(57)【要約】      （修正有）【課題】量子点−金属酸化物複合体、量子点−金属酸化物複合体の製造方法及び量子点−金属酸化物複合体を含む発光装置の提供。【解決手段】量子点及び前記量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む量子点−金属酸化物複合体であって、前記量子点は、Ｓｉ系ナノ結晶、ＣｄＳｅ等のＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮ等のＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＳｂＴｅ等のＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶であり、前記金属酸化物はＳｉ、ＴｉあるいはＡｌの酸化物である。該複合体は、量子点の表面をアミノアルコール等で処理し、さらに金属酸化物と反応させ３次元ネットワークが形成された量子点−金属酸化物複合体であり、発光装置の波長変換部として使用される。【選択図】図２ａ
2010090356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子点及び前記量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む量子点−金属酸化物複合体。
【請求項２】
前記量子点は、Ｓｉ系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶及びこれらの化合物のいずれか一つのナノ結晶を含むことを特徴とする請求項１に記載の量子点−金属酸化物複合体。
【請求項３】
前記ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅで構成された群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の量子点−金属酸化物複合体。
【請求項４】
前記ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、及びＩｎＡｌＰＡｓで構成された群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の量子点−金属酸化物複合体。
【請求項５】
前記ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＳｂＴｅであることを特徴とする請求項２に記載の量子点−金属酸化物複合体。
【請求項６】
前記金属酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びこれらの混合物で構成された群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の量子点−金属酸化物複合体。
【請求項７】
量子点の表面をアミノ−アルコールまたはオクチルアミンモディファイドポリで処理する処理段階と、
前記処理された量子点を金属酸化物と反応させる反応段階と、を含む３次元ネットワークが形成された量子点−金属酸化物複合体の製造方法。
【請求項８】
前記反応段階は、
前記処理された量子点と金属酸化物を混合する混合段階と、
前記混合段階からの混合物を加熱する加熱段階と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の３次元ネットワークが形成された量子点−金属酸化物複合体の製造方法。
【請求項９】
発光源と、
前記発光源の発光方向の上部に形成され、前記発光源から放射される光を吸収して発光する量子点及び前記量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む量子点−金属酸化物複合体を含む波長変換部と、
を含む発光装置。
【請求項１０】
前記量子点は、Ｓｉ系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶及びこれらの化合物のいずれか一つのナノ結晶を含むことを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅで構成された群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、及びＩｎＡｌＰＡｓで構成された群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＳｂＴｅであることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記金属酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びこれらの混合物で構成された群から選択されたいずれか一つであることを請求項９に記載の特徴とする発光装置。
【請求項１５】
前記発光源は、発光ダイオード及びレーザダイオード中いずれか一つであることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記波長変換部は複数であることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記複数の波長変換部中少なくとも２以上の層は、前記発光素子から発光された光を相互異なる波長に変換できる量子点を含むことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記発光源は青色光を発光し、
前記複数の波長変換部中いずれか一つの第１波長変換部は赤色光を放出し、
前記複数の波長変換部中前記第１波長変換部とは異なる第２波長変換部は緑色光を放出することを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光源が実装される底面及び反射部が形成された側面を含む溝部と、
前記溝部を支持し、前記発光源と電気的に連結されたリードフレームが形成された支持部と
をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記溝部は封止物質で封止されたことを特徴とする請求項１９に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記封止物質は、エポキシ、シリコン、アクリル系高分子、ガラス、カーボネート系高分子及びこれらの混合物の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２０に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記波長変換部は、前記発光源が実装された溝部内に形成されたことを特徴とする請求項１９に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子点−金属酸化物複合体、量子点−金属酸化物複合体の製造方法及び量子点−金属酸化物複合体を含む発光装置に関するもので、より詳しくは、発光波長帯の変化無く光学的に安定し発光性能が向上した量子点を含む量子点−金属酸化物複合体、量子点−金属酸化物複合体の製造方法及び量子点−金属酸化物複合体を含む発光装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
量子点はナノサイズの半導体物質であって、量子制限（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果を奏する物質である。量子点は、通常の蛍光体より強い光を狭い波長帯で発生させる。量子点の発光は伝導帯から価伝導帯へと浮いた状態の電子が転移することで発生するが、同じ物質の場合にも粒子の大きさによって波長が変わる特性をを表す。量子点の大きさが小さくなるほど短い波長の光を発光するため大きさを調節して所望の波長領域の光を得ることができる。
【０００３】
量子点は励起波長（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）を任意で選択しても発光するため、様々な種類の量子点が存在するとき、一つの波長で励起させ様々な色の光を一度に観察することができる。また、量子点は伝導帯の底振動状態から価伝導帯の底振動状態にのみ転移するため発光波長はほとんど単色光である。
【０００４】
量子点は１０ｎｍ以下の直径を有する半導体物質のナノ結晶である。量子点としてナノ結晶を合成する方法としては、ＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＭＢＥ（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）のような気相蒸着法で量子点を製造したり、有機溶媒に前駆体物質を入れて結晶を成長させる化学的湿式方法が利用される。
【０００５】
化学的湿式方法は、結晶が成長するまで有機溶媒が自然に量子点の結晶表面に配位されて分散剤の役割をするようにすることにより、結晶の成長を調節する方法で、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥのような気相蒸着法より容易かつ安価な工程を通じてナノ結晶の大きさと形態の均一度を調節することができるという長所を有する。
【０００６】
化学的湿式工程で製造された量子点は原液のまま使用せず貯蔵、または使用時の便宜のため図１のように量子点１０の周辺に所定のリガンド２０を配位させる。量子点のリガンドとして使用される物質には、例えば、トリオクチルホスフィンオキサイド（ｔｒｉｏｃｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ、ＴＯＰＯ）がある。
【０００７】
このようなリガンド２０が配位された量子点１０を発光装置に使用する場合には、樹脂などの封止物質に添加することにより、所望の波長領域の単色光を安定して発光することができる。しかし、リガンドが他の物質に容易に解けたり結合する問題点があり、ＬＥＤの発光の面では依然として発光効率の増大が求められている。従って、さらに安定して発光性能も向上した量子点を利用することができる方法の開発が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、発光波長帯の変化無く光学的に安定し、発光性能が向上した量子点を含む量子点−金属酸化物複合体及び量子点−金属酸化物複合体の製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の側面は量子点−金属酸化物を利用して信頼性が向上した発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上のような目的を達成するための本発明の一側面による量子点−金属酸化物複合体は量子点及び量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む。
【００１１】
量子点はＳｉ系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶,ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶及びこれらの混合物のいずれか一つのナノ結晶を含むことができる。このうち、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶はＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅで構成された群から選択されることができ、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、及びＩｎＡｌＰＡｓで構成された群から選択されることができ,ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＳｂＴｅであることができる。
【００１２】
量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びこれらの混合物で構成された群から選択されることができる。
【００１３】
本発明の他の側面によると、量子点の表面をアミノ−アルコールまたはオクチルアミンモディファイドポリで処理する処理段階と、及び処理された量子点を金属酸化物と反応させる反応段階と、を含む３次元ネットワークが形成された量子点−金属酸化物複合体の製造方法が提供される。反応段階は処理された量子点と金属酸化物を混合する混合段階と、及び混合段階で生成された混合物を加熱する加熱段階と、を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明のさらに他の側面によると、発光源と、及び発光源の発光方向の上部に形成され、発光源から放射される光を吸収して発光する量子点及び量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む量子点−金属酸化物複合体を含む波長変換部と、を含む発光装置が提供される。発光源は発光ダイオード及びレーザダイオード中いずれか一つであることができる。
【００１５】
波長変換部は複数で備えられることができるが、複数の波長変換部中少なくとも２以上の層は相互異なる波長変換量子点を含むことが好ましい。従って、発光源は青色光を発光し、複数の波長変換部中いずれか一つの第１波長変換部は赤色光を放出し、複数の波長変換部中第１波長変換部とは異なる第２波長変換部は緑色光を放出して発光装置が白色を発光することができる。
【００１６】
発光装置は発光源が実装される底面及び反射部が形成された側面を含む溝部と、及び溝部を支持し、発光源と電気的に連結されたリードフレームが形成された支持部と、をさらに含むことができる。溝部は封止物質で封止されることができるが、封止物質はエポキシ、シリコン、アクリル系高分子、ガラス、カーボネート系高分子及びこれらの混合物の少なくともいずれか一つであることができる。この際、波長変換部は発光源が実装された溝部内に形成されることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による量子点−金属酸化物複合体は無機物である金属酸化物との安定したネットワークで量子点が囲われるようになるため、不利な外部環境と量子点が遮断され光学的安定性が上昇するという効果がある。従って、量子点の発光性能に優れるという効果がある。
【００１８】
また、本発明による量子点−金属酸化物複合体の製造方法に従って量子点−金属酸化物複合体を形成すると、量子点の大きさや種類に関係無く量子点を含む複合体を形成することができるため、様々な分野に便利に使用することができ、使用する量子点の濃度調節を通して複合体内の量子点の濃度を決定して高濃度の量子点複合体を形成することができる。
【００１９】
なお、本発明による量子点−金属酸化物複合体を発光源から発光された光の波長変換部として使用して白色発光装置の製作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術において量子点の表面にリガンドが配位された状態を図示した図面である。
【図２ａ】本発明の実施例に従って量子点−金属酸化物複合体を表した図面である。
【図２ｂ】本発明の実施例に従って量子点−金属酸化物複合体を表した図面である。
【図３ａ】本発明の実施例による量子点の表面がアミノ−アルコール及びオクチルアミンモディファイドポリでそれぞれ処理された状態を図示した図面である。
【図３ｂ】本発明の実施例による量子点の表面がアミノ−アルコール及びオクチルアミンモディファイドポリでそれぞれ処理された状態を図示した図面である。
【図４】本発明の一実施例による発光装置である。
【図５】本発明の他の実施例による発光装置である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるのではない。本発明の実施形態は当業界において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。また、本明細書に添付された図面の構成要素は説明の便宜のため拡大または縮小して図示されることがある。
【００２２】
本発明による量子点−金属酸化物複合体は、量子点及び量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む。
【００２３】
量子点は、前述のようにナノサイズの発光体であって、半導体ナノ結晶であることができる。量子点としては、Ｓｉ系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶,ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶を例として挙げられるが、本発明において量子点としてはこれらのそれぞれを単独で使用するか、これらの混合物を使用することができる。
【００２４】
このうち、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅまたはＨｇＺｎＳＴｅがあるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００２５】
また、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶は、例えば、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、または ＩｎＡｌＰＡｓがあるが、必ずこれに限定されるものではない。また、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＳｂＴｅがあるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００２６】
量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びこれらの混合物で構成された群から選択されることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００２７】
図２ａは、本発明の一実施例によるアミノ−アルコール（ａｍｉｎｏ−ａｌｃｏｈｏｌ）処理した量子点を利用して形成された量子点−金属酸化物複合体を表した図面である。量子点と金属酸化物は図２ａのように３次元ネットワークを形成する。量子点の周辺には所定の官能基を有する分子が付着しているが、これが金属酸化物の酸素と結合を形成して３次元ネットワークを形成する。
【００２８】
図２ｂは、本発明の他の実施例によるオクチルアミンモディファイドポリ（Ｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ  ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｐｏｌｙ）処理した量子点を利用して形成された量子点−金属酸化物複合体を表した図面である。ここで、オクチルアミンモディファイドポリは、例えば、オクチルアミンを付けたＰＡＡ、すなわち、アクリル酸（ａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）である。しかし、本発明はこれに限定されず、量子点−金属酸化物複合体を形成することのできる官能基を有するリガンドであれば如何なる形態でも使用することができる。
【００２９】
図２ａと同様に、量子点と金属酸化物は、図２ｂのように３次元ネットワークを形成する。量子点に配位されたリガンドの周辺には上記リガンドを囲いながら所定の官能基を有する分子が付着しているが、これらが金属酸化物の酸素と結合を形成して３次元ネットワークを形成する。
【００３０】
図２ａ及び図２ｂのように、量子点−金属酸化物複合体を利用した３次元ネットワークを形成する場合、量子点が単純にリガンドが配位されている状態ではなく、金属酸化物の内部に強固に固定されている状態のような効果を有する。従って、量子点は無機物である金属酸化物で囲われるようになり、外部環境から保護されるため光学的安定性が向上する。
【００３１】
本発明の他の側面によると、量子点をアミノ−アルコールまたはオクチルアミンモディファイドポリで処理する処理段階と、及び処理された量子点を金属酸化物と反応させる反応段階と、を含む３次元ネットワークが形成された量子点−金属酸化物複合体の製造方法が提供される。反応段階は、処理された量子点と金属酸化物を混合する混合段階と、及び混合段階で生成された混合物を加熱する加熱段階と、を含むことが好ましい。
【００３２】
図３ａ及び図３ｂでは量子点の周囲に所定の官能基を有する分子が位置して金属酸化物と結合した状態を表した図面である。
【００３３】
先ず、図３ａは本発明の一実施例に従って量子点の表面をアミノ−アルコール（ａｍｉｎｏ−ａｌｃｏｈｏｌ）処理した状態を図示した図面である。図３ａのように３次元ネットワークを形成するためには量子点と金属酸化物が直接結合するよりは、量子点のリガンドをアミノ−アルコール処理を通してアミン基及び水酸基を有する分子で置換した後、図２ａのように金属酸化物との３次元ネットワークを形成させる。ここで、アミン基の場合、量子点の光学的な特徴を向上するための官能基で、水酸基は金属酸化物との３次元ネットワークのための官能基である。
【００３４】
具体的に、量子点と金属酸化物を反応させ量子点−金属酸化物複合体を製造するため、先ず、量子点をアミノ−アルコールで処理する場合、量子点に結合されているリガンドをアミン基及び水酸基を有する物質と反応させ量子点の表面をアミノ−アルコール処理する。それによって量子点の近所はアミン基が位置し、アミン基の反対側、すなわち外部方向には水酸基が位置する図３ａのような量子点を得ることができる。このように表面処理された量子点はエタノールのようなアルコール溶液に溶解される。
【００３５】
その後、アミノ−アルコール処理された量子点を金属酸化物と混合する。金属酸化物としては、例えば、その前駆体としてＴｉ（ＯＢｕ）４を使用することができる。金属酸化物と混合すると、３次元ネットワーク形成のために混合物を加熱して量子点−金属酸化物複合体を得る。
【００３６】
図３ｂは、本発明の一実施例に従って量子点がオクチルアミンモディファイドポリ（ｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ  ｍｏｄｉfｉｅｄ  ｐｏｌｙ）で処理された状態を図示した図面である。図３ｂのように３次元ネットワークを形成するためには量子点と金属酸化物が直接結合するよりは、量子点のリガンドをカルボキシ基（Ｒ−ＣＯＯＨ）を有する分子で囲んだ後、図２ｂのように金属酸化物との３次元ネットワークを形成させる。
【００３７】
図４は本発明の一実施例による発光装置である。本発明によると、発光源１４０と、及び発光源の発光方向の上部に形成され、発光源１４０から放射される光を吸収して発光する量子点及び量子点と３次元ネットワークを成す金属酸化物を含む量子点−金属酸化物複合体を含む波長変換部１６０と、を含む発光装置が提供される。
【００３８】
図４を参照すると、本発明による発光装置１００において発光源１４０は、発光源１４０が実装される底面及び反射部１２０が形成された側面を含む溝部、及び溝部を支持し、発光源１４０と電気的に連結されたリードフレーム１３０が形成された支持部１１０と、をさらに含むことができる。リードフレーム１３０は２つ形成され互いに電気的に分離される。
【００３９】
発光源１４０は、発光ダイオード及びレーザダイオード中いずれか一つであることができる。発光源１４０としては青色ＬＥＤを使用することができるが、青色ＬＥＤとしては４２０乃至４８０ｎｍの青色光を発するガリウム窒化物系ＬＥＤを使用することができる。支持部１１０にはリードフレーム１３０がワイヤを通じて発光源１４０と接続するようになる。発光源１４０上には発光源１４０を封止する封止物質１５０が満たされている。封止物質はエポキシ、シリコン、アクリル系高分子、ガラス、カーボネート系高分子及びこれらの混合物のうち少なくともいずれか一つであることができる。
【００４０】
この際、発光源１４０が実装された後、溝部が封止物質１５０で満たされる前に発光源１４０上に波長変換部１６０が形成される。波長変換部１６０は発光装置１００から得ようとする光の波長によって適切な量子点を含む量子点−金属酸化物複合体を含むことができる。本図面において、波長変換部１６０は層（ｌａｙｅｒ）状に形成されているが、発光源１４０の表面を覆う形態で具現されることもでき、発光源１４０から発光された光が入射して波長変換部１６０で波長変換されることができれば如何なる形態でも位置することができる。
【００４１】
この際、発光源１４０が青色光を発光し、波長変換部１６０の量子点−金属酸化物複合体において量子点が黄色光を発光すると、発光装置１００は白色光を発光することができる。
【００４２】
図５は、本発明の他の実施例による発光装置である。図５に図示された発光装置２００において、波長変換部が２層２６０、２７０で具現されたことを除いては図４において支持部２１０、リードフレーム２３０、反射部２２０、発光源２４０及び封止物質２５０の機能は同一であるため同じ説明は省略する。
【００４３】
本発明の一実施例の発光装置２００において波長変換部は、複数で具備されることができる。複数の波長変換部中、図５において発光源２４０にもっと近接したものを第１波長変換部２６０とし、他の一つを第２波長変換部２７０とする。
【００４４】
複数の波長変換部のうち少なくとも２以上の層は相互異なる波長変換量子点を含むことが好ましい。従って、第１波長変換部２６０と第２波長変換部２７０は相互異なる波長変換が可能な量子点を含む量子点−金属酸化物複合体を含むことが好ましい。例えば、発光源２４０は青色光を発光し、第１波長変換部２６０は赤色光を放出し、第２波長変換部２７０は緑色光を放出すると、発光装置が最終的に白色を発光することができる。
【００４５】
または、図５において波長変換部が２層で構成された例を図示したが、例えば、波長変換部は３層で構成されることができる。すなわち、発光源は紫外線を発光し、３層の波長変換部がそれぞれ青色、緑色及び赤色を発光する場合にも発光装置が最終的に白色を発光することができる。なお、白色発光装置を構成するため波長変換部にいずれか一色相の波長変換量子点を使用する代わりに、封止物質に蛍光体を追加して量子点−金属酸化物複合体を含む波長変換部層とともに使用することができる。
【００４６】
図４及び図５では発光装置がそれぞれパッケージ形態に図示されているが、必ずしもこのような形態に限定されるのではなく、例えば、ランプ型発光装置であることができる。
【００４７】
本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により限定し、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な形態の置換、変形及び変更が可能ということは当技術分野の通常の知識を有する者に自明である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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