量子点及其制造方法、使用量子点的波长转换构件、照明构件、背光装置以及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种无Cd且荧光半峰宽窄，发出蓝色荧光的量子点。本发明专利技术的量子点(1)的特征在于不包含镉，荧光半峰宽为25nm以下。在本发明专利技术中，量子点优选为含有锌和硒，或锌、硒和硫的纳米晶体。此外，量子点优选具有以下核壳结构：以纳米晶体为核(1a)，在核表面包覆有壳(1b)。覆有壳(1b)。覆有壳(1b)。

【技术实现步骤摘要】
量子点及其制造方法、使用量子点的波长转换构件、照明构件、背光装置以及显示装置
[0001]本申请是国际申请日为2018年10月12日、进入中国国家阶段日期为2020年04月09日、国家申请号为201880065902.X、专利技术名称为“量子点及其制造方法、使用量子点的波长转换构件、照明构件、背光装置以及显示装置”的PCT进入中国国家阶段申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及不含镉的量子点及其制造方法、使用量子点的波长转换构件、照明构件、背光装置以及显示装置。

技术介绍

[0003]量子点是由数百～数千个左右的原子构成，粒径为数nm～数十nm左右的纳米粒子。量子点也被称为荧光纳米粒子、半导体纳米粒子或纳米晶体。量子点具有以下特征：根据纳米粒子的粒径、组成能够进行发光波长的各种转换。
[0004]可列举出荧光量子产率(Quantum Yield：QY)、荧光半峰宽(Full Width at Half Maximum：FWHM)作为表示量子点的性能的特征。在将量子点用作可见光区域的波长转换材料的情况下，作为其最大的特征，可列举为可以表现的颜色的范围宽广，即高色域化。为使用量子点来实现高色域化，重要的是使荧光半峰宽变窄。
[0005]作为使用量子点的显示器的用途，在采用光致发光(Photoluminescence：PL)作为发光原理的情况下，采用以下方法：背光源使用蓝色LED作为激发光，使用量子点来转换成绿色光、红色光。另一方面，例如在采用电致发光(Electroluminescence：EL)作为发光原理的情况下，或者采用其他方法使三原色全部由量子点发光的情况等，需要蓝色发光的量子点。此时，在实现高色域化的情况下，需要不仅绿色以及红色，蓝色光也半峰宽较窄。因此，在RGB3色全部由量子点发光的情况下，需要蓝色发光的量子点的荧光半峰宽较窄。
[0006]作为蓝色量子点，可列举使用镉(Cd)的硒化镉(CdSe)系的量子点作为代表，但镉在国际上受到限制，所以使用硒化镉系量子点的材料的实用化存在较高的障碍。
[0007]另一方面，作为不使用镉的、无Cd系的量子点，CuInS2、AgInS2等黄铜矿系量子点、磷化铟(InP)系量子点等的开发正在进行(例如，参照专利文献1)。然而，现行开发的量子点的半峰宽通常较宽，不适合作为蓝色发光的量子点。
[0008]另一方面，作为蓝色发光的材料，已知有氮化镓(GaN)、硒化锌(ZnSe)等带隙比较大的材料。作为量子点，报告有开发ZnSe量子点并使用ZnSe量子点来合成蓝色发光的荧光体的大量实例。然而，几乎没有具有成为现有的蓝色LED的替代品这样的波长以及半峰宽的实用的ZnSe量子点的报告。
[0009]例如，在下述非专利文献1中，详细地记载有关于使用二苯硒化膦直接合成ZnSe的方法，认为二苯硒化膦比有机锌化合物的反应性高。本论文所得到的ZnSe的荧光波长为430nm左右，不满足实用化所使用的蓝色的荧光波长450nm所以不适于实用。
[0010]此外，在下述非专利文献2中也报告有水系ZnSe合成方法。虽然反应在低温下进
行，但半峰宽为30nm以上，稍宽，由于荧光波长不满足430nm，所以不适合将其用作现有的蓝色LED的替代品来实现高色域化。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：国际公开第2007/060889号小册子
[0014]非专利文献
[0015]非专利文献1：有机电子学15(2014)126
‑
131(Organic Electronics 15(2014)126
‑
131)
[0016]非专利文献2：材料科学与工程C(2016)167
‑
172(Materials Science and EngineeringC 64(2016)167
‑
172)

技术实现思路

[0017]专利技术所要解决的问题
[0018]如上所述，虽然蓝色量子点的研究开发正在进行，但任意的量子点都没有达到可以量产的水平的荧光波长430nm以上且荧光半峰宽25nm以下。
[0019]关于上述ZnSe，在直接合成的合成方法中，为了提高锌原料的反应性，例如有使用二乙基锌(Et2Zn)等有机锌化合物的方法。然而，由于二乙基锌的反应性高在空气中起火而必须在惰性气体气流中进行操作等，难以进行原料的处理、保管，由于使用它的反应也伴随着放热、起火等危险，因此不适合量产。此外，同样地，为提高硒原料的反应性，例如使用硒化氢(H2Se)的反应等，从安全性的观点来看不适合量产。
[0020]此外，在使用上述反应性高的锌原料、硒原料的反应体系中，虽然生成了ZnSe，但不能控制粒子生成，结果是所生成的ZnSe的半峰宽变宽。
[0021]报告有荧光半峰宽较窄的ZnSe量子点的合成方法，但没有蓝色且半峰宽较窄，并且可以以安全的方法量产的半峰宽较窄的ZnSe的合成得到确认的报告例。
[0022]本专利技术是鉴于这一点做出的，目的在于提供一种无镉且荧光半峰宽较窄，发出蓝色荧光的量子点。
[0023]此外，本专利技术的目的在于提供一种安全并且能够量产地制造上述量子点的方法。
[0024]用于解决问题的方案
[0025]本专利技术的量子点，其特征在于不包含Cd，荧光半峰宽为25nm以下。
[0026]在本专利技术中，所述量子点优选为含有锌(Zn)和硒(Se)，或锌(Zn)、硒(Se)和硫(S)的纳米晶体。
[0027]在本专利技术中，所述量子点优选具有以下结构：以所述纳米晶体为核，在所述核的表面包覆有壳。
[0028]在本专利技术中，荧光波长优选为410nnm以上470nm以下的范围。
[0029]在本专利技术中，所述量子点的表面优选由配体(Ligand)覆盖。
[0030]在本专利技术中，所述配体优选选自脂肪族胺系、膦系以及脂肪族羧酸系中的至少任意1种或2种。
[0031]本专利技术的量子点的制造方法优选为，由有机铜化合物、或由无机铜化合物与有机硫族化合物合成作为前体的铜硫化物，使用所述前体合成不包含镉(Cd)的量子点。
[0032]在本专利技术中，优选将由所述铜硫化物形成的前体的铜与锌进行金属交换。
[0033]在本专利技术中，优选在180℃以上280℃以下进行所述金属交换反应。此外，优选在140℃以上250℃以下的反应温度合成所述铜硫化物。
[0034]在本专利技术中，所述量子点优选为含有锌和硒，或者锌、硒和硫的纳米晶体。
[0035]本专利技术的波长转换构件，其特征在于包含上述量子点或由上述量子点的制造方法形成的量子点。
[0036]本专利技术的照明构件，其特征在于包含上述量子点或由上述量子点的制造方法形成的量子点。
[0037]本专利技术的背光装置，其特征在于包含上述量子点或由上述量子点的制造方法形成的量子点。
[0038]本专利技术的显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子点，其特征在于，所述量子点不包含镉，荧光半峰宽为25nm以下。2.根据权利要求1所述的量子点，其特征在于，所述量子点为含有锌和硒，或锌、硒和硫的纳米晶体。3.根据权利要求2所述的量子点，其特征在于，所述量子点具有以下所述的核壳结构，即，以所述纳米晶体为核，在所述核的表面包覆有壳。4.根据权利要求1至3中任一项所述的量子点，其特征在于，所述量子点的荧光波长为410nm以上470nm以下的范围。5.根据权利要求1至4中任一项所述的量子点，其特征在于，所述量子点的表面由配体覆盖。6.根据权利要求5所述的量子点，其特征在于，所述配体选自脂肪族胺系、膦系以及脂肪族羧酸系中的至少任意一种。7.一种量子点的制造方法，其特征在于，由有机铜化合物、或由无机铜化合物与有机硫族化合物，合成作为前体的铜硫化物，使用铜硫化物前体合成不包含镉的量子点。8.根据权利要求7所述的量子点的制造方法，其特征在于，将由所述铜硫化物形成的前体的铜与锌进行金属交换。9.根据权利要求8所述的量子点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小椋佑子，高三潴由香，饭田和则，堤绘美，田中雅典，荷方惣一朗，
申请(专利权)人：NS材料株式会社，
类型：发明
国别省市：