[发明专利]半导体纳米粒子、半导体纳米粒子分散液及光学构件

说明书

本发明涉及一种半导体纳米粒子，其是具有含有In及P的芯、和一层以上壳的芯/壳型半导体纳米粒子，上述半导体纳米粒子至少进一步含有Zn、Se及卤素，在上述半导体纳米粒子中，通过原子换算，P、Zn、Se及卤素相对于In的各摩尔比为P：0.20～0.95、Zn：11.00～50.00、Se：7.00～25.00、卤素：0.80～15.00。根据本发明，能够提供由含有In及P的芯、和以Zn及Se为主成分的壳形成的芯/壳型半导体纳米粒子，该半导体纳米粒子的量子效率高，半峰宽小，并且斯托克斯位移小。

技术领域

本发明涉及半导体纳米粒子、使用了半导体纳米粒子的分散液及光学构件。

背景技术

作为显示器的波长转换材料，使用粒径微小的半导体纳米粒子(量子点：QD)。这样的半导体纳米粒子是能展现出量子限制效果的微小的粒子，带隙的宽度根据纳米粒子的尺寸而改变。而且，通过光激发、电荷注入等方法形成于半导体粒子内的激子通过再结合而放出与带隙相应的能量的光子，因此，通过调整半导体纳米粒子的晶体尺寸，能够控制发光波长，能够得到期望的波长的发射光。

作为使用半导体纳米粒子的QD设备，存在下述方式：用对半导体纳米粒子进行膜化而得到的QD膜将蓝色光白色化，并将得到的白色光通过滤色器转换成红、绿、蓝的方式(QD膜方式)；和通过使用半导体纳米粒子的QD滤色器直接将蓝色光转换成红、绿的方式(QD滤色器方式)。

利用图2对QD滤色器方式的QD设备的装置构成的一例进行说明。如图2所示，不将来自作为光源的蓝色LED1的蓝色光转换成白色光，而使用QD图案(7、8)，直接将蓝色光转换成红色光、或者直接将蓝色光转换成绿色光。QD图案(7、8)通过对分散于树脂中的半导体纳米粒子图案化而形成，由于显示器的结构上的限制，其厚度成为5～10μm左右。关于蓝色光，利用使来自作为光源的蓝色LED1的蓝色光透射包含扩散材料的扩散层9后而成的光。需要说明的是，符号3为液晶，在图2中，省略了偏振片。

另外，使用图3对QD膜方式的QD设备的装置构成的一例进行说明。如图3所示，光源使用蓝色LED101，首先将该蓝色光转换成白色光。在从蓝色光至白色光的转换中，适宜使用使半导体纳米粒子分散于树脂中而形成厚度为100μm左右的膜状而成的QD膜102。通过像QD膜102这样的波长转换层得到的白色光进一步通过滤色器(R)104、滤色器(G)105、及滤色器(B)106而分别转换成红色光、绿色光、及蓝色光。需要说明的是，符号103为液晶，在图3中，省略了偏振片。

这些当中，QD滤色器方式将蓝色光直接转换成各种颜色，因此，QD设备整体的波长转换效率变高。因此，近年着眼于QD滤色器方式。

基于这样的背景，对于半导体纳米粒子，原本就为了提高QD设备的波长转换效率而要求量子效率高，并且还为了防止混色而要求半峰宽窄。

作为半导体纳米粒子，已知有Cd硫系化合物半导体纳米粒子、基于InP的半导体纳米粒子(例如，专利文献1～3)。而且，以往进行了大量Cd系半导体纳米粒子的研究。这是因为：Cd系半导体纳米粒子的量子效率高，在此基础上，由粒径变化导致的发光波长的变化比较缓慢，因此，容易调整发光波长。

然而，近年来，由于担心对环境/人体的不良影响，所以期望开发非Cd系的半导体纳米粒子。作为非Cd系的半导体纳米粒子，可举出基于InP的半导体纳米粒子。然而，基于InP的InP系的半导体纳米粒子与Cd系的半导体纳米粒子相比，量子效率低，并且由粒径变化导致的发光波长的变化大，因此存在难以调整发光波长的问题。