[发明专利]发光粒子、发光元件、照明装置、彩色显示设备及液晶显示元件

说明书

本发明提供毒性低且对环境的影响小、可抑制发光颜色的经时变化、并且蓝色、绿色和红色的发光强度优异的发光粒子，使用该发光粒子的发光元件，使用该发光元件的照明装置和彩色显示设备，以及使用该发光粒子的液晶显示元件。本发明通过提供发光粒子、使用该发光粒子的发光元件、使用该发光元件的照明装置和彩色显示设备、以及使用该发光粒子的液晶显示元件来解决上述课题，前述发光粒子的特征在于，包含由不含铅的单一化合物的金属卤化物构成的量子点，发光光谱中的极大发光波长为500nm以上700nm以下，并且在将该极大发光波长的发光强度设为100％时发光强度为50％以上的波长区域的宽度为160nm以上。

技术领域

本发明涉及包含由金属卤化物构成的量子点的发光粒子、使用该发光粒子的发光元件、使用该发光元件的照明装置和彩色显示设备、以及使用该发光粒子的液晶显示元件。

背景技术

近年来，作为满足对于下一代的显示元件所要求的国际标准BT.2020的材料，量子点受到关注，提出了包含量子点的发光二极管、使用量子点的照明装置。其中，作为由金属卤化物构成的半导体纳米粒子之一的、具有钙钛矿型结构的量子点具有能够通过调整构成该晶体结构的卤素元素的种类及其存在比例来控制发光波长这样的优点。

作为这样的钙钛矿型结构的量子点，例如非专利文献1公开了通过包含由含有铅和卤素元素的单一化合物构成的量子点的发光粒子来获得单色的发光。由CsPb(Br_0.5Cl_0.5)₃所表示的化合物构成的量子点呈现波长460nm的蓝色发光，由CsPbBr₃所表示的化合物构成的量子点呈现波长515nm的绿色发光，由CsPb(Br_0.4I_0.6)₃所表示的化合物构成的量子点呈现波长625nm的红色发光。这些量子点的发光光谱中的各峰的半值宽度窄至30nm左右，因此能够获得色纯度高的发光。进一步，利用包含InGaN的蓝色发光芯片来激发将上述呈红色发光的量子点和上述呈绿色发光的量子点混合而成的发光粒子，会产生红色、绿色、蓝色的发光。将这3种颜色的发光叠加而实现白色发光。

但是，发光粒子一般会因构成量子点的化合物的经时劣化而发生发光强度的下降、发光波长的变化。非专利文献1中公开的发光粒子包含组成不同的多种量子点，且构成各个量子点的化合物的劣化速度不同，因此存在会伴随着时间经过而由最初的变化成不同颜色这样的问题。

为了解除前述问题，考虑使用由单一化合物构成的量子点作为发光粒子。例如非专利文献2中，公开了利用包含由对具有钙钛矿型结构的CsPbX₃(X为Cl、Br或I)掺杂Mn²⁺和Tm³⁺而成的化合物构成的量子点的发光粒子来产生基于铅的蓝色发光和基于掺杂金属的黄色发光，将这2种颜色的发光叠加而实现白色发光。进而，公开了作为使用该量子点的照明装置的台灯。

另一方面，使用了发光二极管的彩色显示设备中，将白色光通过RGB滤色器转换成红色、绿色、蓝色来进行像素显示。就非专利文献2中公开的量子点而言，将蓝色发光和黄色发光组合而得的白色光只在可见光区域的一部分中显示出发光。因此，使用非专利文献2中公开的量子点制作发光二极管，且将由该发光二极管得到的白色光通过RGB滤色器时，存在无法提取发光强度充分的RGB这样的不良状况。

进一步，出于对环保的考虑，消除铅、汞、镉等特定有害物质的趋势变高，以欧洲为中心已颁布实施了使用禁令(RoHS指令)。因此，由金属卤化物构成的量子点中，也期望不含有这些特定有害物质。

可是，含铅的钙钛矿型结构的量子点为直接跃迁型，与此相对，不含铅的钙钛矿型结构的多数量子点为间接跃迁型，因此存在发光强度低这样的问题。因此，对于不含铅的量子点，提出了由多种元素构成钙钛矿型结构来确保发光强度的技术。