(57)【要約】【課題】耐久性、酸素又は水分遮断能力、成形性、及び光効率の全てに優れた光変換装置及びその製造方法並びにこれを含む光源モジュール及びバックライトユニットを提供する。【解決手段】本発明の光変換装置は、第１方向に形成された貫通部及び貫通部を取り囲む壁を含むフレームと、貫通部内でフレームの壁により支持される基板と、基板上に配置され、量子ドットを含む光変換層と、光変換層上に配置された第１無機層と、第１無機層上に配置された第１有機層と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に形成された貫通部及び該貫通部を取り囲む壁を含むフレームと、
前記貫通部内で前記壁により支持された基板と、
前記基板上に配置されて量子ドットを含む光変換層と、
前記光変換層上に配置された第１無機層と、
前記第１無機層上に配置された第１有機層とを有することを特徴とする光変換装置。
【請求項２】
前記第１無機層及び前記第１有機層のうちの少なくとも一つは、前記壁に接触して前記光変換層を密封することを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項３】
前記第１無機層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化スズインジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項４】
前記第１有機層は、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、有機ケイ素重合体、ビニル重合体、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項５】
前記光変換層と前記第１無機層との間に介在する第２有機層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項６】
前記第２有機層は、前記壁に接触して前記光変換層を密封することを特徴とする請求項５に記載の光変換装置。
【請求項７】
前記第２有機層は、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、有機ケイ素重合体、ビニル重合体、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項５に記載の光変換装置。
【請求項８】
前記基板の一面には、凹部（ｃｏｎｃａｖｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）が形成され、
前記光変換層は、前記凹部の少なくとも一部を埋めることを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項９】
前記基板と前記光変換層との間に介在する第２無機層を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の光変換装置。
【請求項１０】
前記第２無機層は、前記壁に接触して前記光変換層を密封することを特徴とする請求項９に記載の光変換装置。
【請求項１１】
前記第２無機層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化スズインジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項９に記載の光変換装置。
【請求項１２】
前記基板は、前記第１方向に対して垂直な方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項１３】
前記フレームは、金属、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体、ポリスチレン、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項１４】
前記フレームの表面には、７０％以上の光反射率を有する光反射層が形成されることを特徴とする請求項１３に記載の光変換装置。
【請求項１５】
前記量子ドットは、ＩＩ族−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物、ＩＶ族−ＶＩ族化合物、ＩＶ族化合物、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項１６】
前記基板の下に形成された透明層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項１７】
前記透明層の厚さは、０．１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１６に記載の光変換装置。
【請求項１８】
前記第１有機層上に配置された蓋層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項１９】
前記フレームには、前記貫通部が２以上形成され、
前記２以上の貫通部は、列をなして配置されることを特徴とする請求項１に記載の光変換装置。
【請求項２０】
前記フレームは、前記第１方向に垂直な第２方向に直線延長されるか、又は前記第２方向を基準に湾曲することを特徴とする請求項１９に記載の光変換装置。
【請求項２１】
第１方向に貫通部が形成されて該貫通部を取り囲む壁が形成されたフレームを準備する段階と、
基板上に量子ドットを含む光変換層を形成する段階と、
前記貫通部を通じて前記基板を前記フレームの内部に挿入して前記壁に固定する段階と、
前記光変換層上に第１無機層を形成する段階と、
前記第１無機層上に第１有機層を形成する段階と、を有することを特徴とする光変換装置の製造方法。
【請求項２２】
前記基板を前記フレームの内部に挿入して前記壁に固定する段階は、前記基板を前記第１方向に対して垂直になるように配置する段階を含むことを特徴とする請求項２１に記載の光変換装置の製造方法。
【請求項２３】
前記光変換層を形成する段階は、前記光変換層を硬化する段階を含むことを特徴とする請求項２１に記載の光変換装置の製造方法。
【請求項２４】
発光素子パッケージと、
前記発光素子パッケージの光放出方向の前方に配置された請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の光変換装置と、を備えることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２５】
前記発光素子パッケージは、青色光を放出し、
前記光変換装置は、前記青色光を変換して白色光を放出することを特徴とする請求項２４に記載の光源モジュール。
【請求項２６】
発光素子パッケージと、
前記発光素子パッケージの光放出方向の前方に配置された請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の光変換装置と、
前記光変換装置から放出される光をガイドする導光板と、を備えることを特徴とするバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変換装置及びその製造方法並びにこれを含む光源モジュール及びバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
量子ドットは、略１０ｎｍ以下の直径を有する半導体物質のナノ結晶であり、量子閉じ込め（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果を示す物質である。量子ドットは、通常の蛍光体よりも強い光を狭い波長帯で発生させる。量子ドットの発光は、伝導帯で価電子帯に浮き立った状態の電子が転移しながら発生し、同じ物質の場合でも粒子の大きさにより波長が変わる特性を示す。量子ドット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】
このような量子ドットは、有機溶媒に自然に配位された形態に分散して維持される。但し、量子ドットが酸素或いは水分に晒される場合、発光効率が減少することがある。これを解決するための方案として、ガラス毛細管（ｇｌａｓｓ  ｃａｐｉｌｌａｒｙ）の内部に量子ドットが分散されたレジン（ｒｅｓｉｎ）を充填させる方法が提案されている。
【０００４】
但し、量子ドットが分散されたレジンを数ミリメートルの直径を有する注入口に注入することは難しく、注入されたレジンを硬化する段階で充填されたレジンの体積が膨張したり内部にガス（ｇａｓ）が発生したりしてガラス毛細管内部のクラック（ｃｒａｃｋ）を招くことがある。また、ガラス毛細管自体は、脆性（ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ）に起因する低い耐久性と成形性を有するため、運搬又は使用時に簡単に損傷する可能性があり、固定された形状以外の他の形状に成形することが難しい。
【０００５】
従って、耐久性、酸素又は水分遮断能力、成形性、及び光効率の全てに優れた光変換装置の開発が必要な実状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、耐久性、酸素又は水分遮断能力、成形性、及び光効率の全てに優れた光変換装置、これを含む光源モジュール及びバックライトユニットと、工程容易性と大量生産性に優れた光変換装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による光変換装置は、第１方向に形成された貫通部及び該貫通部を取り囲む壁を含むフレームと、前記貫通部内で前記壁により支持された基板と、前記基板上に配置されて量子ドットを含む光変換層と、前記光変換層上に配置された第１無機層と、前記第１無機層上に配置された第１有機層と、を有する。
【０００８】
前記第１無機層及び前記第１有機層のうちの少なくとも一つは、前記壁に接触して前記光変換層を密封し得る。
前記第１無機層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化スズインジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、又はこれらの組合せを含み得る。
前記第１有機層は、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、有機ケイ素重合体、ビニル重合体、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含み得る。
前記光変換装置は、前記光変換層と前記第１無機層との間に介在する第２有機層を更に含み得る。
前記第２有機層は、前記壁に接触して前記光変換層を密封し得る。
前記第２有機層は、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、有機ケイ素重合体、ビニル重合体、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含み得る。
前記基板の一面には、凹部（ｃｏｎｃａｖｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）が形成され、前記光変換層は、前記凹部の少なくとも一部を埋め得る。
前記光変換装置は、前記基板と前記光変換層との間に介在する第２無機層を更に含み得る。
前記第２無機層は、前記壁に接触して前記光変換層を密封し得る。
前記第２無機層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化スズインジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、又はこれらの組合せを含み得る。
前記基板は、前記第１方向に対して垂直な方向に配置され得る。
前記フレームは、金属、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体、ポリスチレン又はこれらの組合せを含み得る。
前記フレームの表面には、７０％以上の光反射率を有する光反射層が形成され得る。
前記量子ドットは、ＩＩ族−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物、ＩＶ族−ＶＩ族化合物、ＩＶ族化合物、又はこれらの組合せを含み得る。
前記光変換装置は、前記基板の下に形成された透明層を更に含み得る。
前記透明層の厚さは、０．１ｍｍ〜５ｍｍであり得る。
前記光変換装置は、前記第１有機層上に配置された蓋層を更に含み得る。
前記フレームには、前記貫通部が２以上形成され、前記２以上の貫通部は、列をなして配置され得る。
前記フレームは、前記第１方向に垂直な第２方向に直線延長されるか、又は前記第２方向を基準に湾曲し得る。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による光変換装置の製造方法は、第１方向に貫通部が形成されて該貫通部を取り囲む壁が形成されたフレームを準備する段階と、基板上に量子ドットを含む光変換層を形成する段階と、前記貫通部を通じて前記基板を前記フレームの内部に挿入して前記壁に固定する段階と、前記光変換層上に第１無機層を形成する段階と、前記第１無機層上に第１有機層を形成する段階と、を有する。
【００１０】
前記基板を前記フレームの内部に挿入して前記壁に固定する段階は、前記基板を前記第１方向に対して垂直になるように配置する段階を含み得る。
前記光変換層を形成する段階は、前記光変換層を硬化する段階を含み得る。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による光源モジュールは、発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージの光放出方向の前方に配置された前記光変換装置と、を備える。
前記発光素子パッケージは、青色光を放出し、前記光変換装置は、前記青色光を変換して白色光を放出し得る。
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるバックライトユニットは、発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージの光放出方向の前方に配置された前記光変換装置と、前記光変換装置から放出される光をガイドする導光板と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耐久性、酸素又は水分遮断能力、成形性、及び光効率の全てに優れた光変換装置を提供することができる。
また、大量生産性に優れ、比較的に簡単な工程を通じて上記光変換装置を製造する方法を提供することができる。
更に、上記光変換装置を含む光源モジュールとバックライトユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態による光変換装置を示した図である。
【図２】一実施形態による光変換装置のフレームの一例を示した図である。
【図３】一実施形態による光変換装置のフレームの他の例を示した図である。
【図４】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図５】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図６】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図７】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図８】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図９】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図１０】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図１１】一実施形態による光変換装置の多様な変形例を示した図である。
【図１２】一実施形態による光変換装置を含む光源モジュールを示した図である。
【図１３】一実施形態による光変換装置を含むバックライトユニットを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は、多様な異なる形態に具現することができ、ここで説明する実施形態に限られない。
【００１６】
図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体に亘って類似する部分については同一の図面符号を付した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという場合、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間に更に他の部分がないことを意味する。
【００１７】
本発明の実施形態で「光変換装置」は、入射した光を特定の色（ｃｏｌｏｒ）を有する光に変換して放出する装置を意味する。
【００１８】
先ず、図１を参照して一実施形態による光変換装置の概略的な構成を説明する。
【００１９】
図１は、一実施形態による光変換装置を示した図である。
【００２０】
図１を参照すると、光変換装置１００は、フレーム１１０、基板１２０、光変換層１３０、第１無機層１４０、及び第１有機層１５０を含む。
【００２１】
本実施形態による光変換装置１００は、第１方向Ｄ１に形成された貫通部１１１と、貫通部１１１取り囲む壁１１２とを有するフレーム１１０を含む。また、フレーム１１０の内部には壁１１２により支持される基板１２０が配置され、基板１２０上には量子ドット１３１を含む光変換層１３０が配置される。
【００２２】
光変換層１３０上には第１無機層１４０及び第１有機層１５０が順次に形成される。第１無機層１４０は光変換層１３０が外部に露出しないように光変換層１３０の上部面と側面の両方を覆う。
【００２３】
本実施形態によると、第１無機層１４０及び第１有機層１５０のうちの少なくとも一つは壁１１２に接触して光変換層１３０を密封する。即ち、第１無機層又は第１有機層と壁との間隙を除去することによって、酸素又は水分が間隙を通じて光変換層１３０の発光効率を低下させることを防止する。
【００２４】
量子ドットを含む光変換層の光学的特性の低下を最小化するための多様な方法のうち、ガラス毛細管（ｇｌａｓｓ  ｃａｐｉｌｌａｒｙ）の内部に量子ドットを含むレジンを充填した後に密封したガラス毛細管タイプの光変換装置が提案されている。
【００２５】
しかし、数マイクロメートル〜数ミリメートルの直径を有する注入部に量子ドットを含むレジンを充填する工程は、レジンの粘度、充填速度、ガラス毛細管内部の水分又はガスの事前除去、充填時に真空雰囲気の維持などの難しい条件により製造が難しい傾向にある。また、ガラス毛細管注入工程の特性上、内部に充填されたレジンを硬化する過程で充填されたレジンの体積が膨張したりガラス毛細管内部にガスが発生したりしてガラス毛細管内部にクラック（ｃｒａｃｋ）が形成されることがあるため、後続する硬化工程で不良率が大きく増加するおそれがある。
【００２６】
これに対し、本実施形態による光変換装置１００は、第１方向Ｄ１に貫通部１１１が形成されたフレーム１１０の内部に光変換層１３０が形成された基板１２０を配置し、光変換層１３０上に第１無機層１４０及び第１有機層１５０を順次に積層して光変換層１３０を密封することによって、上述した従来のガラス毛細管タイプの光変換装置に比べて製造が容易である。
【００２７】
また、光変換層１３０を密封するバリア層として第１無機層１４０及び第１有機層１５０を光変換層１３０上に順次に積層することによって、上述した従来のガラス毛細管タイプの光変換装置が脆性が強いガラス毛細管をバリアとして使用する場合に比べて高い耐久性と安定性を有する。
【００２８】
次に、上述した図１、図２、及び図３を共に参照して一実施形態による光変換装置のより具体的な構成について説明する。
【００２９】
図２は、一実施形態による光変換装置のフレームの一例を示した図であり、図３は、図２と異なるフレームの他の例を示した図である。
【００３０】
本実施形態によるフレーム１１０は第１方向Ｄ１に垂直な第２方向Ｄ２に沿って延長される。即ち、フレーム１１０の外形はストリップ（ｓｔｒｉｐ）形状を有する。但し、本実施形態は、必ずしもこれに制限されるものではなく、長方形、正方形、楕円形などのような多様な外形を有することができる。
【００３１】
貫通部１１１は、２以上が形成され、図２及び図３に示すように、フレーム１１０の長さ方向に沿って２以上の貫通部１１１が列をなして配置される。本実施形態では、貫通部１１１が図２又は図３に示すようにフレーム１１０の長さ方向に沿って一列に配置される。但し、本実施形態は、これに制限されるものではなく、貫通部１１１が２以上の列をなして配置され得る。
【００３２】
本実施形態による光変換装置１００は、それぞれの貫通部１１１毎に、基板１２０、光変換層１３０、第１無機層１４０、及び第１有機層１５０を単位体とする光変換部が配置される。光変換部は、フレーム１１０の内部に配置され、フレーム１１０の外部に突出しないように配置される。これによって、フレーム１１０の外形は本実施形態による光変換装置１００の外形になる。
【００３３】
フレーム１１０は、金属又はポリマー素材からなる。一例として、フレーム１１０は、金属、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体、ポリスチレン、又はこれらの組合せを含む。
【００３４】
フレーム１１０が上記素材からなる場合、上述した従来のガラス毛細管タイプの光変換装置のガラス毛細管本体に比べて優れた成形性（ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ）を有するため、フレーム１１０の形状を所望の形状に成形することが容易である。
【００３５】
フレーム１１０の外形は、第１方向Ｄ１に垂直な第２方向Ｄ２に直線延長され（図２参照）、第２方向Ｄ２を基準に見ると、多少湾曲してもよい（図３参照）。即ち、フレーム１１０は、直線ストリップ、カーブドストリップなどの形状を有するように多様に成形される。
【００３６】
これによって、既存の平板表示装置以外に多様な形状を有する表示装置、例えば曲面モニターやＴＶのようなカーブドディスプレイ（ｃｕｒｖｅｄ  ｄｉｓｐｌａｙ）やスマートウォッチ（ｓｍａｒｔ  ｗａｔｃｈ）のような携帯用装置（ｐｏｒｔａｂｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）などに本実施形態による光変換装置１００を適用することが容易である。
【００３７】
一方、フレーム１１０が金属からなる場合、フレーム１１０が優れた熱伝導性を有するため、光変換作用により光変換装置１００の内部で発生する熱が外部に排出される。即ち、光変換装置１００の放熱特性を改善することができる。
【００３８】
本実施形態で、基板１２０は、貫通部１１１内部に挿入され、フレーム１１０の外部に離脱しないように壁１１２により支持される。基板１２０はフレーム１１０の内部で位置を離脱しないように貫通部１１１に嵌合されて固定される。
【００３９】
基板１２０は、図１に示すように、第１方向Ｄ１と実質的に垂直な方向に配置及び固定される。但し、本実施形態は、これに制限されるものではなく、入射光の入射方向、変換された光が放出する方向に応じて基板１２０の配置角度を異にすることもできる。
【００４０】
基板１２０はフレーム１１０の最下端から数十マイクロメートル〜数十ミリメートル程離隔されて配置される。一例として、基板１２０とフレーム１１０の最下端とがなす間隙は、例えば５０μｍ以上、例えば８０μｍ以上、例えば０．１ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上であり、例えば２０ｍｍ以下、例えば１０ｍｍ以下、例えば５ｍｍ以下、例えば２ｍｍ以下である。
【００４１】
基板１２０とフレーム１１０の最下端とが上記範囲内の間隙をなすことにより、フレーム１１０の最下端から基板１２０に向かって入射する光の屈折程度及び屈折方向が調節される。即ち、上記間隙を通じて基板１２０とフレーム１１０の最下端との間の屈折率を調節して光が光変換層に入射するように誘導することによって光変換装置１００の光効率を向上させる。
【００４２】
基板１２０は、ガラス、金属酸化物、ポリマー、又はその組合せを含む素材からなり、光学的に透明である。基板１２０の素材の一例として、ガラス、金属酸化物、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、架橋若しくは非架構（メタ）アクリレート重合体、メラミン（メタ）アクリレート重合体、ポリエポキシ、エポキシ（メタ）アクリレート重合体、有機ケイ素重合体、シリコン（メタ）アクリレート重合体、ポリウレタン（メタ）アクリレート重合体、ビニル重合体、又はこれらの組合せを含む。チオール−エン重合体は、末端にチオール基（−ＳＨ）を２以上有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を２個以上有する第２モノマーを含むモノマー混合物の重合生成物を意味する。
【００４３】
基板１２０がポリマー素材で形成される場合、内部に光分散粒子（図示せず）を更に含む。
【００４４】
基板１２０は、上記素材からなる単一層の構造をなすか、又は２以上の異なる素材が積層された形態の２以上の多重層をなす。基板１２０が多重層をなす場合、２以上の異なる素材の層が１回以上交番的に積層される。但し、基板１２０の構造は、必ずしもこれに制限されるものではなく、基板１２０とフレーム１１０の最下端とがなす間隙の距離、基板１２０の具体的な素材、入射光の種類、入射光の色などにより異に設定され得る。
【００４５】
光変換層１３０は基板１２０上に配置される。光変換層１３０は、図１に示すように、基板１２０の上部面の一部を覆うように形成される。これによって、後述するように、第１無機層１４０及び第１有機層１５０が光変換層１３０を覆って密封することが容易である。但し、本実施形態は、これに制限されるものではなく、光変換層１３０が基板１２０の上部面の全部を覆うように形成され得る。
【００４６】
光変換層１３０は、発光体として２以上の量子ドット１３１が分散されたレジン（ｒｅｓｉｎ）を基板１２０上に塗布後、硬化することによって形成される。
【００４７】
量子ドット１３１は、量子閉じ込め効果（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｅｆｆｅｃｔ）により不連続的なエネルギーバンドギャップ（ｅｎｅｒｇｙ  ｂａｎｄ  ｇａｐ）を有するため、入射した光を、特定波長を有する光に変換して放射（ｒａｄｉａｔｅ）する。これによって、量子ドット１３１を光変換層として使用する光変換装置１００は優れた色再現率と色純度を有する光を放出する。
【００４８】
本実施形態で、量子ドット１３１の素材は、特に制限されず、公知又は商業的に入手可能な量子ドットが使用される。例えば、量子ドットは、ＩＩ族−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物、ＩＶ族−ＶＩ族化合物、ＩＶ族化合物、又はこれらの組合せを含む。
【００４９】
ＩＩ−ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物と、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳ、及びこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物と、ＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物と、からなる群より選択される。
【００５０】
ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物と、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、及びこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物と、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ、及びこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物と、からなる群より選択される。
【００５１】
ＩＶ−ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物と、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物と、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物と、からなる群より選択される。
【００５２】
ＩＶ族化合物は、Ｓｉ、Ｇｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される単元素化合物と、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物と、からなる群より選択される。
【００５３】
二元素化合物、三元素化合物、又は四元素化合物は、均一な濃度に粒子内に存在するか、又は濃度分布が部分的に異なる状態に分けられて同一粒子内に存在する。一つの量子ドット１３１が他の量子ドット１３１を囲むコア／シェル構造を有する。コアとシェルの界面はシェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有する。また、量子ドット１３１は一つの量子ドットコア及びこれを囲む多層のシェルを含む構造を有する。この際、多層のシェル構造は２層以上のシェル構造を有し、それぞれの層は単一組成若しくは合金又は濃度勾配を有する。
【００５４】
また、量子ドット１３１は、コアよりシェルを構成する物質組成がより大きいエネルギーバンドギャップを有するため、量子閉じ込め効果が効果的に現れる構造を有する。多層のシェルを構成する場合もコアに近いシェルよりコアの外側にあるシェルがより大きいエネルギーバンドギャップを有する構造であり、この際、量子ドット１３１は紫外線〜赤外線の波長範囲を有する。
【００５５】
量子ドット１３１は、約１０％以上、例えば、約３０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、又は約９０％以上の量子効率（ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を有する。
【００５６】
２以上の量子ドット１３１は、それぞれ同一の素材から形成されるか、又はそれぞれ異なる素材で形成される。また、２以上の量子ドット１３１は、それぞれ同一の大きさを有するか、又はそれぞれ異なる大きさを有する。
【００５７】
本実施形態で、入射光が青色光である場合、２以上の量子ドット１３１は少なくとも青色光を緑色光に変換する緑色量子ドット及び青色光を赤色光に変換する赤色量子ドットを含む。これによって、本実施形態による光変換装置１００は、最終的に放出する光が青色光、緑色光、及び赤色光の混色（ｃｏｌｏｒ  ｍｉｘｔｕｒｅ）である白色光になるように調節する。
【００５８】
但し、本実施形態で、発光体の種類は必ずしも量子ドットに制限されるものではなく、量子ドットの種類も緑色量子ドット及び赤色量子ドットに制限されるものではない。
【００５９】
例えば、一実施形態による光変換層は、緑色量子ドットと赤色蛍光体とを組合せて白色光を発光するか、又は赤色量子ドットと緑色蛍光体とを組合せて発光する。また、量子ドット以外にマゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（ｃｙａｎ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）を発光する蛍光体をそれぞれ含むこともできる。
【００６０】
第１無機層１４０は、光変換層１３０の表面に密着し、光変換層１３０の上部面及び側面の両方を覆うように形成され、光学的に透明である。本実施形態で、第１無機層１４０は、フレーム１１０の壁１１２に接触して壁１１２と第１無機層１４０との間隙が発生しないようにすることによって、光変換層１３０を密封する役割を果たす。
【００６１】
第１無機層１４０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化スズインジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、又はこれらの組合せを含む無機物からなる。
【００６２】
第１無機層１４０は、スパッタリングや化学気相蒸着、又は酸化シリコン、酸化チタンを含む無機物溶液を基板上に載せる溶液工程などを通じて形成される。
【００６３】
本実施形態で、第１無機層１４０は、例えば１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、例えば６ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、例えば２ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、例えば１ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の水分透過度（ｗａｔｅｒ  ｖａｐｏｒ  ｔｒａｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｅ：ＷＶＴＲ）を有する。即ち、第１無機層１４０は、優れた透湿、透水遮断性を有するため、光変換層１３０に外部の酸素又は水分が侵入することにより発光効率が低下することを防止する。
【００６４】
第１有機層１５０は、第１無機層１４０上に形成され、光学的に透明である。第１有機層１５０は第１無機層１４０上に有機物溶液を載せる溶液工程などを通じて形成される。第１有機層１５０は、第１無機層１４０の表面に密着し、第１無機層１４０を覆って保護することによって、第１無機層１４０及び光変換層１３０の物理的又は化学的損傷を防止する。
【００６５】
本実施形態で、第１有機層１５０は、フレーム１１０の壁１１２に接触して壁１１２と第１有機層１５０との間隙が発生しないようにすることによって、光変換層１３０を密封すると共に、第１無機層１４０を保護する役割を果たす。
【００６６】
本実施形態で、第１有機層１５０は、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、有機ケイ素重合体、ビニル重合体、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含む有機物からなる。
【００６７】
チオール−エン重合体は、末端にチオール基（−ＳＨ）を２以上有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を２個以上有する第２モノマーを含むモノマー混合物の重合生成物を意味する。
【００６８】
本実施形態で、第１有機層１５０は上部面が平坦な平坦化層である。即ち、第１有機層１５０は光変換層１３０及び第１無機層１４０により突出した部分とそうではない部分の両方を覆って平坦化する。これによって、光変換装置１００に衝撃が加わった場合、相対的に基板１２０上に突出する光変換層１３０及び第１無機層１４０に応力が集中する確率を低める。
【００６９】
但し、本実施形態は、これに制限されるものではなく、例えば第１有機層１５０の上部面には、光変換装置１００の内部の光抽出向上のための多様な形状及び配置構造を有する微細パターンが形成され得る。
【００７０】
第１有機層１５０は、内部に光分散粒子（図示せず）を含むか、或いは第１有機層１５０の上部面に光分散粒子（図示せず）からなる層が更に形成される。この場合、光変換層１３０で変換されて第１有機層１５０に伝達された光は第１有機層１５０を通過しながら多様な方向に散乱して放出される。
【００７１】
本実施形態による光変換装置１００は、上述した従来のガラス毛細管に比べて比較的に安価で耐久性に優れたフレーム１１０を使用して、フレーム１１０の内部に光変換層１３０を配置し、第１無機層１４０及び第１有機層１５０を利用して光変換層１３０を密封することによって、耐久性及び酸素又は水分遮断能力に優れる。
【００７２】
また、上述した従来のガラス毛細管に比べて優れた成形性を有するフレーム１１０を使用するため、光変換装置１００が優れた成形性を有する。
【００７３】
また、本実施形態による光変換装置１００は、色純度と色再現率に優れた量子ドットを含んで光効率に優れる。
【００７４】
次に、一実施形態による光変換装置の製造方法について説明する。
【００７５】
先ず、第１方向Ｄ１に貫通部１１１が形成されて貫通部１１１を取り囲む壁１１２が形成されたフレーム１１０を準備する。
【００７６】
貫通部１１１に相応する平面形状を有する基板１２０を準備し、基板１２０上に光変換層１３０を形成する。光変換層１３０は、基板１２０上にスロットダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティングなどの方法で量子ドット１３１を含むレジンを塗布した後、硬化されて形成され、基板１２０上に、既に硬化された量子ドットを含む光変換ストリップを付着することによって形成される。
【００７７】
その後、光変換層１３０が形成された基板１２０を光変換層１３０が上部面に位置するように配置した後、貫通部１１１を通じて基板１２０をフレームの１１０内部に挿入する。挿入された基板１２０は、第１方向Ｄ１に実質的に垂直になるように配置された後、フレーム１１０の壁１１２に固定される。固定された基板１２０はフレーム１１０の貫通部１１１を貫通部の上部空間と貫通部の下部空間とに区画し、光変換層１３０は貫通部の上部空間に位置する。
【００７８】
本実施形態による光変換装置の製造方法は、基板１２０上に量子ドット１３１を含むレジンを塗布及び硬化して光変換層１３０を先に完成した後、順次に第１無機層１４０及び第１有機層１５０の塗布及び硬化工程を行うため、従来のガラス毛細管タイプの光変換装置とは異なり、後続工程で光変換層の体積が膨張したりガスが発生したりするなどの問題が発生せず、これに伴う不良率発生のおそれもない。
【００７９】
但し、本実施形態は、必ずしも上記順序に制限されるものではなく、フレーム１１０の内部に基板１２０を先に挿入し、光変換ストリップを基板１２０に付着した後に硬化することもできる。光変換ストリップは、上述したスロットダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティングなどの方法で量子ドット１３１を含むレジンを塗布した後に硬化し、既に硬化された量子ドットを含む光変換ストリップを付着することによって形成される。
【００８０】
その後、光変換層１３０上にスパッタリングや化学気相蒸着、或いは酸化シリコン、酸化チタンを含む無機物溶液を基板上に載せる溶液工程などを通じて第１無機層１４０を形成する。第１無機層１４０は、少なくとも光変換層１３０の露出した表面を全部覆うように形成され、基板１２０及び壁１１２との隙間なしに接触するように形成される。これによって、第１無機層１４０は、基板１２０により区画された貫通部の上部空間と貫通部の下部空間との間に酸素又は水分が侵入することを遮断する。
【００８１】
その後、第１無機層１４０上に有機物溶液を載せる溶液工程などを通じて第１有機層１５０を形成する。第１有機層１５０は基板１２０及び壁１１２と隙間なしに接触するように形成される。また、本実施形態による光変換装置の製造方法で、第１有機層１５０の上部面を平坦に形成する。
【００８２】
本実施形態による光変換装置の製造方法は、量子ドットを含むレジンの注入工程から硬化に至るまで複雑な条件を維持しなければならない従来のガラス毛細管タイプの光変換装置に比べて、簡単な工程を経て光変換装置１００を製造することができる。即ち、比較的に簡単な工程を通じて光変換装置を製造することができる。
【００８３】
また、本実施形態による光変換装置製造方法は、内部に数マイクロメートルの大きさの微細管を有する従来の高費用のガラス毛細管を使用することに比べて、相対的に安価な基板と相溶性に優れた第１有機層１５０を使用するため、大量生産性が非常に優れている。
【００８４】
次に、図４〜図１１を参照して一実施形態による光変換装置１００の多様な変形例を説明する。以下で変形例を説明するに当たり、上述した一実施形態による光変換装置１００と同一な構成については詳細な説明を省略する。
【００８５】
図４は、第１変形例による光変換装置を示した図であり、第１変形例による光変換装置１０１では、基板１２０の一面に凹部（ｃｏｎｃａｖｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）１２１が形成され、光変換層１３０は凹部１２１の少なくとも一部を埋める。
【００８６】
第１変形例による光変換装置１０１は、上述した光変換装置１００に比べて光変換層１３０が基板の上部面に突出しないため、光変換層１３０を覆う第１無機層１４０及び第１無機層１４０上に形成された第１有機層１５０の両方が平坦な層で形成される。
【００８７】
第１変形例による光変換装置１０１のように基板１２０に凹部１２１を設けて光変換層１３０を収容すると、上述した光変換装置１００に比べて光変換層１３０が外部に露出する領域が減少して光変換層１３０が効果的に水分及び酸素から保護され、また基板１２０に凹部１２１を形成して光変換層１３０の形成時に凹部１２１により形成されるべき領域がガイドされることによって、光変換層１３０の形成にかかる時間と労力が節減される。
【００８８】
一方、第１変形例で、基板１２０はポリマー基板である。即ち、基板１２０は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、チオール−エン重合体、架橋若しくは非架構（メタ）アクリレート重合体、メラミン（メタ）アクリレート重合体、ポリエポキシ、エポキシ（メタ）アクリレート重合体、有機ケイ素重合体、シリコン（メタ）アクリレート重合体、ポリウレタン（メタ）アクリレート重合体、ビニル重合体、又はこれらの組合せを含む。基板１２０をポリマーで形成する場合、ガラス又は金属酸化物基板に比べて比較的に製造及び加工が容易でありながら費用が安価で大量生産に有利である。
【００８９】
図５は、第２変形例による光変換装置を示した図であり、第２変形例による光変換装置１０２では、基板１２０の一面に凹部（ｃｏｎｃａｖｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）１２１が形成され、光変換層１３０は、凹部１２１の少なくとも一部を埋め、基板１２０と光変換層１３０との間に第２無機層１６０が介在する。
【００９０】
第２無機層１６０は、光学的に透明であり、フレーム１１０の壁１１２に接触して光変換層１３０を密封する。第１無機層１４０は、第２無機層１６０及び光変換層１３０の両方を覆うように形成され、第１無機層１４０上に第１有機層１５０が形成される。
【００９１】
第２無機層１６０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化スズインジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、又はこれらの組合せを含む無機物からなる。第２無機層１６０は、上述した第１無機層１４０と同一な素材の層であるが、互いに異なる素材の層であってもよい。
【００９２】
基板１２０に凹部１２１が形成されると、基板１２０の中の凹部１２１が形成された部分の厚さが薄くなる。これによって、酸素又は水分が侵入する危険が存在するため、第２無機層１６０を、凹部１２１を含む基板１２０の上部面に形成した後、光変換層１３０を形成する。
【００９３】
第２変形例による光変換装置１０２は、光変換層１３０の全ての面が第１及び第２無機層（１４０、１６０）により囲まれて密封されるため、貫通部の上部空間及び貫通部の下部空間のどちらにも酸素又は水分が光変換層１３０に到達しにくい。即ち、酸素又は水分遮断能力がより向上した光変換装置１０２を提供することができる。
【００９４】
第２変形例で、基板１２０は上述した第１変形例と同様にポリマー基板である。基板１２０をポリマー素材で形成することによって、ガラス又は金属酸化物基板に比べて比較的に製造及び加工が容易でありながら費用が安価であるため、光変換装置１０２の大量生産に有利である。
【００９５】
図６は、第３変形例による光変換装置を示した図であり、第３変形例による光変換装置１０３では、光変換層１３０と第１無機層１４０との間に第２有機層１７０が介在する。
【００９６】
第２有機層１７０は、光学的に透明であり、フレーム１１０の壁１１２に接触して光変換層１３０を密封する。第２有機層１７０は、光変換層１３０を全て覆うように形成され、上部面が平坦化されて、その上に第１無機層１４０及び第１有機層１５０が順次に積層される。
【００９７】
第２有機層１７０は、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）重合体、有機ケイ素重合体、ビニル重合体、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含む有機物からなる。チオール−エン重合体は、末端にチオール基（−ＳＨ）を２以上有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を２個以上有する第２モノマーを含むモノマー混合物の重合生成物を意味する。
【００９８】
第２有機層１７０は、上述した第１有機層１５０と同一な素材の層であるが、互いに異なる素材の層であってもよい。
【００９９】
第２有機層１７０は、基板１２０、フレーム１１０、光変換層１３０との相溶性に優れた有機物として、基板１２０及びフレーム１１０、光変換層１３０との付着力が無機物に比べて優れる。
【０１００】
また、第１無機層１４０のスパッタリング効率及び形成された第１無機層１４０の安定性の側面から、基板１２０上にスパッタリングを通じて第１無機層１４０を形成することに比べて、第２有機層１７０を先に形成した後、第２有機層１７０上にスパッタリングを通じて第１無機層１４０を形成することがより有利である。
【０１０１】
即ち、第３変形例による光変換装置１０３は、第１無機層１４０の安定性とスパッタリング効率を向上させ、追加の密封層である第２有機層１７０による水分及び酸素遮断能力をより向上させる。
【０１０２】
図７は、第４変形例による光変換装置を示した図であり、第４変形例による光変換装置１０４では、基板１２０の下に透明層１８０が形成される。透明層１８０は基板１２０と貫通部１１１の最下端との間の間隙を一部又は全部埋める。
【０１０３】
透明層１８０は、例えば５０μｍ以上、例えば８０μｍ以上、例えば０．１ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上であり、例えば２０ｍｍ以下、例えば１０ｍｍ以下、例えば５ｍｍ以下、例えば２ｍｍ以下である。
【０１０４】
透明層１８０が上記範囲内の厚さを有することによって、フレーム１１０の最下端から基板１２０に向かって入射する光を分散させて基板１２０の各地点に均一に入射させる。即ち、基板１２０に対する光均一性（ｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を高めることによって光変換装置１０４の光信頼性を向上させる。
【０１０５】
透明層１８０が上述した間隙を一部埋める場合、透明層１８０による光変換装置１０４の光信頼性の向上効果と、間隙による光変換装置１０４の光効率の向上効果が共に現れる。
【０１０６】
即ち、第４変形例による光変換装置１０４は、上述した間隙の代わりに、間隙の一部又は全部を埋める透明層１８０を配置することによって、光変換装置１０４の光効率及び／又は光信頼性を向上させる。
【０１０７】
図８は、第５変形例による光変換装置を示した図であり、第５変形例による光変換装置１０５では、フレーム１１０の表面に光反射層１１３が形成される。光反射層１１３は、貫通部１１１が位置するフレーム１１０の内部及びフレーム１１０の外部の両方に形成されるが、フレーム１１０の内部にだけ形成することもできる。
【０１０８】
光反射層１１３は、公知又は商業的に入手可能な塗料をフレーム１１０の表面に塗布後に硬化する方式で形成される。
【０１０９】
光反射層１１３は、例えば９５％以上、例えば９０％以上、例えば８０％以上、例えば７０％以上、例えば５０％以上、例えば３０％以上の光反射率を有する。
【０１１０】
量子ドット１３１は、入射光を受けて励起されてから安定しながら全ての方向に均一に特定波長の光を放出するため、必然的に光損失が発生する。しかし、第５変形例による光変換装置１０５は、光反射層１１３を通じて量子ドット１３１から放射された光を反射させてリサイクルするため、フレーム１１０の内部で光リサイクリング（ｌｉｇｈｔ  ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ）を通じた光損失を最小化することができる。
【０１１１】
また、光変換装置１０５に入射した光の角度により入射光が量子ドット１３１を経ずに外部に放出される場合の数も最小化するため、少量の量子ドット１３１を使用しても高い光変換効率を維持する。
【０１１２】
即ち、第５変形例による光変換装置１０５は、フレーム１１０の表面に光反射層１１３を形成することによって、光変換層１３０の光効率を向上させることができる。
【０１１３】
図９は、第６変形例による光変換装置を示した図であり、第６変形例による光変換装置１０６では、第１有機層１５０上に蓋層１９０が配置される。
【０１１４】
蓋層１９０は基板１２０と向き合うように第１方向Ｄ１と実質的に垂直な方向に配置されて固定される。基板１２０及び蓋層１９０を基準に見ると、光変換層１３０、第１無機層１４０、第１有機層１５０は、基板１２０と蓋層１９０との間に介在してサンドイッチ構造をなす。
【０１１５】
蓋層１９０は、光学的に透明であり、ガラス、金属酸化物、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、又はこれらの組合せを含む素材からなる。蓋層１９０及び基板１２０は、互いに同一な素材からなるか、又は互いに異なる素材からなる。
【０１１６】
蓋層１９０は、外部の物理的及び化学的影響から第１無機層１４０及び第１有機層１５０を覆って保護するカバーウィンドウの役割を果たす。即ち、第６変形例による光変換装置１０６は、雨天時や激しい移動又は運動などの厳しい環境に晒される場合にも、外部の物理的及び化学的影響から第１無機層１４０及び第１有機層１５０を保護する。即ち、耐久性と酸素又は水分遮断能力がより向上した光変換装置１０６を提供することができる。
【０１１７】
他の変形例による光変換装置は、上述した第１〜第６変形例による構成を２以上含む。
【０１１８】
図１０は、第７変形例による光変換装置を示した図であり、第７変形例による光変換装置１０７は、基板１２０に形成された凹部１２１、凹部１２１を埋める光変換層１３０、基板１２０と光変換層１３０との間に介在する第２無機層１６０、基板１２０の下に形成された透明層１８０、及び第１有機層１５０上に配置された蓋層１９０を全て含む。
【０１１９】
図１１は、第８変形例による光変換装置を示した図であり、第８変形例による光変換装置１０８は、光変換層１３０と第１無機層１４０との間に介在する第２有機層１７０、基板１２０の下に形成された透明層１８０、第１有機層１５０上に配置された蓋層１９０、及びフレーム１１０の表面に形成された光反射層１１３を全て含む。
【０１２０】
このように、一実施形態及び多様な変形例による光変換装置（１００〜１０８）は、従来のガラス毛細管タイプの光変換装置と比較して耐久性、酸素又は水分遮断能力、成形性、及び光効率の全てに優れた特性を示す。
【０１２１】
次に、図１２を参照して一実施形態による光変換装置を含む光源モジュールについて説明する。
【０１２２】
図１２は、一実施形態による光変換装置を含む光源モジュールを示した図である。
【０１２３】
図１２を参照すると、光源モジュール３００は、特定波長領域の光Ｌ１を放出する発光素子パッケージ３と、発光素子パッケージ３の光放出方向の前方に配置されて、入射した光Ｌ１を変換して放出光Ｌ２を放出する光変換装置１００と、を含む。発光素子パッケージ３と光変換装置１００との間は一定の間隙を有するように離隔される。
【０１２４】
発光素子パッケージ３は公知又は商業的に入手される多様な発光装置が使用される。発光素子パッケージ３は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオード（ＬＤ）であるが、必ずしもこれに制限されるものではない。
【０１２５】
発光素子パッケージ３はフレーム１１０の貫通部１１１毎に一つずつ配置される。即ち、発光素子パッケージ３は、基板１２０、光変換層１３０、第１無機層１４０、第１有機層１５０を単位体とする光変換部毎に一つずつ対応するように配置される。但し、本実施形態は、これに制限されるものではなく、一つの発光素子パッケージ３を利用して２以上の貫通部１１１に光を入射させることもできる。
【０１２６】
本実施形態によると、発光素子パッケージ３が放出する光Ｌ１は青色光であり、光変換装置１００により変換されて最終的に放出される放出光Ｌ２は白色光である。即ち、光変換装置１００に入射した青色光は、光変換層１３０内部の緑色量子ドット及び赤色量子ドットによりそれぞれ緑色光及び赤色光に変換され、変換された緑色光及び赤色光が量子ドットを経ずに透過する青色光と混色されて、最終的に白色光で放出される。
【０１２７】
但し、本実施形態は、必ずしもこれに制限されるものではなく、発光素子パッケージが放出する光と、光変換装置１００により変換されて最終的に放出される光は多様に調節される。即ち、例えば、本実施形態による光変換層は、緑色量子ドットと赤色蛍光体を組合せて白色光を発光し、赤色量子ドットと緑色蛍光体とを組合せることもでき、緑色量子ドット及び赤色量子ドット以外にマゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（ｃｙａｎ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）を発光する蛍光体を含んで最終的に白色光を発光するように調節され得る。
【０１２８】
本実施形態による光源モジュール３００は、上述した光変換装置１００を含んで光効率に優れる。また、上述した光変換装置１００は、優れた成形性を有するため、例えば曲線、波、鋸歯形状などの多様な形状に成形され、多様な形状を有する光源モジュール３００を提供することができる。
【０１２９】
次に、図１３を参照して一実施形態による光変換装置を含むバックライトユニットについて説明する。
【０１３０】
図１３は、一実施形態による光変換装置を含むバックライトユニットを示した図である。
【０１３１】
本実施形態によるバックライトユニット５００は、特定波長領域の光Ｌ１を放出する発光素子パッケージ３と、発光素子パッケージ３の光放出方向の前方に配置されて、入射した光Ｌ１を変換して放出光Ｌ２を放出する光変換装置１００と、光変換装置から放出される光をガイドする導光板５と、放出光Ｌ２のうちの一部を反射させて導光板５に復帰させる反射板７と、を含む。
【０１３２】
本実施形態によるバックライトユニット５００は、発光素子パッケージ３及び光変換装置１００が導光板５及び反射板７の側面に配置されたエッジ型（ｅｄｇｅ  ｔｙｐｅ）バックライトユニットである。但し、本実施形態は、必ずしもこれに制限されるものではなく、発光素子パッケージ３及び光変換装置１００を導光板５の後方に配置する直下型（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｙｐｅ）バックライトユニットにも適用可能である。
【０１３３】
本実施形態によるバックライトユニット５００は、上述した光変換装置１００を含んで光効率に優れる。また、光変換装置１００の優れた成形性により、既存の平板表示装置用バックライトユニットだけでなく、カーブドディスプレイ用又は携帯用装置用バックライトユニットに適用することが容易である。
【０１３４】
このように、本実施形態による光変換装置１００は、耐久性、酸素又は水分遮断能力、成形性及び光効率の全てに優れており、上述した従来のガラス毛細管タイプの光変換装置に比べて工程が簡単で大量生産性が優れている。また、このような光変換装置１００を含む光源モジュール３００及びバックライトユニット５００は優れた光効率と耐久性を示し、このような光変換装置１００は、成形された形状により多様な形状を有する光源モジュール３００及びバックライトユニット５００に適用される。
【０１３５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
３    発光素子パッケージ
５    導光板
７    反射板
１００〜１０８    光変換装置
１１０    フレーム
１１１    貫通部
１１２    壁
１２０    基板
１２１    凹部
１３０    光変換層
１３１    量子ドット
１４０    第１無機層
１５０    第１有機層
１６０    第２無機層
１７０    第２有機層
１８０    透明層
１９０    蓋層
３００    光源モジュール
５００    バックライトユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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