KR20130015847A - 발광장치, 백라이트 유닛과 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

발광장치, 백라이트 유닛과 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광부; 상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 파장변환부; 및 상기 파장변환부의 적어도 일측에 형성되는 광투과부; 를 포함하며, 상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의 파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 한번 이상 반복하여 배치되는 발광장치를 제공한다.

Description

발광장치, 백라이트 유닛과 디스플레이 장치 및 그 제조방법 {Light emitting device, backlight unit and display apparatus using the same, and manufacturing method of the same}
본 발명은 양자점을 이용한 발광장치, 이를 이용한 백라이트 유닛과 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
양자점은 반도체 물질의 나노결정으로 양자제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 물질로서, 통상의 형광체보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시킨다.
이러한 양자점은 여기원(excitation source)으로부터 빛을 흡수하여 에너지 여기 상태에 이르면 양자점의 에너지 밴드 갭(band gap)에 해당하는 에너지를 방출하게 된다.
양자점의 발광은 전도대에서 가전자대로 들뜬 상태의 전자가 전이하면서 발생되는데 같은 물질의 경우에도 입자 크기에 따라 파장이 달라지는 특성을 나타내며, 이러한 양자점은 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 발광하게 된다.
따라서, 양자점의 크기 또는 물질 조성을 조절하게 되면 에너지 밴드 갭을 조절할 수 있기 때문에 다양한 수준의 파장 영역의 빛을 얻을 수 있게 된다.
이러한 양자점은 유기 용매에 자연스럽게 배위된 형태로 분산되어 유지되며, 제대로 분산되지 않거나 산소 혹은 수분에 노출되는 경우 발광 효율이 감소하게 되는 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 양자점을 유기물로 둘러싸는 방안이 개발되었다. 그러나, 양자점 자체를 유기물로 캡핑하거나 다른 밴드갭이 더 큰 물질로 감싸는 방법은 공정 면에서나 비용 면에서 그 효용성에 문제가 제기되었다.
따라서, 더욱 안정적이면서도 발광성능은 향상시킨 양자점을 이용할 수 있는 방법의 개발이 요구되었다. 이러한 방법으로 예컨대 폴리머셀(Polymer Cell)이나 글래스셀(Glass Cell)의 내부에 양자점이 분산된 유기용매 또는 폴리머 등을 함입시켜서 산소 혹은 수분으로부터 안전하게 양자점을 보호하는 시도가 진행 중이다.
한편, 종래의 발광다이오드 패키지에 있어서, 형광체를 이용한 파장변환구조는 양자점 사용시 황 성분과 전극 몰드에 도금된 은 성분의 반응으로 인해 변색이 발생하여 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 TV 및 모니터용 백라이트 유닛은 도광판을 통해 가이드된 광을 확산시키기 위해 확산층이 구비되는데, 이러한 확산층에 양자점 형광체를 이용하여 빛을 확산시키는 예는 아직 개시된 바 없다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 목적은 양자점을 안정된 형태로 이용할 수 있는 발광장치, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 황 성분과 전극 몰드의 은 성분의 반응에 의한 변색을 방지하는 발광장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 색 재현성 및 열 안정성을 향상시키면서도 낮은 비용으로 대량 생산이 가능한 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면은, 발광부; 상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 파장변환부; 및 상기 파장변환부의 적어도 일측에 형성되는 광투과부; 를 포함하며, 상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의 파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 한번 이상 반복하여 배치되는 발광장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 파장변환부는 상기 광투과부의 내측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는 백색, 청색, 적색 또는 녹색 발광다이오드 칩 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 파장변환부는 각각의 패턴 사이에 광투과성 스페이서가 배치될 수 있다.
이때, 상기 광투과성 스페이서는 유리 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 파장변환부 및 광투과부가 외측면에 순차적으로 적층되어 형성되는 도광판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광투과부는 외측면 및 상기 발광부를 향하는 내측면을 구비하며, 상기 외측면 및 내측면은 상기 발광부의 상부를 향하여 볼록한 형상을 가질 수 있다.,
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는 상기 광투과부의 볼록한 형상의 내측면으로 둘러싸이도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는 백열등이며, 상기 광투과부는 엘튜브(L-tube)의 확산판이며, 상기 파장변환부는 상기 확산판의 내부에 봉입되어 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는 백열등이며, 상기 광투과부는 엘튜브의 확산판이며, 상기 파장변환부는 상기 확산판의 내측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광투과부에서 내측면에 의하여 정의되는 공간에 채워지는 투명봉지재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 발광부; 상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 내부에 수용공간이 형성되도록 격벽을 가지는 광투과부; 상기 광투과부의 수용공간에 형성되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 양자점을 포함하는 파장변환부; 및 상기 파장변환부를 덮도록 상기 광투과부의 격벽 위에 형성되는 커버부; 를 포함하는 발광장치를 제공한다.,
이때, 상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의 파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 파장변환부는 제1양자점 및 제2 양자점과, 고분자 수지로 이루어진 수지부의 패턴이 번갈아 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 파장변환부는 상기 양자점이 분산된 유기용매 또는 고분자 수지를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 유기용매는 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 고분자 수지는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스틸렌(polysthylene), 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 양자점은 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나의 나노결정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 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 및 HgZnSTe로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 III-V족계 화합물 반도체 나노결정은 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, 및 InAlPAs로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 SbTe일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광부는 상기 광투과부의 하부에 배치되는 발광다이오드 패키지일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광다이오드 패키지에서 방출된 빛은 435nm 내지 470nm의 파장을 가지며, 상기 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.5448, 0.4544), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.4794, 0.4633)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있고, 상기 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.4117, 0.5861), (0.4197, 0.5316) 및 (0.2555, 0.5030)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.6000, 0.4000), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.6000, 0.4000)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있고, 상기 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.3700, 0.6180), (0.3700, 0.5800) 및 (0.2500, 0.5500)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광다이오드 패키지에서 방출된 빛은 10~30nm의 반치폭을 갖고, 상기 제1 양자점에서 방출된 빛은 30~80nm의 반치폭을 갖고, 상기 제2 양자점에서 방출된 빛은 10~60nm의 반치폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광투과부는 하면에 상기 발광다이오드 패키지가 수용되도록 하부격벽이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 발광부가 도광판에 에지형 또는 직하형 방식으로 설치되는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 발광장치; 및 상기 발광장치에서 방출된 빛을 받아 화상을 표시하는 화상패널; 을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 광투과성 재질로 된 밑판에 하나 이상의 수용공간을 갖도록 복수의 광투과성 격벽을 이격되게 형성하여 광투과부를 제작하는 단계; 상기 각각의 수용공간에 양자점 분산액을 채운 후 경화시켜 파장변환부를 형성하는 단계; 상기 광투과부 위에 각각의 파장변환부를 덮도록 평평한 상면을 갖는 커버부를 형성하는 단계; 상기 커버부를 UV로 노광하는 단계; 상기 광투과부를 각각의 격벽을 기준으로 다이싱하는 단계; 및 상기 광투과부의 밑판 하부에 발광다이오드 패키지를 설치하는 단계; 를 포함하는 발광장치 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광투과부는 격벽을 습식식각에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 커버부는 상기 광투과부의 좌우 격벽 주위에 댐을 쌓고 고분자 수지를 채운 후 평탄화시켜 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 커버부는 상기 격벽 상부에 고분자 수지로 이루어진 필름을 코팅하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광장치는 상기 각각의 발광다이오드 패키지 별로 좌우 한 쌍의 격벽을 형성한 후 이웃하는 각 격벽의 틈새를 다이싱하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광장치는 상기 각각의 발광다이오드 패키지의 경계 위치에 하나의 격벽을 형성하고 상기 격벽을 둘로 구분되게 다이싱하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 파장변환부는 상기 수용공간 내에 제1 양자점층과 제2 양자점의 패턴이 번갈아 배치되게 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광투과부는 상기 밑판 하부에 상기 발광다이오드 패키지가 수용되도록 하부격벽을 더 형셩할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광장치에 의하면, 파장변환부재로서 양자점을 이용하여 색 재현성과 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, 양자점의 입도와 농도를 조절함으로써 색좌표를 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 양자점이 분산된 유기용매 혹은 폴리머를 별도의 밀봉부재에 봉입시킴으로써, 산소 혹은 수분의 영향을 차단하여 고온 고습, 혹은 고온 분위기 내에서 광원모듈이 안정적으로 동작될 수 있는 효과가 있다.
나아가, 이러한 발광소자 패키지를 백라이트 유닛 또는 디스플레이 장치 등에 이용함으로써 장치의 신뢰성과 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광장치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광장치를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광장치를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광장치를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광장치를 도시한 측단면도이다.
도 6은 도 5의 발광장치를 제조하는 공정을 나타낸 측단면도이다.
도 7은 도 5의 발광장치의 다른 실시 형태를 나타낸 측단면도이다.
도 8은 도 5의 발광장치의 또 다른 실시 형태를 나타낸 측단면도이다.
도 9는 도 5의 발광장치의 또 다른 실시 형태를 나타낸 측단면도이다.
도 10은 도 6의 다른 실시 형태의 다이싱 공정을 나타낸 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광장치와 종래의 발광장치의 발광효율을 비교한 그래프이다.
도 12는 도 5의 발광장치의 커버부의 밀폐구조를 도시한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1을 참조하면 본 일 실시 형태에 따른 발광장치는 내부에 광 도파로(11, light guide)를 갖도록 대체로 박스 형상으로 이루어지며 상면이 개방되는 도광판(10)과, 이 도광판(10)의 일측에 설치되는 발광부(20)를 포함한다.
더불어, 발광부(20)로부터 방출된 광 경로, 즉 광 도파로(11)의 개방된 상면에 파장변환부(30)가 배치되고, 파장변환부(30)의 외측면에 투명 또는 반투명 재질로 이루어진 광투과부(40)가 배치된다.
발광부(20)는 하나 이상의 발광소자 패키지를 갖는 발광소자 모듈로 구성됨이 바람직하며, 이 발광소자 패키지는 발광소자(24), 한 쌍의 전극(22)(23), 패키지 본체(21) 및 와이어(25)를 포함하여 구성된다.
본 실시 형태에서 발광소자(24)는 전기 신호 인가시 빛을 방출하는 광전 소자라면 어느 것이나 채용이 가능하며 대표적으로 광원의 소형화 및 고효율화의 측면에서 유리한 발광다이오드 칩을 들 수 있다.
이러한 발광다이오드는 백라이트 유닛과 같이 백색 광원이 필요한 곳에 주로 백색 발광 다이오드 칩으로 활용되지만, 필요시 적색, 녹색 또는 청색 발광다이오드 칩 중 하나로 구성되거나, 그 외 다른 색상의 빛을 선택적으로 발광시키도록 세가지 칩은 물론 다른 색상의 칩을 조합하여 구성할 수 있다.
이러한 색상 표현의 일 예로서, 발광소자(24)는 청색광을 방출하는 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드 칩이며, 청색광은 파장변환부(30)에 의하여 다른 색의 빛, 예컨대 백색광으로 변환되는 것이다.
상기 발광다이오드는 이러한 세 가지 색상의 칩을 선택적으로 혼합하여 백색 광을 발현할 수 있고, 각 색상의 발광 다이오드 칩을 모두 설치하고 각 칩의 인가 전압에 차이를 둠으로써 이 외 원하는 특정의 색상을 발현할 수도 있다.
더불어, 본 실시 형태에서는 발광소자(24)가 한 개만 구비된 것으로 표현되어 있으나, 발광소자(24)는 경우에 따라 2개 이상을 구비할 수 있다.
한 쌍의 전극(22)(23)은 도전성 와이어(25)를 통하여 발광소자(24)와 전기적으로 연결되며, 외부 전기 신호를 인가하기 위한 단자로서 이용될 수 있다.
이를 위하여 한 쌍의 전극 (22)(23) 은 전기 전도성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 이러한 전극(22)(23) 중 하나는 발광소자(24)의 실장 영역으로 제공될 수 있다.
다만, 본 실시 형태에서는 발광소자 패키지가 발광소자(24)와 연결된 한 쌍의 전극(22)(23)의 일측, 즉 도면상의 우측 방향에 위치하는 한 쌍의 도전성 와이어(25)를 통하여 전극(22)(23) 과 연결된 구조를 나타내고 있으나 이러한 전기적 연결 방식은 상기 방식에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변경하여 적용시킬 수 있다.
예를 들어, 발광소자(24)는 실장 영역으로 제공되는 전극(22)과는 와이어를 이용하지 않고 직접 전기적으로 연결되며, 다른 전극(23)하고만 와이어(25)로 연결될 수 있다. 또한, 와이어 없이 소위 플립칩(flip-chip) 본딩 방식으로 발광소자(24)가 배치될 수도 있다.
나아가, 배선 구조의 일 예로서 도전성 와이어(25)를 나타내고 있으나, 전기 신호 전달 기능을 수행할 수 있다면 다른 형태의 배선 구조, 예컨대 금속 라인 등으로 적절히 대체될 수 있다.
패키지 본체(21)는 한 쌍의 전극(22)(23)을 고정하는 역할을 하며, 이러한 패키지 본체(21)를 이루는 물질은 특별히 제한되는 것은 아니며, 다만 전기 절연성을 가지면서도 열 방출 성능과 광 반사율이 우수한 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 측면에서, 패키지 본체(21)는 투명 수지 및 상기 투명 수지에 광 반사 입자(예컨대, TiO2)가 분산된 구조를 가질 수 있다
광투과부(40)는 양자점을 산소나 수분과 같은 외부의 환경으로부터 보호하기에 적합한 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 물질로 형성함이 바람직하다.
파장변환부(30)는 각각의 패턴(31)(32)(50) 사이에 광투과성 스페이서(41)가 배치될 수 있는데, 이 광투과성 스페이서(41)는 광투과부(40)와 유사한 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 물질로 형성함이 바람직하다. 이때, 파장변환부(30)는 설치가 용이하도록 필름 형상으로 제작하여 광투과부(40)의 내측면에 접착시켜 구성할 수도 있다.
파장변환부(30)는 발광부(20)로부터 방출된 광의 파장을 변환시키도록 양자점을 포함한다.
양자점은 대략 1~10nm의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정(nano crystal)으로서, 양자제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 양자점은 발광소자(101)에서 방출되는 광의 파장을 변환하여 파장변환광, 즉 형광을 발생시킨다.
양자점으로는 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 등을 예로 들 수 있는데, 본 실시 예에서 양자점으로는 이들 각각을 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
양자점 물질을 보다 구체적으로 살펴보면, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 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 및 HgZnSTe로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
III-V족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 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, 및 InAlPAs로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 SbTe일 수 있다.
양자점은 유기용매 혹은 고분자 수지와 같은 분산매질에 자연스럽게 배위된 형태로 분산되며, 이러한 분산매질로는 양자점의 파장변환성능에 영향을 미치지 않으면서 광에 의해 변질되거나 광을 반사시키지 않으며, 광 흡수를 일으키지 않도록 하는 투명한 매질이라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
예를 들어, 유기용매는 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform), 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 한가지를 포함할 수 있으며, 고분자 수지는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스틸렌(polysthylene), 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 한 가지를 포함할 수 있다.
한편, 양자점의 발광은 전도대에서 가전자대로 들뜬 상태의 전자가 전이하면서 발생되는데 동일한 물질의 경우에도 입자 크기에 따라 파장이 달라지는 특성을 나타낸다.
양자점의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 발광하기 양자점의 크기를 조절하여 원하는 파장 영역의 빛을 얻을 수 있다. 이 경우, 양자점의 크기는 나노결정의 성장조건을 적절하게 변경함으로써 조절이 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서 발광소자(24)는 청색광을 방출할 수 있으며, 구체적으로, 약 435nm 내지 470nm을 주파장으로 하는 광을 방출할 수 있다.
이 경우 청색광을 변환하는 양자점은 피크 파장이 적색광 파장대인 크기를 가지며 광의 파장을 적색으로 변환시키는 제1 양자점과, 피크 파장이 녹색광 파장대인 크기를 가지며 광의 파장을 녹색으로 변환시키는 제2 양자점을 포함할 수 있다.
이때, 제2 양자점과 제1 양자점은 그 크기를 적당히 조절하여 제2 양자점의 피크 파장이 약 500 ~ 550nm이고, 제1 양자점의 피크 파장이 약 580 ~ 660nm이 되도록 할 수 있다.
한편, 양자점은 통상의 형광체보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시키므로, 이에 따라 본 실시 예의 양자점은 제2 양자점이 약 10 ~ 60nm의 반치폭(Full-Width Half-Maximum; FWHM)을 갖고, 제1 양자점이 약 30 ~ 80nm의 반치폭을 갖도록 할 수 있다. 이 경우 발광소자(24)는 약 10 ~ 30nm의 반치폭을 갖는 청색 발광다이오드 칩을 채용할 수 있다.
본 실시 형태의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 발광소자 패키지에 구비되는 양자점의 입자 크기를 조절하여 파장대를 조절할 수 있는바, 예를 들어 하기의 표 1과 같은 특성을 지니도록 조절한다.
청색 녹색 적색
Wp (nm) 455 535 630
FWHM (nm) 20 30 54
표 1에서 Wp는 청색광, 녹색광 및 적색광의 주파장(dominant wavelength)을 의미하며, FWHM은 청색광, 녹색광 및 적색광의 반치폭을 의미한다.
표 1을 참조하면, 청색광은 발광소자(101) 자체에서 방출되는 광이며, 녹색광 및 적색광은 각각 제2 및 제1 양자점에서 방출되는 광을 의미한다.
또한, 사용되는 양자점의 입자 크기를 조절하여 파장대를 조절할 수 있고 입자 크기별 양자점의 농도를 조절하여 색좌표를 조절할 수 있는 특징을 갖는다.
이에 따라 본 실시 예는 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.4117, 0.5861), (0.4197, 0.5316) 및 (0.2555, 0.5030)에 의해 둘러싸인 영역 (A) 내에 있고, 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.5448, 0.4544), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.4794, 0.4633)에 의해 둘러싸인 영역 (B) 내에 있도록 양자점의 입자 크기 및 농도를 조절할 수 있다.
즉, 위와 같은 광분포를 갖는 발광장치는 기존의 형광체를 사용한 제품에 비해 매우 넓은 영역을 커버하고 있으며, 색재현성이 NTSC 기준으로 95%이상을 나타내고 있으며, 발광광도 역시 매우 높은 것이다.
나아가, 전술한 바와 같이 양자점은 통상의 형광체보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시키므로, 제2 및 제1 양자점을 더욱 좁은 색좌표의 영역 내에 있도록 할 수 있다.
즉, 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.3700, 0.6180), (0.3700, 0.5800) 및 (0.2500, 0.5500)에 의해 둘러싸인 영역 (A') 내에 있고, 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.6000, 0.4000), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.6000, 0.4000)에 의해 둘러싸인 영역 (B') 내에 있도록 하여, 색 재현성을 더욱 향상시킬 수 있다.
위와 같이 본 실시 예의 발광장치는 발광소자(24)의 주파장과, 제2 및 제1 양자점의 색좌표(CIE 1931 색좌표계 기준)를 특정 범위 또는 영역으로 한정함으로써 발광소자(24), 제2 및 제1 양자점의 조합으로부터 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
한편, 앞선 실시 예에서는 발광소자(24)는 청색 발광다이오드 칩이고, 양자점은 청색광을 적색광 및 녹색광으로 파장 변환하는 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 발광소자(24)는 자외선 발광다이오드 칩이며, 양자점은 피크 파장이 청색광 파장대인 크기를 갖는 청색 양자점과, 피크 파장이 녹색광 파장대인 크기를 갖는 녹색 양자점과, 피크 파장이 적색광 파장대인 크기를 갖는 적색 양자점을 포함하도록 입자 크기 및 농도를 조절할 수 있다.
이 경우 발광소자(24), 즉 자외선 발광다이오드 칩은 백색광을 방출하는 파장변환부(30)의 여기 광원으로 기능한다.
도 2는 본 발명의 발광장치로서 발광부가 백열전구인 백열등(100)에 적용된 다른 실시 예이다. 광투과부(40')는 엘(L-tube)의 확산판(110)으로서 전구 내측에 설치된 발광소자(미도시)의 상부에 배치되며 바람직하게는 광 확산이 용이하도록 볼록 렌즈 형상을 갖는다.
구체적으로, 광투과부(40')는 양자점을 산소나 수분과 같은 외부의 환경으로부터 보호하기에 적합한 글라스 또는 고분자 수지를 포함하여 형성되고, 외측면 및 발광소자를 향하는 내측면을 구비하며, 외측면 및 내측면은 발광소자의 상부를 향하여 볼록한 형상을 갖는다.
이때, 광투과부(40')의 내측면에 의하여 정의되는 공간에는 실리콘 수지 등으로 이루어진 투명봉지재가 형성될 수 있다. 투명봉지재는 발광소자를 보호하고 발광소자를 이루는 물질과 굴절률 매칭을 구현하는 등의 기능을 수행할 수 있으며, 다만 본 발명에서 반드시 필요한 요소는 아니므로 실시 형태에 따라 제외될 수 있다.
파장변환부(30')는 광투과부(40')의 내부에 봉입된 구조로서, 양자점(Quantum Dot)을 포함한다. 또한 파장변환부(30')는 피크 파장이 녹색광 파장대인 크기를 갖는 제2 양자점(32)과, 피크 파장이 적색광 파장대인 크기를 갖는 제1 양자점(31)을 포함할 수 있다.
그리고, 파장변환부(30')는 제1 양자점(31) 및 제2 양자점(32)과, 고분자 수지로 이루어진 수지부(50)의 패턴이 번갈아 반복하여 배치될 수 있다. 이때 각각의 패턴(31)(32)(50) 사이에 광투과성 스페이서(41)가 배치될 수 있는데, 이 광투과성 스페이서(41)는 광투과부(40')와 유사한 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 물질로 형성함이 바람직하다.
양자점은 대략 1~10nm의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정(nano crystal)으로서, 양자제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 양자점은 발광소자(101)에서 방출되는 광의 파장을 변환하여 파장변환광, 즉 형광을 발생시킨다.
양자점으로는, Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 등을 예로 들 수 있는데, 본 실시 예에서 양자점으로는 이들 각각을 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이하 앞선 실시 예와 동일한 부분은 이전의 설명을 참조하며 이에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 발광장치가 평판 조명장치에 적용된 다른 실시 예로서, 몸체(210)와 몸체(210) 상부에 결합되는 광투과부로서의 렌즈(270)로 이루어지며, 몸체(210)와 렌즈(270) 사이에 기판(220) 위에 실장된 복수의 발광소자(230)가 배치되며, 일측에는 전원부(240) 및 고정부재(250)가 배치된다. 몸체(210)와 렌즈(270)는 홈/돌기(271) 구조로 결합되나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 다른 방식으로도 얼마든지 결합될 수 있음은 물론이다.
기판(220)은 일반적으로 PCB를 사용하나, 이외에 에폭시, 트라아진, 실리콘 및 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN 및 Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물 등을 소재로 하여 형성될 수 있다
렌즈(270)의 광투과부(273)는 렌즈의 외측면을 구성하며, 내부의 양자점을 산소나 수분과 같은 외부의 환경으로부터 보호하기에 적합한 유리 또는 고분자 수지를 포함하여 형성되고, 외측면 및 발광소자를 향하는 내측면을 구비하며, 외측면 및 내측면은 발광소자(230)의 상부를 향하여 볼록한 형상을 갖는다.
또한, 파장변환부(274)는 광투과부(273)의 내부에 봉입된 구조로서, 양자점(Quantum Dot)을 포함하며, 피크 파장이 녹색광 파장대인 크기를 갖는 제2 양자점(32)과, 피크 파장이 적색광 파장대인 크기를 갖는 제1 양자점(31)을 포함할 수 있다.
그리고, 파장변환부(274)는 제1 양자점(31) 및 제2 양자점(32)과, 고분자 수지로 이루어진 수지부(50)의 패턴이 번갈아 반복하여 배치될 수 있다. 이때 각각의 패턴(31)(32)(50) 사이에 광투과성 스페이서(41)가 배치될 수 있는데, 이 광투과성 스페이서(41)는 광투과부(273)와 유사한 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 물질로 형성함이 바람직하다.
본 실시 형태와 같이, 개별 발광소자(230)에 밀봉된 양자점을 갖는 파장변환부(274)가 구비됨으로써, 복수 개의 발광소자(230) 실장된 기판을 사용할 경우, 높은 수준의 신뢰성을 기대할 수 있다.
또한, 파장변환부(274) 및 밀봉부재(273)가 발광소자(230)의 광속 및 방사 패턴을 다양화시킬 수 있는 렌즈 형태로 제공될 수 있어 지향각을 적절히 조절할 수 있으므로 발광 특성도 향상될 수 있다. 이하 앞선 실시 예와 동일한 부분은 앞선 설명을 참조하며 이에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예로서, 천정등과 같은 형태로 사용되는 것으로서, 반사판(300)의 하면에 캐리어 시트(310)을 이용하여 복수의 발광소자를 부착한 구조로서, 구체적으로 하부에 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 이중 판 구조로 된 광투과부(341)(342)가 배치되고, 이 판(341)(342) 사이에 파장변환부(350)가 형성된 구조이다.
이때, 캐리어 시트(310) 하부에는 광조절커버(315)가 설치될 수 있다. 광조절커버(315)는 복수의 광투과홀을 갖는다. 발광소자는 중앙부가 그 주변부에 비해 광량이 더 크다. 따라서, 광조절커버(315)의 광투과홀을 중앙에서 주변부로 갈수록 그 직경이 점차적으로 확장되게 구성함이 바람직하다.
즉, 도 4를 참조하면, 광조절커버(315)는 발광소자의 중앙부와 대응되는 부분에는 직경이 작은 광투과홀(330)을 형성하고, 발광소자의 주변부와 대응되는 부분에는 직경이 큰 광투과홀(320)을 형성할 수 있으며, 이러한 패턴의 광투과홀이 광조절커버(315)를 따라 발광소자에 대응되게 연속적으로 형성될 수 있다.
파장변환부(350)는 상판(341)과 하판(342) 사이에 봉입된 구조로서, 양자점(Quantum Dot)을 포함하며, 피크 파장이 녹색광 파장대인 크기를 갖는 제2 양자점(32)과, 피크 파장이 적색광 파장대인 크기를 갖는 제1 양자점(31)을 포함할 수 있다. 이때 파장변환부(274)는 패터닝된 필름 형상으로 제작하여 판(341)과 판(342) 사이에 부착시켜 구성할 수 있다.
그리고, 파장변환부(350)는 제1 양자점(31) 및 제2 양자점(32)과, 고분자 수지로 이루어진 수지부(50)의 패턴이 번갈아 반복하여 배치될 수 있다. 이때 각각의 패턴(31)(32)(50) 사이에 광투과성 스페이서(41)가 배치될 수 있는데, 이 광투과성 스페이서(41)는 광투과부(341)(342)와 유사한 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 물질로 형성함이 바람직하다. 이하, 앞선 실시 예와 동일한 부분은 이전 설명을 참조하며 이에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 발광장치를 나타낸 것이다. 이를 참조하면 발광부(500)와, 발광부(500)의 상측에 내부에 수용공간을 갖도록 격벽(410)이 형성된 광투과부(400)와, 광투과부(410)의 수용공간에 파장변환부(420)가 형성되고, 격벽(410) 위에는 파장변환부(420)를 덮어 수분이나 산소의 노출을 막기 위해 바람직하게는 Thiol을 포함하는 커버부(430)가 형성된 구조를 갖는다.
발광부는 발광소자(520), 한 쌍의 전극(530), 오목부를 갖는 패키지 본체(510) 및 와이어(540)를 포함하여 구성된다.
광투과부(400) 및 격벽(410)은 양자점을 산소나 수분과 같은 외부의 환경으로부터 보호하기에 적합한 글라스 또는 고분자 수지를 포함하는 물질로 형성됨이 바람직하다.
파장변환부(420)는 발광부(500)로부터 방출된 광의 파장을 변환시키도록 양자점을 포함한다. 양자점은 유기용매 혹은 고분자 수지와 같은 분산매질에 자연스럽게 배위된 형태로 분산되며, 이러한 분산매질로는 양자점의 파장변환성능에 영향을 미치지 않으면서 광에 의해 변질되거나 광을 반사시키지 않으며, 광 흡수를 일으키지 않도록 하는 투명한 매질이라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
예를 들어, 유기용매는 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform), 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 한가지를 포함할 수 있으며, 고분자 수지는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스틸렌(polysthylene), 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 한 가지를 포함할 수 있다.
커버부(430)는 격벽(410)에 보호 효과를 제공하기 위해 격벽(410)의 외측면을 일정 두께로 커버하는 구조로 형성될 수 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 격벽(410) 외측면에는 형성되지 않도록 구성할 수도 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 광투과부(400)의 하면에는 발광부(500)의 패키지 본체(510)의 외면을 수용하여 발광부(500)의 결합상태를 안정화시킬 수 있도록 하부격벽(411)이 형성된다.
한편, 한편 도 9에 도시된 바와 같이, 파장변환부(420)는 광투과부(400)의 수용공간 내부에 봉입된 구조로서, 양자점(Quantum Dot)을 포함한다. 또한 파장변환부(420)는 피크 파장이 녹색광 파장대인 크기를 갖는 제2 양자점(421a)과, 피크 파장이 적색광 파장대인 크기를 갖는 제1 양자점(421b)을 포함할 수 있다.
그리고, 파장변환부(30')는 제1 양자점(421a) 및 제2 양자점(421b)과, 고분자 수지로 이루어진 수지부(421c)의 패턴이 번갈아 배치될 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 발광장치 제조방법의 일 실시 형태를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 광투과성 재질로 된 밑판(400)에 하나 이상의 수용공간을 갖도록 복수의 광투과성 격벽(410)을 이격되게 형성하여 광투과부를 제작한다. 이때, 격벽은 습식식각을 이용하여 형성하는 것이 바람직하나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 이외 다른 방법으로도 얼마든지 형성할 수 있다. 또한, 필요시 밑판 하부에 발광소자 패키지가 수용되도록 하부 격벽(411)을 위와 동일한 습식식각 등의 방법을 통해 형성할 수 있다.
그리고, 각각의 수용공간에 양자점 분산액을 채운 후 경화시켜 파장변환부(420)를 형성한다. 이때, 수용공간 내에 적색 양자점과 녹색 양자점 물질로 이루어진 제1 및 제2 양자점 패턴을 번갈아 배치할 수 있다. 즉, 발광소자를 청색 발광다이오드 칩으로 하는 경우 백색광을 발현하기 위해 이러한 구조를 구성하게 된다.
이후, 광투과부(400)의 좌우 격벽(410) 주위에 댐을 쌓고 광투과부(400) 위에 각각의 파장변환부(420)를 덮도록 고분자 수지를 채운 후 스크래퍼와 같은 평탄화수단으로 평탄화시켜 평평한 상면을 가지는 커버부(420)를 형성하며, 이때 각 격벽(410) 사이에 파장변환물질(431)이 채워지게 된다.
한편, 커버부(420)는 고분자 수지로 필름을 제작하고 이 필름을 격벽(410) 상부에 파장변환부(420)를 덮도록 코팅하여 형성할 수도 있다.
이후, 커버부(430)를 UV로 노광하고, 광투과부(400)를 각각의 격벽(410) 사이에 틈새(432)를 기준으로 다이싱한다.
종래에는 커버부(430)를 단순 도포 방식에 의해 형성하도록 함으로써, 커버부의 형태가 위쪽으로 볼록한 돔 형태가 되었지만 본 실시 형태에서는 이와 달리 평평한 상면을 가지게 되는 것이다.
이후, 커팅된 광투과부(400)의 밑판 하부에 발광다이오드 패키지(500)를 부착하여 발광장치를 완성하게 된다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 격벽(410')은 각 발광다이오드 패키지의 경계 위치에 하나씩만 설치하고, 다이싱 단계에서 이 격벽을 둘로 나뉘도록 절단선(440')을 따라 커팅하면 보다 제조원가를 줄이면서 공정을 간소화시킬 수 있게 된다.
이렇게 제조된 본 실시 형태의 발광장치와 종래의 돔 형상의 커버부를 갖는 발광장치를 비교한 그래프가 도 11에 나타나 있다.
이를 살펴보면, 온도 85℃, 습도 85%의 조건에 상면이 평평한 커버부를 갖는 본 실시 예가 시간에 따른 발광효율의 감소가 더디게 나타남을 알 수 있다.
이는 도 12의 SEM과 광학 현미경 사진을 통해서 알 수 있는데, 도 12의 사진을 참조하면 커버부(420)의 부착 구조가 빈틈없는 밀폐구조를 가짐을 알 수 있다.
한편, 이렇게 구성되는 발광장치는 도광판을 더 구비하여 화상 패널을 구비하는 액정표시장치 등의 디스플레이 장치에 이용되는 백라이트 유닛이나 램프, 평판 조명 등의 실내 조명 또는 가로등, 간판, 표지판 등의 실외 조명 장치로 사용될 수 있다. 위의 백라이트 유닛의 경우 발광부의 설치 방식에 따라 에지형 방식 또는 직하형 방식으로 구분되나, 본 발명의 청구범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 발광장치는 다양한 교통수단용 조명 장치, 예컨대, 자동차, 선박, 항공기 등에 이용될 수 있으며, 나아가 TV, 냉장고 등의 가전 제품이나 의료기기 등에도 널리 이용될 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10 ; 도광판 20 ; 발광부
30, 30' 274, 350 ; 파장변환부
31 ; 제1 양자점 32 ; 제2 양자점
40, 40' 273, 341, 342 ; 광투과부
50 ; 수지부 100 ; 백열등
110 ; 확산판 270 ; 렌즈
400 ; 광투과부 410 ; 격벽
411 ; 하부격벽 420 ; 파장변환부
430 ; 커버부 440 ; 절단선
500 ; 발광부

Claims (53)

  1. 발광부;
    상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 파장변환부; 및
    상기 파장변환부의 적어도 일측에 형성되는 광투과부; 를 포함하며,
    상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 한번 이상 반복하여 배치되는 발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 제1 양자점 및 제2 양자점과, 고분자 수지로 이루어진 수지부의 패턴이 번갈아 한번 이상 반복하여 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 양자점이 분산된 유기용매 또는 고분자 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유기용매는 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스틸렌(polysthylene) 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 광투과부의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파장변환부는 필름 형상인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양자점은 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나의 나노결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 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 및 HgZnSTe로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 III-V족계 화합물 반도체 나노결정은 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, 및 InAlPAs로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 SbTe인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 백색, 청색, 적색 또는 녹색 발광다이오드 칩 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩에서 방출된 빛은 435nm 내지 470nm의 파장을 가지며, 상기 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.5448, 0.4544), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.4794, 0.4633)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있고, 상기 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.4117, 0.5861), (0.4197, 0.5316) 및 (0.2555, 0.5030)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있는 것을 특징으로 하는 발광장치
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.6000, 0.4000), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.6000, 0.4000)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있고, 상기 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.3700, 0.6180), (0.3700, 0.5800) 및 (0.2500, 0.5500)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩에서 방출된 빛은 10~30nm의 반치폭을 갖고, 상기 제1 양자점에서 방출된 빛은 30~80nm의 반치폭을 갖고, 상기 제2 양자점에서 방출된 빛은 10~60nm의 반치폭을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부는 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 각각의 패턴 사이에 광투과성 스페이서가 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광투과성 스페이서는 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부 및 상기 광투과부가 외측면에 순차적으로 적층되어 형성되는 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부는 외측면 및 상기 발광부를 향하는 내측면을 구비하며, 상기 외측면 및 내측면은 상기 발광부의 상부를 향하여 볼록한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 광투과부의 볼록한 형상의 내측면으로 둘러싸이도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 발광부는 백열등이며, 상기 광투과부는 엘튜브(L-tube)의 확산판이며, 상기 파장변환부는 상기 확산판의 내부에 봉입되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 발광부는 백열등이며, 상기 광투과부는 엘튜브의 확산판이며, 상기 파장변환부는 상기 확산판의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 광투과부에서 내측면에 의하여 정의되는 공간에 채워지는 투명봉지재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  25. 발광부;
    상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 내부에 수용공간이 형성되도록 격벽을 가지는 광투과부;
    상기 광투과부의 수용공간에 형성되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 양자점을 포함하는 파장변환부; 및
    상기 파장변환부를 덮도록 상기 광투과부의 격벽 위에 형성되는 커버부; 를 포함하는 발광장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의 파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 제1 양자점 및 제2 양자점과, 고분자 수지로 이루어진 수지부의 패턴이 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 양자점이 분산된 유기용매 또는 고분자 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 유기용매는 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스틸렌(polysthylene), 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 양자점은 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나의 나노결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 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 및 HgZnSTe로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 III-V족계 화합물 반도체 나노결정은 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, 및 InAlPAs로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 SbTe인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 광투과부의 하부에 배치되는 발광다이오드 패키지인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 발광다이오드 패키지에서 방출된 빛은 435nm 내지 470nm의 파장을 가지며, 상기 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.5448, 0.4544), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.4794, 0.4633)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있고, 상기 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.4117, 0.5861), (0.4197, 0.5316) 및 (0.2555, 0.5030)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있는 것을 특징으로 하는 발광장치
  37. 제35항에 있어서,
    상기 제1 양자점의 적색광의 색좌표는 4개의 꼭지점 (0.6000, 0.4000), (0.7200, 0.2800), (0.6427, 0.2905) 및 (0.6000, 0.4000)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있고, 상기 제2 양자점의 녹색광의 색좌표는 CIE 1931 색좌표계를 기준으로 4개의 꼭지점 (0.1270, 0.8037), (0.3700, 0.6180), (0.3700, 0.5800) 및 (0.2500, 0.5500)에 의해 둘러싸인 영역 내에 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 발광다이오드 패키지에서 방출된 빛은 10~30nm의 반치폭을 갖고, 상기 제1 양자점에서 방출된 빛은 30~80nm의 반치폭을 갖고, 상기 제2 양자점에서 방출된 빛은 10~60nm의 반치폭을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 광투과부는 하면에 상기 발광다이오드 패키지가 내측에 수용되도록 하부격벽이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  40. 제25항에 있어서,
    상기 광투과부는 유리 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  41. 제25항에 있어서,
    상기 커버부는 Thiol을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치
  42. 발광부; 상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 파장변환부; 및 상기 파장변환부의 적어도 일측에 형성되는 광투과부; 를 포함하며, 상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 한번 이상 반복하여 배치되는 발광장치; 및
    상기 발광부가 설치되는 도광판; 을 포함하는 백라이트 유닛.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 발광부는 도광판에 에지형 방식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 발광부는 도광판에 직하형 방식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  45. 발광부; 상기 발광부로부터 방출된 광 경로 상에 배치되며, 상기 발광부로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 파장변환부; 및 상기 파장변환부의 적어도 일측에 형성되는 광투과부; 를 포함하며, 상기 파장변환부는 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 한번 이상 반복하여 배치되는 발광장치; 및
    상기 발광장치에서 방출된 빛을 받아 화상을 표시하는 화상패널; 을 포함하는 디스플레이 장치.
  46. 광투과성 재질로 된 밑판에 하나 이상의 수용공간을 갖도록 복수의 광투과성 격벽을 이격되게 형성하여 광투과부를 제작하는 단계;
    상기 각각의 수용공간에 양자점 분산액을 채운 후 경화시켜 파장변환부를 형성하는 단계;
    상기 광투과부 위에 각각의 파장변환부를 덮도록 평평한 상면을 갖는 커버부를 형성하는 단계;
    상기 커버부를 UV로 노광하는 단계;
    상기 광투과부를 각각의 격벽을 기준으로 다이싱하는 단계; 및
    상기 광투과부의 밑판 하부에 발광다이오드 패키지를 설치하는 단계; 를 포함하는 발광장치 제조방법.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 광투과부는 격벽을 습식식각으로 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 커버부는 상기 광투과부의 좌우 격벽 주위에 댐을 쌓고 고분자 수지를 채운 후 평탄화시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 커버부는 상기 격벽 상부에 고분자 수지로 이루어진 필름을 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
  50. 제46항에 있어서,
    상기 각각의 발광다이오드 패키지 별로 좌우 한 쌍의 격벽을 형성한 후 이웃하는 각 격벽의 틈새를 다이싱하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
  51. 제46항에 있어서,
    상기 각각의 발광다이오드 패키지의 경계 위치에 하나의 격벽을 형성하고 상기 격벽을 둘로 구분되게 다이싱하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
  52. 제46항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 수용공간 내에 광의 파장을 적색광으로 변환시키는 제1 양자점과, 광의 파장을 녹색광으로 변환시키는 제2 양자점의 패턴이 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
  53. 제46항에 있어서,
    상기 광투과부는 상기 밑판 하부에 상기 발광다이오드 패키지가 수용되도록 하부격벽을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치 제조방법.
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