KR102408320B1 - 액체 매질에서 광을 생성하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

액체 매질을 사용하여 광을 생성하기 위한 방법이 제시된다. 상기 방법은: 액체 매질에서 나노 입자를 함유하는 단계; 액체 매질과 직접 접촉하는 한 쌍의 전극들을 배치하는 단계; 및 한 쌍의 전극들 내의 상기 전극들 사이에 여기 신호를 발생시킴으로써, 나노 입자들의 일부를 조명하는 단계를 포함한다.

Description

액체 매질에서 광을 생성하는 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 10월 21일자에 출원된 미국 특허 출원 제 15/331,027 호, 현재는 2017년 9월 5일자에 발행된 미국 특허 제 9,756,701 호에 대한 우선권을 주장한다. 본 출원은 또한 2016년 10월 21일자에 출원된 미국 특허 출원 제 15/331,027 호, 현재는 2017년 9월 5일자에 발행된 미국 특허 제 9,756,701 호의 일부 계속 출원인 2017년 8월 21일자에 출원된 미국 특허 출원 제 15/681,996 호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 출원들의 전체 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명개시는 극성 액체 매질에서 전계 발광 물질을 여기시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전계 발광(electroluminescence; EL)은 전기 자극에 반응하여 물질로부터 광을 방출하는 것이다. 전형적인 구조에서, 발광 장치는 2개의 전극 플레이트 사이에 전계 발광 물질을 개재함으로써 형성된다. 전계 발광 물질 및 상응하는 발광 장치는 극성 액체 매질이 아닌 건조 또는 비극성 액체 매질 조건에서 작동된다. 극성 액체 매질에서의 발광 물질의 사용은, 발광 입자가 외부 광원으로부터 높은 에너지의 광을 흡수하고 흡수된 에너지를 긴 파장 및 낮은 에너지의 광으로서 재방출하는 광 발광에만 제한된다. 이러한 애플리케이션에서의 주요 결점은 높은 세기의 여기 광원이 발광 물질에 의해 방출된 2차 광을 압도하는 실질적인 배경을 생성할 수 있다는 것이다. 여기 광이 광 검출기로 들어가는 것을 차단하기 위해 광학 필터가 사용될 수 있지만 배경을 완전히 제거하지는 못한다. 발광 물질로부터의 재방출된 광이 이미 매우 약하거나 여기 파장과 방출 파장 사이에 상당한 중첩이 있는 경우에 광학 필터의 사용은 특히 문제가 된다.
따라서, 극성 액체 매질에서 전계 발광 물질을 여기시키는 개선된 방법을 달성하는 것이 바람직하다. 이 섹션은 반드시 선행 기술일 필요는 없는 본 발명개시와 관련된 배경 정보를 제공한다.
이 섹션은 본 발명개시에 대한 일반적인 요약을 제공하며, 본 발명개시의 전체 범위 또는 모든 기능을 포괄하지 않는다.
액체 매질에서 광을 생성하는 광원이 제시된다. 상기 광원은, 지지 부재; 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질; 지지 부재에 근접하여 배치된 적어도 한 쌍의 전극들; 및 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합된 여기원(excitation source)을 포함한다. 전극들은 서로 동일 평면 상에 배치되고, 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면은 나노 입자와 직접 접촉하며, 여기서 나노 입자는 발광 물질로 구성되고 액체 매질에 의해 오버레이된다. 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 작동한다.
일 실시예에서, 액체 매질 내의 나노 입자는 예를 들어 액체 매질을 제거함으로써 전극의 표면 상에 침전된다.
일부 실시예들에서, 전극은 유전체 물질에 의해 코팅되거나 다른 식으로 액체 매질로부터 분리된다.
나노 입자는 많은 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 나노 입자는 예를 들어 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑될 수 있다. 일부 예에서, 나노 입자는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 고체상 매트릭스에 내장될 수 있다. 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
일부 실시예들에서, 액체 매질은 극성이고, 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 액체 매질은 또한 전해질 또는 다른 강화 요소를 포함할 수 있다.
다른 실시예들에서, 액체 매질은 비극성이며, 광유, 피마자유 및 아마인유로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 지지 부재는 플레이트이고, 액체 매질은 플레이트의 표면 상에 배치된다.
다른 실시예에서, 지지 부재는 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 한 쌍의 전극들은 용기의 내부 표면 상에 통합된다.
전극들은 또한 상이한 형태를 취할 수 있다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 전극들은 동일 평면 상에 있다. 동일하거나 상이한 실시예들에서, 전극들은 서로 맞물릴 수 있다. 전극들은 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다.
동작시, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시킨다. 일 실시예에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화한다. 일부 실시예들에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 그 시간 기간에서 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값이다.
추가의 적용 가능 영역이 본 명세서에 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 이 요약에서의 설명 및 특정 예는 단지 예시만을 위한 것이며, 본 발명개시의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에 설명된 도면은 선택된 실시예만을 예시하기 위한 것으로 모든 가능한 구현예는 아니며, 본 발명개시의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 발광 시스템의 예시적인 실시예를 도시하는 도면이다.
도 2a는 발광 시스템의 제 2 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2b는 발광 시스템의 제 3 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2c는 발광 시스템의 제 4 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3a는 모자이크식 배치를 갖는 전극 구성의 도면이다.
도 3b 내지 도 3d는 서로 맞물린 전극들에 대한 상이한 배치를 도시내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 발광 시스템에 사용될 수 있는 지지 부재에 대한 상이한 형태를 도시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 진폭 및 주파수 변조된 여기 파형의 도면이다.
도 5c는 여기 신호의 백분율 슬립 시간에 대한 광 세기의 상관성을 도시하는 그래프이다.
도 6은 액체 매질에 분산된 발광 입자의 양에 대한 광 세기의 상관성을 도시하는 그래프이다.
도 7은 액체 매질에 분산된 발광 입자의 양에 대한 광 세기의 상관성을 도시하는 다른 그래프이다.
도 8은 여기 신호의 크기에 대한 발광 세기의 상관성을 도시하는 그래프이다.
도 9는 액체 매질의 유형의 함수로서 광 세기를 도시하는 그래프이다.
도 10은 광원의 특정 실시예에서 나노 입자로부터의 광 세기를 도시하는 그래프이다.
도 11은 다양한 습도 조건하에서 입자의 강화된 전계 발광 방출을 도시하는 그래프이다.
대응하는 참조 번호는 여러 도면에서 대응하는 부분을 나타낸다.
이제부터 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예들을 보다 완전하게 설명할 것이다.
도 1은 발광 물질로부터 광을 발생시키기 위한 발광 시스템(10)의 예시적인 실시예를 도시한다. 광원(즉, 시스템)(10)은 용기(12), 한 쌍 이상의 전극들(14) 및 여기원(16)으로 구성된다. 용기(12)는 액체 매질(18)을 수용하도록 구성된다. 바람직하게, 용기(12)의 하나 이상의 벽들은 발광을 허용하도록 투명하다. 용기(12)에 대한 다양한 형상 및 구현예가 본 발명개시에 의해 구상된다. CCD 카메라 또는 다른 유형의 광 검출기(17)가 발생된 방출을 기록하거나 다른 방식으로 검증하기 위해 사용될 수 있다.
액체 매질이 용기(12) 내에 배치된다. 예시적인 실시예에서, 액체 매질은 극성 양자성 또는 극성 비양자성이다. 극성 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드(dimethyl sulfoxide; DMSO) 또는 디메틸 포름아미드(dimethylformamide; DMF)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 젤라틴 형태일 수 있다. 전계 발광 방출을 향상시키는데 있어서 물의 역할을 확인하여, 상이한 조건하에서 입자로부터의 광 출력이 도 11에 도시된다. 습식 입자는 건식 입자보다 훨씬 높은 세기의 방출을 생성한다. 다른 실시예들에서, 액체 매질은 비극성이며, 광유, 피마자유 및 아마인유를 포함하지만 이에 한정되지 않는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
제 1 예시적인 실시예에서, 고체 상태의 발광 물질이 액체 매질에 현탁된다. 일 실시예에서, 발광 물질은 또한 100 마이크로미터 미만의 치수를 갖는 나노 입자로서 정의된다. 다른 실시예들에서, 발광 물질은 100 마이크로미터 미만의 특성 치수를 갖는 코어 쉘 입자, 플레이크 또는 필름일 수 있다.
고체 발광 물질은 원소 또는 복합 반도체 물질로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 원소 반도체는 실리콘 및/또는 게르마늄 입자일 수 있다. 다른 예에서, 화합물 반도체는 ZnO, ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, CdTe와 같은 IIB-VI 족 원소 조성물로부터 선택될 수 있다. ZnS 쉘을 구비한 CdSe 코어를 갖는 입자와 같은 복합 구조체도 본 발명개시에 의해 고려된다. 또 다른 예에서, 화합물 고체 발광 물질이 GaAs와 같은 Ⅲ-Ⅴ 족 원소뿐만 아니라 PbS와 같은 Ⅳ-Ⅵ 족 원소로부터 선택될 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 물질은 상이한 색 또는 파장을 갖는 발광을 생성하도록 도핑될 수 있다. 일반적으로, 전이 금속 원소 및 희토류 원소가 도펀트로서 유용하다. 예를 들어, 망간(Mn)으로 도핑된 ZnS 입자는 주황색 광을 방출하지만, 구리(Cu)로 도핑된 ZnS 입자는 녹색 광을 생성한다. 다른 예에서, 발광 물질은 사마륨(Sm), 툴륨(Tm), 에르븀(Er), 네오디뮴(Nd), 유로퓸(Eu) 또는 다른 란타넘족 희토류 원소로 도핑될 수 있다. 이러한 예들로부터, 당업자는 다른 유형의 도펀트가 또한 적합할 수 있음을 인식할 것이다.
특정 애플리케이션에서, 매트릭스에 내장되거나 다른 입자에 결합된 발광 물질을 갖는 것이 유용하다. 개시된 방법의 다양성을 입증하기 위해, 고체 발광 물질은 매트릭스에 내장되고, 그런 다음 액체 매질에 분산된다. 예시적인 매트릭스는 실리카 겔, 분자체 13X, 제올라이트 및 가교된 덱스트란 겔(예컨대, 세파덱스(Sephadex)로 공지됨)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 애플리케이션에 따라, 적절한 캡핑제(capping agent)로 발광 입자를 코팅하거나 기능화하는 것이 유용할 수 있다. 일 실시예에서, 개시된 전계 발광 시스템은 3-메르캅토프로피온산(mercaptopropionic acid; MPA), 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide; CTAB) 또는 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드(cetyltrimethylammonium chloride; CTAC)로 코팅된 발광 입자로 입증되었다. 다른 캡핑, 코팅 또는 기능화제(functionalizing agent)가 또한 본 발명개시에 의해 고려된다.
고체 상태 반도체 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 칩이 또한 개시된 발광 시스템(10)에서 발광 물질로서 유용하다. 일 실시예에서, AlInGaP LED 칩이 도 4c에 도시된 바와 같이 610nm 파장의 적색 광을 방출하기 위해 사용되었다. 다른 실시예에서, InGaN LED 다이가 청색 광 및 녹색 광을 방출하기 위해 사용되었다.
또한, 전계 발광이 가능한 고체 유기물 및 유기 금속 배위 착물이 또한 개시된 발광 시스템(10)에서 유용할 수 있다. 다양한 소분자 및 중합체성 유기 발광 물질 및 유기 금속 배위 착물을 사용할 수 있다. 이러한 물질의 예시적인 실시예는 미량의 테트라센 및 펜타센으로 도핑된 안트라센 결정이다. 알루미늄의 유기 배위 착물인 Alq3로도 알려진 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄이 또한 개시된 발광 시스템으로 밝은 녹색-황색 방출을 생성하기 위해 사용되었다. 이러한 다양한 예들로부터, 당업자는 본 발명개시의 더 넓은 범위 내에 있는 상이한 유형의 발광 물질을 쉽게 인식할 것이다. 하나 이상의 유형의 발광 물질 또는 발광 물질의 혼합물이 액체 매질에 현탁될 수 있다는 것이 또한 구상된다.
매질에 분산된 발광 물질이 전기 자극에 의해 에너지가 공급될 때 발광 시스템(10)에 의해 광이 생성된다. 전원으로부터 액체 매질로 전하를 주입할 수 있게 하는 상이한 전극 구성이 개시되어 있다. 예시적인 실시예에서, 한 쌍의 전극들(14)은 도 1에 도시된 바와 같이 용기(12)의 바닥에 통합된다. 한 쌍의 전극들이 도시되어 있지만, 두 쌍 이상의 전극들이 액체 매질에 전하를 주입하기 위해 사용될 수 있다는 것이 구상된다.
일 실시예에서, 전극들은 도 3a에 도시된 바와 같이 용기(14)의 평평한 내부 (바닥) 표면 상에 모자이크식 배치로 있다. 즉, 복수의 구동 셀들(31)이 셀들 사이에 중첩 또는 간극 없이 서로 인접하여 배치된다. 각각의 구동 셀(31)은 주변 전극(33)에 의해 둘러싸인 코어 전극(32)을 포함하고, 절연체(34)가 그 사이에 선택적으로 개재된다. 전극은 바람직하게는 서로 동일 평면 상에 있지만, 다른 배치에서는 서로 오프셋될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전극들은 서로 맞물릴 수 있다. 발광 시스템(10)에 사용될 수 있는 서로 맞물린 전극들의 예가 도 3b 내지 도 3d에 도시되어 있다. 전극은 금, 은, 알루미늄뿐만 아니라 다른 금속, 금속 합금(예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 불소 도핑된 주석 산화물), 반도체 물질, 또는 유리상 탄소, 흑연 및 그래핀과 같은 다른 유형의 전도성 물질로 만들어질 수 있다.
도 2a는 발광 물질로부터 광을 발생시키기 위한 발광 시스템(10')의 제 2 예시적인 실시예를 도시한다. 발광 시스템(10')은 지지 부재(12)(즉, 용기), 적어도 한 쌍의 전극들(14) 및 여기원(도시되지 않음)을 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, 전극들(14)은 유전체 물질(22)에 의해 코팅되거나 다른 식으로 액체 매질(18)로부터 분리된다. 예시적인 유전체 물질은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 파이렉스, 폴리 스티렌(PS), 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 폴리 디메틸 실록산(PDMS)을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 다른 유형의 유전체 및 절연 물질이 또한 본 발명개시에 의해 고려된다. 상기 논의된 차이점을 제외하면, 발광 시스템(10')은 상기 설명된 발광 시스템(10) 및 그 변형과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 2b는 발광 물질로부터 광을 발생시키기 위한 발광 시스템(10")의 제 3 예시적인 실시예를 도시한다. 또 다시, 발광 시스템(10")은 지지 부재(12)(즉, 용기), 적어도 한 쌍의 전극들(14) 및 여기원(도시되지 않음)을 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 나노 입자는 액체 매질(18)에 더 이상 현탁되지 않는다. 오히려, 나노 입자는 전극(14)의 표면 상에 침전된다. 일 예시에서, 나노 입자는 전극의 표면 상에 침전된다. 그렇게 하기 위해, 나노 입자는 액체 내에 존재할 수 있고, 그런 다음 액체는 (예를 들어, 액체를 증발시킴으로써) 제거되어 전극의 표면 상에 나노 입자를 침전시킬 수 있다. 일부 경우에, 나노 입자는 또한 지지 부재 상에 침전되고 전극들 사이에 배치된다. 액체 매질이 전극들 상에 배치된 나노 입자를 오버레이하도록 동일한 또는 상이한 액체 매질이 지지 부재(12) 내로 재도입될 수 있다. 이 접근법은 또한 도 2c의 발광 시스템(10"')에서 볼 수 있는 바와 같이 유전체 물질(22)로 코팅된 전극(14)에 적용된다. 전극의 표면에 나노 입자를 코팅, 결합 또는 다른 식으로 고정하기 위한 다른 기술이 또한 본 발명개시에 의해 고려된다. 상기 논의된 차이점을 제외하면, 발광 시스템들(10" 및 10"')은 상기 설명된 발광 시스템(10) 및 그 변형과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 발광 시스템(10)의 용기는 상이한 형태를 취할 수도 있다. 도 4a에서, 용기(12)는 투명하고 원통형 형상을 갖는다. 한 쌍의 전극들(14)은 또한 전도성 내부 표면을 갖는 투명 관형 전극(41) 및 관형 전극(41) 내부에 배치된 원통형 금속 전극(42)으로 정의된다. 원통형 금속 전극(42)은 바람직하게는 관형 전극(41)과 동심원으로 배치된다. 하나의 전극은 양극으로 작용하고 다른 전극은 음극으로 작용한다. 용기(12)는 나노 입자가 현탁된 액체 매질을 수용한다. 상기 논의된 차이점을 제외하면, 원통형 용기를 갖는 발광 시스템(10)은 본 명세서에서 설명된 방식으로 작동한다.
도 4b에서, 용기(12)는 타원형 실린더 형상을 갖는다. 이 예에서, 전극(14)은 서로 평행하게 배치된 2개의 플레이트들(44)로 구성되고, 절연 스페이서(43)가 그 사이에 배치된다. 작동 중에, 2개의 플레이트들 중 하나는 음극으로서 작용할 수 있고, 전류는 절연 스페이서(43)에 의해 형성된 간극을 가로 질러 대향하는 양극으로 흐른다. 이 예에서, 나노 입자는 모세관 작용에 의해 전극들 사이의 간극으로 끌어 당겨질 수 있고, 플레이트들 사이에서 흐르는 전류에 의해 조명될 수 있다. 상기 논의된 차이점을 제외하면, 타원형 실린더형 용기를 갖는 발광 시스템(10)은 본 명세서에서 설명된 방식으로 작동한다.
일부 실시예에서, 용기는 임의의 유형의 지지 부재로 대체될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(45)가 도 4c에 도시된 바와 같이 지지 부재로서 사용될 수 있다. 이 예에서, 플레이트(45)는 비전도성 표면을 가지며, 액체 액적(46)이 비전도성 표면 상에 배치된다. 액체 액적은 표면 장력에 의해 지지 부재 상에 유지될 수 있고, 발광 입자는 액체 액적 내에 현탁된다. 입자를 여기시키기 위해, 한 쌍의 바늘형 전극들(47)이 액체 액적(46)에 삽입된다. 다른 실시예들에서, 전극들은 지지 플레이트의 표면에 통합될 수 있다. 플레이트는 단지 예시적인 것이며, 액체 매질을 지지할 수 있는 다른 유형의 부재가 또한 본 발명개시의 넓은 양태에 포함된다. 상기 논의된 차이점을 제외하면, 플레이트 지지 부재를 갖는 발광 시스템(10)은 본 명세서에서 설명된 방식으로 작동한다.
광은 발광 물질 내의 또는 발광 물질 상의 반대 극성의 전하의 재결합으로부터 생성된다. 액체 매질에 분산된 발광 물질은 액체가 전극을 적시고 전극이 전원에 의해 에너지가 공급될 때 광을 생성한다. 여기 신호가 전극들 사이에서 발생되며 상이한 형태를 취할 수 있다. 일 실시예에서, 여기 전기 자극은 전극들 사이에 인가되는 일정 전압(직류 또는 DC)의 형태이다. 단일 또는 다수의 섬광이 여기된 발광 입자로부터 생성된다. 연속 발광을 생성하기 위해, 인가된 전압의 극성은 주기적으로 양에서 음으로 그리고 그 반대로 변화한다. 가변 전압은 사인파, 구형파, 삼각파 및 톱니파를 포함하지만 이에 한정되지 않는 상이한 파형을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들 파형의 조합이 사용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 전압 펄스는 비활성 슬립 시간 기간에 의해 분리될 수 있다. 전압 펄스는 양의 피크 값과 음의 피크 값 사이에서 진동하는 크기를 갖는다. 슬립 기간 동안, 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 낮은 기준 값으로 설정된다. 예를 들어, 기준 값은 0 또는 ± 1 볼트와 같은 다른 공칭 값일 수 있다. 이 기능은 전기 분해로 인한 가스 발생을 최소화하고 전극 수명을 연장시키는 데 유용하다. 또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 백분율 슬립 시간은 발광 세기를 수정하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 여기 파형은 제 2 파형에 따라 변조될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이 전극들 사이에 인가되는 전압 펄스의 피크 값이 시간에 따라 변하도록 여기 파형은 변조될 수 있다. 다른 예에서, 도 5b에 도시된 바와 같이 펄스의 주파수가 시간에 따라 변하도록 여기 파형은 변조될 수 있다. 이것은 주기적인 전기 자극의 진폭 및 주파수의 넓은 범위에 걸쳐 발광 입자의 여기를 가능하게 한다.
액체 매질에서 전계 발광 물질을 여기시켜서 광을 방출하는 개시된 기술을 입증하기 위해 상이한 예시들을 아래에 설명한다. 이들 예시들은 제한하기 위한 것이 아니다. 상이한 유형의 발광 물질, 액체 매질, 전극 배치 및 여기 방법이 본 발명개시의 범위 내에 있음을 쉽게 이해할 수 있다.
제 1 예에서, 황화 아연(ZnS) 나노 입자가 극성 액체 매질에 분산된다. 실리카 겔 매트릭스의 기공 상에 ZnS 나노 입자를 합성하기 위해 습식 화학 방법이 사용된다. 실리카 겔의 기공은 결정의 핵 형성을 촉진하고 그 성장을 제한하여 나노 입자를 형성한다. 나노 입자는 다공성 실리카 겔 매트릭스로부터 물로 방출되어 균질한 현탁액을 형성한다. 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscopy; TEM)을 사용하여 투명 현탁액 중의 나노 입자의 존재를 검증하였다. 물/ZnS 나노 현탁액의 액적을 25 마이크로미터(㎛)의 전극 간 간격을 갖는 맞물린 전극(interdigitated electrode; IDE) 어레이의 표면 상에 놓는다. 전기 에너지가 57Hz의 주파수와 24볼트의 피크 투 피크 진폭을 갖는 구형파 전압 신호 형태로 IDE 어레이에 인가된다. 감지 CCD 카메라가 IDE 전극의 표면 상의 나노 입자에서 방출되는 청색 방출을 기록하기 위해 사용된다. 도 6은 물에 분산된 발광 ZnS 입자의 양에 대한 광 세기의 상관성을 도시한다. ZnO, ZnSe 및 CdS-ZnS 코어 쉘 나노 입자와 같은 금속 칼코겐 나노 입자의 전계 발광이 유사한 합성, 샘플 준비 및 테스트 절차를 사용하여 확인되었다.
제 2 예에서, 전계 발광은 Mn으로 도핑되고 극성 액체 매질에 분산된 ZnS 나노 입자로부터 달성되었다. 분자체 13X 다공성 고체상 매트릭스 존재하에서, 망간으로 도핑된 ZnS 나노 입자(예컨대, Mn/Zn 중 Mn 1% 몰비)를 합성하기 위해 습식 화학 공침법(wet chemistry co-precipitation method)을 사용하였다. 나노 입자는 나노 입자의 균질한 투명 현탁액을 형성하기 위해 고체상 매트릭스로부터 물에 방출되었다. 결과 현탁액에서 나노 입자의 존재를 확인하기 위해 TEM 및 X선 회절(X-Ray Diffraction; XRD) 분석을 사용하였다. 물속의 ZnS:Mn 나노 입자 현탁액의 액적을 40㎛ 전극 간격을 갖는 IDE 표면 상에 놓았다. 57㎐의 주파수와 30V의 피크 투 피크 진폭을 갖는 구형파의 시변 전압이 전극 어레이에 인가되었다. CCD 카메라가 전계 발광을 이미징하기 위해 사용되었다. 물에 분산된 ZnS:Mn 나노 입자는 황색-주황색 전계 발광을 생성했다. 상이한 파형, 주파수 및 진폭을 갖는 대안적인 여기 파형을 사용하여 발광 물질을 자극하였고, 루미노미터를 사용하여 광 출력을 검출하고 기록했다. 도 7은 물에 분산된 발광 ZnS:Mn 입자의 양에 대한 광 세기의 상관성을 도시한다. 특히, 사인파, 구형파, 톱니파 및 양극 및 음극 펄스 파형 시퀀스를 갖는 시변 전압 소스가 입증되었다. 도 8은 다양한 피크 투 피크 전압에 대해 57Hz와 95% 슬립 시간을 반복하는 양의 전압 및 음의 전압 펄스 시퀀스로 구성된 파형으로 여기된 물속의 Mn 도핑된 ZnS 나노 입자 샘플로부터 루미노미터로 측정된 시간에 따른 발광 세기를 도시한다. 구리(Cu)로 도핑된 ZnS 나노 입자를 제조하기 위해 유사한 합성 및 샘플 준비 절차가 사용되었다. 물에 분산된 Cu 도핑된 ZnS 나노 입자는 녹색 EL을 생성했다. 소량의 도펀트 원소를 나노 결정에 포함시키는 것은 나노 입자로부터의 전계 발광 방출의 색 또는 파장의 조절을 가능하게 한다. 전이 금속 원소의 Cu 및 Mn 외에도 알루미늄(Al) 및 희토류 원소에 속하는 Sm, Tm, Er, Nd 및 Eu와 같은 도펀트가 합성 및 ZnS 나노 입자로부터의 EL 테스트에서 입증되었다.
제 3 예에서, Mn으로 도핑된 ZnS 나노 입자는 수열합성법(hydrothermal method)을 통해 합성된다. 나노 입자는 광유에 분산된다. 현탁액의 액적을 25㎛ 전극 간격을 갖는 IDE의 표면 상에 놓았다. IDE 어레이에 적용되는 전기 에너지는 1500V의 피크 투 피크 진폭과 1000Hz의 주파수를 갖는 구형파의 형태이다. 나노 입자의 전계 발광 방출은 CCD 카메라로 이미징되었다.
제 4 예에서, Mn으로 도핑된 ZnS 나노 입자는 다시 수열합성법을 통해 합성된다. 나노 입자는 물에 현탁되고, 이 현탁액의 액적을 25㎛ 전극 간격을 갖는 IDE의 표면 상에 놓았다. 물을 증발시켜 나노 입자가 전극 표면에서 건조될 때까지 현탁액이 있는 전극을 데시케이터에 넣었다. 그런 다음, 광유 액적을 전극의 표면 상에 놓아서 전극 표면 상의 건조된 나노 입자를 커버하였다. 나노 입자는 1500V의 피크 투 피크 진폭과 1000Hz의 주파수를 갖는 구형파의 형태로 전기 자극을 인가함으로써 여기되었다. CCD 카메라를 사용하여 나노 입자의 전계 발광 방출을 캡처했다. 도 10은 상이한 인가 전압 크기에서 광유에 현탁된 ZnS:Mn 나노 입자로부터의 전계 발광 방출 세기의 상관성을 도시한다.
제 5 예에서, 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 25㎛ 전극 간격을 갖는 IDE의 표면 상에 배치하고 건조시켜 전극 상에 얇은 유전체 층을 형성하였다. 물에 현탁된 나노 입자의 액적은 유전체 코팅된 전극 상에 놓였다. 나노 입자가 건조될 때까지 전극을 데시케이터에 넣었다. 그런 다음, 광유 액적을 전극의 표면 상에 놓아서 전극 표면의 건조된 나노 입자를 커버하였다. 2000V의 피크 투 피크 진폭 및 1000Hz의 주파수를 갖는 전기 에너지가 전극에 인가되었고, ZnS:Mn 나노 입자의 밝은 황색 주황색 전계 발광 방출이 CCD 카메라를 사용하여 이미징되었다.
제 6 예에서, Mn 나노 입자로 도핑된 ZnS는 상업적으로 알려진 Sephadex(세파덱스)인 가교된 덱스트란 매트릭스에 내장되었다. Sephadex는 방사성 또는 형광성 라벨과 같은 대형 생체 분자를 준비하는 동안 분자 분별, DNA 정제 및 작은 분자의 제거를 위한 분리 열에 사용된다. 전계 발광은 수성 매질에서 Sephadex에 내장되어 있는 발광 나노 입자로부터 관찰되었다. 입자는 Sephadex를 1시간 동안 물속에서 부풀리고, 그 다음에 ZnS:Mn 나노 입자를 인시츄(in-situ) 합성함으로써 매트릭스 내에 내장된다. 매트릭스 내의 나노 입자의 존재는 주황색 광 발광(photoluminescence; PL)으로 분명하게 나타나는데, 이는 Mn 도핑된 ZnS 결정의 특징적 광 발광이다. 나노 입자/Sephadex 복합물의 습윤 샘플이 IDE 전극 어레이에 침전되고, 40V의 피크 투 피크 진폭을 갖는 정현파 전압 파형을 발생시키는 60Hz 전기 공급원으로 에너지가 공급된다. 샘플로부터의 황색 주황색 전계 발광 방출은 CCD 컬러 카메라를 사용하여 기록된다. 유사하게, 상자성 코어를 특징으로 하는 복합 입자 및 Mn 도핑된 ZnS로 이루어진 쉘이 합성되어 물에 분산된다. 균질한 현탁액의 액적이 10㎛의 전극 간 간격을 갖는 IDE 어레이 상에 놓인다. 이 설정은 36V의 피크 투 피크 진폭 및 57Hz의 구형파 전압 소스를 사용하여 에너지가 공급되어 황색 주황색 전계 발광을 발생시킨다. 자석이 전극 표면 아래에 배치되면, 자성 발광 복합 입자가 액체 몸체로부터 전극 표면으로 더 많이 당겨짐에 따라 EL 세기가 급격히 증가한다.
제 7 예에서, 발광은 고체 상태의 발광 다이오드 칩을 극성 액체 매질 내에 배치함으로써 달성된다. AlInGaP 반도체 다이오드 칩으로 구성된 입자가 물에 분산되었다. 입자 함유 현탁액이 한 쌍의 바늘형 전극(도 4c 참조) 사이에 형성된 2mm 간극에 침전되었다. 30kHz의 정현파 전압 파형을 제공하는 전원 공급 장치가 전극에 적용되었다. 반도체 다이는 전극을 다이에 단단히 고정할 필요 없이 물속에서 610nm의 적색 전계 발광을 방출했다.
제 8 예에서, 전계 발광은 액체 매질에서 유기물 및 금속 유기 화합물로부터 달성되었다. 예를 들어 0.3% w/w 테트라센이 도핑된 안트라센 분말과 0.3% w/w 펜타센이 도핑된 안트라센 분말은 벤젠 또는 톨루엔과 같은 가열된 용매에 호스트 결정과 도펀트 결정을 용해시키고, 그런 다음 용액을 천천히 냉각시킴으로써 합성되었다. 도핑된 유기 결정을 55℃에서 부분 진공하에서 회전 증발기를 사용하여 용매로부터 추출하였다. 건조 결정질 플레이크를 물에 첨가하고 블렌딩하여 균질한 슬러리를 형성하였다. 10㎛의 전극 간 간격을 특징으로 하는 IDE 어레이의 표면 상에 결과 현탁액의 액적을 놓았다. 전극은 45V의 진폭을 갖는 양극 및 음극 펄스를 생성하는 전압 소스로 에너지가 공급되었다. 각 사이클의 펄스는 사이클 지속 시간의 90%와 동일한 슬립 기간(0V 진폭)으로 이격된다. 여기 사이클은 57Hz의 속도로 반복되었다. 녹색 전계 발광은 물에 분산된 도핑된 안트라센 입자에 의해 방출되었다. 제 2 실시예에서, 알루미늄의 금속 유기 배위 착물인 트리스 8-하이드록시퀴놀리나토 알루미늄(Alq3)의 전계 발광이 물에서 입증되었다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 두 개의 평면 (플레이트) 전극은 얇은 스페이서로 서로 분리되었다. 전극 플레이트 중 하나는 얇은 금속 막이 증착되는 유리 기판으로 구성된다. 증착된 금속 막은 전극 간 간극에서 발생된 광이 투명 유리를 통해 캐비티를 빠져나가도록 개구부를 특징으로 한다. 제 2 전극은 단순한 금속 플레이트이다. 제 1 전극은 Alq3의 얇은 층으로 코팅되어 음극 단자에 부착되고, 대향 전극은 N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-디페닐 벤지딘(TPD)으로 코팅되고 DC 전원의 양극 단자에 연결된다. 전극 사이의 간극은 물로 채워지고 전극은 녹색 전계 발광을 생성하기 위해 에너지가 공급된다.
제 9 예에서, 전계 발광은 보호성 산화물 코팅을 갖는 발광 미세 입자로부터 달성되었다. 구체적으로, 알루미늄 산화물 쉘로 코팅된 Mn 도핑된 ZnS 형광체 입자를 물에 현탁시켜 균질한 슬러리를 형성하였다. 입자의 평균 직경은 25㎛이다. 슬러리의 액적은 2개의 플레이트 전극 사이의 간극에 배치되었다. 전극은 57Hz의 주파수가 및 48V의 피크 투 피크 진폭을 갖는 구형파 전압 소스로 에너지가 공급된다. 주황색 황색 방출은 CCD 카메라를 사용하여 검출된다.
제 10 예에서, 다양한 극성 액체 매질에 분산된 Mn으로 도핑된 ZnS의 나노 입자로 전계 발광이 달성되었다. 예를 들어, 분자체 13X의 공극에서 합성된 Mn으로 도핑된 ZnS의 나노 입자는 균질한 슬러리를 형성하기 위해 물, 디메틸 술폭시드(DMSO) 및 디메틸 포름아미드(DMF)와 같은 유체에 방출되었다. 균질한 슬러리를 맞물린 전극 어레이에 배치하고, 95% 슬립 시간을 갖는 62V 피크 투 피크, 57Hz, 펄스 파형으로 에너지가 공급되었다. 도 9는 극성 양자성 용매 및 극성 비양자성 용매 모두에서 나노 입자로부터 전계 발광을 생성하는 능력을 예시하는, 3개의 샘플 각각에 대한 시간의 함수로서 광 세기를 나타내는 그래프이다. 실험의 또 다른 변형이 수행되었고, 이 경우 나노 입자 슬러리가 맞물린 전극에서 건조되고, 그런 다음 액체 중 DMF 및 DMSO 증기에 노출된 습한 챔버에 밀폐되었다. 입자는 증기의 존재시 전계 발광을 나타냈지만, 증기의 부재시에는 전계 발광을 나타내지 않았다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 광원이 제공되며, 상기 광원은 지지 부재; 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질 - 액체 매질은 극성이며 그 내부에 나노 입자가 현탁되고, 나노 입자는 발광 물질로 구성됨 - ; 지지 부재에 근접하여 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질과 직접 접촉함 - ; 및 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원을 포함한다.
일부 실시예들에서, 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 도핑된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장된다. 일부 실시예들에서, 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 극성 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 전해질을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 동일 평면 상에 있다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물린다. 일부 실시예들에서, 지지 부재는 플레이트이고, 액체 매질은 플레이트의 표면 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 지지 부재는 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 한 쌍의 전극들은 액체 매질 내에 배치되거나 또는 용기의 내부 표면 상에 통합된다. 일부 실시예들에서, 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시킨다. 일부 실시예들에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화한다. 일부 실시예들에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 그 시간 기간에서 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값이다. 일부 실시예에서, 전극들 사이에 인가된 전압 펄스의 피크 값은 시간에 따라 변한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 광원이 제공되고, 상기 광원은 플레이트; 플레이트의 표면 상에 배치된 액체 매질 - 액체 매질은 극성이며, 그 내부에 나노 입자가 현탁되고 나노 입자는 발광 물질로 구성됨 - ; 플레이트의 표면 상에 통합된 적어도 한 쌍의 전극들 - 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 액체 매질과 직접 접촉하고 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 동일 평면 상에 있음 - ; 및 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원 - 전압의 극성이 양에서 음으로 또는 그 반대로 주기적으로 변함 - 을 포함한다.
일부 실시예들에서, 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 그 시간 기간에서 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값이다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 광을 생성하는 방법은 극성 액체 매질에 나노 입자를 현탁시키는 단계를 포함하며, 여기서 나노 입자는 발광 물질로 구성되고 100 마이크로미터 미만의 크기이고; 액체 매질과 직접 접촉하는 한 쌍의 전극들을 배치하는 단계; 및 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 발생시킴으로써, 나노 입자의 일부를 조명하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 극성 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 여기 신호를 발생시키는 단계는 한 쌍의 전극들의 전극들 사이에 전류를 발생시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 여기 신호를 발생시키는 단계는 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하며, 여기서 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화한다. 일부 실시예들에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 그 시간 기간에서 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값이다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 시간에 따라 전압 펄스의 피크 값을 조정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 광원이 제공되며, 상기 광원은 지지 부재; 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질; 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들이 서로 동일 평면 상에 배치되고 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 나노 입자와 직접 접촉하며, 나노 입자는 발광 물질로 구성되며 액체 매질의 존재하에 있음 - ; 및 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원을 포함한다.
일부 실시예들에서, 나노 입자는 액체 내에 존재하고, 액체를 제거함으로써 한 쌍의 전극들 내의 전극들의 표면 상에 침전된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 도핑된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장된다. 일부 실시예들에서, 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 극성이다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 전해질을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물린다. 일부 실시예들에서, 지지 부재는 플레이트이고, 액체 매질은 플레이트의 표면 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 지지 부재는 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 한 쌍의 전극들은 용기의 내부 표면 상에 통합된다. 일부 실시예들에서, 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시킨다. 일부 실시예들에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화한다. 일부 실시예들에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 그 시간 기간에서 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값이다. 일부 실시예에서, 전극들 사이에 인가된 전압 펄스의 피크 값은 시간에 따라 변한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 광원이 제공되며, 상기 광원은 지지 부재; 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질 - 액체 매질은 나노 입자를 함유하고 나노 입자는 발광 물질로 구성됨 - ; 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 유전체 물질로 코팅되고 서로 동일 평면 상에 배치되어 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 코팅된 표면이 액체 매질과 접촉함 - ; 및 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원을 포함한다.
일부 실시예들에서, 나노 입자는 액체 매질에 현탁된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 액체 내에 존재하고, 액체를 제거함으로써 한 쌍의 전극들 내의 전극들의 코팅된 표면 상에 침전된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 도핑된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑된다. 일부 실시예들에서, 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장된다. 일부 실시예들에서, 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 극성이다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 액체 매질은 전해질을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물린다. 일부 실시예들에서, 지지 부재는 플레이트이고, 액체 매질은 플레이트의 표면 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 지지 부재는 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 한 쌍의 전극들은 용기의 내부 표면 상에 통합된다. 일부 실시예들에서, 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시킨다. 일부 실시예들에서, 여기원은 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화한다. 일부 실시예들에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 그 시간 기간에서 전압의 크기는 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값이다. 일부 실시예에서, 전극들 사이에 인가된 전압 펄스의 피크 값은 시간에 따라 변한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 광원이 제공되며, 상기 광원은 지지 부재; 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질; 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 동일 평면 상에 배치되고, 나노 입자가 지지 부재 상에 침전되고 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 존재하며, 나노 입자는 발광 물질로 구성되며 액체 매질의 존재하에 있음 - ; 및 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 것이며 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된, 단수형 표현들은 문맥에서 명백히 이와 달리 표시되지 않는 한, 복수형 표현도 포함하는 것으로 의도될 수 있다. "포함한다", "포함하는", "구성하는" 및 "구비하는"이라는 용어는 포괄적이므로, 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재를 지정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에 설명된 방법 단계, 프로세스 및 동작은 실행 순서로서 구체적으로 식별되지 않는 한, 논의되거나 예시된 특정 순서로 실행을 반드시 요구하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 부가적인 또는 대안적인 단계들이 사용될 수 있음이 또한 이해되어야 한다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에" 있거나, "접촉", "연결", "결합"되는 것으로 언급될 때, 요소 또는 층은 다른 요소 또는 층 상에 직접적으로 있거나, 접촉, 연결, 결합되거나, 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 대조적으로, 요소가 다른 요소 또는 층 "상에 직접적으로" 있거나, "직접적으로 접촉", "직접적으로 연결" 또는 "직접적으로 결합된" 것으로 언급될 때, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않을 수 있다. 요소들 간의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들이 동일한 방식(예를 들어, "사이" 대 "직접적으로 사이", "인접" 대 "직접적으로 인접" 등)으로 해석되어야 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 관련된 열거 항목들 중 하나 이상의 임의의 모든 가능한 조합을 포함한다.
제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션을 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이러한 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션은 이러한 용어에 의해 제한되어서는 안 된다. 이러한 용어는 하나의 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 본 명세서에서 "제 1", "제 2" 및 다른 수치 용어와 같은 용어는 문맥에 의해 명확히 표시되지 않는 한 시퀀스 또는 순서를 의미하지 않는다. 따라서, 이하에 논의되는 제 1 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 예시적인 실시예들의 교시를 벗어나지 않고 제 2 요소, 성분, 영역, 층, 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
"내부", "외부", "아래", "밑", "하위", "위", "상위" 등과 같은 공간적 관계 용어들이 도면에 나타난 바와 같이 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하는 데 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적 관계 용어들은 도면에 도시된 방향은 물론 사용 중이거나 동작 중인 디바이스의 상이한 방향을 포함하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 도면의 디바이스들이 뒤집히면, 다른 요소 또는 피처 "아래" 또는 "밑"에 있는 것으로 기술된 요소는 다른 요소 또는 피처 "위"로 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위와 아래의 방향 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 다른 식으로 지향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 방향으로 있음), 그에 맞춰 본 명세서에서 사용되는 공간적 관계 기술어가 이해된다.
실시예들의 앞서 말한 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 이것은 모든 것을 망라하는 것이 아니며 본 발명개시를 한정하기 위한 것도 아니다. 특정 실시예의 개개의 요소 또는 피처는 일반적으로 해당 특정 실시예로 한정되지 않으며, 적용 가능한 경우, 상호 교환 가능하며, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도, 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 동일한 것은 또한 여러 면에서 다양할 수 있다. 이러한 변형은 본 발명개시로부터의 이탈로 간주되어서는 안 되며, 모든 이러한 변형은 본 발명개시의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
1. 광원에 있어서,
지지 부재;
상기 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질 - 상기 액체 매질은 극성이며 그 내부에 나노 입자가 현탁되고, 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성됨 - ;
상기 지지 부재에 근접하여 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 상기 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 상기 지지 부재에 의해 지지되는 상기 액체 매질과 직접 접촉함 - ; 및
상기 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원(excitation source)
을 포함하는 광원.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함하는 것인, 광원.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성되는 것인, 광원.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 나노 입자는 도핑되는 것인, 광원.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 것인, 광원.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장되는 것인, 광원.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 극성 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 매질은 전해질을 더 포함하는 것인, 광원.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 동일 평면 상에 있는 것인, 광원.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물리는 것인, 광원.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 부재는 플레이트이고, 상기 액체 매질은 상기 플레이트의 표면 상에 배치되는 것인, 광원.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 액체 매질 내에 배치되거나 또는 상기 용기의 내부 표면 상에 통합되는 것인, 광원.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것인, 광원.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 여기원은 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시키는 것인, 광원.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 여기원은 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 상기 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화하는 것인, 광원.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 상기 시간 기간에서 상기 전압의 크기는 상기 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값인 것인, 광원.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가된 전압 펄스의 피크 값은 시간에 따라 변하는 것인, 광원.
19. 광원에 있어서,
플레이트;
상기 플레이트의 표면 상에 배치된 액체 매질 - 상기 액체 매질은 극성이며, 그 내부에 나노 입자가 현탁되고, 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성됨 - ;
상기 플레이트의 표면 상에 통합된 적어도 한 쌍의 전극들 - 상기 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 상기 액체 매질과 직접 접촉하고, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 동일 평면 상에 있음 - ; 및
상기 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압 신호를 인가하여 상기 전압의 극성이 양에서 음으로 또는 그 반대로 주기적으로 변하도록 동작 가능한 여기원
을 포함하는 광원.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것인, 광원.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 상기 시간 기간에서 상기 전압의 크기는 상기 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값인 것인, 광원.
22. 광을 생성하는 방법에 있어서,
극성 액체 매질에 나노 입자를 현탁시키는 단계 - 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성되고 100 마이크로미터 미만의 크기임 - ;
상기 액체 매질과 직접 접촉하는 한 쌍의 전극들을 배치하는 단계; 및
상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 발생시킴으로써, 상기 나노 입자의 일부를 조명하는 단계
를 포함하는 광을 생성하는 방법.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 극성 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광을 생성하는 방법.
24. 제 22 항에 있어서, 상기 여기 신호를 발생시키는 단계는 상기 한 쌍의 전극들의 전극들 사이에 전류를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것인, 광을 생성하는 방법.
25. 제 22 항에 있어서, 상기 여기 신호를 발생시키는 단계는 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화하는 것인, 광을 생성하는 방법.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 상기 시간 기간에서 상기 전압의 크기는 상기 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값인 것인, 광을 생성하는 방법.
27. 제 25 항에 있어서,
시간에 따라 상기 전압 펄스의 피크 값을 조정하는 단계
를 더 포함하는 광을 생성하는 방법.
28. 광원에 있어서,
지지 부재;
상기 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질;
상기 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 상기 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들이 서로 동일 평면 상에 배치되고, 상기 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 나노 입자와 직접 접촉하며, 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성되며 상기 액체 매질의 존재하에 있음 - ; 및
상기 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원
을 포함하는 광원.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 나노 입자는 액체 내에 존재하고, 상기 액체를 제거함으로써 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들의 표면 상에 침전되는 것인, 광원.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함하는 것인, 광원.
31. 제 28 항에 있어서, 상기 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성되는 것인, 광원.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 나노 입자는 도핑되는 것인, 광원.
33. 제 32 항에 있어서, 상기 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 것인, 광원.
34. 제 28 항에 있어서, 상기 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장되는 것인, 광원.
35. 제 28 항에 있어서, 상기 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
36. 제 28 항에 있어서, 상기 액체 매질은 극성인 것인, 광원.
37. 제 36 항에 있어서, 상기 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
38. 제 28 항에 있어서, 상기 액체 매질은 전해질을 더 포함하는 것인, 광원.
39. 제 28 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물리는 것인, 광원.
40. 제 28 항에 있어서, 상기 지지 부재는 플레이트이고, 상기 액체 매질은 상기 플레이트의 표면 상에 배치되는 것인, 광원.
41. 제 28 항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 용기의 내부 표면 상에 통합되는 것인, 광원.
42. 제 28 항에 있어서, 상기 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것인, 광원.
43. 제 28 항에 있어서, 상기 여기원은 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시키는 것인, 광원.
44. 제 28 항에 있어서, 상기 여기원은 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 상기 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화하는 것인, 광원.
45. 제 44 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 상기 시간 기간에서 상기 전압의 크기는 상기 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값인 것인, 광원.
46. 제 44 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가된 전압 펄스의 피크 값은 시간에 따라 변하는 것인, 광원.
47. 광원에 있어서,
지지 부재;
상기 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질 - 상기 액체 매질은 나노 입자를 함유하고, 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성됨 - ;
상기 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 상기 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 유전체 물질로 코팅되고 서로 동일 평면 상에 배치되어 상기 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 코팅된 표면이 상기 액체 매질과 접촉함 - ; 및
상기 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원
을 포함하는 광원.
48. 제 47 항에 있어서, 상기 나노 입자는 상기 액체 매질에 현탁되는 것인, 광원.
49. 제 47 항에 있어서, 상기 나노 입자는 액체 내에 존재하고, 상기 액체를 제거함으로써 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들의 상기 코팅된 표면 상에 침전되는 것인, 광원.
50. 제 47 항에 있어서, 상기 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성되는 것인, 광원.
51. 제 50 항에 있어서, 상기 나노 입자는 도핑되는 것인, 광원.
52. 제 51 항에 있어서, 상기 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 것인, 광원.
53. 제 47 항에 있어서, 상기 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장되는 것인, 광원.
54. 제 53 항에 있어서, 상기 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
55. 제 47 항에 있어서, 상기 액체 매질은 극성인 것인, 광원.
56. 제 55 항에 있어서, 상기 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
57. 제 47 항에 있어서, 상기 액체 매질은 전해질을 더 포함하는 것인, 광원.
58. 제 47 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물리는 것인, 광원.
59. 제 47 항에 있어서, 상기 지지 부재는 플레이트이고, 상기 액체 매질은 상기 플레이트의 표면 상에 배치되는 것인, 광원.
60. 제 47 항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 용기의 내부 표면 상에 통합되는 것인, 광원.
61. 제 47 항에 있어서, 상기 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것인, 광원.
62. 제 47 항에 있어서, 상기 여기원은 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시키는 것인, 광원.
63. 제 47 항에 있어서, 상기 여기원은 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는데, 여기서 상기 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화하는 것인, 광원.
64. 제 63 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 상기 시간 기간에서 상기 전압의 크기는 상기 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값인 것인, 광원.
65. 제 63 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가된 전압 펄스의 피크 값은 시간에 따라 변하는 것인, 광원.
66. 광원에 있어서,
지지 부재;
상기 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질;
상기 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 상기 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 동일 평면 상에 배치되고, 나노 입자가 상기 지지 부재 상에 침전되고 상기 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 존재하며, 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성되며 상기 액체 매질의 존재하에 있음 - ; 및
상기 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원
을 포함하는 광원.
67. 광을 생성하는 방법에 있어서,
극성 액체 매질에 나노 입자를 현탁시키는 단계 - 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성되고 100 마이크로미터 미만의 크기임 - ;
상기 액체 매질과 직접 접촉하는 한 쌍의 전극들을 배치하는 단계; 및
상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 발생시킴으로써, 상기 나노 입자의 일부를 조명하는 단계
를 포함하는 광을 생성하는 방법.
68. 제 67 항에 있어서, 상기 극성 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광을 생성하는 방법.
69. 제 67 항에 있어서, 상기 여기 신호를 발생시키는 단계는 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전류를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것인, 광을 생성하는 방법.
70. 제 67 항에 있어서, 상기 여기 신호를 발생시키는 단계는 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 전압의 극성은 양에서 음으로 그리고 그 반대로 주기적으로 변화하는 것인, 광을 생성하는 방법.
71. 제 70 항에 있어서, 상기 전극들 사이에 인가되는 전압의 펄스는 시간 기간에 의해 분리되며, 상기 시간 기간에서 상기 전압의 크기는 상기 펄스의 피크 값보다 작은 기준 값인 것인, 광을 생성하는 방법.
72. 제 70 항에 있어서,
상기 전극들 사이에 인가된 상기 전압 펄스의 피크 값을 시간에 따라 조정하는 단계
를 더 포함하는 광을 생성하는 방법.
73. 제 67 항에 있어서, 상기 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함하는 것인, 광을 생성하는 방법.
74. 제 67 항에 있어서, 상기 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성되는 것인, 광을 생성하는 방법.
75. 제 74 항에 있어서, 상기 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 것인, 광을 생성하는 방법.
76. 제 67 항에 있어서, 상기 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장되는 것인, 광을 생성하는 방법.
77. 제 76 항에 있어서, 상기 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광을 생성하는 방법.
78. 제 67 항에 있어서, 상기 액체 매질은 전해질을 더 포함하는 것인, 광을 생성하는 방법.
79. 제 67 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물리는 것인, 광을 생성하는 방법.
80. 제 67 항에 있어서, 상기 지지 부재는 플레이트이고, 상기 액체 매질은 상기 플레이트의 표면 상에 배치되거나, 상기 지지 부재는 상기 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 용기의 내부 표면 상에 통합되는 것인, 광을 생성하는 방법.
81. 제 67 항에 있어서, 상기 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것인, 광을 생성하는 방법.

Claims (66)

  1. 광원에 있어서,
    지지 부재;
    상기 지지 부재에 의해 지지되는 액체 매질 - 상기 액체 매질은 극성임 -;
    상기 지지 부재 상에 배치된 적어도 한 쌍의 전극들 - 상기 적어도 한 쌍의 전극들 내의 전극들이 서로 동일 평면 상에 배치되고, 상기 한 쌍의 전극들 내의 각각의 전극의 표면이 나노 입자와 직접 접촉하며, 상기 나노 입자는 발광 물질로 구성되며 상기 액체 매질의 존재하에 있음 - ; 및
    상기 한 쌍의 전극들에 전기적으로 결합되고 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들 사이에 여기 신호를 인가하도록 동작 가능한 여기원(excitation source)
    을 포함하는 광원.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 2종 이상의 상이한 유형의 발광 물질을 포함하는 것인, 광원.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 금속 칼코게나이드, IIB-VI 족 반도체 화합물 또는 III-V 족 반도체 화합물 중 하나 이상으로 구성되는 것인, 광원.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 나노 입자는 전이 금속 또는 희토류 금속으로부터 선택된 도펀트로 도핑되는 것인, 광원.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 고체상 매트릭스에 내장되는 것인, 광원.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 고체상 매트릭스는 실리카 겔, 가교된 덱스트란 겔, 제올라이트 및 분자체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 매질은 물, 디메틸 술폭시드 및 디메틸 포름아미드로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 광원.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 매질은 전해질을 더 포함하는 것인, 광원.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들 내의 전극들은 서로 맞물리는 것인, 광원.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 부재는 플레이트이고, 상기 액체 매질은 상기 플레이트의 표면 상에 배치되거나, 상기 지지 부재는 상기 액체 매질을 수용하도록 구성된 용기이고, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 용기의 내부 표면 상에 통합되는 것인, 광원.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것인, 광원.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 유전체 물질로 코팅되는 것인, 광원.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 입자는 상기 지지 부재 상에 침전되고, 상기 전극들 사이에 배치되는 것인, 광원.
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