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CARBON NITRIDE DISPERSION AND METHOD FOR FORMING CARBON NITRIDE FILM USING THE SAME UPDATE_EN

Patent code P210017390
File No. DP1922
Posted date Jan 20, 2021
Application number P2019-094473
Publication number P2020-189761A
Date of filing May 20, 2019
Date of publication of application Nov 26, 2020
Inventor
  • (In Japanese)大谷 直毅
  • (In Japanese)渡辺 貴大
Applicant
  • (In Japanese)学校法人同志社
Title CARBON NITRIDE DISPERSION AND METHOD FOR FORMING CARBON NITRIDE FILM USING THE SAME UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon nitride dispersion excellent in dispersibility of nano-amorphous layered carbon nitride for forming a film by a coating method, and to provide a method for forming a carbon nitride film using the carbon nitride dispersion.
SOLUTION: A carbon nitride dispersion of the present invention comprises nano-amorphous layered carbon nitride dispersed in a dispersion medium. The dispersion medium is a strongly acidic oxo acid or a strong base. In the carbon nitride dispersion of the present invention, the nano-amorphous layered carbon nitride is dispersed in a dispersion medium, and the difference between a surface free energy of the nano-amorphous layered carbon nitride and a surface free energy of the dispersion medium is 15 mJ/m2 or less. A method for forming a carbon nitride film of the present invention is a method of electrostatically spraying the carbon nitride dispersion of the present invention.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

電圧を印加することによって発光する現象をエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)という。
この現象を利用した発光素子として、発光ダイオード(Light-Emitting Diode:LED)が知られている。特に、有機物からなる発光ダイオードは、有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode:OLEDs)と言われる。

OLEDsは、応答速度・高演色性・フレキシブル・自発光であるため、薄くて安価なデバイスが実現でき、新たなディスプレイや照明として現在研究されている。ただ、有機物の劣化による寿命の低下という問題があり、現在その劣化を防ぐための封止に関する研究も盛んに行われている。

また、一般的な発光ダイオードであるInGaN青色LEDはレアメタルであるインジウムを用いている。しかし、MOCVDによる結晶成長では有毒ガスが必要となり、サファイア基板は1000℃を超える加熱が必要となるため、環境への負荷の問題があるほか、高価であることも問題に挙げられる。

これらの問題を解決できる可能性があるのが、ナノアモルファス層状窒化炭素(nano-amorphous graphitic carbon nitride;na-g-C3N4)である。この材料は、約2.7eVのエネルギーバンドギャップを持つ非金属半導体であり、約50nm程度のナノ粒子である。そして、グラファイトのようにファンデルワールス力で各層が積み重なった層状物質である。この物質は興味深い分子構造を持ち、高い熱安定性・化学安定性・生体適合性・可変なバンドギャップ、また地球上に豊富に存在する窒素と炭素のみから合成できるという特徴から非常に注目されている物質である。そのため、発光素子や光触媒、太陽電池、燃料電池、蛍光センシングなど、様々な可能性が報告されている(例えば、非特許文献1参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、窒化炭素が分散媒中に分散された窒化炭素分散液及びこれを用いた窒化炭素膜の成膜方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ナノアモルファス層状窒化炭素が分散媒に分散されてなり、前記分散媒が、強酸性のオキソ酸又は強塩基である、窒化炭素分散液。

【請求項2】
 
前記強酸性のオキソ酸が、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸から選ばれ、前記強塩基が水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウムである、請求項1に記載の窒化炭素分散液。

【請求項3】
 
ナノアモルファス層状窒化炭素が分散媒に分散されてなり、前記ナノアモルファス層状窒化炭素の表面自由エネルギーと前記分散媒の表面自由エネルギーの差が15mJ/m2以下である、窒化炭素分散液。

【請求項4】
 
前記分散媒が、ジメチルスルホキシド又はγ-ブチロラクトンである、請求項3に記載の窒化炭素分散液。

【請求項5】
 
請求項1から4までのいずれかに記載の窒化炭素分散液を静電噴霧する、窒化炭素膜の成膜方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published
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