CN109311691A - 化合物、分散液组合物及树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有钙钛矿型晶体结构的化合物,其以A、B、X及M作为构成成分,将M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比[M/(M+B)]的值为0.7以下。(A为位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的六面体的各顶点的铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子。B为铅离子。M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或铟离子。X表示位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自由Cl‑、Br‑、F‑、I‑及SCN‑构成的组中的1种以上的阴离子。)。
Description
技术领域
本发明涉及化合物、分散液组合物及树脂组合物。
本申请基于2016年6月24日在日本申请的日本特愿2016-126044号主张优先权,将其内容援引于此。
背景技术
一直以来已知有具有包含有机物的阳离子、卤离子及2价的金属离子的有机-无机钙钛矿型晶体结构的化合物。近年来,对具有在金属离子的位置具有第14族元素(Ge、Sn及Pb)的离子的钙钛矿型晶体结构的化合物的导电性和发光特性的关心日益提高。
特别是在上述2价的金属离子为Pb(II)的情况下,在紫外区域到红色的光谱区域的范围内,观察到室温下的强的发光现象(非专利文献1)。另外,通过卤离子的种类,也可以调整发光波长(非专利文献2)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:M.Era,A.Shimizu and M.Nagano,Rep.Prog.Polym.Phys.Jpn.,42,473-474(1999)
非专利文献2:L.Protesescu,S.Yakunin,M.I.Bodnarchuk,F.Krieg,R.Caputo,C.H.Hendon,R.X.Yang,A.Walsh,and M.V.Kovalenko,Nano Letter.15,3692-3696(2015)
发明内容
发明所要解决的课题
然而,为了将上述非专利文献1或2中记载的那样的具有钙钛矿型晶体结构的化合物作为发光材料进行产业应用,要求上述化合物的发光强度或量子产率的进一步提高。
本发明鉴于上述课题而进行,目的在于提供发光强度高的具有钙钛矿型晶体结构的化合物和包含上述化合物的量子产率高的分散液组合物以及包含上述化合物的量子产率高的树脂组合物。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明的发明人们进行了深入研究,结果达成以下的本发明。
即,本发明的实施方式包含下述[1]~[10]的发明。
[1]一种具有钙钛矿型晶体结构的化合物,其以A、B、X及M作为构成成分,将M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比[M/(M+B)]的值为0.7以下。
(A为位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的六面体的各顶点的成分,为铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子。B为铅离子。M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或钢离子,M的至少一部分取代上述钙钛矿型晶体结构中的B的一部分。X表示位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘离子及硫氰酸根离子构成的组中的1种以上的阴离子。)
[2]根据[1]所述的化合物,其中,上述M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、或镁离子。
[3]根据[1]或[2]所述的化合物,其中,上述M为铝离子、锌离子、或镁离子。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的化合物,其中,上述A为有机铵离子。
[5]一种分散液组合物,其是[1]~[4]中任一项所述的化合物分散于溶剂中而得到的。
[6]一种树脂组合物,其是[1]~[4]中任一项所述的化合物分散于树脂中而得到的。
[7]一种膜,其包含[1]~[4]中任一项所述的化合物。
[8]一种层叠结构体,其具有包含[1]~[4]中任一项所述的化合物的层。
[9]一种发光装置,其具有[8]所述的层叠结构体和光源。
[10]一种液晶显示器,其具有[9]所述的发光装置和液晶面板。
发明效果
根据本发明,能够提供发光强度高的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、包含上述化合物的量子产率高的分散液组合物及包含上述化合物的量子产率高的树脂组合物。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式的层叠结构体的构成的截面图。
图2是示意性地表示本实施方式的液晶显示器的构成的截面图。
具体实施方式
以下,示出实施方式从而对本发明进行详细说明。
<化合物>
本发明的化合物为具有钙钛矿型晶体结构的化合物,其以A、B、X及M作为构成成分,将M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比[M/(M+B)]的值为0.7以下。
在本发明中,A为位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的六面体的各顶点的成分,为铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子。
B为铅离子。
M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或铟离子,M的至少一部分取代上述钙钛矿型晶体结构中的B的一部分。
X表示位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘离子及硫氰酸根离子构成的组中的1种以上的阴离子。
通常,具有钙钛矿型晶体结构的化合物的基本结构为3维结构或2维结构。
在3维结构的情况下,其组成式以A’B’X’3表示。这里,A’表示有机阳离子或无机阳离子,B’表示金属阳离子,X’表示卤离子或硫氰酸根离子。
在2维结构的情况下,其组成式以A’2B’X’4表示。这里,A’、B’及X’表示与上述相同的意思。
在上述3维结构的情况下,具有以B’为中心、将顶点设为X’的B’X’6所表示的共用顶点的八面体的3维网络。
在上述2维结构的情况下,通过以B’为中心、将顶点设为X’的B’X’6所表示的八面体共用同一平面上的4个顶点的X’,从而形成由2维相连的BX’6形成的层与由A’形成的层交替层叠而成的结构。
B’为能够采取X’的八面体配位的金属阳离子。
A’位于以B’为中心的六面体的各顶点。
在本说明书中,钙钛矿型晶体结构可以通过X射线衍射图案来确认。
在具有上述3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物的情况下,在X射线衍射图案中,通常在2θ=12~18°的位置确认到来源于(hkl)=(001)的峰、或在2θ=18~25°的位置确认到来源于(hkl)=(100)的峰。更优选在2θ=13~16°的位置确认到来源于(hkl)=(001)的峰、或在2θ=20~23°的位置确认到来源于(hkl)=(100)的峰。
在具有上述2维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物的情况下,在X射线衍射图案中,通常在2θ=1~10°的位置确认到来源于(hkl)=(002)的峰,更优选在2θ=2~8°的位置确认到来源于(hkl)=(002)的峰。
在本发明中,作为以A、B、X及M作为构成成分的具有钙钛矿型晶体结构的化合物,没有特别限定,可以是具有3维结构、2维结构、准2维结构中的任一种结构的化合物。
在3维结构的情况下,钙钛矿型晶体结构以AB(1-a)MaX(3+δ)表示。
在2维结构的情况下,钙钛矿型晶体结构以A2B(1-a)MaX(4+δ)表示。
这里,上述a表示上述的摩尔比[M/(M+B)]。
上述δ为能够根据B和M的电荷平衡而适当变更的数,为0以上且0.7以下。例如,在A为1价的阳离子、B为2价的阳离子(Pb离子)、M为2价或3价的金属离子以及X为1价的阴离子的情况下,可以按照上述化合物成为中性(电荷为0)的方式来选择δ。
本发明的发明人们进行了深入研究,结果发现,在具有钙钛矿型晶体结构的化合物中,通过将B’成分的金属阳离子设为铅离子(B成分),将多个的铅离子(B成分)的一部分设为M成分并用铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或铟离子进行取代,从而发光强度提高。
本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物中的M的至少一部分是指将B所表示的铅离子的一部分取代的成分。M在上述的基本结构中存在于B成分(铅离子)所存在的位置、或者存在于A成分所存在的位置、或存在于构成基本结构的骨架的晶格间隙中。但是,优选M的至少一部分取代上述钙钛矿型晶体结构中的B的一部分。
本发明的化合物优选为具有下述通式(1)所表示的钙钛矿型晶体结构的化合物。
APb(1-a)MaX(3+δ)(0<a≤0.7,0≤δ≤0.7)...(1)
[通式(1)中,A为铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子,M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或铟离子,X为选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘离子及硫氰酸根离子构成的组中的1种以上的阴离子。通式(1)中,a大于0且为0.7以下,δ为0以上且0.7以下。]
一般而言,钙钛矿的基本结构形态为ABX3结构,具有共用顶点的BX6八面体的3维网络。ABX3结构中的B成分为能够采取X阴离子的八面体配位的金属阳离子。A阳离子位于以B原子为中心的六面体的各顶点,一般为有机阳离子或无机阳离子。ABX3结构的X成分通常为卤离子。
本发明的发明人们进行了深入研究,结果发现,在上述ABX3所表示的钙钛矿型晶体结构的基本结构中,通过将B成分的金属阳离子设为铅,并将上述3维网络中具有的多个铅离子的一部分用其他原子进行取代,从而发光强度提高。
在本发明中,具有通式(1)所表示的钙钛矿型晶体结构的化合物以A、作为B成分的铅、M及X作为主要成分。这里,M是指取代金属阳离子即铅离子的一部分的原子。需要说明的是,M可以取代上述基本结构中B成分(铅离子)所存在的位置、或者取代A成分所存在的位置、或存在于构成上述基本结构的骨架的晶格间隙中。但是,M的至少一部分优选取代上述钙钛矿型晶体结构中的B的一部分。
以下,对本发明中的以A、B、X及M作为构成成分的具有钙钛矿型的晶体结构的化合物进行说明。
〔A〕
在本发明的化合物中,A为位于上述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的六面体的各顶点的成分,为铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子。在本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物中,在A为铯离子、碳原子数为3以下的有机铵离子、或碳原子数为3以下的脒鎓离子的情况下,通常钙钛矿型晶体结构具有AB(1-a)MaX3所表示的3维结构。
在化合物中,A优选为有机铵离子。
作为A的有机铵离子,具体而言,可列举出下述通式(A1)所表示的阳离子。
[化学式1]
在通式(A1)中,R1~R4分别独立地表示氢原子、任选具有氨基作为取代基的烷基、或任选具有氨基作为取代基的环烷基。但是,R1~R4不会全部为氢原子。
R1~R4所表示的烷基可以为直链状,也可以为支链状,还可以具有氨基作为取代基。
R1~R4所表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为1~4,更优选为1~3。
R1~R4所表示的环烷基也可以具有氨基作为取代基。
R1~R4所表示的环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~11,更优选为3~8。
作为R1~R4所表示的基团,优选为氢原子或烷基。
通过减少通式(A1)中包含的烷基及环烷基的数目、以及减小烷基及环烷基的碳原子数,能够得到发光强度高的具有3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物。
在烷基或环烷基的碳原子数为4以上的情况下,能够得到局部或整体具有2维和/或准2维(quasi-2D)的钙钛矿型的晶体结构的化合物。若2维的钙钛矿型晶体结构无限大地层叠则变得与3维的钙钛矿型晶体结构同等(参考文献:P.P.Boix等、J.Phys.Chem.Lett.2015,6,898-907等)。
R1~R4所表示的烷基中包含的碳原子的合计数优选为1~4,R1~R4所表示的环烷基中包含的碳原子的合计数优选为3~4。更优选R1为碳原子数为1~3的烷基、R2~R4为氢原子。
A优选为CH3NH3 +(也称为甲基铵离子。)、C2H5NH3 +(也称为乙基铵离子。)或C3H7NH3 +(也称为丙基铵离子。),更优选为CH3NH3 +或C2H5NH3 +,进一步优选为CH3NH3 +。
作为A所表示的脒鎓离子,可列举出例如下述通式(A2)所表示的脒鎓离子作为例子。
(R5R6N=CH-NR7R8)+…(A2)
在通式(A2)中,R5~R8分别独立地表示氢原子、任选具有氨基作为取代基的烷基、或任选具有氨基作为取代基的环烷基。
R5~R8所表示的烷基可以是直链状,也可以是支链状,还可以具有氨基作为取代基。
R5~R8所表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为1~4,更优选为1~3。
R5~R8所表示的环烷基也可以具有氨基作为取代基。
R5~R8所表示的环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~11,更优选为3~8。
作为R5~R8所表示的基团,优选为氢原子或烷基。
通过减少通式(A2)中包含的烷基及环烷基的数目、以及减小烷基及环烷基的碳原子数,能够得到发光强度高的具有3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物。
在烷基或环烷基的碳原子数为4以上的情况下,能够得到局部或整体具有2维和/或准2维(quasi-2D)的钙钛矿型晶体结构的化合物。另外,R5~R8所表示的烷基中包含的碳原子的合计数优选为1~4,R5~R8所表示的环烷基中包含的碳原子的合计数优选为3~4。更优选R5为碳原子数为1~3的烷基、R6~R8为氢原子。
〔M〕
在具有钙钛矿型晶体结构的化合物中,通过将B成分的金属阳离子设为铅,并用其他原子取代多个铅离子的一部分,能够使发光强度提高。
在本发明的化合物中,M的至少一部分将金属阳离子即铅离子的一部分取代。
更详细而言,M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或铟离子。
作为本发明的另一方面,上述M为2价或3价的金属元素的阳离子。
从维持具有钙钛矿型晶体结构的化合物的晶体结构、得到充分的发光强度的观点出发,M优选为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、或镁离子,更优选为铝离子、锌离子、或镁离子,特别优选为锌离子。
M也可以包含选自由铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子及铟离子构成的组中的两种以上的离子。
〔a〕
从维持具有钙钛矿型晶体结构的化合物的晶体结构、得到充分的发光强度的观点出发,上述M相对于Pb的取代量为将M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比,a=[M/(Pb+M)]大于0且为0.7以下。a优选为0.01以上且0.7以下,更优选为0.02以上且0.5以下,进一步优选为0.03以上且0.3以下,特别优选为0.1以上且0.3以下。
作为本发明的另一方面,a优选为0.08以上且0.25以下,更优选为0.15以上且0.35以下。
在本发明中,a的值如下述{a的计算方法}中记载的那样,是从通过电感耦合等离子体质量分析计(以下,也称为ICP-MS。)测定合成后的化合物中的M和B的摩尔数量而得到的值算出的值。
{a的计算方法}
在本发明所述的化合物中,上述a、即上述摩尔比[M/(M+B)]的值可以通过ICP-MS(ELAN DRCII、PerkinElmer Co.,Ltd.制)进行测定。可以将具有钙钛矿型晶体结构的化合物使用硝酸、N,N-二甲基甲酰胺等溶解后进行测定。
具体而言,上述摩尔比[M/(M+B)]的值设定为按照下述式(T)算出的值。下述式(T)中,Mmol为通过ICP-MS测定的M的摩尔数量,Pbmol表示通过ICP-MS测定的Pb的摩尔数量。
[M/(M+B)]=(Mmol)/(Mmol+Pbmol)...(T)
在本发明中,从能够更准确地算出合成后的化合物中的M相对于Pb的取代量的观点出发,优选将通过上述{a的计算方法}算出的值设定为“a”。
需要说明的是,a的值也可以简易地由在合成本发明的化合物时按照本发明的化合物中的a成为所期望的值的方式调整的投入比的值来算出。
〔X〕
X为选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘离子及硫氰酸根离子构成的组中的1种以上的阴离子。在X含有氯离子或溴离子的情况下,氯离子或溴离子相对于X的合计摩尔数量的含量优选为10~100摩尔%,更优选为30~100摩尔%,进一步优选为70~100摩尔%,特别优选为80~100摩尔%。
在X包含两种以上的卤离子的情况下,氯离子或溴离子的含有率相对于X的合计摩尔数量优选为10摩尔%以上,更优选为30摩尔%以上,进一步优选为70摩尔%以上,特别优选为80摩尔%以上。
其中,X优选包含溴离子。在X为两种以上的卤离子的情况下,上述卤离子的含有比率可以根据发光波长进行适当选择。
作为本发明的另一方面,优选X包含氯离子及溴离子,相对于X的合计摩尔数量优选氯离子的含量为20~40摩尔%、溴离子的含量为50~80摩尔%。
作为本发明的又一方面,优选X包含氯离子及溴离子,[溴离子/氯离子]所表示的摩尔比优选为1.5~2.0。
在作为X选择两种以上的离子的情况下,优选溴离子与氯离子的组合、或溴离子与碘离子的组合。
作为本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、且由AB(1-a)MaX(3+δ)所表示的具有3维结构的钙钛矿型的晶体结构的化合物的具体例子,可列举出CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr3(0<a≤0.7)、CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ)(0<a≤0.7、0<δ≤0.7)、CH3NH3Pb(1-a)CoaBr3(0<a≤0.7)、CH3NH3Pb(1-a)MnaBr3(0<a≤0.7)、CH3NH3Pb(1-a)MgaBr3(0<a≤0.7)、CsPb(1-a)ZnaBr3(0<a≤0.7)、CsPb(1-a)AlaBr(3+δ)(0<a≤0.7、0<δ≤0.7)、CsPb(1-a)CoaBr3(0<a≤0.7)、CsPb(1-a)MnaBr3(0<a≤0.7)、CsPb(1-a)MgaBr3(0<a≤0.7)、CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Iv(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ-y)Iy(0<a≤0.7、0<δ≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)CoaBr(3-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MnaBr(3-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MgaBr(3-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ-y)Cly(0<a≤0.7、0<δ≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)CoaBr(3-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MnaBr(3-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MgaBr(3-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<3)、(H2N=CH-NH2)ZnaBr3(0<a≤0.7)、(H2N=CH-NH2)MgaBr3(0<a≤0.7)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<3)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<3)等作为优选的化合物。但是,上述(3+δ-y)一定成为0以上。
作为本发明所述的具有钙钛矿型的晶体结构的化合物、且由A2B(1-a)MaX(4+δ)所表示的具有2维结构的钙钛矿型的晶体结构的化合物的具体例子,可列举出(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr4(0<a≤0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr4(0<a≤0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr4(0<a≤0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr4(0<a≤0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)ZnaBr4(0<a≤0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)MgaBr4(0<a≤0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)CoaBr4(0<a≤0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)MnaBr4(0<a≤0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr(4-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr(4-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr(4-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr(4-y)Iy(0<a≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr(4-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr(4-y)Cly(0<a≤0.7、0≤δ≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr(4-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr(4-y)Cly(0<a≤0.7、0<y<4)等作为优选的化合物。
《发光光谱》
本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物是在可见光波长区域中发出荧光的发光体,在X为溴离子的情况下,发出通常在480nm以上、优选500nm以上、更优选520nm以上、另外通常在700nm以下、优选600nm以下、更优选580nm以下的波长范围的范围内有峰的荧光。
上述的上限值及下限值可以任意组合。
作为本发明的另一方面,在具有钙钛矿型晶体结构的化合物中的X为溴离子的情况下,所发出的荧光的峰通常为480~700nm,优选为500~600nm,更优选为520~580nm。
在X为碘离子的情况下,发出通常在520nm以上、优选530nm以上、更优选540nm以上、另外通常在800nm以下、优选750nm以下、更优选730nm以下的波长范围的范围内有峰的荧光。
上述的上限值及下限值可以任意组合。
作为本发明的另一方面,在具有钙钛矿型晶体结构的化合物中的X为碘离子的情况下,所发出的荧光的峰通常为520~800nm,优选为530~750nm,更优选为540~730nm。
在X为氯离子的情况下,发出通常在300nm以上、优选310nm以上、更优选330nm以上、另外通常在600nm以下、优选580nm以下、更优选550nm以下的波长范围的范围内有峰的荧光。
上述的上限值及下限值可以任意组合。
作为本发明的另一方面,在具有钙钛矿型晶体结构的化合物中的X为氯离子的情况下,所发出的荧光的峰通常为300~600nm,优选为310~580nm,更优选为330~550nm。
本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的最大发光强度可以由使用荧光光度计测定的可见光波长区域的最大强度和使用紫外可见吸光光度计测定的激发光的透射率来求出。
作为荧光光度计,可以使用例如荧光分光光度计RF-1500(岛津制作所制)、分光荧光光度计FT-6500(日本分光制)。作为紫外可见吸光光度计,可以使用例如日本分光制的紫外可见吸光光度计V-670(日本分光制)。
在本发明中,上述化合物的最大发光强度可以设定为按照下述式(S)校正后的值。在下述式(S)中,Pmax为可见光波长区域的最大强度,Ep表示激发光的透射率(%)。
Pmax/(100-Ep)×100...(S)
本发明的一个方面为包含溴离子作为X成分的本发明的化合物、且为波长530nm附近的最大发光强度为10以上的化合物。
上述波长530nm附近的最大发光强度可以通过下述式(S)-1求出。
[波长530nm附近的最大发光强度/(100-波长430nm的透射率)]×100...(S)-1
在式(S)-1中,所谓波长530nm附近的最大强度是指在波长520~540nm之间确认到的强度最高的峰的发光强度。
作为上述波长530nm附近的最大发光强度,优选为10~100,更优选为20~90,进一步优选为30~80。
本发明的另一方面为包含溴离子及氯离子作为X成分的本发明的化合物、且为波长500nm附近的最大发光强度为40以上的化合物。
上述波长500nm附近的最大发光强度可以通过下述式(S)-2求出。
[波长500nm附近的最大发光强度/(100-波长430nm的透射率)]×100…(S)-2
在式(S)-2中,所谓波长500nm附近的最大强度是指在波长490~510nm之间确认到的强度最高的峰的发光强度。
作为上述波长500nm附近的最大发光强度,优选为40~100,更优选为50~80。
本发明的又一方面为包含溴离子及碘离子作为X成分的本发明的化合物、且为波长540nm附近的最大发光强度为10以上的化合物。
上述540nm附近的最大发光强度可以通过下述式(S)-3求出。
[波长540nm附近的最大发光强度/(100-波长430nm的透射率)]×100...(S)-3
在式(S)-3中,所谓波长500nm附近的最大强度是指在波长530~550nm之间确认到的强度最高的峰的发光强度。
作为上述波长540nm附近的最大发光强度,优选为10~50,更优选为15~30。
<组合物>
本发明提供包含上述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物和溶剂和/或树脂的组合物。
上述组合物也可以具有除上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物以外的其他成分。作为其他成分,可列举出例如若干的杂质、以及以A、B、X和/或M作为构成成分的具有无定型结构的化合物。作为杂质,可列举出例如包含A、B和/或M的卤化物、B和/或M的氧化物、复合氧化物、以及包含A、B、X和/或M的其他化合物。
作为上述组合物,可列举出上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于溶剂中而得到的溶液组合物、上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于溶剂中而得到的分散液组合物及上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于树脂中而得到的树脂组合物。
<分散液组合物>
本发明所述的分散液组合物包含上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物和液体,是本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于液体中而得到的分散液组合物。通过将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物制成分散液组合物,能够进一步使量子产率提高。
在本说明书中,所谓“液体”是指在1个大气压、25℃下采取液体状态的物质。
在本说明书中,所谓“分散于液体中”是指粒子漂浮或悬浮在液体中的状态。
分散液组合物也可以包含除本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物及液体以外的其他成分。作为其他成分,可列举出例如杂质、以A、B、X和/或M作为构成成分的具有无定型结构的化合物、以及封端配体。
作为杂质,可列举出例如包含A、B和/或M的卤化物、B和/或M的氧化物、复合氧化物、以及包含A、B、X和/或M的其他化合物。其他成分相对于分散液组合物的总质量优选为10质量%以下。
分散液组合物中包含的液体(其中,树脂除外。)只要是能够使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散的溶剂就没有特别限定。
分散液组合物中包含的液体(其中,树脂除外。)优选为难以溶解本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的液体。
作为分散液组合物中包含的液体(其中,树脂除外。),可列举出例如甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙基醚、甲基-叔丁基醚、二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷、4-甲基二氧杂环戊烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚乙酸酯、三乙二醇二甲基醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有烃基的有机溶剂;氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂;二甲基亚砜、1-十八烯。
据认为在它们当中,甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙基醚、甲基-叔丁基醚、二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷、4-甲基二氧杂环戊烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚、乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂由于极性低且难以溶解本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物,故而优选,更优选氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等烃系有机溶剂。
本发明所述的分散液组合物也可以包含封端配体。所谓封端配体是用于吸附到粒子(本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物)的表面从而使其在分散溶剂中稳定分散的化合物,作为封端配体,可列举出例如后述的通式(A3)所表示的铵盐及(A4)所表示的具有羧基的化合物。本发明所述的分散液组合物可以包含通式(A3)所表示的铵盐及通式(A4)所表示的具有羧基的化合物中的任一者,也可以包含两者。
分散液组合物也可以包含通式(A3)所表示的铵盐。
[化学式2]
通式(A3)中,R9~R12分别独立地表示氢原子、任选具有氨基作为取代基的烷基、任选具有1个氨基作为取代基的不饱和烃基、或任选具有氨基作为取代基的环烷基。
R9~R12所表示的烷基可以是直链状,也可以是支链状,还可以具有氨基作为取代基。
R9~R12所表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为5~20,更优选为8~20。
R9~R12所表示的不饱和烃基可以是直链状,也可以是支链状,还可以具有1个氨基作为取代基。R9~R12所表示的不饱和烃基的碳原子数通常为2~20,优选为5~20,更优选为8~20。
R9~R12所表示的环烷基也可以具有氨基作为取代基。
R9~R12所表示的环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~20,更优选为3~11。
R9~R12优选为氢原子、烷基、或不饱和烃基。作为不饱和烃基,优选烯基。
通式(A3)所表示的铵盐可以吸附于本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的表面,也可以分散于溶剂中。作为上述铵盐的抗衡阴离子,没有特别限制,但可列举出Br-、Cl-、I-、F-的卤离子。
作为通式(A3)所表示的铵盐,优选正辛基胺的盐、油胺的盐。
分散液组合物也可以包含下述通式(A4)所表示的具有羧基的化合物。
R13-CO2H…(A4)
通式(A4)中,R13表示任选具有1个羧基作为取代基的烷基、任选具有1个羧基作为有取代基的不饱和烃基、或任选具有1个羧基作为取代基的环烷基。
R13所表示的烷基可以是直链状也可以是支链状,也可以具有1个羧基作为取代基。R13所表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为5~20,更优选为8~20。
R13所表示的不饱和烃基可以是直链状也可以是支链状,也可以具有1个羧基作为取代基。R13所表示的不饱和烃基的碳原子数通常为2~20,优选为5~20,更优选为8~20。
R13所表示的环烷基也可以具有1个羧基作为取代基。
R13所表示的环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~20,更优选为3~11。
R13优选为烷基、或不饱和烃基。作为不饱和烃基,优选烯基。
通式(A4)所表示的具有羧基的化合物可以吸附于本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的表面,也可以在溶剂中分散。
作为通式(A4)所表示的具有羧基的化合物,优选油酸。
分散液组合物中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的含量没有特别限定,但从不易使具有钙钛矿型晶体结构的化合物凝聚的观点、以及防止浓度猝灭的观点出发,相对于上述分散液组合物的总质量,优选设定为50质量%以下,更优选设定为10质量%以下,另外,从得到充分的量子产率的观点出发,优选设定为1质量ppm以上,更优选设定为10质量ppm以上。
作为本发明的另一方面,分散液组合物中包含的上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的含量相对于上述分散液组合物的总质量,优选设定为1质量ppm以上且50质量%以下,更优选设定为10质量ppm以上且10质量%以下。
在本说明书中,上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物相对于分散液组合物的总质量的含量例如可以通过利用ICP-MS、电感耦合等离子体发光分光分析法(以下,也称为ICP-AES。)、离子色谱法等对构成上述钙钛矿型晶体结构的元素进行分析来测定,另外也可以通过测定构成上述钙钛矿型晶体结构的元素的一部分,并由摩尔比进行计算来测定。
分散于分散液组合物中的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的平均粒径没有特别限定,但从充分地维持晶体结构的观点出发,平均粒径优选为1nm以上,更优选为2nm以上,进一步优选为3nm以上,另外,从不易使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物沉降的观点出发,平均粒径优选为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为500nm以下。
作为本发明的另一方面,分散于分散液组合物中的上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的平均粒径优选为1nm~10μm,更优选为2nm~1μm,进一步优选为3nm~500nm。
在本说明书中,分散于分散液组合物中的上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的平均粒径可以通过例如透射电子显微镜(以下,也称为TEM。)、扫描电子显微镜(以下,也称为SEM。)来测定。具体而言,可以通过利用TEM、或SEM观察分散于上述分散液组合物中的20个上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒径,计算它们的平均值来求出上述平均粒径。
分散液组合物中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒度分布没有特别限定,但从充分地维持晶体结构的观点出发,中值粒径的D50优选为3nm以上,更优选为4nm以上,进一步优选为5nm以上,另外,从不易使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物沉降的观点出发,优选为5μm以下,更优选为500nm以下,进一步优选为100nm以下。
作为本发明的另一方面,在分散液组合物中包含的上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒度分布中,中值粒径的D50优选为3nm~5μm,更优选为4nm~500nm,进一步优选为5nm~100nm。
在本说明书中,分散于分散液组合物中的上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒度分布可以通过例如TEM、SEM来测定。具体而言,可以通过利用TEM、或SEM,观察分散于上述分散液组合物中的20个上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒径,由它们的分布求出上述中值粒径的D50。
《a的算出》
在本发明所述的分散液组合物中,将上述的M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比[M/(M+B)]的值可以使用ICP-MS(ELAN DRCII、PerkinElmer Co.,Ltd.制)来进行测定。分散液组合物中的具有钙钛矿型晶体结构的化合物可以使用硝酸、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂溶解后进行测定。
具体的计算方法与上述的本发明所述的化合物的计算方法相同。
《量子产率的测定》
包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物的量子产率可以使用绝对PL量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics K.K.制、商品名C9920-02、测定条件:激发光450nm、室温、大气下)来进行测定。分散液组合物的量子产率可以按照具有钙钛矿型晶体结构的化合物相对于上述分散液组合物的总质量成为100~2000ppm(μg/g)的浓度的方式进行调节来测定。
本发明的一个方面是含有包含有机铵离子作为A成分的本发明的化合物的组合物、且为通过上述方法测定的量子产率为80%以上的组合物。
作为上述量子产率,优选为80~100%,更优选为85~100%。
本发明的另一方面是含有包含铯离子作为A成分的本发明的化合物的组合物、且为通过上述方法测定的量子产率为31%以上的组合物。
作为上述量子产率,优选为31~100%,更优选为33~80%。
<树脂组合物>
本发明所述的树脂组合物包含上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物和树脂,为本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于树脂中而得到的树脂组合物。
本说明书中所谓“树脂”是指有机高分子化合物。
本说明书中所谓“分散于树脂中”是指粒子漂浮或悬浮在树脂中的状态。
树脂组合物也可以具有除本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物及树脂以外的其他成分。作为其他成分,与上述的本发明所述的分散液组合物也可以包含的其他成分相同。其他成分相对于分散液组合物的总质量优选为10质量%以下。
本发明所述的树脂组合物的形态没有特别限定,可以根据用途适当决定。可以将分散有具有钙钛矿型晶体结构的化合物的树脂组合物制成膜状,也可以成形为板状。
在本发明所述的树脂组合物中,分散有本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的树脂没有特别限定,但优选在制造上述树脂组合物的温度下相对于上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度低的树脂。
作为上述树脂,可列举出例如聚苯乙烯、甲基丙烯酸树脂等。
树脂组合物中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的量没有特别限定,但从不易使具有钙钛矿型晶体结构的化合物凝聚的观点、以及防止浓度猝灭的观点出发,相对于上述树脂组合物的总质量优选设定为50质量%以下,更优选设定为10质量%以下,另外,从得到充分的量子产率的观点出发,优选设定为1质量ppm以上,更优选设定为10质量ppm以上。
作为本发明的另一方面,树脂组合物中包含的上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的含量相对于上述树脂组合物的总质量优选设定为1质量ppm以上且50质量%以下,更优选设定为10质量ppm以上且10质量%以下。
分散于树脂组合物中的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的平均粒径没有特别限定,但与分散于上述的分散液组合物中的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的平均粒径相同。
树脂组合物中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒度分布没有特别限定,但与上述的分散液组合物中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的粒度分布相同。
《a的算出》
在本发明所述的树脂组合物中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物中,将上述的M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比[M/(M+B)])的值可以与上述的本发明所述的分散液组合物同样地使用ICP-MS(ELAN DRCII、PerkinElmerCo.,Ltd.制)来测定。
《量子产率的测定》
本发明所述的树脂组合物的量子产率可以与上述的本发明所述的分散液组合物同样地使用绝对PL量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics K.K.制、商品名C9920-02、测定条件:激发光450nm、室温、大气下)来测定。
<具有钙钛矿型晶体结构的化合物的制造方法>
本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物可以通过使用溶液的自组装反应来合成。
例如,可以通过将使包含铅离子及上述的X成分的化合物、包含上述的M成分及上述的X成分的化合物和包含上述的A成分及上述的X成分的化合物溶解于溶剂中而得到的溶液涂布于基板上,并将溶剂除去,来合成本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物。
作为其他方法,可以通过将使包含铅离子及上述的X成分的化合物和包含上述的M成分及上述的X成分的化合物溶解于溶剂中而得到的溶液涂布于基板上,并将溶剂除去从而形成涂布膜,将使包含上述的A成分及上述的X成分的化合物溶解于溶剂中而得到的溶液涂布于上述涂布膜上,并将溶剂除去,由此来合成本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物。
在合成时,只要按照a和δ成为所期望的值的方式来调整上述配合的化合物的种类和其量即可。
作为涂布方法,可列举出凹版涂布法、棒涂布法、印刷法、喷雾法、旋涂法、浸渍法、模涂法等。
作为将溶剂除去的方法,可列举出进行减压、干燥及送风中的任1个以上而使溶剂挥发。干燥可以在常温下进行,也可以加热进行。加热时的温度可以考虑干燥所需要的时间和基板的耐热性而适当决定,但优选50~200℃,更优选50~100℃。
化合物的制造方法中使用的溶剂只要是可将上述的A、B、M、X及其他成分溶解的溶剂就没有特别限定,可列举出例如与上述的分散液组合物中包含的液体(其中,树脂除外。)相同的溶剂。
其中,从容易确保上述的A、B、M、X及其他成分的溶解性的观点出发,优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂、二甲基亚砜,特别优选使用N,N-二甲基甲酰胺。
上述有机溶剂可以具有支链结构或环状结构,也可以具有多个-O-、-CO-、-COO-、-OH等官能团,氢原子也可以被氟等卤素原子取代。
上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的制造方法中使用的溶液中的溶剂的量相对于上述溶液的总质量优选设定为50质量%以上,更优选设定为90质量%以上。
<分散液组合物的制造方法>
本发明所述的分散液组合物可以参考已知文献(Nano Lett.2015,15,3692-3696、ACS Nano,2015,9,4533-4542等),通过以下叙述的方法来制造。
例如,作为本发明所述的分散液组合物的制造方法,可列举出包括下述工序的制造方法(分散液组合物的制造方法的第1实施方式):使包含铅离子及X成分的化合物、包含M成分及X成分的化合物、和包含A成分的化合物或包含A成分及X成分的化合物溶解于溶剂中而得到溶液的工序;和将所得到的溶液与相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂混合的工序。
另外,可列举出包括下述工序的制造方法(分散液组合物的制造方法的第2实施方式):将包含铅离子及X成分的化合物、包含M成分及X成分的化合物、和包含A成分的化合物或包含A成分及X成分的化合物添加到高温的溶剂中使其溶解而得到溶液的工序;和将所得到的溶液冷却的工序。
<分散液组合物的制造方法的第1实施方式>
以下,对包括使包含铅离子及X成分的化合物、包含M成分及X成分的化合物、和包含A成分的化合物或包含A成分及X成分的化合物溶解于溶剂中而得到溶液的工序,和将所得到的溶液与相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂混合的工序的制造方法进行说明。
需要说明的是,所谓溶解度是指进行混合的工序的温度下的溶解度。
从能够将具有钙钛矿型晶体结构的化合物稳定地分散的观点出发,上述制造方法优选包括添加封端配体的工序。封端配体优选在上述的混合工序之前添加,可以在使A成分、B成分、X成分及M成分溶解而得到的溶液中添加封端配体、在相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂中添加、或在使A成分、B成分、X成分及M成分溶解而得到的溶液以及相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂这两者中添加。
上述制造方法优选在上述的混合的工序之后,包括通过离心分离、过滤等方法将粗大粒子除去的工序。通过上述除去的工序而除去的粗大粒子的尺寸优选为10μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为500nm以上。
将上述的溶液与相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到上述溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂混合的工序可以是(a)将上述溶液滴加到相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂中的工序,也可以是(b)在上述溶液中滴加相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂的工序,但从提高分散性的观点出发,优选为(a)。
从提高分散性的观点出发优选在滴加时进行搅拌。
在将上述溶液与相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度比得到上述溶液的工序中使用的溶剂低的溶剂混合的工序中,对于温度没有特别限制,但从确保具有钙钛矿型晶体结构的化合物的析出容易性的观点出发,优选为0~40℃的范围,更优选为10~30℃的范围。
在制造时,只要按照a和δ成为所期望的值的方式来调整上述配合的化合物的种类和其量即可。
作为上述制造方法中使用的相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度不同的两种溶剂,没有特别限定,但可列举出例如选自由甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇类;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚乙酸酯、三乙二醇二甲基醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;二甲基亚砜、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙基醚、甲基-叔丁基醚、二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷、4-甲基二氧杂环戊烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂构成的组中的两种溶剂。
作为上述制造方法中包含的得到溶液的工序中使用的溶剂,优选相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度高的溶剂,例如,在室温(10℃~30℃)下进行上述工序的情况下,可列举出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇类;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚乙酸酯、三乙二醇二甲基醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;二甲基亚砜。
作为上述制造方法中包含的混合的工序中使用的溶剂,优选相对于具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶解度低的溶剂,例如,在室温(10℃~30℃)下进行上述工序的情况下,可列举出甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙基醚、甲基-叔丁基醚、二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷、4-甲基二氧杂环戊烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
在溶解度不同的两种溶剂中,溶解度之差优选为100μg/溶剂100g~90g/溶剂100g,更优选为1mg/溶剂100g~90g/溶剂100g。从将溶解度之差设定为100μg/溶剂100g~90g/溶剂100g)的观点出发,例如,在室温(10℃~30℃)下进行混合的工序的情况下,优选得到溶液的工序中使用的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂或二甲基亚砜,混合的工序中使用的溶剂为氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
<分散液组合物的制造方法的第2实施方式>
对包括将包含铅离子及X成分的化合物、包含M成分及X成分的化合物、和包含A成分的化合物或包含A成分及X成分的化合物添加到高温的溶剂中使其溶解而得到溶液的工序、和将所得到的溶液冷却的工序的制造方法进行说明。
在上述制造方法中,利用由温度之差引起的溶解度之差使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物析出,能够制造包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液。
从能够将具有钙钛矿型晶体结构的化合物稳定地分散的观点出发,上述制造方法优选包括添加封端配体的工序。
上述制造方法优选在冷却的工序之后,包括通过离心分离、过滤等方法将粗大粒子除去的工序。通过上述除去工序而除去的粗大粒子的尺寸优选为10μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为500nm以上。
这里,所谓高温的溶剂只要是包含铅离子及X成分的化合物、包含M成分及X成分的化合物、和包含A成分的化合物或包含A成分及X成分的化合物进行溶解的温度的溶剂即可,例如,优选为60~600℃的溶剂,更优选为80~400℃的溶剂。
作为冷却的温度,优选为-20~50℃,更优选为-10~30℃。
作为冷却速度,没有特别限制,但优选为0.1~1500℃/min,更优选为10~150℃/min。
作为上述制造方法中使用的溶剂,只要是可将包含B成分及X成分的化合物、和包含A成分的化合物或包含A成分及X成分的化合物溶解的溶剂,则没有特别限定,但可列举出例如与上述的分散液组合物中包含的液体(其中,树脂除外。)同样的溶剂。
作为从包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液中取出具有钙钛矿型晶体结构的化合物的方法,可列举出通过进行固液分离而仅将具有钙钛矿型晶体结构的化合物回收的方法。
上述的固液分离方法可列举出过滤等方法、利用溶剂的蒸发的方法等。
<树脂组合物的制造方法>
例如,作为本发明所述的树脂组合物的制造方法,可列举出包括以下工序的制造方法:将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与在溶剂中溶解有树脂的溶液混合的工序;和将溶剂除去的工序。
另外,可列举出包括以下工序的制造方法:将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与单体混合的工序;和使单体聚合而得到树脂组合物的工序。
以下,对包括将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与在溶剂中溶解有树脂的溶液混合的工序和将溶剂除去的工序的树脂组合物的制造方法进行说明。
在将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与在溶剂中溶解有树脂的溶液混合的工序中,(a)可以将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物滴加到在溶剂中溶解有树脂的溶液中,(b)也可以将在溶剂中溶解有树脂的溶液滴加到本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物中,但从提高分散性的观点出发优选为(a)。
从提高分散性的观点出发优选在混合时进行搅拌。
在将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与溶解于溶剂中的树脂混合的工序中,对于温度没有特别限制,但从均匀地混合的观点出发,优选为0~100℃的范围,更优选为10~80℃的范围。
作为将溶剂除去的方法,可列举出可以利用室温静置的自然干燥、使用了真空干燥机的减压干燥或加热而使溶剂蒸发的方法等。
作为使上述的树脂溶解的溶剂,只要是可以溶解树脂的溶剂就没有特别限定,但优选难以溶解上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶剂。
作为溶解有上述的树脂的溶剂,可列举出例如与上述的分散液组合物中包含的液体(其中,树脂除外。)同样的溶剂。
据认为在它们当中,甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯类;γ-丁内酯、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙基醚、甲基-叔丁基醚、二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷、4-甲基二氧杂环戊烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚、乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯系有机溶剂;氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂由于极性低、且难以溶解本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物,故而优选,更优选氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
以下,对包括将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与单体混合的工序和使单体聚合从而得到树脂组合物的工序的制造方法进行说明。
关于将具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与单体混合的工序,(a)可以将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物滴加到单体中,(b)也可以将单体滴加到本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物中,但从提高分散性的观点出发优选为(a)。
从提高分散性的观点出发优选在混合时进行搅拌。
在将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与单体混合的工序中,对于温度没有特别限制,但从均匀地进行混合的观点出发,优选为0~100℃的范围,更优选为10~80℃的范围。
作为在上述制造方法中使用的单体,可列举出苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯。
在上述制造方法中,作为使单体聚合的方法,可以适当使用自由基聚合等公知的聚合反应。例如在自由基聚合的情况下,通过在本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、或本发明所述的分散液组合物与单体的混合物中添加自由基聚合引发剂而产生自由基,使用聚合反应,通过产生自由基而进行聚合反应。
自由基聚合引发剂没有特别限定,但可列举出光自由基聚合引发剂。
作为上述光自由基聚合引发剂,可列举出例如双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等。
需要说明的是,本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内可以加以各种变更。
<膜>
本发明所述的膜为包含上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的膜。上述膜也可以为包含上述的本发明所述的树脂组合物的膜。
本发明所述的膜的厚度通常为0.01μm~10mm,优选为0.1μm~1mm,更优选为1μm~0.5mm。
在本说明书中,上述膜的厚度可以通过利用千分尺在任意的3点处进行测定,算出其平均值而得到。
本发明所述的膜可以单独包含1种本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物,也可以包含两种以上。
<膜的制造方法>
本发明所述的膜可以通过例如使用溶液的自组装反应而制造。这里,使用溶液的自组装反应与上述的本发明所述的化合物的制造方法相同。
作为本发明所述的膜的制造方法的其他方法,可列举出例如使用了包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物的涂布方法、使用了包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶液组合物的涂布方法。
这里,包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与上述的本发明所述的分散液组合物相同。包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的溶液组合物与上述的溶液组合物相同。分散液组合物及溶液组合物也可以为包含上述的本发明所述的树脂组合物的组合物。
作为使用了分散液组合物或溶液组合物的涂布方法的一个形态,可列举出通过将分散液组合物或溶液组合物涂布于基板上并将溶剂除去来制造本发明所述的膜的方法。
作为使用了分散液组合物或溶液组合物的涂布方法的另一形态,可列举出通过将进一步包含单体的分散液组合物或进一步包含单体的溶液组合物涂布于基板上并将溶剂除去使单体聚合来制造本发明所述的膜的方法。
<层叠结构体>
本发明所述的层叠结构体为具有包含上述的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层的层叠结构体。
包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层的厚度通常为0.01μm~10mm,优选为0.1μm~1mm,更优选为1μm~0.5mm。
在本说明书中,上述膜的厚度可以通过利用千分尺在任意的3点处进行测定,并算出其平均值而得到。
本发明所述的层叠结构体可以具有仅一层包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层,也可以具有两层以上。
作为本发明所述的层叠结构体任选具有的除包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层以外的层,可列举出基板、阻挡层、光散射层等。
(基板)
基板没有特别限制,但从取出发出的光的观点出发,优选透明的基板。作为基板,可列举出例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯等构成的柔性基板、玻璃基板。
(阻挡层)
所谓阻挡层是具有保护包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层免受大气中的水蒸汽等影响的功能的层。
阻挡层没有特别限制,但从取出发出的光的观点出发,优选透明的层。作为阻挡层,可以使用例如SiO2膜、Al2O3膜等公知的阻挡层。
(光散射层)
光散射层为具有将发出的光散射的功能的层。
光散射层没有特别限制,但从取出发出的光的观点出发,优选透明的层。作为光散射层,可列举出例如包含二氧化硅粒子等光散射粒的层、增幅扩散膜。
图1为示意性表示本实施方式的层叠结构体的构成的截面图。第1层叠结构体1a在第1基板20及第2基板21之间,设置有包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层10。并且,膜10通过密封层22进行了密封。
本发明的一个方面为一种层叠结构体1a,其特征在于,其是具有第1基板20、第2基板21、位于第1基板20与第2基板21之间的包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层10和密封层的层叠结构体,上述密封层被配置于包含上述具有钙钛矿型晶体结构的化合物的上述层10的不与上述第1基板20及第2基板21相接的面上。
本发明的另一方面为一种层叠结构体1b,其依次层叠有棱镜片50、导光板60和上述第1层叠结构体1a。
<层叠结构体的制造方法>
包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层的制造方法与上述的本发明所述的膜的制造方法相同。因此,本发明所述的层叠结构体可以通过将上述的本发明所述的膜的制造方法与公知的方法组合来制造。
<发光装置>
本发明所述的发光装置为具有本发明所述的层叠结构体和光源的发光装置。为下述装置:若对层叠结构体照射由光源发出的光,则被包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层吸收,包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层发光,将由包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层发出的光取出的装置。在本发明所述的发光装置中,包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层通常作为波长转换发光层发挥功能。
本发明的一个方面为一种发光装置2,其依次层叠有棱镜片50、导光板60、上述第1层叠结构体1a和光源30。
在本发明所述的发光装置中,作为本发明所述的层叠结构体也可以具有的除上述以外的层,可列举出例如光反射构件层、亮度强化层、棱镜片、导光板、要素间的介质材料层。
(光源)
光源没有特别限制,但从使层叠结构体中的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层发光的观点出发,优选具有600nm以下的发光波长的光源。作为光源,可列举出例如蓝色发光二极管等发光二极管(LED)、激光、EL。
作为本发明所述的发光装置的具体例子,可列举出EL显示器、液晶显示器。在EL显示器、液晶显示器中,包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层通常作为波长转换发光层发挥功能。
作为本发明所述的发光装置的其他具体例子,可列举出照明。使用蓝色发光二极管作为光源,通过使包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的层作为波长转换发光层发挥功能,能够实现白色发光的照明。
<液晶显示器>
如图2中所示的那样,本实施方式的液晶显示器3从视觉辨认侧起依次具备液晶面板40和本实施方式的发光装置2。发光装置2具备第2层叠结构体1b和光源30。第2层叠结构体1b是上述的第1层叠结构体1a进一步具备棱镜片50和导光板60的部件。显示器也可以进一步具备任意适当的其他构件。
本发明的一个方面为一种液晶显示器3,其依次层叠有液晶面板40、棱镜片50、导光板60、上述第1层叠结构体1a和光源30。
<用途>
作为本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、以及包含其的分散液组合物及树脂组合物的用途,可列举出例如EL显示器、液晶显示器用的波长转换材料。
具体而言,可列举出(1)将本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物放入玻璃管等中进行密封,将其按照沿着导光板的端面(侧面)的方式配置于作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间,从而将蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源(边缘方式的背光源);(2)使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于树脂等中并片材化,将用两片阻挡膜夹持其并密封而得到的膜设置于导光板上,将由放置于导光板的端面(侧面)的蓝色发光二极管通过导光板照射至上述片材的蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源(表面安装方式的背光源);(3)使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于树脂等中并设置于蓝色发光二极管的发光部附近,将所照射的蓝色的光转换成绿色光或红色光的背光源(晶载方式的背光源)以及(4)使本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于抗蚀剂中,设置于滤色器上,将由光源照射的蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源。
作为本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、以及包含其的分散液组合物及树脂组合物的用途,可列举出例如激光二极管用的波长转换材料。
具体而言,可列举出下述照明:使本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于树脂等中并成形,配置于作为光源的蓝色发光二极管的后段,将蓝色光转换成绿色光或红色光从而发出白色光。
另外,本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物例如可以作为LED的发光层的材料使用。
作为包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的LED,可列举出例如下述方式:通过将本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物与ZnS等导电性粒子混合并层叠为膜状,制成在单面层叠有n型传输层、另一面用p型传输层层叠而成的结构,流通电流,由此p型半导体的空穴与n型半导体的电子在接合面的具有钙钛矿晶体结构的化合物中通过消除电荷而发光。
进而,本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物可以作为太阳能电池的活性层中包含的电子传输性材料来利用。
作为上述太阳能电池,构成没有特别限定,但可列举出例如,依次具有氟掺杂的氧化锡(FTO)基板、氧化钛致密层、多孔氧化铝层、包含本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的活性层、2,2’,7,7’-四(N,N’-二对甲氧基苯基胺)-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)等空穴传输层以及银(Ag)电极的太阳能电池。
氧化钛致密层具有电子传输的功能、抑制FTO的粗糙度的效果以及抑制反向电子移动的功能。
多孔氧化铝层具有使光吸收效率提高的功能。
活性层中包含的本发明所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物发挥电荷分离和电子传输的作用。
实施例
以下,基于实施例及比较例对本发明更具体地进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
(具有钙钛矿型晶体结构的化合物的合成)
[实施例1]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(以下,记载为“DMF”)的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化锌(ZnBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化锌溶液。接着,在70℃下将溴化甲基铵(CH3NH3Br)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化锌溶液按照以摩尔比计[Zn/(Zn+Pb)]成为0.03的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[溴化甲基铵/(Zn+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
用X射线衍射测定装置(XRD、CuKα射线、X’pert PRO MPD、Spectris.制)测定上述涂布膜的化合物的X射线衍射图案,结果在2θ=14°的位置具有来源于(hkl)=(001)的峰,确认具有3维的钙钛矿型晶体结构。
[实施例2]
除了将[Zn/(Zn+Pb)]设定为0.05以外,通过与上述实施例1同样的方法得到化合物的涂布膜。
用X射线衍射测定装置(XRD、CuKα射线、X’pert PRO MPD、Spectris.制)测定上述涂布膜的化合物的X射线衍射图案,结果在2θ=14°的位置具有来源于(hkl)=(001)的峰,确认具有3维的钙钛矿型晶体结构。
[实施例3]
除了将[Zn/(Zn+Pb)]设定为0.1以外,通过与上述实施例1同样的方法得到化合物的涂布膜。
用X射线衍射测定装置(XRD、CuKα射线、X’pert PRO MPD、Spectris.制)测定上述涂布膜的化合物的X射线衍射图案,结果在2θ=14°的位置具有来源于(hkl)=(001)的峰,确认具有3维的钙钛矿型晶体结构。
[实施例4]
除了将[Zn/(Zn+Pb)]设定为0.2以外,通过与上述实施例1同样的方法得到化合物的涂布膜。
[实施例5]
除了将[Zn/(Zn+Pb)]设定为0.3以外,通过与上述实施例1同样的方法得到化合物的涂布膜。
[比较例1]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。在70℃下将溴化甲基铵(CH3NH3Br)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化甲基铵溶液。接着,按照以摩尔比计成为溴化甲基铵/Pb=1的方式将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
用X射线衍射测定装置(XRD、CuKα射线、X’pert PRO MPD、Spectris.制)测定上述涂布膜的化合物的X射线衍射图案,结果在2θ=14°的位置具有来源于(hkl)=(001)的峰,确认具有3维的钙钛矿型晶体结构。
(发光光谱测定)
使用荧光光度计(岛津制作所制、商品名RF-1500、测定条件:激发光430nm、灵敏度LOW)测定实施例1~5及比较例1中得到的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的涂布膜的发光光谱。另外,使用紫外可见吸光光度计(日本分光制、商品名V-670),测定上述涂布膜波长430nm的透射率(%)。
需要说明的是,上述涂布膜间的发光强度的比较是将波长530nm附近的最大发光强度通过以下的式(S)-1校正来进行。
[波长530nm附近的最大发光强度/(100-波长430nm的透射率)]×100(S)-1
式(S)-1中,所谓波长530nm附近的最大强度是指在波长520~540nm之间确认到的强度最高的峰的发光强度。
在以下的表1中记载实施例1~5、比较例1的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的构成和最大发光强度。表1中,“M/(M+Pb)”表示将M的摩尔数量除以M和B(铅离子)的合计摩尔数量而得到的摩尔比。
[表1]
A | M | X | M/(M+Pb) | 最大发光强度 | |
实施例1 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br | 0.03 | 20.9 |
实施例2 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br | 0.05 | 26.0 |
实施例3 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br | 0.1 | 33.6 |
实施例4 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br | 0.2 | 74.5 |
实施例5 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br | 0.3 | 37.6 |
比较例1 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | - | Br | 0.00 | 8.35 |
由上述的结果可以确认,使用了本发明的实施例1~5所述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物与不使用本发明的比较例1的具有钙钛矿型晶体结构的化合物相比,具有优异的发光强度。
《利用ICP-MS的测定》
相对于实施例2中得到的玻璃基板上的具有钙钛矿型晶体结构的化合物添加硝酸1mL,使具有钙钛矿型晶体结构的化合物溶解。用离子交换水使溶解后的溶液成为合计10ml,通过ICP-MS(ELANDRCII、PerkinElmer Co.,Ltd.制)测定Pb和M的摩尔数量,将具有钙钛矿型晶体结构的化合物中包含的M的摩尔数量应用于[M/(M+Pb)]的式中来进行评价。
利用ICP-MS的测定的结果是实施例2的[M/(M+Pb)]的值为0.054。
(具有钙钛矿型晶体结构的化合物的合成)
[实施例6]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(以下,记载为“DMF”)的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化锌(ZnBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化锌溶液。接着,在70℃下将氯化甲基铵(CH3NH3Cl)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的氯化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化锌溶液按照以摩尔比计[Zn/(Zn+Pb)]成为0.1的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[氯化甲基铵/(Zn+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[实施例7]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(以下,记载为“DMF”)的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化锌(ZnBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化锌溶液。接着,在70℃下将碘化甲基铵(CH3NH3I)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的碘化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化锌溶液按照以摩尔比计[Zn/(Zn+Pb)]成为0.1的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[碘化甲基铵/(Zn+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[比较例2]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(以下,记载为“DMF”)的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。接着,在70℃下将氯化甲基铵(CH3NH3Cl)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的氯化甲基铵溶液。接着,按照以摩尔比计成为[氯化甲基铵/(Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[比较例3]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(以下,记载为“DMF”)的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。接着,在70℃下将碘化甲基铵(CH3NH3I)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的碘化甲基铵溶液。接着,按照以摩尔比计成为[碘化甲基铵/(Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
(发光光谱测定)
使用荧光光度计(日本分光制、商品名FT-6500、测定条件:激发光430nm、灵敏度High)测定实施例6及比较例2中得到的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的涂布膜的发光光谱。另外,使用紫外可见吸光光度计(日本分光制、商品名V-670),测定上述涂布膜的波长430nm的透射率(%)。
需要说明的是,上述涂布膜间的发光强度的比较是将波长500nm附近的最大发光强度通过以下的式(S)-2校正来进行。
[波长500nm附近的最大发光强度/(100-波长430nm的透射率)]×100…(S)-2
式(S)-2中,所谓波长500nm附近的最大强度是指在波长490~510nm之间确认到的强度最高的峰的发光强度。
(发光光谱测定)
使用荧光光度计(日本分光制、商品名FT-6500、测定条件:激发光430nm、灵敏度High)测定实施例7及比较例3中得到的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的涂布膜的发光光谱。另外,使用紫外可见吸光光度计(日本分光制、商品名V-670),测定上述涂布膜的波长430nm的透射率(%)。
需要说明的是,上述涂布膜间的发光强度的比较是将波长540nm附近的最大发光强度通过以下的式(S)-3校正来进行。
[波长540nm附近的最大发光强度/(100-波长430nm的透射率)]×100…(S)-3
式(S)-3中,所谓波长540nm附近的最大强度是指在波长530~550nm之间确认到的强度最高的峰的发光强度。
在以下的表2中记载实施例6~7、比较例2~3的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的构成和最大发光强度。表2中,“M/(M+Pb)”表示将M的摩尔数量除以M和B(铅离子)的合计摩尔数量而得到的摩尔比。
[表2]
A | M | X | M/(M+Pb) | 最大发光强度 | |
实施例6 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br∶Cl=2∶1 | 0.1 | 50.5 |
实施例7 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Zn | Br∶I=2∶1 | 0.1 | 19.1 |
比较例2 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | - | Br∶Cl=2∶1 | - | 23.4 |
比较例3 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | - | Br∶I=2∶1 | - | 3.2 |
由上述的结果可以确认,使用了本发明的实施例6的具有钙钛矿型晶体结构的化合物与不使用本发明的比较例2的具有钙钛矿型晶体结构的化合物相比,具有优异的发光强度。
另外可以确认,使用了本发明的实施例7的具有钙钛矿型晶体结构的化合物与不使用本发明的比较例3的具有钙钛矿型晶体结构的化合物相比,具有优异的发光强度。
(具有钙钛矿型晶体结构的化合物的合成)
[实施例8]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化铝(AlBr3)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铝溶液。
接着,在70℃下将溴化甲基铵(CH3NH3Br)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化铝溶液按照以摩尔比计[Al/(Al+Pb)]成为0.03的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[溴化甲基铵/(Al+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[实施例9]
除了将[Al/(Al+Pb)]设定为0.05以外,通过与上述实施例8同样的方法得到具有钙钛矿型晶体结构的化合物的涂布膜。
[实施例10]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化钴(CoBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化钴溶液。
接着,在70℃下将溴化甲基铵(CH3NH3Br)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化钴溶液按照以摩尔比计[Co/(Co+Pb)]成为0.1的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[溴化甲基铵/(Co+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[实施例11]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化锰(MnBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化锰溶液。
接着,在70℃下将溴化甲基铵(CH3NH3Br)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化锰溶液按照以摩尔比计[Mn/(Mn+Pb)]成为0.1的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[溴化甲基铵/(Mn+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[实施例12]
准备2.5cm×2.5cm尺寸的玻璃基板。将该玻璃基板进行臭氧UV处理。
在70℃下将溴化铅(PbBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化铅溶液。同样地,在70℃下将溴化镁(MgBr2)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化镁溶液。
接着,在70℃下将溴化甲基铵(CH3NH3Br)溶解于DMF的溶剂中而制作了0.1M的浓度的溴化甲基铵溶液。将上述的溴化铅溶液与溴化镁溶液按照以摩尔比计[Mg/(Mg+Pb)]成为0.03的方式混合而制作了溶液。接着,按照以摩尔比计成为[溴化甲基铵/(Mg+Pb)]=1的方式进一步将溶液混合。
通过在上述的玻璃基板上,以1000rpm的转速通过旋涂机涂布上述溶液,在大气中100℃下干燥10分钟,得到化合物的涂布膜。
[实施例13]
除了将[Mg/(Mg+Pb)]设定为0.05以外,通过与上述实施例12同样的方法得到化合物的涂布膜。
[实施例14]
除了将[Mg/(Mg+Pb)]设定为0.1以外,通过与上述实施例12同样的方法得到化合物的涂布膜。
(发光光谱测定)
发光强度的比较方法通过与上述实施例1~5及比较例1同样的方法进行。
在以下的表3中记载实施例8~14及比较例1的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的构成和最大发光强度。表3中,“M/(M+Pb)”表示将M的摩尔数量除以M和B(铅离子)的合计摩尔数量而得到的摩尔比。
[表3]
A | M | X | M/(M+Pb) | 最大发光强度 | |
实施例8 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Al | Br | 0.03 | 10.7 |
实施例9 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Al | Br | 0.05 | 17.9 |
实施例10 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Co | Br | 0.1 | 13.2 |
实施例11 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Mn | Br | 0.1 | 16.1 |
实施例12 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Mg | Br | 0.03 | 16.4 |
实施例13 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Mg | Br | 0.05 | 17.2 |
实施例14 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | Mg | Br | 0.1 | 24.1 |
比较例1 | CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub><sup>+</sup> | - | Br | 0.00 | 8.35 |
由上述的结果可以确认,使用了本发明的实施例8~14的具有钙钛矿型晶体结构的化合物与不使用本发明的比较例1的具有钙钛矿型晶体结构的化合物相比,具有优异的发光强度。
(包含钙钛矿型晶体结构的分散液组合物的合成)
[实施例15]
将溴化甲基铵(CH3NH3Br)0.32mmol、溴化铅(PbBr2)0.388mmol、溴化锌(ZnBr2)0.012mmol、正辛基胺40μL、油酸1mL及DMF10mL混合而制作了溶液。
接着,一边将20mL的甲苯用电磁式搅拌器搅拌,一边将上述的溶液4mL添加到上述甲苯中。搅拌1小时后,通过10000rpm、10分钟的离心分离将沉淀分离,得到上清液的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物。
[实施例16]
除了将溴化铅(PbBr2)设定为0.38mmol、将溴化锌(ZnBr2)设定为0.02mmol以外,通过与上述实施例15同样的方法得到包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物。
[实施例17]
除了将溴化铅(PbBr2)设定为0.36mmol、将溴化锌(ZnBr2)设定为0.04mmol以外,通过与上述实施例15同样的方法得到包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物。
[比较例4]
将溴化甲基铵(CH3NH3Br)0.32mmol、溴化铅(PbBr2)0.4mmol、正辛基胺40μL、油酸1mL及DMF10mL混合而制作了溶液。
接着,一边将20mL的甲苯用电磁式搅拌器搅拌,一边将上述的溶液4mL添加到上述甲苯中。搅拌1小时后,通过10000rpm、10分钟的离心分离将沉淀分离,得到上清液的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物。
(M取代量的测定)
相对于实施例15~17及比较例4中得到的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物10mL添加DMF1mL,使具有钙钛矿型晶体结构的化合物溶解。通过ICP-MS(ELANDRCII、PerkinElmer Co.,Ltd.制)测定溶解后的溶液中的M(Zn)和B(Pb)的摩尔数量,将具有钙钛矿型晶体结构的化合物中包含的M(Zn)的摩尔数量应用于[M/(M+Pb)]的式中来进行评价。
(量子产率测定)
使用绝对PL量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics K.K.制、商品名C9920-02、测定条件:激发光450nm、室温、大气下)测定实施例15~17及比较例4中得到的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物的量子产率。
将具有钙钛矿型晶体结构的化合物相对于上述分散液组合物的总质量的浓度设定为1000ppm(μg/g)而进行量子产率的测定。
对具有钙钛矿型晶体结构的化合物的浓度的测定方法进行说明。相对于实施例15~17及比较例4中得到的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物10mL,添加DMF1mL,使具有钙钛矿型晶体结构的化合物溶解。通过ICP-MS(ELAN DRCII、PerkinElmerCo.,Ltd.制)测定所得到的溶液中的M(Zn)和B(Pb)的摩尔数量,由摩尔比应用于CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr3(0<a≤0.7)、或CH3NH3PbBr3的式中来测定具有钙钛矿型晶体结构的化合物的浓度。
在以下的表4中示出实施例15~17及比较例4的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物的构成和量子产率。表4中,“M/(M+Pb)”表示将通过ICP-MS测定的M的摩尔数量除以M和B(铅离子)的合计摩尔数量而得到的摩尔比。
[表4]
由上述的结果可以确认,使用了本发明的实施例15~17的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与不使用本发明的比较例4的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物相比,具有优异的量子产率。
(包含钙钛矿型晶体结构的分散液组合物的合成)
[实施例18]
将碳酸铯0.814g与1-十八烯的溶剂40mL与油酸2.5mL混合。用电磁式搅拌器搅拌,一边流通氮气一边在150℃下加热1小时而制备了碳酸铯溶液。
将溴化铅(PbBr2)0.193g及溴化锌(ZnBr2)0.0508g与1-十八烯的溶剂20mL混合。用电磁式搅拌器搅拌,一边流通氮气一边在120℃的温度下加热1小时后,添加油酸2mL、油胺2mL。升温至160℃的温度后,添加1.6mL的上述的碳酸铯溶液。添加后,通过将反应容器浸渍于冰水中,降温至室温为止。
接着,通过将分散液以10000rpm、5分钟的离心分离将沉淀分离,得到沉淀的具有钙钛矿型晶体结构的化合物。
使具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于甲苯5mL中后,通过分取分散液50μL,再分散于甲苯5mL中,得到包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物及溶剂的分散液。通过ICP-MS及离子色谱法测定的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的浓度为200ppm(μg/g)。
[比较例5]
将碳酸铯0.814g与1-十八烯的溶剂40mL与油酸2.5mL混合。用电磁式搅拌器搅拌,一边流通氮气一边在150℃下加热1小时而制备了碳酸铯溶液。
将溴化铅(PbBr2)0.276g与1-十八烯的溶剂20mL混合。用电磁式搅拌器搅拌,一边流通氮气一边在120℃的温度下加热1小时后,添加油酸2mL、油胺2mL。升温至160℃的温度后,添加1.6mL的上述的碳酸铯溶液。添加后,通过将反应容器浸渍于冰水中,降温至室温为止。
接着,通过将分散液以10000rpm、5分钟的离心分离将沉淀分离,得到沉淀的具有钙钛矿型晶体结构的化合物。
使具有钙钛矿型晶体结构的化合物分散于甲苯5mL中后,通过分取分散液50μL,再分散于甲苯5mL中,得到包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物及溶剂的分散液。通过ICP-MS及离子色谱法而测定的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的浓度为200ppm(μg/g)。
(M取代量的测定)
相对于实施例18中得到的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物10mL添加DMF1mL,使具有钙钛矿型晶体结构的化合物溶解。通过ICP-MS(ELAN DRCII、PerkinElmer Co.,Ltd.制)测定溶解后的溶液中的M(Zn)及B(Pb)的摩尔数量,将具有钙钛矿型晶体结构的化合物中包含的M(Zn)的摩尔数量应用于[M/(M+Pb)]的式中来进行评价。
(量子产率测定)
使用绝对PL量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics K.K.制、商品名C9920-02、测定条件:激发光450nm、室温、大气下)测定实施例18及比较例5中得到的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物的量子产率。将具有钙钛矿型晶体结构的化合物相对于上述分散液组合物的总质量的浓度调整为200ppm(μg/g)从而进行量子产率的测定。
(具有钙钛矿型晶体结构的化合物的测定)
实施例18及比较例5中得到的组合物中的具有钙钛矿型晶体结构的化合物的浓度分别通过在包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物及溶剂的分散液中添加N,N-二甲基甲酰胺而使具有钙钛矿型晶体结构的化合物溶解后,使用ICP-MS(ELANDRCII、PerkinElmerCo.,Ltd.制)和离子色谱法进行测定。
在以下的表5中记载实施例18及比较例5的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物的构成和量子产率。表5中,“M/(M+Pb)”表示将M的摩尔数量除以M和B(铅离子)的合计摩尔数量而得到的摩尔比。
[表5]
A | M | X | [M/(M+Pb)] | 量子产率(%) | |
实施例18 | Cs+ | Zn | Br | 0.020 | 35 |
比较例5 | Cs+ | - | Br | - | 30 |
由上述的结果可以确认,使用了本发明的实施例18的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与不使用本发明的比较例5的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物相比,具有优异的量子产率。
[参考例1]
通过将实施例15~18中记载的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与树脂混合后将溶剂除去,能够得到使用了本发明的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的树脂组合物,放入玻璃管等中并进行密封后,将其配置于作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间,从而制造能够将蓝色发光二极管的蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源。
[参考例2]
通过将实施例15~18中记载的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与树脂混合后,将溶剂除去并进行片材化,能够得到本发明所述的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的树脂组合物,将用两片阻挡膜夹持其并密封而得到的膜设置于导光板上,从而制造能够将由放置于导光板的端面(侧面)的蓝色发光二极管通过导光板而照射于上述片材的蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源。
[参考例3]
通过将实施例15~18中记载的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与树脂混合后将溶剂除去,能够得到本发明所述的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的树脂组合物,通过设置于蓝色发光二极管的发光部附近,制造能够将所照射的蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源。
[参考例4]
通过将实施例15~18中记载的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与抗蚀剂混合后将溶剂除去,能够得到波长转换材料。通过将所得到的波长转换材料配置于作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间、或作为光源的OLED的后段,制造能够将光源的蓝色光转换成绿色光或红色光的背光源。
[参考例5]
通过将实施例1~18中记载的具有钙钛矿型晶体结构的化合物与ZnS等导电性粒子混合而进行成膜,在一面层叠n型传输层、另一面用p型传输层层叠,由此得到LED。通过流通电流,能够使p型半导体的空穴与n型半导体的电子在接合面的具有钙钛矿晶体结构的化合物中通过消除电荷而发光。
[参考例6]
使氧化钛致密层层叠在氟掺杂的氧化锡(FTO)基板的表面上,由其上层叠多孔氧化铝层,在其上层叠实施例1~17中记载的具有钙钛矿型晶体结构的化合物,由其上层叠2,2-,7,7-四(N,N-二对甲氧基苯基胺)-9,9-螺二芴(Spiro-OMeTAD)等空穴传输层,在其上层叠银(Ag)层,制作太阳能电池。
[参考例6]
通过将实施例15~18中记载的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的分散液组合物与树脂混合后,将溶剂除去并进行成形,能够得到本发明所述的包含具有钙钛矿型晶体结构的化合物的树脂组合物,将其设置于蓝色发光二极管的后段,由此制造将由蓝色发光二极管照射于上述树脂成形体的蓝色光转换成绿色光或红色光从而发出白色光的激光二极管照明。
产业上的可利用性
根据本发明,能够提供发光强度高的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、以及量子产率高的包含上述化合物的分散液组合物及包含上述化合物的树脂组合物。
因此,本发明的具有钙钛矿型晶体结构的化合物、包含上述化合物的分散液组合物及使用了上述化合物的树脂组合物可以在发光相关的材料领域适当使用。
符号的说明
1a 第1层叠结构体
1b 第2层叠结构体
2 发光装置
3 液晶显示器
10 膜
20 第1基板
21 第2基板
22 密封层
30 光源
40 液晶面板
50 棱镜片
60 导光板
Claims (10)
1.一种具有钙钛矿型晶体结构的化合物,其以A、B、X及M作为构成成分,将M的摩尔数量除以M和B的合计摩尔数量而得到的摩尔比[M/(M+B)]的值为0.7以下,
A为位于所述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的六面体的各顶点的成分,为铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子;B为铅离子;M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、镓离子、镁离子、或铟离子,M的至少一部分取代所述钙钛矿型晶体结构中的B的一部分;X表示位于所述钙钛矿型晶体结构中以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘离子及硫氰酸根离子构成的组中的1种以上的阴离子。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中,所述M为铝离子、锌离子、钴离子、锰离子、或镁离子。
3.根据权利要求1或2所述的化合物,其中,所述M为铝离子、锌离子、或镁离子。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的化合物,其中,所述A为有机铵离子。
5.一种分散液组合物,其是权利要求1~4中任一项所述的化合物分散于溶剂中而得到的。
6.一种树脂组合物,其是权利要求1~4中任一项所述的化合物分散于树脂中而得到的。
7.一种膜,其包含权利要求1~4中任一项所述的化合物。
8.一种层叠结构体,其具有包含权利要求1~4中任一项所述的化合物的层。
9.一种发光装置,其具有权利要求8所述的层叠结构体和光源。
10.一种液晶显示器,其具有权利要求9所述的发光装置和液晶面板。
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