;
Lithium (I) (TlCl), thallium (I) bromide (Tl
Br), thallium (I) iodide (TlI), etc.
Compound of group 13 element and group 17 element of the periodic table, zinc oxide
(ZnO), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (Zn
Se), zinc telluride (ZnTe), cadmium oxide
(CdO), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide
CdSe, Cadmium Telluride (CdT)
e), mercury sulfide (HgS), mercury selenide (HgS)
e), mercury telluride (HgTe), etc.
Compound of element and element of group 16 of the periodic table (or group II-VI
Compound semiconductor), arsenic sulfide (III) (AsTwoSThree), Sele
Arsenic (III) (AsTwoSeThree), Arsenic (III) telluride
(AsTwoTeThree), Antimony (III) sulfide (Sb
TwoSThree), Antimony (III) selenide (SbTwoSeThree),
Antimony (III) telluride (Sb TwoTeThree), Bis sulfide
Trout (III) (BiTwoSThree), Bismuth (III) selenide
(Bi TwoSeThree), Bismuth (III) telluride (Bi)TwoTe
Three) And other elements of the Periodic Table Group 16 and the Periodic Table Group 16
Compound, copper (I) oxide (CuTwoO), copper (I) selenide
(CuTwoSe) and other elements of Periodic Table 11 and Periodic Table 16
Compounds with group III elements, copper (I) chloride (CuCl), copper bromide
(I) (CuBr), copper (I) iodide (CuI), chloride
Periodic Table 11 of silver (AgCl), silver bromide (AgBr), etc.
Compound of group 17 element and group 17 element of the periodic table, nickel oxide
(II) Periodic Table Group 10 elements such as (NiO) and Periodic Table 1
Compounds with Group 6 elements, cobalt (II) oxide (CoO),
Group 9 elements of the periodic table such as cobalt (II) sulfide (CoS)
Compounds with Group 16 elements of the periodic table, triiron tetroxide (Fe
ThreeOFour), Periodic table group 8 elements such as iron (II) (FeS)
Of manganese with Group 16 element of the periodic table, manganese oxide (II)
(MnO) and other Group 7 elements of the Periodic Table and Group 16 elements
With molybdenum (IV) sulfide (MoSTwo), Oxidation
Tungsten (IV) (WOTwo) And other elements of Group 6 of the periodic table
Compound with Group 16 element of the periodic table, vanadium (II) oxide
(VO), vanadium (IV) oxide (VOTwo), Tan oxide
Tal (V) (TaTwoOFive) And other periodic table elements
Compounds with Group 16 elements, titanium oxide (TiO 2Two, TiTwo
OFive, TiTwoOThree, TiFiveO9And other elements of the Periodic Table 4
Compound with Group 16 element of the periodic table, magnesium sulfide (M
gS), periodic table of magnesium selenide (MgSe), etc.
Compound of group 2 element and group 16 element of the periodic table, cadmium oxide
Medium (II) Chromium (III) (CdCrTwoOFour),selenium
Cadmium (II) chromium (III) (CdCrTwoS
eFour), Copper (II) chromium (III) (CuCr)TwoSFour),
Mercury (II) selenide chromium (III) (HgCrTwoSeFour)
Such as chalcogen spinels, barium titanate (Ba)
TiOThree) And the like. G. Schmid
Adv. Mater. , 4, p. 494 (199
Reported in 1) (BN)75(BFTwo)FifteenFFifteenAnd
D. Fenske et al .; Angew. Chem. Int.
Ed. Engl. 29, 1452 (1990).
Reported Cu146Se73(Triethyl phosphite
N)twenty twoSemiconductor cluster with a fixed structure like
Are similarly exemplified.

【0040】これらのうち、高屈折率かつ後述する半導
体超微粒子の製造方法に適した実用的に重要なものを組
成式で示すと、例えばSnS2、SnS、SnSe、S
nTe、PbS、PbSe、PbTe等の周期表第14
族元素と周期表第16族元素との化合物、GaN、Ga
P、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、
InSb等のIII−V族化合物半導体、Ga23、Ga2
3、Ga2Se3、Ga2Te3、In23、In23
In2Se3、In2Te3等の周期表第13族元素と周期
表第16族元素との化合物、ZnO、ZnS、ZnS
e、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、
HgO、HgS、HgSe、HgTe等のII−VI族化合
物半導体、As23、As23、As2Se3、As2
3、Sb23、Sb23、Sb2Se3、Sb2Te3
Bi23、Bi23、Bi2Se3、Bi2Te3等の周期
表第15族元素と周期表第16族元素との化合物、Mg
S、MgSe等の周期表第2族元素と周期表第16族元
素との化合物であり、中でも、GaN、GaP、In
N、InP、Ga23、Ga23、In23、In
23、ZnO、ZnS、CdO、CdS等は毒性の高い
陰性元素を含まないので耐環境汚染性や生物への安全性
の点で好ましく、この観点でZnO及びZnSは更に好
ましく、高屈折率、安全性、原料の経済性等の点でZn
Sは最も好ましい。また、CdSeとZnSeは安定し
た発光能の点で重要である。
Among these, those having a high refractive index and practically important suitable for a method for producing semiconductor ultrafine particles to be described later can be represented by a composition formula, for example, SnS 2 , SnS, SnSe, S
14th Periodic Table of nTe, PbS, PbSe, PbTe, etc.
Compounds of Group 16 elements and Group 16 elements of the periodic table, GaN, Ga
P, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs,
III-V compound semiconductors such as InSb, Ga 2 O 3 , Ga 2
S 3 , Ga 2 Se 3 , Ga 2 Te 3 , In 2 O 3 , In 2 S 3 ,
Compounds of Group 13 elements of the periodic table and elements of Group 16 of the periodic table, such as In 2 Se 3 and In 2 Te 3 , ZnO, ZnS, ZnS
e, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe,
HgO, HgS, HgSe, II- VI group compound such as HgTe semiconductor, As 2 O 3, As 2 S 3, As 2 Se 3, As 2 T
e 3, Sb 2 O 3, Sb 2 S 3, Sb 2 Se 3, Sb 2 Te 3,
A compound of a Group 15 element of the Periodic Table and a Group 16 element of the Periodic Table, such as Bi 2 O 3 , Bi 2 S 3 , Bi 2 Se 3 , and Bi 2 Te 3 , Mg
It is a compound of an element of Group 2 of the periodic table such as S or MgSe and an element of Group 16 of the periodic table. Among them, GaN, GaP, In
N, InP, Ga 2 O 3 , Ga 2 S 3 , In 2 O 3 , In
Since 2 S 3 , ZnO, ZnS, CdO, CdS, etc. do not contain highly toxic negative elements, they are preferable in terms of environmental pollution resistance and safety to living organisms. In this respect, ZnO and ZnS are more preferable, and a high refractive index is used. Zn in terms of safety, economy of raw materials, etc.
S is most preferred. Further, CdSe and ZnSe are important in terms of stable luminous ability.

【0041】本発明の半導体超微粒子の主体である半導
体結晶は、例えばA.R.Kortanら;J.Am.
Chem.Soc.,112巻,1327頁(199
0)あるいは米国特許5985173号公報(199
9)に報告されているように、その半導体結晶の発光特
性を改良する目的で内核(コア)と外殻(シェル)から
なるいわゆるコア−シェル構造とすると、該コアを成す
半導体結晶の量子効果による発光能が改良される場合が
あるので、本発明の樹脂組成物をかかる発光能を生かす
用途に使用するのに好適な場合がある。この場合、コア
の半導体結晶構造よりもバンドギャップエネルギーの大
きな半導体結晶構造をシェルとして起用することによ
り、該コア結晶の発光効率を減衰させる表面準位や結晶
格子欠陥準位等を経由するエネルギー損失を防ぐことが
可能な場合がある。かかるシェルに好適用いられる半導
体結晶構造としては、コア半導体結晶のバンドギャップ
エネルギーにもよるが、バルク状態のバンドギャップが
温度300Kにおいて2.0電子ボルト以上であるも
の、例えば窒化ホウ素(BN)、砒化ホウ素(BA
s)、窒化ガリウム(GaN)やリン化ガリウム(Ga
P)等の周期表第13族元素と周期表第15族元素との
化合物(III−V族化合物半導体)、酸化亜鉛(Zn
O)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnS
e)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム(C
dO)、硫化カドミウム(CdS)等の周期表第12族
元素と周期表第16族元素との化合物(II−VI族化合物
半導体)、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マグ
ネシウム(MgSe)等の周期表第2族元素と周期表第
16族元素との化合物等が好適に用いられる。これらの
うちより好ましいシェルとなる半導体結晶組成は、B
N、BAs、GaN等のIII−V族化合物半導体、Zn
O、ZnS、ZnSe、CdS等のII−VI族化合物半導
体、MgS、MgSe等の周期表第2族元素と周期表第
16族元素との化合物等のバルク状態のバンドギャップ
が温度300Kにおいて2.3電子ボルト以上のもので
あり、最も好ましいのはBN、BAs、GaN、Zn
O、ZnS、ZnSe、MgS、MgSe等のバルク状
態のバンドギャップが温度300Kにおいて2.5電子
ボルト以上のものである。
The semiconductor crystal, which is the main component of the semiconductor ultrafine particles of the present invention, is, for example, A.I. R. Kortan et al .; Am.
Chem. Soc. 112, 1327 (199
0) or US Pat. No. 5,985,173 (199).
As reported in 9), if a so-called core-shell structure composed of an inner core and an outer shell is used for the purpose of improving the light emission characteristics of the semiconductor crystal, the quantum effect of the semiconductor crystal forming the core is increased. In some cases, the luminescent ability of the resin composition of the present invention is improved, and thus the resin composition of the present invention may be suitable for use in applications utilizing such luminescent ability. In this case, a semiconductor crystal structure having a larger band gap energy than the semiconductor crystal structure of the core is used as a shell, so that energy loss via a surface level or a crystal lattice defect level that attenuates the luminous efficiency of the core crystal is achieved. In some cases can be prevented. The semiconductor crystal structure suitably used for such a shell has a bandgap in a bulk state of 2.0 eV or more at a temperature of 300 K, such as boron nitride (BN), depending on the bandgap energy of the core semiconductor crystal. Boron arsenide (BA
s), gallium nitride (GaN) and gallium phosphide (Ga)
P) and other compounds of the periodic table group 13 elements and the periodic table group 15 elements (III-V compound semiconductors), zinc oxide (Zn)
O), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnS)
e), zinc telluride (ZnTe), cadmium oxide (C
dO), cadmium sulfide (CdS) and other compounds of the Periodic Table Group 12 and Group 16 elements (II-VI compound semiconductors), magnesium sulfide (MgS), and magnesium selenide (MgSe). A compound of a Group 2 element of the Table and a Group 16 element of the Periodic Table is preferably used. Among these, the semiconductor crystal composition that is a more preferable shell is B
Group III-V compound semiconductors such as N, BAs, GaN, Zn
The bandgap of a bulk state of a II-VI compound semiconductor such as O, ZnS, ZnSe, and CdS, and a compound of a periodic table group 16 element and a periodic table group 16 element such as MgS and MgSe at a temperature of 300 K is 2. 3 eV or more, most preferably BN, BAs, GaN, Zn
The band gap of a bulk state of O, ZnS, ZnSe, MgS, MgSe, etc. is 2.5 eV or more at a temperature of 300K.

【0042】前記で例示した任意の半導体結晶組成に
は、必要に応じて微量のドープ物質(故意に添加する不
純物の意味)として例えばAl、Mn、Cu、Zn、A
g、Cl、Ce、Eu、Tb、Er等の元素を加えても
構わない。かかるドープ物質の添加により半導体結晶の
発光特性が大きく向上する場合がある。かかるドープ物
質の添加により好ましい効果を示す半導体結晶種として
ZnOやZnSが挙げられ、中でもZnSがこの点でも
特に好適である。特に好ましいドープ系として、前記の
米国特許5985173号にも記載のようにMn2+をド
ープしたZnSが例示される。
Any of the semiconductor crystal compositions exemplified above may include, for example, Al, Mn, Cu, Zn, A as a small amount of a doping material (meaning the intentionally added impurity) as necessary.
Elements such as g, Cl, Ce, Eu, Tb, and Er may be added. The addition of such a doping substance may greatly improve the light emitting characteristics of the semiconductor crystal. Examples of semiconductor crystal seeds that exhibit a favorable effect by the addition of such a doping substance include ZnO and ZnS, and ZnS is particularly preferable in this respect. A particularly preferred doping system is ZnS doped with Mn 2+ as described in the aforementioned US Pat. No. 5,985,173.

【0043】光電効果を示す半導体結晶を主体とする本
発明の半導体超微粒子は、太陽光発電に利用される太陽
電池材料として用いられる可能性がある。 [補助的有機配位子]本発明の半導体超微粒子は、その
主体である半導体結晶表面に前記のラジカル反応性基を
結合したホスフィンオキシド類以外の有機成分を、補助
的有機配位子等として結合あるいは吸着・保持していて
も構わない。かかる補助的有機配位子は、例えば本発明
の半導体超微粒子を樹脂組成物原料として用いる場合、
マトリクス樹脂との相溶性を有する有機構造とすること
が望ましい。
The semiconductor ultrafine particles of the present invention mainly composed of a semiconductor crystal exhibiting a photoelectric effect may be used as a solar cell material used for photovoltaic power generation. [Auxiliary Organic Ligand] The semiconductor ultrafine particles of the present invention use an organic component other than the phosphine oxides having the above-mentioned radical reactive group bonded to the surface of the semiconductor crystal as an auxiliary organic ligand or the like. It may be bonded or adsorbed / held. Such an auxiliary organic ligand, for example, when using the semiconductor ultrafine particles of the present invention as a resin composition raw material,
It is desirable to have an organic structure compatible with the matrix resin.

【0044】かかる補助的有機配位子中の配位官能基と
して、通常周期表第15又は16族元素を含有する官能
基を用いる。その具体例としては、1級アミノ基(−N
2)、2級アミノ基(−NHR;但しRはメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基等の炭素
数6以下の炭化水素基である;以下同様)、3級アミノ
基(−NR12;但しR1及びR2は独立にメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基等の炭素数
6以下の炭化水素基である;以下同様)、ニトリル基や
イソシアネート基等の含窒素多重結合を有する官能基、
ピリジン環やトリアジン環等の含窒素芳香環等の窒素含
有官能基、1級ホスフィン基(−PH2)、2級ホスフ
ィン基(−PHR)、3級ホスフィン基(−PR
12)、1級ホスフィンオキシド基(−PH2=O)、
2級ホスフィンオキシド基(−PHR=O)、3級ホス
フィンオキシド基(−PR12=O)、1級ホスフィン
セレニド基(−PH2=Se)、2級ホスフィンセレニ
ド基(−PHR=Se)、3級ホスフィンセレニド基
(−PR12=Se)等のリン含有官能基等の周期表第
15族元素を含有する官能基、水酸基(−OH)、メチ
ルエーテル基(−OCH3)、フェニルエーテル基(−
OC65)、カルボキシル基(−COOH)等の酸素含
有官能基、メルカプト基(別称はチオール基;−S
H)、メチルスルフィド基(−SCH3)、エチルスル
フィド基(−SCH2CH3)、フェニルスルフィド基
(−SC65)、メチルジスルフィド基(−S−S−C
3)、フェニルジスルフィド基(−S−S−C
65)、チオ酸基(−COSH)、ジチオ酸基(−CS
SH)、キサントゲン酸基、キサンテート基、イソチオ
シアネート基、チオカルバメート基、チオフェン環等の
硫黄含有官能基、同様に−SeH、−SeCH 3、−S
eC65等のセレン含有官能基、同様に−TeH、−T
eCH3、−TeC65等のテルル含有官能基等の周期
表第16族元素を含有する官能基等が例示される。これ
らのうち好ましく利用されるのは、ピリジン環等の窒素
含有官能基、3級ホスフィン基、3級ホスフィンオキシ
ド基、3級ホスフィンセレニド基等のリン含有官能基等
の周期表第15族元素を含有する官能基、メルカプト
基、メチルスルフィド基等の硫黄含有官能基等の周期表
第16族元素を含有する官能基であり、中でも3級ホス
フィン基、3級ホスフィンオキシド基等のリン含有官能
基、あるいはメルカプト基等の硫黄含有官能基等は更に
好ましく用いられる。
Coordination functional groups in such auxiliary organic ligands
And usually a functional group containing a Group 15 or 16 element of the periodic table
Group. As a specific example, a primary amino group (—N
HTwo) A secondary amino group (-NHR; wherein R is a methyl group,
Carbon such as ethyl group, propyl group, butyl group and phenyl group
A hydrocarbon group of the number 6 or less; the same applies hereinafter), tertiary amino
Group (-NR1RTwo; However, R1And RTwoIs independently a methyl group,
Carbon number of tyl group, propyl group, butyl group, phenyl group, etc.
6 or less; the same applies to the following), a nitrile group,
A functional group having a nitrogen-containing multiple bond such as an isocyanate group,
Nitrogen-containing nitrogen-containing aromatic rings such as pyridine and triazine rings
Functional group, primary phosphine group (-PHTwo) Secondary phosph
Infin group (-PHR), Tertiary phosphine group (-PR
1RTwo) Primary phosphine oxide group (-PHTwo= O),
Secondary phosphine oxide group (-PHR = O), tertiary phosphine
Fin oxide group (-PR1RTwo= 0) primary phosphine
Selenide group (-PHTwo= Se) Secondary phosphine seleni
Group (-PHR = Se), tertiary phosphine selenide group
(-PR1RTwo= Periodic table of phosphorus-containing functional groups such as Se)
Functional group containing group 15 element, hydroxyl group (-OH), methyl
Ruether group (-OCHThree), Phenyl ether group (-
OC6HFive), Carboxyl group (-COOH)
Functional group, mercapto group (also called thiol group; -S
H), a methylsulfide group (-SCHThree), Ethylsul
Fido group (-SCHTwoCHThree), Phenyl sulfide group
(-SC6HFive), Methyl disulfide group (—S—S—C
HThree), A phenyl disulfide group (—S—S—C
6HFive), Thioacid group (—COSH), dithioacid group (—CS
SH), xanthate group, xanthate group, isothio
Cyanate group, thiocarbamate group, thiophene ring, etc.
Sulfur-containing functional groups, similarly -SeH, -SeCH Three, -S
eC6HFiveSelenium-containing functional groups such as -TeH, -T
eCHThree, -TeC6HFivePeriod of tellurium-containing functional groups such as
Examples include functional groups containing Group 16 elements. this
Among them, nitrogen is preferably used such as a pyridine ring.
Containing functional group, tertiary phosphine group, tertiary phosphineoxy
And tertiary phosphine selenide groups and other phosphorus-containing functional groups
Functional groups containing elements of group 15 of the periodic table, mercapto
Periodic Table of Sulfur-Containing Functional Groups such as Groups and Methyl Sulfides
A functional group containing a Group 16 element,
Phosphorus-containing functionalities such as fin groups and tertiary phosphine oxide groups
Group or a sulfur-containing functional group such as a mercapto group
It is preferably used.

【0045】ナノ結晶に代表される半導体結晶に対する
有機配位子の具体的な配位化学構造は十分に解明されて
いないが、本発明に用いられる半導体超微粒子の表面に
おいては前記に例示した配位官能基は必ずしもそのまま
の構造を保持していなくても良い。例えば、メルカプト
基(SH)の場合、半導体結晶終端に存在する金属元素
M(例えばII-VI化合物半導体における亜鉛やカドミウ
ム、III-V化合物半導体におけるガリウムやインジウム
等)との共有結合を形成した構造(例えばS−Mなる構
造)への変化、ホスフィンオキシド基(P=O)の場
合、金属元素Mとの共有結合を形成した構造(例えばP
−O−Mなる構造)への変化等も考えられる。
Although the specific coordination chemical structure of an organic ligand for a semiconductor crystal typified by a nanocrystal has not been sufficiently elucidated, the surface of the semiconductor ultrafine particles used in the present invention has the above-described ligand. The functional group does not necessarily have to keep the same structure. For example, in the case of a mercapto group (SH), a structure in which a covalent bond is formed with a metal element M (for example, zinc or cadmium in a II-VI compound semiconductor, gallium or indium in a III-V compound semiconductor) existing at the terminal of a semiconductor crystal. (For example, a structure of SM), and in the case of a phosphine oxide group (P = O), a structure in which a covalent bond with a metal element M is formed (for example, P
-OM) can be considered.

【0046】[半導体結晶の製造方法]前記の半導体結
晶は、従来行われている下記の半導体結晶の製造方法
等、任意の方法を使用して構わない。 (a)分子ビームエピタキシー法あるいはCVD法等の
高真空プロセス。この方法により組成が高度に制御され
た高純度の半導体超微粒子が得られるが、ホスフィンや
アルシン等の有毒気体を原料とする場合があり、且つ高
価な製造装置を要するので生産性の点で産業上の利用に
制限がある。 (b)原料水溶液を非極性有機溶媒中の逆ミセルとして
存在させ該逆ミセル相中にて結晶成長させる方法(以
下、逆ミセル法と呼ぶ)であり、例えばB.S.Zou
ら;Int.J.Quant.Chem.,72巻,4
39(1999)に報告されている方法である。汎用的
な反応釜において公知の逆ミセル安定化技術が利用で
き、比較的安価かつ化学的に安定な塩を原料とすること
ができ、しかも水の沸点を超えない比較的低温で行われ
るため工業生産に適した方法である。但し、下記のホッ
トソープ法の場合に比べて発光特性に劣る場合がある。 (c)熱分解性原料を高温の液相有機媒体に注入して結
晶成長させる方法(以下、ホットソープ法と呼ぶ)であ
り、例えば前記のC.B.Murrayら著の文献に報
告されている方法である。逆ミセル法に比べて粒径分布
と純度に優れた半導体結晶が得られ、生成物は発光特性
に優れ有機溶剤に通常可溶である特徴がある。ホットソ
ープ法における液相での結晶成長の過程の反応速度を望
ましく制御する目的で、半導体構成元素に適切な配位力
のある配位性有機化合物が液相成分として選択される。
かかる配位性有機化合物の例としては、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
ィン等のトリアルキルホスフィン類、トリブチルホスフ
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、トリデシルホスフィンオ
キシド等のトリアルキルホスフィンオキシド類、オクチ
ルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、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等
のω−アミノアルカン類、ジメチルスルホキシドやジブ
チルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類等が挙
げられる。これらのうち、トリブチルホスフィンオキシ
ドやトリオクチルホスフィンオキシド等のトリアルキル
ホスフィンオキシド類やドデシルアミン、ヘキサデシル
アミン、オクタデシルアミン等の炭素数12以上のω−
アミノアルカン類等が好適であり、中でもトリオクチル
ホスフィンオキシド等のトリアルキルホスフィンオキシ
ド類、及びヘキサデシルアミン等の炭素数16以上のω
−アミノアルカン類は最適である。 (d)前記のホットソープ法と類似の半導体結晶成長を
伴う溶液反応であるが、酸塩基反応を駆動力として比較
的低い温度で行う方法が古くから知られている(例えば
P.A.Jackson;J.Cryst.Growt
h,3−4巻,395頁(1968)等)。最近では
D.Diazら;J.Phys.Chem.B,103
巻,9854頁(1999)には、カドミウム(II)の
カルボン酸塩と硫化ナトリウムとを原料としジメチルス
ルホキシド(DMSO)を溶媒とした硫化カドミウム
(CdS)ナノ結晶の合成が例示される。
[Manufacturing Method of Semiconductor Crystal] The semiconductor crystal may be formed by an arbitrary method such as a conventional semiconductor crystal manufacturing method described below. (A) High vacuum process such as molecular beam epitaxy or CVD. By this method, high-purity semiconductor ultrafine particles whose composition is highly controlled can be obtained, but toxic gases such as phosphine and arsine may be used as raw materials, and expensive production equipment is required. There are restrictions on the above usage. (B) A method in which a raw material aqueous solution is present as reverse micelles in a nonpolar organic solvent and crystals are grown in the reverse micelle phase (hereinafter referred to as reverse micelle method). S. Zou
Int. J. Quant. Chem. , 72, 4
39 (1999). A well-known reverse micelle stabilization technique can be used in a general-purpose reactor, relatively inexpensive and chemically stable salts can be used as raw materials, and the reaction is performed at a relatively low temperature that does not exceed the boiling point of water. It is a suitable method for production. However, the light emission characteristics may be inferior to those of the following hot soap method. (C) A method of injecting a thermally decomposable raw material into a high-temperature liquid-phase organic medium to grow crystals (hereinafter referred to as a hot soap method). B. This is a method reported in a document by Murray et al. As compared with the reverse micelle method, a semiconductor crystal having excellent particle size distribution and purity can be obtained, and the product has excellent light emission characteristics and is generally soluble in an organic solvent. For the purpose of desirably controlling the reaction rate in the process of crystal growth in the liquid phase in the hot soap method, a coordinating organic compound having a coordinating power suitable for a semiconductor constituent element is selected as a liquid phase component.
Examples of such coordinating organic compounds include trialkyl phosphines such as tributyl phosphine, trihexyl phosphine and trioctyl phosphine, and trialkyl phosphines such as tributyl phosphine oxide, trihexyl phosphine oxide, trioctyl phosphine oxide and tridecyl phosphine oxide. Examples thereof include phosphine oxides, ω-aminoalkanes such as octylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, and octadecylamine, and dialkyl sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and dibutyl sulfoxide. Among them, trialkyl phosphine oxides such as tributyl phosphine oxide and trioctyl phosphine oxide, and ω- having 12 or more carbon atoms such as dodecylamine, hexadecylamine and octadecylamine.
Aminoalkanes and the like are preferable, and among them, trialkylphosphine oxides such as trioctylphosphine oxide and ω having 16 or more carbon atoms such as hexadecylamine are preferable.
-Aminoalkanes are optimal. (D) A solution reaction involving semiconductor crystal growth similar to the hot soap method described above, but a method in which an acid-base reaction is performed at a relatively low temperature as a driving force has been known for a long time (for example, PA Jackson). J. Cryst. Growth
h, 3-4, 395 (1968)). Recently, Diaz et al .; Phys. Chem. B, 103
Vol., Page 9854 (1999) illustrates the synthesis of cadmium sulfide (CdS) nanocrystals using cadmium (II) carboxylate and sodium sulfide as raw materials and dimethyl sulfoxide (DMSO) as a solvent.

【0047】前記(b)〜(d)に例示した好ましい液
相製造方法において、一定容量の反応器中に一定量の原
料を仕込む回分(バッチ)法、あるいは管状反応器中に
液相を所定の速度で流して一定の反応滞留時間を確保し
ながら連続的に原料を供給する流通法のいずれにも適用
可能である。反応系は、乾燥アルゴン等の乾燥希ガスや
乾燥窒素等の不活性気体雰囲気下とするのが、大気の混
入による熱酸化や加水分解を防ぐ目的で好ましい。いず
れの場合も、生成する超微粒子の粒径は、例えば少量の
反応液を適宜抜き出して吸収スペクトルや発光スペクト
ルを測定することで監視することが可能である。
In the preferred liquid phase production methods exemplified in the above (b) to (d), a batch method in which a fixed amount of raw material is charged in a fixed volume reactor, or a liquid phase is prepared in a tubular reactor by a predetermined method. The method can be applied to any flow method in which raw materials are continuously supplied while flowing at a constant speed to secure a constant reaction residence time. The reaction system is preferably in an atmosphere of a dry noble gas such as dry argon or an inert gas such as dry nitrogen for the purpose of preventing thermal oxidation and hydrolysis due to mixing with the air. In any case, the particle size of the generated ultrafine particles can be monitored, for example, by appropriately extracting a small amount of the reaction solution and measuring the absorption spectrum or emission spectrum.

【0048】かかる液相製造方法に使用可能な半導体原
料物質としては、周期表第2〜15族から選ばれる陽性
元素を含有する物質と、周期表第15〜17族から選ば
れる陰性元素を含有する物質が挙げられる。なお周期表
第15族元素は、例えば理化学辞典(第4版、岩波書
店、1987年)に記載の硫化ビスマスやテルル化ビス
マスのように3価の陽性元素としても半導体を構成する
ことが知られている。
The semiconductor raw materials usable in the liquid phase production method include a substance containing a positive element selected from Groups 2 to 15 of the periodic table and a negative element selected from Groups 15 to 17 of the periodic table. Substances. It is known that the Group 15 element of the periodic table also constitutes a semiconductor as a trivalent positive element, for example, bismuth sulfide or bismuth telluride described in the Dictionary of Physical and Chemical Sciences (4th edition, Iwanami Shoten, 1987). ing.

【0049】半導体原料物質が複数種ある場合、これら
をあらかじめ混合しておいても良く、あるいはこれらを
それぞれ単独で反応液相に注入しても良い。これら原料
は、適当な希釈溶媒を用いて溶液にして使用しても構わ
ない。半導体原料物質となる陽性元素含有物質の例とし
ては、マグネシウム、チタン、バナジウム、タンタル、
クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、ホウ
素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、錫、鉛、ア
ンチモン、ビスマス等の単体、ジエチルマグネシウムや
ジ−n−ブチルマグネシウム等の周期表第2族元素のジ
アルキル化物、塩化メチルマグネシウム、臭化メチルマ
グネシウム、ヨウ化メチルマグネシウム、塩化エチニル
マグネシウム等の周期表第2族元素のアルキルハロゲン
化物、ヨウ化マグネシウム等の周期表第2族元素のジハ
ロゲン化物、四塩化チタン(IV)、四臭化チタン(I
V)、四ヨウ化チタン(IV)等の周期表第4族元素のハ
ロゲン化物、二塩化バナジウム(II)、四塩化バナジウ
ム(IV)、二臭化バナジウム(II)、四臭化バナジウム
(IV)、二ヨウ化バナジウム(II)、四ヨウ化バナジウ
ム(IV)、五塩化タンタル(V)、五臭化タンタル
(V)、五ヨウ化タンタル(V)等の周期表第5族元素
のハロゲン化物、三臭化クロム(III)、三ヨウ化クロ
ム(III)、四塩化モリブデン(IV)、四臭化モリブデ
ン(IV)、四ヨウ化モリブデン(IV)、四塩化タングス
テン(IV)、四臭化タングステン(IV)等の周期表第6
族元素のハロゲン化物、二塩化マンガン(II)、二臭化
マンガン(II)、二ヨウ化マンガン(II)等の周期表第
7族元素のハロゲン化物、二塩化鉄(II)、三塩化鉄
(III)、二臭化鉄(II)、三臭化鉄(III)、二ヨウ化
鉄(II)、三ヨウ化鉄(III)等の周期表第8族元素の
ハロゲン化物、二塩化コバルト(II)、二臭化コバルト
(II)、二ヨウ化コバルト(II)等の周期表第9族元素
のハロゲン化物、二塩化ニッケル(II)、二臭化ニッケ
ル(II)、二ヨウ化ニッケル(II)等の周期表第10族
元素のハロゲン化物、ヨウ化銅(I)等の周期表第11
族元素のハロゲン化物、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、
ジ−n−プロピル亜鉛、ジイソプロピル亜鉛、ジ−n−
ブチル亜鉛、ジイソブチル亜鉛、ジ−n−ヘキシル亜
鉛、ジシクロヘキシル亜鉛、ジメチルカドミウム、ジエ
チルカドミウム、ジメチル水銀(II)、ジエチル水銀
(II)、ジベンジル水銀(II)等の周期表第12族元素
のジアルキル化物、塩化メチル亜鉛、臭化メチル亜鉛、
ヨウ化メチル亜鉛、ヨウ化エチル亜鉛、塩化メチルカド
ミウム、塩化メチル水銀(II)等の周期表第12族元素
のアルキルハロゲン化物、二塩化亜鉛、二臭化亜鉛、二
ヨウ化亜鉛、二塩化カドミウム、二臭化カドミウム、二
ヨウ化カドミウム、二塩化水銀(II)、塩化ヨウ化亜
鉛、塩化ヨウ化カドミウム、塩化ヨウ化水銀(II)、臭
化ヨウ化亜鉛、臭化ヨウ化カドミウム、臭化ヨウ化水銀
(II)等の周期表第12族元素のジハロゲン化物、トリ
メチルホウ素、トリ−n−プロピルホウ素、トリイソプ
ロピルホウ素、トリメチルアルミニウム、トリエチルア
ルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n
−ヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、
トリ−n−ブチルガリウム(III)、トリメチルインジ
ウム(III)、トリエチルインジウム(III)、トリ−n
−ブチルインジウム(III)等の周期表第13族元素の
トリアルキル化物、塩化ジメチルアルミニウム、塩化ジ
エチルアルミニウム、塩化ジ−n−ブチルアルミニウ
ム、臭化ジエチルアルミニウム、ヨウ化ジエチルアルミ
ニウム、塩化ジ−n−ブチルガリウム(III)、塩化ジ
−n−ブチルインジウム(III)等の周期表第13族元
素のジアルキルモノハロゲン化物、二塩化メチルアルミ
ニウム、二塩化エチルアルミニウム、二臭化エチルアル
ミニウム、二ヨウ化エチルアルミニウム、二塩化n−ブ
チルアルミニウム、二塩化n−ブチルガリウム(II
I)、二塩化n−ブチルインジウム(III)等の周期表第
13族元素のモノアルキルジハロゲン化物、三塩化ホウ
素、三臭化ホウ素、三ヨウ化ホウ素、三塩化アルミニウ
ム、三臭化アルミニウム、三ヨウ化アルミニウム、三塩
化ガリウム(III)、三臭化ガリウム(III)、三ヨウ化
ガリウム(III)、三塩化インジウム(III)、三臭化イ
ンジウム(III)、三ヨウ化インジウム(III)、二塩化
臭化ガリウム(III)、二塩化ヨウ化ガリウム(III)、
塩化二ヨウ化ガリウム(III)、二塩化ヨウ化インジウ
ム(III)等の周期表第13族元素のトリハロゲン化
物、四塩化ゲルマニウム(IV)、四臭化ゲルマニウム
(IV)、四ヨウ化ゲルマニウム(IV)、二塩化錫(I
I)、四塩化錫(IV)、二臭化錫(II)、四臭化錫(I
V)、二ヨウ化錫(II)、四臭化錫(IV)、二塩化二ヨ
ウ化錫(IV)、四ヨウ化錫(IV)、二塩化鉛(II)、二
臭化鉛(II)、二ヨウ化鉛(II)等の周期表第14族元
素のハロゲン化物、トリメチルアンチモン(III)、ト
リエチルアンチモン(III)、トリ−n−ブチルアンチ
モン(III)、トリメチルビスマス(III)、トリエチル
ビスマス(III)、トリ−n−ブチルビスマス(III)等
の周期表第15族元素のトリアルキル化物、二塩化メチ
ルアンチモン(III)、二臭化メチルアンチモン(II
I)、二ヨウ化メチルアンチモン(III)、二ヨウ化エチ
ルアンチモン(III)、二塩化メチルビスマス(III)、
二ヨウ化エチルビスマス(III)等の周期表第15族元
素のモノアルキルジハロゲン化物、三塩化砒素(II
I)、三臭化砒素(III)、三ヨウ化砒素(III)、三塩
化アンチモン(III)、三臭化アンチモン(III)、三ヨ
ウ化アンチモン(III)、三塩化ビスマス(III)、三臭
化ビスマス(III)、三ヨウ化ビスマス(III)等の周期
表第15族元素のトリハロゲン化物等が挙げられる。
When there are a plurality of semiconductor raw materials, these may be mixed in advance, or may be individually injected into the reaction liquid phase. These raw materials may be used as a solution using an appropriate diluting solvent. Examples of positive element-containing substances that are semiconductor raw materials include magnesium, titanium, vanadium, tantalum,
Simple substance such as chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, tin, lead, antimony, bismuth, diethylmagnesium, and di-n-butylmagnesium Periodic Table of the Periodic Tables of the Periodic Tables of the Periodic Tables of the Group 2 Elements such as Dihalides of Group 2 Elements, such as dialkylated compounds, methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide, methylmagnesium iodide and ethynylmagnesium chloride. Group 2 element dihalides, titanium tetrachloride (IV), titanium tetrabromide (I
V), halides of Group 4 elements of the periodic table such as titanium tetraiodide (IV), vanadium dichloride (II), vanadium tetrachloride (IV), vanadium dibromide (II), vanadium tetrabromide (IV) ), Vanadium diiodide (II), vanadium tetraiodide (IV), tantalum pentachloride (V), tantalum pentabromide (V), tantalum pentaiodide (V), etc. Chloride, chromium (III) tribromide, chromium (III) triiodide, molybdenum tetrachloride (IV), molybdenum tetrabromide (IV), molybdenum tetraiodide (IV), tungsten tetrachloride (IV), tetraodor Periodic table No. 6
Halides of Group 7 elements, such as halides of manganese dichloride (II), manganese dibromide (II), and manganese diiodide (II), halides of Group 7 elements, iron dichloride (II), and iron trichloride (III), iron (II) dibromide, iron (III) tribromide, iron (II) diiodide, iron (III) triiodide, etc., halides of Group VIII elements, cobalt dichloride (II), cobalt dibromide (II), cobalt diiodide (II) and other halides of Group 9 elements of the periodic table, nickel dichloride (II), nickel dibromide (II), nickel diiodide Periodic table such as (II) Halide of Group 10 element, Periodic table 11 such as copper (I) iodide
Group element halide, dimethyl zinc, diethyl zinc,
Di-n-propyl zinc, diisopropyl zinc, di-n-
Dialkylated compounds of Group 12 elements of the periodic table such as butyl zinc, diisobutyl zinc, di-n-hexyl zinc, dicyclohexyl zinc, dimethyl cadmium, diethyl cadmium, dimethyl mercury (II), diethyl mercury (II), dibenzyl mercury (II) , Methyl zinc chloride, methyl zinc bromide,
Alkyl halides of Group 12 elements such as methylzinc iodide, ethylzinc iodide, methylcadmium chloride, methylmercury (II) chloride, zinc dichloride, zinc dibromide, zinc diiodide, cadmium dichloride , Cadmium dibromide, cadmium diiodide, mercury (II) dichloride, zinc chloroiodide, cadmium chloroiodide, mercury chloroiodide (II), zinc bromoiodide, cadmium bromoiodide, bromide Dihalides of Group 12 elements of the periodic table such as mercury (II) iodide, trimethylboron, tri-n-propylboron, triisopropylboron, trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-butylaluminum, tri-n
Hexyl aluminum, trioctyl aluminum,
Tri-n-butylgallium (III), trimethylindium (III), triethylindium (III), tri-n
Trialkylated compounds of Group 13 elements of the periodic table such as -butylindium (III), dimethylaluminum chloride, diethylaluminum chloride, di-n-butylaluminum chloride, diethylaluminum bromide, diethylaluminum iodide, di-n-chloride Dialkyl monohalides of Group 13 elements of the periodic table, such as butylgallium (III) and di-n-butylindium (III) chloride, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, and ethyl diiodide Aluminum, n-butyl aluminum dichloride, n-butyl gallium dichloride (II
I), monoalkyl dihalides of Group 13 elements of the periodic table such as n-butylindium (III) dichloride, boron trichloride, boron tribromide, boron triiodide, aluminum trichloride, aluminum tribromide, Aluminum iodide, gallium (III) trichloride, gallium (III) tribromide, gallium (III) triiodide, indium (III) trichloride, indium (III) tribromide, indium (III) triiodide, Gallium (III) bromide dichloride, gallium (III) iodide dichloride,
Gallium diiodide (III) chloride, indium (III) dichloride, and the like, trihalides of Group 13 elements of the periodic table, germanium tetrachloride (IV), germanium tetrabromide (IV), germanium tetraiodide ( IV), tin dichloride (I
I), tin tetrachloride (IV), tin dibromide (II), tin tetrabromide (I
V), tin (II) diiodide, tin (IV) tetrabromide, tin (II) dichloride (IV), tin (IV) tetraiodide, lead (II) dichloride, lead (II) dibromide ), Halides of elements of group 14 of the periodic table such as lead (II) diiodide, trimethylantimony (III), triethylantimony (III), tri-n-butylantimony (III), trimethylbismuth (III), triethyl Bismuth (III), tri-n-butyl bismuth (III) and other trialkylated compounds of Group 15 elements of the periodic table, methyl antimony dichloride (III), methyl antimony dibromide (II)
I), methyl antimony diiodide (III), ethyl antimony diiodide (III), methyl bismuth dichloride (III),
Monoalkyldihalides of Group 15 elements such as ethyl bismuth (III) diiodide, arsenic trichloride (II
I), arsenic tribromide (III), arsenic triiodide (III), antimony trichloride (III), antimony tribromide (III), antimony triiodide (III), bismuth (III) trichloride, Examples include trihalides of Group 15 elements of the periodic table, such as bismuth (III) bromide and bismuth (III) triiodide.

【0050】これらのうち、特に前記のホットソープ法
の原料に好適なのは、ジエチルマグネシウムやジ−n−
ブチルマグネシウム等の周期表第2族元素のジアルキル
化物、塩化メチルマグネシウム、臭化メチルマグネシウ
ム、ヨウ化メチルマグネシウム等の周期表第2族元素の
アルキルハロゲン化物、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、
ジ−n−プロピル亜鉛、ジイソプロピル亜鉛、ジ−n−
ブチル亜鉛、ジイソブチル亜鉛、ジ−n−ヘキシル亜
鉛、ジメチルカドミウム、ジエチルカドミウム等の周期
表第12族元素のジアルキル化物、塩化メチル亜鉛、臭
化メチル亜鉛、ヨウ化メチル亜鉛、ヨウ化エチル亜鉛、
塩化メチルカドミウム等の周期表第12族元素のアルキ
ルハロゲン化物、三ヨウ化アルミニウム、三塩化ガリウ
ム(III)、三臭化ガリウム(III)、三ヨウ化ガリウム
(III)、三塩化インジウム(III)、三臭化インジウム
(III)、三ヨウ化インジウム(III)等の周期表第13
族元素のトリハロゲン化物等であり、中でもジメチル亜
鉛、ジエチル亜鉛、ジ−n−プロピル亜鉛、ジイソプロ
ピル亜鉛、ジ−n−ブチル亜鉛、ジメチルカドミウム、
ジエチルカドミウム等の周期表第12族元素のジアルキ
ル化物、三塩化ガリウム(III)、三塩化インジウム(I
II)等の周期表第13族元素のトリハロゲン化物等が最
適である。
Of these, particularly preferred as the raw material for the hot soap method are diethylmagnesium and di-n-
Dialkylated compounds of Group 2 elements of the Periodic Table such as butylmagnesium, alkyl halides of Group 2 elements of the Periodic Table such as methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide and methylmagnesium iodide, dimethylzinc, diethylzinc,
Di-n-propyl zinc, diisopropyl zinc, di-n-
Butyl zinc, diisobutyl zinc, di-n-hexyl zinc, dimethyl cadmium, dialkyl compounds of Group 12 elements such as diethyl cadmium, methyl zinc chloride, methyl zinc bromide, methyl zinc iodide, methyl zinc iodide, ethyl zinc iodide,
Alkyl halides of Group 12 elements of the periodic table such as methylcadmium chloride, aluminum triiodide, gallium (III) trichloride, gallium (III) tribromide, gallium (III) triiodide, indium (III) trichloride , Indium (III) tribromide, indium (III) triiodide
And the like, among which dimethyl zinc, diethyl zinc, di-n-propyl zinc, diisopropyl zinc, di-n-butyl zinc, dimethyl cadmium,
Dialkylated compounds of Group 12 elements of the periodic table such as diethylcadmium, gallium (III) trichloride, indium trichloride (I
Most suitable are trihalides of Group 13 elements such as II).

【0051】なお、四塩化ゲルマニウム(IV)、四臭化
ゲルマニウム(IV)、四ヨウ化ゲルマニウム(IV)、二
塩化錫(II)、四塩化錫(IV)、二臭化錫(II)、四臭
化錫(IV)、二ヨウ化錫(II)、四臭化錫(IV)、二塩
化二ヨウ化錫(IV)、四ヨウ化錫(IV)、二塩化鉛(I
I)、二臭化鉛(II)、二ヨウ化鉛(II)等の周期表第
14族元素のハロゲン化物は、単独でゲルマニウムや錫
等の周期表第14族元素の単体半導体の超微粒子の原料
として使用可能な場合がある。
Note that germanium tetrachloride (IV), germanium tetrabromide (IV), germanium tetraiodide (IV), tin dichloride (II), tin tetrachloride (IV), tin dibromide (II), Tin (IV) tetrabromide, Tin (II) diiodide, Tin (IV) tetrabromide, Tin (IV) dichloride (IV), Tin (IV) tetraiodide, Lead (I) chloride
The halides of Group 14 elements of the periodic table such as I), lead (II) dibromide, and lead (II) diiodide are ultrafine particles of a single semiconductor of the Group 14 elements of the periodic table such as germanium and tin alone. May be used as a raw material for

【0052】半導体原料物質となる陰性元素含有物質の
例としては、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマ
ス、酸素、硫黄、セレン、テルル、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素等の周期表第15〜17族元素の単体、アン
モニア、ホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)、
スチビン(SbH3)等の周期表第15族元素の水素化
物、トリス(トリメチルシリル)アミン、トリス(トリ
メチルシリル)ホスフィン、トリス(トリメチルシリ
ル)アルシン等の周期表第15族元素のシリル化物、硫
化水素、セレン化水素、テルル化水素等の周期表第16
族元素の水素化物、ビス(トリメチルシリル)スルフィ
ド、ビス(トリメチルシリル)セレニド等の周期表第1
6族元素のシリル化物、硫化ナトリウム、セレン化ナト
リウム等の周期表第16族元素のアルカリ金属塩、トリ
ブチルホスフィンスルフィド、トリヘキシルホスフィン
スルフィド、トリオクチルホスフィンスルフィド、トリ
ブチルホスフィンセレニド、トリヘキシルホスフィンセ
レニド、トリオクチルホスフィンセレニド等のトリアル
キルホスフィンカルコゲニド類、フッ化水素、塩化水
素、臭化水素、ヨウ化水素等の周期表第17族元素の水
素化物、トリメチルシリルクロリド、トリメチルシリル
ブロミド、トリメチルシリルヨージド等の周期表第17
族元素のシリル化物が挙げられる。これらのうち、反応
性や化合物の安定性・操作性の点で、リン、砒素、アン
チモン、ビスマス、硫黄、セレン、テルル、ヨウ素等の
周期表第15〜17族元素の単体、トリス(トリメチル
シリル)ホスフィン、トリス(トリメチルシリル)アル
シン等の周期表第15族元素のシリル化物、硫化水素、
セレン化水素、テルル化水素等の周期表第16族元素の
水素化物、ビス(トリメチルシリル)スルフィド、ビス
(トリメチルシリル)セレニド等の周期表第16族元素
のシリル化物、硫化ナトリウム、セレン化ナトリウム等
の周期表第16族元素のアルカリ金属塩、トリブチルホ
スフィンスルフィド、トリヘキシルホスフィンスルフィ
ド、トリオクチルホスフィンスルフィド、トリブチルホ
スフィンセレニド、トリヘキシルホスフィンセレニド、
トリオクチルホスフィンセレニド等のトリアルキルホス
フィンカルコゲニド類、トリメチルシリルクロリド、ト
リメチルシリルブロミド、トリメチルシリルヨージド等
の周期表第17族元素のシリル化物等が好適に用いら
れ、中でもリン、砒素、アンチモン、硫黄、セレン等の
周期表第15及び16族元素の単体、トリス(トリメチ
ルシリル)ホスフィン、トリス(トリメチルシリル)ア
ルシン等の周期表第15族元素のシリル化物、ビス(ト
リメチルシリル)スルフィド、ビス(トリメチルシリ
ル)セレニド等の周期表第16族元素のシリル化物、硫
化ナトリウム、セレン化ナトリウム等の周期表第16族
元素のアルカリ金属塩、トリブチルホスフィンスルフィ
ド、トリオクチルホスフィンスルフィド、トリブチルホ
スフィンセレニド、トリオクチルホスフィンセレニド等
のトリアルキルホスフィンカルコゲニド類等が特に好適
に用いられる。
Examples of the negative element-containing substance which is a semiconductor raw material include periodic table 15 to 17 such as nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, oxygen, sulfur, selenium, tellurium, fluorine, chlorine, bromine and iodine. Elemental group element, ammonia, phosphine (PH 3 ), arsine (AsH 3 ),
A hydride of a Group 15 element of the periodic table such as stibine (SbH 3 ), a silylated product of a Group 15 element of the periodic table such as tris (trimethylsilyl) amine, tris (trimethylsilyl) phosphine, tris (trimethylsilyl) arsine, hydrogen sulfide, selenium Periodic table of hydrogen fluoride, hydrogen telluride, etc.
Periodic Table 1 of hydrides of group elements, bis (trimethylsilyl) sulfide, bis (trimethylsilyl) selenide, etc.
Alkali metal salts of Group 16 elements such as silylated compounds of Group 6 elements, sodium sulfide, sodium selenide, etc., tributylphosphine sulfide, trihexylphosphine sulfide, trioctylphosphine sulfide, tributylphosphine selenide, trihexylphosphine selenide , Trialkylphosphine chalcogenides such as trioctylphosphine selenide, hydrides of Group 17 elements of the periodic table such as hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, trimethylsilyl chloride, trimethylsilyl bromide, trimethylsilyl iodide, etc. Periodic Table No. 17
Group-containing silylated products. Among them, in terms of reactivity, stability and operability of compounds, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, sulfur, selenium, tellurium, iodine and the like, a simple substance of Group 15 to 17 elements of the periodic table, tris (trimethylsilyl) Phosphine, tris (trimethylsilyl) arsine, etc., a silylated compound of Group 15 element of the periodic table, hydrogen sulfide,
Hydrides of Group 16 elements such as hydrogen selenide and hydrogen telluride; silylates of Group 16 elements such as bis (trimethylsilyl) sulfide and bis (trimethylsilyl) selenide; sodium sulfide; sodium selenide; Alkali metal salts of Group 16 elements of the periodic table, tributylphosphine sulfide, trihexylphosphine sulfide, trioctylphosphine sulfide, tributylphosphine selenide, trihexylphosphine selenide,
Trialkyl phosphine chalcogenides such as trioctyl phosphine selenide, and silylated products of Group 17 elements of the periodic table such as trimethylsilyl chloride, trimethylsilyl bromide, and trimethylsilyl iodide are preferably used. Periodic elements such as simple substances of elements of groups 15 and 16 of the periodic table, tris (trimethylsilyl) phosphine, tris (trimethylsilyl) arsine, and the like, silylated products of group 15 elements of the periodic table, bis (trimethylsilyl) sulfide, bis (trimethylsilyl) selenide, etc. Table 16 Alkali metal salts of Group 16 elements such as silylated products of Group 16 elements, sodium sulfide, sodium selenide, etc., tributylphosphine sulfide, trioctylphosphine sulfide, tributylphosphine selenide, Trialkyl phosphine chalcogenide such as trioctylphosphine selenide, etc. are particularly preferably used.

【0053】特に好ましい液相製造方法であるホットソ
ープ法における前記原料化合物の反応液相への供給速度
には制限はないが、生成する半導体結晶の粒径分布を狭
くする場合には0.1〜60秒程度の短時間に所定量を
注入することが好適な場合がある。また、原料溶液の注
入後の適切な結晶成長反応時間(流通法の場合には滞留
時間)は、半導体種や所望の粒径あるいは反応温度によ
り変動するが、代表的な条件としては200〜350℃
程度の反応温度で1分〜10時間程度である。
In the hot soap method, which is a particularly preferred liquid phase production method, there is no limitation on the supply rate of the raw material compound to the reaction liquid phase. In some cases, it is preferable to inject a predetermined amount in a short time of about 60 seconds. The appropriate crystal growth reaction time (residence time in the case of the flow method) after the injection of the raw material solution varies depending on the type of semiconductor, the desired particle size, or the reaction temperature, but typical conditions are 200 to 350. ° C
The reaction temperature is about 1 minute to 10 hours.

【0054】かかるホットソープ法では半導体結晶の成
長反応終了後、通常単離精製を行う。この方法として
は、液相成分の濃縮、あるいは沈殿法が好適である。沈
殿法の好ましい代表的な手順は以下の通りである。即
ち、反応液の固化温度に至らない程度に冷却後トルエン
やn−ブタノール等の低級アルコール類等を析出が起こ
らない程度に添加して室温での固化性を抑制し、次いで
生成した半導体超微粒子の貧溶媒、例えばメタノール、
エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブタノール等の低級アルコール類、あるいは水
と混合して半導体超微粒子を析出せしめ、これを遠心分
離やデカンテーション等の物理的な手段で分離する手順
である。こうして得られる析出物をトルエンやヘキサン
等に再度溶解し析出・分離の手順を繰り返すことで更に
精製度を上げることが可能である。沈殿溶媒は混合溶媒
としても構わない。かかる精製工程も酸化等の副反応を
避けるため、窒素やアルゴン等の不活性気体雰囲気にお
いて行うのが望ましい場合もある。
In such a hot soap method, after completion of the growth reaction of the semiconductor crystal, isolation and purification are usually performed. As this method, concentration of liquid phase components or precipitation method is suitable. A preferred representative procedure of the precipitation method is as follows. That is, after cooling to a temperature not reaching the solidification temperature of the reaction solution, lower alcohols such as toluene and n-butanol are added to such an extent that precipitation does not occur, thereby suppressing solidification at room temperature. Poor solvents such as methanol,
This is a procedure in which semiconductor ultrafine particles are precipitated by mixing with lower alcohols such as ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, and n-butanol, or water, and then separated by physical means such as centrifugation or decantation. . It is possible to further increase the degree of purification by dissolving the precipitate thus obtained in toluene or hexane again and repeating the procedure of precipitation and separation. The precipitation solvent may be a mixed solvent. In some cases, such a purification step is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon to avoid side reactions such as oxidation.

【0055】[所望の配位子の半導体結晶表面への配
位]前記に例示したような任意の製造方法で得られる半
導体結晶に、本発明のラジカル反応性基を結合したホス
フィンオキシド類あるいは前記の補助的有機配位子(こ
れらを総称して以下単に「有機配位子」と呼ぶ)を配位
させる好適な方法を例示する。なお、かかる有機配位子
を配位させる任意の反応に、望まないラジカル反応進行
を防止するために、メチルヒドロキノンや2,6−ジ−
tert−ブチル−4−メチルフェノール等の任意のラ
ジカル捕捉剤を添加したり、あるいは反応を遮光しても
構わない。 (a)配位子交換反応による方法 前記のホットソープ法等で合成される有機溶媒可溶性の
半導体超微粒子をトルエン、塩化メチレン、あるいはピ
リジン等の比較的弱配位性の有機溶媒に溶解し、所望の
有機配位子(好ましくはホスフィンオキシド基やメルカ
プト基等の強配位性官能基を有するもの)を加えて行
う。これにより、添加した有機配位子がもともと存在し
ていた配位子を置換する配位子交換が進行するが、所望
の有機配位子を残すにはこれら配位子の配位力を調整す
る必要がある。ピリジンを溶媒に使用すると、ピリジン
は弱いながら配位力のある溶媒分子なのでまずこれによ
る配位子交換が進行し、次いで添加された所望の有機配
位子による配位子交換が進行して好適な場合がある。
[Coordination of Desired Ligand to Semiconductor Crystal Surface] A phosphine oxide or a phosphine oxide in which a radical reactive group of the present invention is bonded to a semiconductor crystal obtained by any of the production methods as exemplified above. A preferred method for coordinating the auxiliary organic ligands (hereinafter, these are collectively simply referred to as “organic ligands”) will be exemplified. In addition, in order to prevent an undesired radical reaction from proceeding in any reaction for coordinating the organic ligand, methylhydroquinone or 2,6-di-
An arbitrary radical scavenger such as tert-butyl-4-methylphenol may be added, or the reaction may be shielded from light. (A) Method by Ligand Exchange Reaction The organic solvent-soluble semiconductor ultrafine particles synthesized by the hot soap method or the like are dissolved in a relatively weakly coordinating organic solvent such as toluene, methylene chloride, or pyridine. The reaction is performed by adding a desired organic ligand (preferably having a strongly coordinating functional group such as a phosphine oxide group or a mercapto group). As a result, ligand exchange in which the added organic ligand replaces the originally existing ligand proceeds, but the coordination force of these ligands is adjusted to leave the desired organic ligand. There is a need to. When pyridine is used as a solvent, pyridine is a weak but coordinating solvent molecule, so that ligand exchange proceeds first, and then ligand exchange by the added desired organic ligand proceeds. It may be.

【0056】かかる配位子交換反応は通常−10〜20
0℃程度の温度範囲で行われ、有機物の熱劣化や交換反
応の未完結を避けるため好ましくはこの温度範囲を0〜
170℃程度、更に好ましくは10〜140℃程度、最
も好ましくは20〜120℃程度とする。また、各工程
の反応時間は原料や温度にもよるが、通常1分〜100
時間、好ましくは5分〜70時間、更に好ましくは10
分〜50時間、最も好ましくは10分〜30時間程度で
ある。また、酸化等の副反応を避けるため、窒素やアル
ゴン等の不活性気体雰囲気において行うのが望ましい。
また、かかる配位子交換反応だけでなく超微粒子製造の
後処理工程は、遮光条件が好ましい場合もある。かかる
配位子交換反応の後、製品を単離するには、濾過、沈殿
と遠心分離の併用、蒸留、昇華等の任意の方法を使用し
て構わないが、特に有効なのは、前記のホットソープ法
で説明した沈殿と遠心分離の併用である。この時、配位
子交換により半導体超微粒子の溶解性が変化するので、
それに応じて再溶解溶媒や沈殿溶媒の種類や混合比を調
整することが通常必要である。 (b)有機配位子のホットソープ法反応液相への添加 前記のホットソープ法による半導体結晶の合成反応液相
に所望の有機配位子を添加する方法である。かかる方法
に好適な有機配位子は、ホスフィン基やホスフィンオキ
シド基、あるいはメルカプト基のような強配位性官能基
を有する有機配位子であり、特にホスフィンオキシド基
を有するものが最適である。
The ligand exchange reaction is usually carried out at -10 to 20.
The reaction is carried out in a temperature range of about 0 ° C., and is preferably set to 0 to avoid thermal deterioration of organic substances and incomplete exchange reaction.
The temperature is about 170 ° C, more preferably about 10 to 140 ° C, and most preferably about 20 to 120 ° C. The reaction time of each step depends on the raw materials and the temperature, but is usually 1 minute to 100 minutes.
Time, preferably 5 minutes to 70 hours, more preferably 10 minutes
Minutes to 50 hours, most preferably about 10 minutes to 30 hours. Further, in order to avoid side reactions such as oxidation, it is desirable to carry out the reaction in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
Further, in some cases, not only the ligand exchange reaction but also the post-treatment step for producing ultrafine particles is preferably performed under light-shielding conditions. After the ligand exchange reaction, any method such as filtration, combined use of precipitation and centrifugation, distillation, and sublimation may be used to isolate the product. Particularly effective is the hot soap described above. It is a combination of precipitation and centrifugation as described in the method. At this time, the solubility of the semiconductor ultrafine particles changes due to ligand exchange,
It is usually necessary to adjust the type and mixing ratio of the re-dissolving solvent and the precipitating solvent accordingly. (B) Addition of an organic ligand to a reaction liquid phase of a hot soap method This is a method of adding a desired organic ligand to a reaction liquid phase for synthesis of a semiconductor crystal by the above-described hot soap method. Organic ligands suitable for such a method are organic ligands having a strongly coordinating functional group such as a phosphine group, a phosphine oxide group, or a mercapto group, and particularly those having a phosphine oxide group are optimal. .

【0057】ホットソープ法反応液相への配位性の有機
配位子の添加は、好ましくは該ホットソープ法反応の後
期に行われる。この理由は、所望の大きさの半導体結晶
を生成せしめた後で、その表面に配位性の有機配位子を
配位させるためである。所望の有機配位子の添加の時期
は、所望の吸発光能等により決まる半導体結晶の粒径に
応じて選ばれるが、通常、半導体結晶の粒径が0.5〜
10nm、好ましくは1〜9nm、更に好ましくは2〜
8nm、最も好ましくは3〜7nm程度に成長した時点
である。また、所望の有機配位子の好ましくない熱分解
を抑制しかつ十分な配位反応性を確保するために、添加
時の反応温度は、通常20〜300℃、好ましくは40
〜250℃、更に好ましくは60〜200℃、最も好ま
しくは80〜150℃程度の範囲とする。かかる方法に
おいても、前記(a)での説明同様の後処理、即ち生成
する半導体超微粒子を単離する工程を通常行う。ここで
も、沈殿と遠心分離の併用が特に好適である。
The addition of the coordinating organic ligand to the reaction liquid phase of the hot soap method is preferably carried out at a later stage of the hot soap method reaction. The reason is that after a semiconductor crystal having a desired size is generated, a coordinating organic ligand is coordinated on the surface thereof. The timing of the addition of the desired organic ligand is selected according to the particle size of the semiconductor crystal determined by the desired light-absorbing / emitting ability, but usually the particle size of the semiconductor crystal is 0.5 to
10 nm, preferably 1 to 9 nm, more preferably 2 to
It is at the time when it has grown to 8 nm, most preferably about 3 to 7 nm. In order to suppress undesired thermal decomposition of the desired organic ligand and to secure sufficient coordination reactivity, the reaction temperature during the addition is usually 20 to 300 ° C., preferably 40 to 300 ° C.
To 250 ° C, more preferably 60 to 200 ° C, most preferably about 80 to 150 ° C. In such a method, a post-treatment similar to that described in the above (a), that is, a step of isolating the semiconductor ultrafine particles to be generated is usually performed. Again, a combination of precipitation and centrifugation is particularly preferred.

【0058】[半導体超微粒子の用途]前記の本発明の
半導体超微粒子は通常ラジカル重合性を有するので、ス
チレンやメタクリル酸メチル等の汎用ラジカル重合性モ
ノマーと該半導体超微粒子とを混合し、次いでラジカル
重合を進行させることで、透明性の良好な樹脂組成物が
製造される。かかる樹脂組成物は、高光線透過率、高屈
折率、あるいは吸発光能等の特徴を利用して、光導波
路、光屈折部材、ディスプレイや照明器具等に利用され
る。
[Use of Semiconductor Ultrafine Particles] Since the above semiconductor ultrafine particles of the present invention usually have radical polymerizability, a general-purpose radical polymerizable monomer such as styrene or methyl methacrylate is mixed with the semiconductor ultrafine particles. By promoting the radical polymerization, a resin composition having good transparency is produced. Such a resin composition is used for an optical waveguide, a light refraction member, a display, a lighting device, and the like by utilizing characteristics such as a high light transmittance, a high refractive index, and a light absorbing and emitting ability.

【0059】[0059]

【実施例】以下に実施例により本発明の具体的態様を更
に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、これらの実施例によって限定されるものではない。
なお、原料試薬は、特に記載がない限り、Aldric
h社製のものを精製を加えず使用した。但し、精製トル
エンは、濃硫酸、水、飽和重曹水、更に水の順序で洗浄
後、無水硫酸マグネシウムで乾燥次いで濾紙で濾過し、
五酸化二リン(P25)から蒸留して得た。また、半導
体超微粒子の合成例に用いたメタノールとn−ブタノー
ルは、ともにAldrich社から供給される無水グレ
ード(99.8%)を使用した。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist thereof.
The raw material reagents are Aldric unless otherwise specified.
The product of Company h was used without purification. However, the purified toluene was washed with concentrated sulfuric acid, water, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, and water in that order, dried over anhydrous magnesium sulfate, and then filtered through filter paper.
Obtained distilled from diphosphorus pentaoxide (P 2 O 5). Further, as the methanol and n-butanol used in the synthesis example of the semiconductor ultrafine particles, both anhydrous grades (99.8%) supplied from Aldrich were used.

【0060】[測定装置と条件等] (1)核磁気共鳴スペクトル(NMR):日本電子社製
JNM−EX270型FT−NMR( 1H:270MH
z)。溶媒は特に断らない限り重水素化クロロホルムを
溶媒として使用し、テトラメチルシランを0ppm対照
として23℃にて測定した。 (2)赤外吸収スペクトル(FT−IR):日本分光工
業社製FT/IR−8000型FT−IR。23℃にて
測定した。 (3)X線回折(XRD)スペクトル:リガク(株)製
RINT1500(X線源:銅Kα線、波長1.541
8Å)。23℃にて測定した。 (4)透過型電子顕微鏡(TEM)観察:日立製作所
(株)製H−9000UHR型透過電子顕微鏡(加速電
圧300kV、観察時の真空度約7.6×10-9Tor
r)にて行った。 (5)光励起発光(PL)スペクトル:日立製作所
(株)製F−2500型分光蛍光光度計にて、スキャン
スピード60nm/分、励起側スリット5nm、蛍光側
スリット5nm、フォトマル電圧400Vの条件で、光
路長1cmの石英製セルを用いて測定した。
[Measurement Apparatus and Conditions, etc.] (1) Nuclear magnetic resonance spectrum (NMR): JNM-EX270 type FT-NMR manufactured by JEOL Ltd. ( 1 H: 270 MH)
z). Unless otherwise specified, deuterated chloroform was used as a solvent, and tetramethylsilane was measured at 23 ° C. with 0 ppm as a control. (2) Infrared absorption spectrum (FT-IR): FT / IR-8000 type FT-IR manufactured by JASCO Corporation. Measured at 23 ° C. (3) X-ray diffraction (XRD) spectrum: RINT 1500 manufactured by Rigaku Corporation (X-ray source: copper Kα ray, wavelength 1.541)
8Å). Measured at 23 ° C. (4) Transmission electron microscope (TEM) observation: H-9000UHR transmission electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd. (acceleration voltage: 300 kV, vacuum degree during observation: about 7.6 × 10 −9 Torr)
r). (5) Photoexcitation luminescence (PL) spectrum: F-2500 type spectrofluorometer manufactured by Hitachi, Ltd. under the conditions of scan speed 60 nm / min, excitation side slit 5 nm, fluorescence side slit 5 nm, and photomultiplier voltage 400 V. The measurement was performed using a quartz cell having an optical path length of 1 cm.

【0061】実施例1[メタクリロイル基を結合したホ
スフィンオキシドの合成] トリス(3−ヒドロキシプロピル)ホスフィンオキシド
(以下HPPOと略記、3.96g;0.0177モ
ル、日本化学工業(株)製の商品名ヒシコーリンPO−
500)をピリジン(100mL)中で室温にて乾燥窒
素雰囲気下攪拌しながら、メタクリル酸無水物(8.4
4g;0.0547モル)とDMF(40mL)を加え
た。室温での攪拌を約3.5時間続けた後、60℃で約
1時間加熱し、得られた透明均一な溶液を更に室温で約
67時間放置した。反応液の一部を減圧濃縮した不揮発
性残渣の1H−NMRスペクトルにおいて、アクリロイ
ル基由来のオレフィンの2つのプロトン(5.56pp
mと6.11ppm)とメチル基プロトン、およびHP
PO由来のメチレン基のプロトン(1.92−2.05
ppm、4.21ppm:エステル基酸素に隣接のメチ
レン基)を観測した。但し3.70ppmにHPPOの
未反応水酸基に隣接するメチレン基プロトンが観測さ
れ、4.21ppmのシグナルとの積分値の比較から、
この反応条件ではHPPOの水酸基のメタクリル酸エス
テルへの変換が進行したが全水酸基の約25%が未反応
で残っているものと考えられた。また、この濃縮残渣の
FT−IRスペクトルにおいて、エステル結合に帰属さ
れるカルボニル基の非常に強い吸収帯(1715c
-1)が観測され、一方で3100−3700cm-1
かけての水酸基のブロードな吸収帯が弱いながらも観測
されたことからも、少量の水酸基がメタクリル酸エステ
ルへ変換されずに残っていることを支持した。そこで、
無水酢酸(1.40g;0.0137モル)を加えて更
に室温で放置し未反応水酸基の酢酸エステルへの変換を
行い、減圧濃縮して揮発成分を除去した。こうして、前
記式(2)でAがメチル基であるメタクリロイル基を結
合したホスフィンオキシドのエステルの約25%が酢酸
エステルであると推定される混合ホスフィンオキシドを
得た(この生成物を以下MPOと略記する)。
Example 1 [Synthesis of phosphine oxide bonded to methacryloyl group] Tris (3-hydroxypropyl) phosphine oxide (hereinafter abbreviated as HPPO, 3.96 g; 0.0177 mol, a product of Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) Name Hishicolin PO-
Methacrylic anhydride (8.4) was stirred in pyridine (100 mL) at room temperature under a dry nitrogen atmosphere.
4g; 0.0547 mol) and DMF (40 mL) were added. After stirring at room temperature for about 3.5 hours, the mixture was heated at 60 ° C. for about 1 hour, and the resulting transparent uniform solution was left at room temperature for about 67 hours. In a 1 H-NMR spectrum of a non-volatile residue obtained by concentrating a part of the reaction solution under reduced pressure, two protons of an olefin derived from an acryloyl group (5.56 pp.
m and 6.11 ppm) and methyl protons, and HP
Proton of methylene group derived from PO (1.92 to 2.05)
ppm, 4.21 ppm: methylene group adjacent to the ester group oxygen). However, a methylene group proton adjacent to the unreacted hydroxyl group of HPPO was observed at 3.70 ppm, and from the comparison of the integral value with the signal at 4.21 ppm,
Under these reaction conditions, the conversion of hydroxyl groups of HPPO to methacrylic acid ester proceeded, but it was considered that about 25% of all hydroxyl groups remained unreacted. In the FT-IR spectrum of the concentrated residue, a very strong absorption band of a carbonyl group attributed to an ester bond (1715c
m -1 ) was observed, while the broad absorption band of hydroxyl groups from 3100 to 3700 cm -1 was weakly observed, indicating that a small amount of hydroxyl groups remained without being converted to methacrylic acid esters. Supported. Therefore,
Acetic anhydride (1.40 g; 0.0137 mol) was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature to convert unreacted hydroxyl groups to acetate, and concentrated under reduced pressure to remove volatile components. In this way, a mixed phosphine oxide was obtained in which it is estimated that about 25% of the phosphine oxide ester bonded to a methacryloyl group in which A is a methyl group in the formula (2) is an acetate ester (this product is hereinafter referred to as MPO). Abbreviated).

【0062】合成例1[CdSe超微粒子の合成] 空冷式のリービッヒ還流管と反応温度調節のための熱電
対を装着した無色透明のパイレックス(登録商標)ガラ
ス製3口フラスコにトリオクチルホスフィンオキシド
(以下TOPOと略記;4g)を入れ、マグネチックス
ターラーで攪拌しながら乾燥アルゴンガス雰囲気で36
0℃に加熱した。別途、乾燥窒素雰囲気のグローブボッ
クス内で、セレン(単体の黒色粉末;0.1g)をトリ
ブチルホスフィン(以下TBPと略記;6.014g)
に溶解した液体に更にジメチルカドミウム(Strem
Chemical社;97%;0.216g)を混合
溶解した原料溶液Aを、ゴム栓(Aldrich社から
供給されるセプタム)で封をしアルミニウム箔ですき間
なく包んで遮光したガラス瓶中に調製した。この原料溶
液Aの一部(2.0mL)を、前記のTOPOの入った
フラスコに注射器で一気に注入し、この時点を反応の開
始時刻とした。反応開始20分後に熱源を除去し約50
℃に冷却された時点で精製トルエン(2mL)を注射器
で加えて希釈し、メタノール(10mL)を注入して不
溶物を生じさせた。この不溶物を遠心分離(3000r
pm)し、デカンテーションにより上澄み液を除去して
分離し、室温にて約14時間真空乾燥して固形粉体を得
た。
Synthesis Example 1 [Synthesis of Ultra Fine CdSe Particles] Trioctylphosphine oxide (a colorless transparent Pyrex (registered trademark) glass three-necked flask equipped with an air-cooled Liebig reflux tube and a thermocouple for controlling the reaction temperature was placed in the flask. Hereinafter, TOPO is abbreviated; 4 g), and stirred under a magnetic stirrer in a dry argon gas atmosphere.
Heated to 0 ° C. Separately, selenium (simple black powder; 0.1 g) was mixed with tributylphosphine (hereinafter abbreviated as TBP; 6.014 g) in a glove box in a dry nitrogen atmosphere.
Dimethyl cadmium (Strem)
A raw material solution A in which Chemical Company; 97%; 0.216 g) was mixed and dissolved was sealed in a rubber stopper (septum supplied from Aldrich), wrapped tightly with aluminum foil, and prepared in a light-shielded glass bottle. A part (2.0 mL) of the raw material solution A was injected into the flask containing the TOPO at once with a syringe, and this time was regarded as the reaction start time. Twenty minutes after the start of the reaction, the heat source was removed and about 50
When cooled to ° C., purified toluene (2 mL) was added with a syringe to dilute, and methanol (10 mL) was injected to generate an insoluble matter. This insoluble material is centrifuged (3000r
pm), the supernatant was removed by decantation and separated, and vacuum dried at room temperature for about 14 hours to obtain a solid powder.

【0063】この固形粉体のXRDスペクトルにおい
て、Wurtzite型CdSe結晶の002面及び1
10面に帰属される回折ピークを観測したことからCd
Seナノ結晶の生成を確認した。また、このCdSeナ
ノ結晶の平均粒径は、TEM観察によれば約4nmであ
った。このCdSeナノ結晶は、精製トルエン溶液にお
いて、366nm波長の励起光を照射すると赤色の発光
帯(ピーク波長595nm、半値幅43nm)を与え
た。
In the XRD spectrum of this solid powder, the 002 face and the 1st face of the Wurtzite type CdSe crystal
From the observation of diffraction peaks belonging to 10 planes, Cd
Generation of Se nanocrystals was confirmed. The average particle size of the CdSe nanocrystals was about 4 nm according to TEM observation. This CdSe nanocrystal gave a red emission band (peak wavelength: 595 nm, half width: 43 nm) when irradiated with excitation light having a wavelength of 366 nm in a purified toluene solution.

【0064】合成例2[ZnSシェルを有するCdSe
ナノ結晶を主体とする半導体超微粒子の合成] B.O.Dabbousiら;J.Phys.Che
m.B,101巻,9463頁(1997)に記載の方
法に準じて行った。これを以下説明する。乾燥アルゴン
ガス雰囲気の褐色ガラス製の3口フラスコ中にTOPO
(15g)を入れ、減圧下130〜150℃での溶融状
態で約2時間攪拌した。この間、残留する空気や水分を
置換する目的で、乾燥アルゴンガスにより大気圧に復圧
する操作を数回行った。温度設定を100℃として約1
時間後、合成例1で得たCdSeナノ結晶の固形粉体
(0.094g)のトリオクチルホスフィン(1.5
g、以下TOPと略記)溶液を加えて、CdSeナノ結
晶を含む透明溶液を得た。これを100℃の減圧下で更
に約80分間攪拌後、温度を180℃に設定して乾燥ア
ルゴンガスで大気圧に復圧した。別途、乾燥窒素雰囲気
のグローブボックス内で、ジエチル亜鉛の1N濃度n−
ヘキサン溶液(1.34mL;1.34ミリモル)とビ
ス(トリメチルシリル)スルフィド(0.239g;
1.34ミリモル)とをTOP(9mL)に溶解した原
料溶液Bを、合成例1で使用のセプタムで封をしアルミ
ニウム箔ですき間なく包んで遮光したガラス瓶中に調製
した。この原料溶液Bを、注射器により、前記の180
℃のCdSeナノ結晶を含む透明溶液に20分間かけて
滴下し、90℃に降温後約1時間攪拌を継続した。室温
で約14時間静置した後、再び90℃で3時間加熱攪拌
した。熱源を除去し、n−ブタノール(8mL)を反応
液に加えて室温まで冷却して、透明な赤色溶液を得た。
Synthesis Example 2 [CdSe having ZnS shell]
Synthesis of semiconductor ultrafine particles mainly composed of nanocrystals] B. O. Dabbousi et al .; Phys. Che
m. B, 101, 9463 (1997). This will be described below. TOPO in a brown glass three-necked flask in a dry argon gas atmosphere
(15 g) was added, and the mixture was stirred under reduced pressure at a temperature of 130 to 150 ° C. in a molten state for about 2 hours. During this time, an operation of returning to atmospheric pressure with dry argon gas was performed several times in order to replace the remaining air and moisture. Approx. 1 with the temperature set to 100 ° C
After a lapse of time, the solid powder of CdSe nanocrystals obtained in Synthesis Example 1 (0.094 g) was trioctylphosphine (1.5%).
g, hereinafter abbreviated as TOP) solution to obtain a transparent solution containing CdSe nanocrystals. This was further stirred for about 80 minutes under reduced pressure of 100 ° C., and then the temperature was set to 180 ° C. and the pressure was restored to the atmospheric pressure with dry argon gas. Separately, in a dry nitrogen atmosphere glove box, 1N concentration of diethyl zinc n-
Hexane solution (1.34 mL; 1.34 mmol) and bis (trimethylsilyl) sulfide (0.239 g;
1.34 mmol) was dissolved in TOP (9 mL) to prepare a glass bottle sealed with a septum used in Synthesis Example 1, wrapped tightly with aluminum foil, and shielded from light. This raw material solution B was mixed with the above 180
The solution was dropped into a transparent solution containing CdSe nanocrystals at 20 ° C. over 20 minutes. After the temperature was lowered to 90 ° C., stirring was continued for about 1 hour. After allowing to stand at room temperature for about 14 hours, the mixture was again heated and stirred at 90 ° C. for 3 hours. The heat source was removed and n-butanol (8 mL) was added to the reaction and cooled to room temperature to give a clear red solution.

【0065】この赤色溶液には、原料のビス(トリメチ
ルシリル)スルフィド等の硫黄化合物の臭気はなく、代
わりにセレン特有のニラ様臭気があった。合成例1で得
たCdSeナノ結晶の溶液にはこのようなセレン臭はな
かったので、該CdSeナノ結晶表面での意図した硫化
物生成反応の進行とともに、該ナノ結晶表面における硫
黄原子によるセレン原子の置換反応等何らかの機構によ
るセレンの遊離があったものと推測され、前記文献記載
同様にZnSシェルを有するCdSeナノ結晶を主体と
する半導体超微粒子が生成したものと考えられた(以下
これをCdSe/ZnSと略記する)。
This red solution did not have the odor of the sulfur compound such as bis (trimethylsilyl) sulfide as the raw material, but instead had the leek-like odor peculiar to selenium. Since the solution of the CdSe nanocrystals obtained in Synthesis Example 1 did not have such a selenium odor, the intended sulfide generation reaction on the surface of the CdSe nanocrystals and the selenium atom due to sulfur atoms on the nanocrystal surface It is presumed that selenium was liberated by some mechanism such as a substitution reaction of CdSe, and it was considered that semiconductor ultrafine particles mainly composed of CdSe nanocrystals having a ZnS shell were generated as described in the above-mentioned literature (hereinafter referred to as CdSe). / ZnS).

【0066】この赤色溶液の一部(8mL)を、乾燥窒
素気流下、室温でメタノール(16mL)中に滴下し2
0分間攪拌を継続する沈殿操作により赤色不溶物を得
た。この赤色不溶物を合成例1同様に遠心分離及びデカ
ンテーションにより分離し、精製トルエン(14mL)
に再溶解した。この再溶解トルエン溶液を用いて、再び
同様の沈殿操作、遠心分離、及びデカンテーションの一
連の精製操作を行って固体生成物を得た。この固体生成
物は、1mLの精製メタノールと振り混ぜて洗浄後、デ
カンテーションで分離した。この固体生成物は透明赤色
の精製トルエン溶液を与え、ここに468nm波長の励
起光を照射するとオレンジ色の発光帯(ピーク波長59
7nm、半値幅41nm)を与えた。この発光は同程度
の溶液濃度において、合成例1で得たCdSeナノ結晶
の場合よりも明らかに発光強度が大きかったことから、
ZnSシェルを有するCdSeナノ結晶に変換され、表
面準位等を経由する非発光過程の寄与が抑制されたもの
と考えられた。
A portion (8 mL) of this red solution was added dropwise to methanol (16 mL) at room temperature under a stream of dry nitrogen to give
A red insoluble substance was obtained by a precipitation operation in which stirring was continued for 0 minutes. This red insoluble matter was separated by centrifugation and decantation in the same manner as in Synthesis Example 1, and purified toluene (14 mL)
Was re-dissolved. Using this re-dissolved toluene solution, a similar series of purification operations including precipitation, centrifugation, and decantation was performed again to obtain a solid product. This solid product was washed by shaking with 1 mL of purified methanol, and then separated by decantation. This solid product gives a clear red purified toluene solution, which is irradiated with excitation light having a wavelength of 468 nm to emit an orange emission band (having a peak wavelength of 59 nm).
7 nm, half width at 41 nm). This emission was clearly higher in emission intensity than the case of the CdSe nanocrystal obtained in Synthesis Example 1 at the same solution concentration.
It was considered that the conversion to the CdSe nanocrystal having a ZnS shell and the contribution of the non-light emitting process via the surface state and the like were suppressed.

【0067】実施例2[メタクリロイル基を結合したホ
スフィンオキシドを配位子として含有する半導体超微粒
子の合成] 合成例2で得た半導体超微粒子CdSe/ZnSを精製
トルエンに溶解し、ここに実施例1で得たMPO(使用
したCdSe/ZnSの約5倍重量)を加えて十分に作
用させた後、合成例2同様の沈殿、遠心分離、デカンテ
ーションによる半導体超微粒子の分離精製操作を行う
と、MPOが配位子として結合された半導体超微粒子が
得られる(以下これをCdSe/ZnS−MPOと略記
する)。該MPOの結合は、十分に精製された半導体超
微粒子のFT−IRスペクトルにおいてMPO由来の吸
収帯が観測されることから確認される。
Example 2 [Synthesis of Ultrafine Semiconductor Particles Containing Phosphine Oxide with Methacryloyl Group as Ligand] Ultrafine semiconductor particles CdSe / ZnS obtained in Synthesis Example 2 were dissolved in purified toluene, After the MPO obtained in Step 1 (about 5 times the weight of the used CdSe / ZnS) was added and allowed to act sufficiently, the separation and purification of semiconductor ultrafine particles was performed by the same precipitation, centrifugation, and decantation as in Synthesis Example 2. Thus, semiconductor ultrafine particles having MPO bonded as a ligand are obtained (hereinafter, abbreviated as CdSe / ZnS-MPO). The binding of the MPO is confirmed by observing the MPO-derived absorption band in the FT-IR spectrum of the sufficiently purified semiconductor ultrafine particles.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明の提供するラジカル反応性基を結
合してなるホスフィンオキシド類は、これを結合してな
る本発明の半導体超微粒子を与え、かかる半導体超微粒
子は通常ラジカル重合性を有する。従って、例えばスチ
レンやメタクリル酸メチル等の汎用ラジカル重合性モノ
マーと該半導体超微粒子とを混合し、次いでラジカル重
合を進行させることで、透明性の良好な樹脂組成物が製
造される。かかる樹脂組成物は、高光線透過率、高屈折
率、あるいは吸発光能等の特徴を利用して、光導波路、
光屈折部材、ディスプレイや照明器具等に利用される。
According to the present invention, the phosphine oxides provided with a radical reactive group provided by the present invention provide the semiconductor ultrafine particles of the present invention obtained by bonding the phosphine oxides. Such semiconductor ultrafine particles usually have radical polymerizability. . Therefore, by mixing a general-purpose radical polymerizable monomer such as styrene or methyl methacrylate with the semiconductor ultrafine particles and then allowing the radical polymerization to proceed, a resin composition having good transparency is produced. Such a resin composition utilizes a characteristic such as a high light transmittance, a high refractive index, or a light absorbing and emitting ability, an optical waveguide,
It is used for light refraction members, displays and lighting equipment.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ラジカル反応性基を結合してなるホスフ
ィンオキシド類。
1. A phosphine oxide having a radical reactive group bonded thereto.
【請求項2】 下記一般式(1)で表される請求項1に
記載のホスフィンオキシド類。 【化1】 (但し一般式(1)において、Rradはラジカル反応性
基であり、R1及びR2は独立に炭素数10以下のアルキ
ル基、アシル基、アリール基、又は前記Rradを表
す。)
2. The phosphine oxide according to claim 1, represented by the following general formula (1). Embedded image (However, in the general formula (1), R rad is a radical reactive group, and R 1 and R 2 independently represent an alkyl group, an acyl group, an aryl group having 10 or less carbon atoms, or the above-mentioned R rad .)
【請求項3】 ラジカル反応性基が、アクリロイル基、
メタクリロイル基、マレオイル残基、及びビニルフェニ
ル基のいずれかから選択されるものである請求項1又は
2に記載のホスフィンオキシド類。
3. The radical-reactive group is an acryloyl group,
The phosphine oxide according to claim 1 or 2, which is selected from a methacryloyl group, a maleoyl residue, and a vinylphenyl group.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のホスフ
ィンオキシド類を配位子として結合する半導体超微粒
子。
4. Ultrafine semiconductor particles comprising the phosphine oxide according to claim 1 as a ligand.
JP2000293693A 2000-09-27 2000-09-27 Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand Pending JP2002105090A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000293693A JP2002105090A (en) 2000-09-27 2000-09-27 Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000293693A JP2002105090A (en) 2000-09-27 2000-09-27 Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002105090A true JP2002105090A (en) 2002-04-10

Family

ID=18776446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000293693A Pending JP2002105090A (en) 2000-09-27 2000-09-27 Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002105090A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100612960B1 (en) 2005-04-20 2006-08-16 한국화학연구원 Crosslinkable phosphineoxide compound and its photopolymer composite
JP2011006412A (en) * 2002-08-15 2011-01-13 Moungi G Bawendi Stabilized semiconductor nanocrystal
US9637682B2 (en) 2004-11-11 2017-05-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Interfused nanocrystals and method of preparing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006412A (en) * 2002-08-15 2011-01-13 Moungi G Bawendi Stabilized semiconductor nanocrystal
US9637682B2 (en) 2004-11-11 2017-05-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Interfused nanocrystals and method of preparing the same
US10202545B2 (en) 2004-11-11 2019-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Interfused nanocrystals and method of preparing the same
KR100612960B1 (en) 2005-04-20 2006-08-16 한국화학연구원 Crosslinkable phosphineoxide compound and its photopolymer composite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002121549A (en) Semiconductor ultrafine particles
JP2003286292A (en) Ultrafine semiconductor particles and thin film-like molded article containing the same
US20040007169A1 (en) Semiconductor nanoparticles and thin film containing the same
JP3835135B2 (en) Semiconductor ultrafine particles formed by bonding amino groups
US10468559B2 (en) Quantum dot nanoparticles having enhanced stability and luminescence efficiency
US7309525B2 (en) Inorganic nanocrystals with organic coating layer, their method of manufacture and materials constituted by said nanocrystals
EP2171016B1 (en) Nanoparticles
US20170218268A1 (en) Nanoparticles and their manufacture
JP3932866B2 (en) Polymerizable liquid composition
KR20190104583A (en) Colloidal quantum dots that do not contain Cd that emits visible fluorescence and methods of manufacturing the same
JP2002121548A (en) Method for producing ethanol-soluble semiconductor ultrafine particles
JP3829634B2 (en) Manufacturing method of planar resin molding
JP4750051B2 (en) Crosslinked resin composition for optical member and optical member
JP2002053319A (en) Zinc chalcogenide semiconductor particles with sulfide shell
JP2002020740A (en) Ultrafine semiconductor crystal particles with hyperbranched ligands
JP2003183414A (en) Crosslinked resin composition molded article containing ultrafine particles
JP2003138033A (en) Thin-film molded article containing semiconductor crystal particles and use thereof
JP2002104842A (en) Glass composition containing semiconductor ultrafine particles
JP2003147090A (en) Molded thermoplastic resin composition containing nanoparticles and method for producing the same
JP2002105090A (en) Reactive phosphine oxides and semiconductor ultrafine particles having the same as a ligand
JP2002332477A (en) Ultrafine semiconductor particles having an alkyl fluoride ligand bonded thereto, and a thin-film molded article containing the same
KR100927700B1 (en) Method for preparing nano-sized metal chalcogenides using organometallic complexes and chalcogen elements
JP2002129156A (en) Ultrafine semiconductor particles and resin composition containing the same
KR101444236B1 (en) Preparing method of quantum dots by using pressure
JP2003064282A (en) Semiconductor ultrafine particles