[发明专利]量子点、波长转换材料、背光源、图像显示装置及量子点的制造方法

说明书

本发明为一种量子点，其为作为结晶性纳米颗粒荧光体的量子点，其中，所述量子点具有核壳结构，所述核壳结构包括包含第一金属元素的核颗粒与包含第二金属元素的壳层，在所述核颗粒与所述壳层的界面存在与所述第一金属元素及所述第二金属元素不同的第三金属元素，以摩尔比计，所述第三金属元素的量相对于所述核颗粒所含的所述第一金属元素的量为10％以下。由此，提供一种发射波长的控制性优异、且同时具有高发光特性及发光效率的量子点。

技术领域

本发明涉及量子点、波长转换材料、背光源、图像显示装置及量子点的制造方法。

背景技术

粒径为纳米级的半导体晶体颗粒被称为量子点，由于通过光吸收而产生的激子会被限制在纳米级的区域中，因此半导体晶体颗粒的能级会变得离散。此外，其带隙因粒径而发生变化。由于这些效果，与通常的荧光体相比，量子点的荧光发光的亮度高且效率高，并且其发光峰尖锐。此外，由于带隙因其粒径而发生变化这一特性，量子点具有能够控制发射波长的特征，其作为固体照明或显示器的波长转换材料的应用受到期待。例如，通过在显示器中将量子点用作波长转换材料，能够实现比现有的荧光体材料更宽的色域、更低的耗电量。

作为将量子点用作波长转换材料的安装方法，专利文献1提出了一种将量子点分散在树脂材料中，通过在透明膜上层压含有量子点的树脂材料，从而将其作为波长转换膜安装到背光源中的方法(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013-544018号公报

专利文献2：日本特表2010-535262号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，由于量子点的带隙因粒径而发生变化且发射波长会因粒径而发生位移，因此存在为了获得目标波长而必须将颗粒的尺寸控制在纳米级、以及粒径不均导致发光峰变宽的问题。量子点通常是在溶液中使前驱体反应并以胶粒的形式合成的，但在溶液反应中，如此精密地将粒径控制在纳米级并不容易。进一步，在工业化时实施量产的情况下，溶液反应中还存在前驱体的浓度不均、温度分布的问题，更加难以进行粒径的控制。

此外，通常在对发射波长进行控制时，例如欲使发射波长向长波长侧位移时，有在核颗粒的合成中加长反应时间或提高反应温度来增大粒径的方法。然而，这样的方法会因反应时间变长而造成颗粒生长不均，故而导致粒度分布变宽、发光波形变宽，并且成为在用作波长转换材料时色彩再现性降低的原因。此外，由于化学反应的速度会因提高反应温度而变快，因此核生成反应与核生长反应的控制变得困难，其结果导致所生成的颗粒容易发生不均，发光峰也同样变宽，并且成为在用作波长转换材料时色彩再现性降低的原因。

另一方面，欲使发射波长向短波长侧位移时，与上述相反，有在核颗粒的合成中缩短反应时间或降低反应温度来使粒径变小的方法。在这样的方法中也存在因降低反应温度而导致生成的核颗粒的结晶性降低、容易产生晶体缺陷、光效率降低的问题。

针对这样的问题，专利文献2研究了作为颗粒生长时的晶种而合成由量子点的构成元素构成的分子簇的方法(专利文献2)。

然而，专利文献2所记载的方法由于使用了作为分子簇的有机金属络合物等化合物，因此难以任意地改变组成或比率。此外，由于反应温度依赖于分子簇的分解温度或反应性，因此任意的基于粒径控制的发射波长的控制存在局限。

本发明是为了解决上述问题而实施的，其目的在于提供一种发射波长控制性优异且同时具有高发光特性及发光效率的量子点。此外，其目的在于提供一种在具有高发光特性及发光效率的同时，还容易对发射波长进行控制的量子点的制造方法。

解决技术问题的技术手段