KR20170071433A - 발광성 구조체 및 그것을 사용한 발광 장치 - Google Patents

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야스따까 구즈모또
다쯔야 료화
마미 모리시따
마꼬또 이즈미
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

투광성 지지체와, 액체 분산매와, 반도체 나노 입자 형광체를 포함하는 발광성 구조체. 바람직하게는, 상기 투광성 지지체가 세공을 갖고, 상기 액체 분산매는 상기 투광성 지지체의 세공 중에 유지되고, 상기 액체 분산매 중에 상기 반도체 나노 입자 형광체가 분산되어 이루어지는 발광성 구조체. 또한, 바람직하게는 상기 투광성 지지체가 삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하고, 당해 투광성 지지체와 상기 액체 분산매를 포함하는 습윤 상태의 겔상물 중에 1개 또는 복수 종류의 반도체 나노 입자 형광체가 분산된 발광성 구조체.

Description

발광성 구조체 및 그것을 사용한 발광 장치{LIGHT EMITTING STRUCTURE AND LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 투광성 지지체와, 액체 분산매와, 반도체 나노 입자 형광체를 포함하는 발광성 구조체, 및 당해 발광성 구조체를 사용한 발광 장치에 관한 것이다.
반도체 나노 입자 형광체(양자 도트라고도 불린다)는, 양자 크기 효과에 의해 크기 가변의(size-tuneable) 전자 특성의 점에서, 상업적으로 관심을 받고 있다. 크기 가변의 전자 특성은, 생체 표지, 태양광 발전, 촉매 작용, 생체 촬상, LED, 일반적인 공간 조명 및 전자 발광 디스플레이 등의 다양한 용도로 이용할 수 있다.
예를 들어, 일본특허공개 제2014-56896호 공보에는, 베이스 기판과, 베이스 기판 상에 설치된 발광 소자와, 발광 소자 상의 적어도 일부에 형성되는 제1층 밀봉부(투과성 보호층)와, 제1층 밀봉부 상의 적어도 일부에 형성되는 제2층 밀봉부 (제1 형광층)를 구비하고, 제2층 밀봉부가 2종류 이상의 반도체 양자 도트(반도체 나노 입자 형광체)를 갖는 발광 디바이스가 개시되어 있다(일본특허공개 제2014-56896호 공보의 청구항 1, 3). 일본특허공개 제2014-56896호 공보에 기재된 발명에서는, 발광 소자와, 반도체 나노 입자 형광체를 포함하는 제2층 밀봉부와의 사이에, 제1층 밀봉부(투과성 보호층)를 개재시킴으로써, 발광 소자의 열에 의한 반도체 나노 입자 형광체의 열화를 완화시켜서, 제2층 밀봉부의 안정화를 도모하고 있다.
그러나, 일본특허공개 제2014-56896호 공보에 기재된 발광 디바이스에서는, 반도체 나노 입자 형광체를 휘발성의 용매에 분산시킨 형광체 용액을, 열경화성의 에폭시 수지와 혼합하여, 제1층 밀봉부 상에 적하하고, 경화시켜서 제2층 밀봉부를 형성한다(일본특허공개 제2014-56896호 공보의 단락 [0075], [0078]). 이와 같이 용매 중에 분산시킨 반도체 나노 입자 형광체를, 수지 중에 재분산시킴으로써, 재분산 시에 반도체 나노 입자 형광체의 응집 등이 일어나, 발광 특성을 열화시켜 버린다고 하는 문제가 있었다.
반도체 나노 입자 형광체는, 액체 분산매 중에 분산된 상태에서 고효율의 형광 특성이 얻어지는 반면, 일본특허공개 제2014-56896호 공보에 개시된 발광 디바이스와 같이 수지 재료와 혼합시키면, 발광 효율이 저하되어 버린다. 이것은, 반도체 나노 입자 형광체끼리의 응집, 표면 수식기의 탈리 등의, 수지 중에서의 반도체 나노 입자 형광체의 주변 환경의 변화에 기인하는 것이라 생각된다.
반도체 나노 입자 형광체는 콜로이드 입자이기 때문에, 실용화할 때 나노 입자를 봉입 재료에 내장해서 사용할 필요가 있지만, 예를 들어 반도체 나노 입자 형광체는 봉입 재료에 내장된 후에도, 산소가 봉입 재료를 투과해서 반도체 나노 입자 형광체의 표면까지 이동하면, 광산화가 일어나, 결과적으로, 반도체 나노 입자 형광체의 양자 수율(QY)이 저하되어 버린다.
예를 들어 일본특허공표 제2015-509125호 공보에는, 반도체 나노 입자 형광체를 보다 밝게 하고, 그 수명을 보다 길게, 및/또는 다양한 종류의 처리 조건에 대하여 반응하기 어렵게 하도록 반도체 나노 입자 형광체의 안정성을 높이기 위해서, 매트릭스 재료 전구체에 현탁한 나노 입자의 현탁액을 준비하는 공정과, 상기 현탁액을 성형 나노 입자 형광체에 전화하는 공정을 포함하는, 매트릭스 재료와 나노 입자를 포함하는 성형 나노 입자 형광체를 제작하는 방법이 개시되어 있다. 일본특허공표 제2015-509125호 공보에 기재된 성형 나노 입자 형광체는, 예를 들어 중합 성형, 접촉 성형, 압출 성형, 사출 성형 등의 임의의 성형 기술을 사용하여, 매트릭스 재료 전구체/나노 입자로 형성할 수 있다. 이러한 성형 나노 입자 형광체는, 예를 들어 중합체, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 유리와 같은 기체 차단 재로 덮여도 된다.
일본특허공표 제2015-509125호 공보에 기재된 방법에 있어서, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시키는 매트릭스 재료는, 나노 입자가 분산되어, 성형할 수 있는 임의의 재료이며, 중합체, 졸겔, 에폭시, 실리콘, 아크릴레이트 등이 예시되어 있다. 이로 인해, 일본특허공표 제2015-509125호 공보에 개시된 방법에서는, 매트릭스 재료 전구체를 성형할 때의 공정에서, 반도체 나노 입자 형광체의 표면이 거칠어지거나, 반도체 나노 입자 형광체가 응집하고, 이에 의해 광학 성능이 저하되어 버린다는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 반도체 나노 입자 형광체끼리의 응집, 표면 수식기의 탈리 등이 일어나지 않고, 높은 발광 효율을 갖는 반도체 나노 입자 형광체를 사용한 신규 발광성 구조체를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은, 반도체 나노 입자 형광체의 표면이 거칠어지거나, 반도체 나노 입자 형광체가 응집하는 것을 저감할 수 있어, 반도체 나노 입자 형광체의 우수한 광학 특성을 유지할 수 있는 신규 발광성 구조체를 제공하는 것도 그 목적으로 한다.
본 발명의 발광성 구조체는, 투광성 지지체와, 액체 분산매와, 반도체 나노 입자 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 상기 액체 분산매는 이온성 액체인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 상기 액체 분산매는 불휘발성인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 상기 액체 분산매는 물, 톨루엔, 헥산, 클로로포름, 트리옥틸아민, 트리옥틸포스핀옥시드, 1-옥타데센 및 이온성 액체를 포함하는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 상기 반도체 나노 입자 형광체는 복수의 발광 피크를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 상기 반도체 나노 입자 형광체의 발광 파장은 380 내지 750㎚의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체는, 상기 투광성 지지체가 세공을 갖고, 상기 액체 분산매는 상기 투광성 지지체의 세공 중에 유지되고, 상기 액체 분산매 중에 상기 반도체 나노 입자 형광체가 분산되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 의해, 수지 경화 프로세스를 사용하지 않고, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체 분산매를 투광성 지지체의 세공 내에 유지하고 있기 때문에, 반도체 나노 입자 형광체끼리의 응집, 표면 수식기의 탈리 등 반도체 나노 입자 형광체의 주변 환경의 변화가 일어나기 어렵고, 반도체 나노 입자 형광체가 안정적으로 기능할 수 있도록 액체 분산매 중에 분산시킨 채, 발광 특성의 열화가 일어나기 어려운 발광성 구조체를 제공할 수 있다.
본 발명의 발광성 구조체는, 액체 분산매가 모세관힘에 의해 세공 중에 유지되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 투광성 지지체는 다공성 구조를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 투광성 지지체가 캡슐 형상인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 투광성 지지체가 모세관 형상인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체는, 세공의 개구를 적어도 덮는 피복층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체는 가스 배리어성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 광원과, 상술한 본 발명의 발광성 구조체가 투광성을 갖는 매체 중에 분산된 파장 변환부를 구비하는 발광 장치에 대해서도 제공한다.
본 발명의 발광성 구조체는 또한, 상기 투광성 지지체가 삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하고, 당해 투광성 지지체와 상기 액체 분산매를 포함하는 습윤 상태의 겔상물 중에 1개 또는 복수 종류의 반도체 나노 입자 형광체가 분산되어 이루어지는 것이 바람직하다.
삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하는 투광성 지지체와, 액체 분산매를 포함하는 습윤 상태의 겔상물 중에 1개 또는 복수 종류의 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킴으로써, 반도체 나노 입자 형광체가 액체 분산매 자체와 반응하지 않고 의(擬)고체화할 수 있다. 이에 의해, 반도체 나노 입자 형광체의 표면이 거칠어지거나, 반도체 나노 입자 형광체가 응집하는 것을 저감할 수 있어, 반도체 나노 입자 형광체의 우수한 광학 특성이 유지된 발광성 구조체(형광체 함유 의(pseudo)고체)를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 발광성 구조체는 유연성을 갖는 것이며, 유연성을 갖는 면을 살린 광범위한 적용이 기대된다.
본 발명의 발광성 구조체에 있어서, 상기 투광성 지지체의 형성 재료가, 아크릴산계 중합체, 비닐계 중합체, 에폭시계 중합체, 폴리불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로[2-(플루오로술포닐에톡시)프로필비닐에테르 공중합체, 폴리(2-히드록시에틸)메타크릴레이트 및 Tetra-PEG에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체는, 최표면에, 투광성을 갖는 피복층을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 피복층을 형성하는 재료는, 3.0eV 이상의 밴드갭을 갖는 무기 재료인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광성 구조체는 시트 형상인 것이 바람직하다. 이 경우, 발광성 구조체는, 모세관 내에 수용되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부의 도면과 관련해서 이해되는 본 발명에 따른 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 발광성 구조체(1)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 구조의 발광성 구조체와, 동일한 반도체 나노 입자 형광체를 동일한 액체 분산매 중에 분산 후, 실리콘 수지와 혼합한 경우와의 발광 효율을 비교해서 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태의 발광성 구조체(11)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태의 발광성 구조체(21)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태의 발광성 구조체(31)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 형태의 발광성 구조체(41)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 7a, 도 7b, 도 7c는 본 발명의 제6 실시 형태의 발광성 구조체를 모식적으로 도시하는 도면으로, 도 7a에는 도 4에 도시한 예의 발광성 구조체(21)의 변형예인 발광성 구조체(21'), 도 7b에는 도 5에 도시한 예의 발광성 구조체(31)의 변형예인 발광성 구조체(31'), 도 7c에는 도 6에 도시한 예의 발광성 구조체(41)의 변형예인 발광성 구조체(41')를 각각 나타내고 있다.
도 8은 본 발명의 제7 실시 형태의 발광성 구조체(51)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시 형태의 발광성 구조체(61)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제9 실시 형태의 발광성 구조체(71)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제10 실시 형태의 발광성 구조체(81)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제11 실시 형태의 발광성 구조체(91, 101, 102)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제12 실시 형태의 발광 장치(111)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제13 실시 형태의 발광 장치(121)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제14 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(151)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제15 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(161)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제16 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(171)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제17 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(181)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제18 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(191)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제19 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(201)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
<발광성 구조체>
본 발명의 발광성 구조체는, 투광성 지지체와, 액체 분산매와, 반도체 나노 입자 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 각 실시 형태를 들어, 본 발명의 발광성 구조체에 대해서 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태의 발광성 구조체)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 발광성 구조체(1)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 본 발명의 발광성 구조체(1)는, 도 1에 도시하는 예와 같이, 세공(4)을 갖는 투광성 지지체(투광성 기재)(3)와, 상기 투광성 지지체(3)의 세공(4) 중에 유지된 액체 분산매(5)와, 상기 액체 분산매(5) 중에 분산된 반도체 나노 입자 형광체(2)를 구비한다.
제1 실시 형태의 발광성 구조체에 따르면, 수지 경화 프로세스를 사용하지 않고, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체 분산매를 투광성 지지체의 세공 내에 유지하고 있기 때문에, 반도체 나노 입자 형광체끼리의 응집, 표면 수식기의 탈리 등 반도체 나노 입자 형광체의 주변 환경의 변화가 일어나기 어렵고, 반도체 나노 입자 형광체가 안정적으로 기능할 수 있도록 액체 분산매 중에 분산시킨 채, 발광 특성의 열화가 일어나기 어렵다. 또한, 투광성 지지체(3)가 액체 분산매에 분산된 상태의 반도체 나노 입자 형광체(2)를 둘러싸기 때문에, 반도체 나노 입자 형광체(2)가 공기·수분 등에 노출되기 어렵고, 이러한 관점에서도, 반도체 나노 입자 형광체의 장기 안정성이 향상된다.
여기서, 도 2는 도 1에 도시한 구조의 발광성 구조체(반도체 나노 입자 형광체로서 발광 파장 620㎚의 코어 셸형 CdSe/ZnS, 액체 분산매로서 N,N,N-트리메틸-N-프로필암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 투광성 지지체로서 다이소겔(다이소 케미컬(주) 제조)을 사용한 경우)와, 동일한 반도체 나노 입자 형광체를 동일한 액체 분산매에 분산 후, 실리콘 수지(OE-7620(Dow Corning 제조))와 혼합한 경우의 발광 효율(C9920-02G(하마마쯔 포토닉스(주) 제조)로 측정)을 비교해서 나타내는 그래프로, 종축은 발광 효율이다. 도 2의 그래프 중, A는 제1 실시 형태의 발광성 구조체, B는 실리콘 수지에 혼합한 경우를 나타내고 있다. 도 2에서부터도 명백해진 바와 같이, 액체 분산매에 분산 시의 반도체 나노 입자 형광체의 효율을 기준으로 하면, B에서는 약 0.3까지 내려간 것에 반해, A에서는 약 0.7에 그쳤다. 이와 같이, 제1 실시 형태의 발광성 구조체는, 수지와 혼합하는 경우와 비교해서, 반도체 나노 입자 형광체의 발광 특성의 열화가 일어나기 어려운 것을 알 수 있다.
또한, 제1 실시 형태의 발광성 구조체는, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체 분산매를 투광성 지지체의 세공 내에 「유지」하는 구성이며, 예를 들어 중공 형상의 외각 내에, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체를 「내포」하는 구성과는 다르다. 중공 형상의 외각 내에 「내포」하기 위해서는, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시키기 위한 액체에 제한이 있지만, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체 분산매를 투광성 지지체의 세공 내에 「유지」하는 구성인 본 발명은, 사용하는 액체 분산매는 특별히 제한되지 않는다.
제1 실시 형태에 있어서의 반도체 나노 입자 형광체(2)는, 높은 발광 효율을 갖고, 또한 발광선폭이 매우 좁아, 나노 입자 사이즈를 조제함으로써 발광 파장을 제어할 수 있는 특징을 갖는다. 일반적으로 액체 분산매 중에서 분산성이 좋을 때 높은 발광 효율을 갖지만, 수지 중 등 고체 중에 분산시켰을 때, 응집에 의해 나노 입자 형광체간의 에너지 실활이 발생해서 효율이 저하된다. 또한, 반도체 나노 입자 형광체를 사용함으로써 조성 제어에 의한 발광 파장의 제어를 정밀하게 행할 수 있다는 이점이 있다.
반도체 나노 입자 형광체의 원료로서는, 특별히 제한되는 것은 아니고, 반도체 나노 입자 형광체로서 종래로부터 사용되는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, InN, InP, InAs, InSb, AlP, AlS, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, PbS, PbSe, Si, Ge, MgS, MgSe, MgTe에서 선택되는 적어도 어느 하나이면 무방하다. 또한, 반도체 나노 입자 형광체는, 당업자에게 알려져 있는 2성분 코어형, 3성분 코어형, 4성분 코어형, 코어 셸형 또는 코어 멀티 셸형, 도프된 반도체 나노 입자 형광체 또는 경사진 반도체 나노 입자 형광체이면 무방하다.
반도체 나노 입자 형광체는, 그 형상에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 구상, 로드 형상, 와이어 형상 등 종래 공지된 적절한 형상의 반도체 나노 입자 형광체를 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 특히, 형상 제어에 의한 발광 특성의 제어의 용이함이라고 하는 관점에서는, 구상의 반도체 나노 입자 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
반도체 나노 입자 형광체의 입자 직경은, 원료 및 원하는 발광 파장에 따라서 적절히 선택할 수 있으며, 특별히 제한되지 않지만, 1 내지 20㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 내지 5㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 반도체 나노 입자 형광체의 입자 직경이 1㎚ 미만인 경우에는, 체적에 대한 표면적의 비율이 늘어남으로써, 표면 결함이 지배적으로 되어 효과가 저하되는 경향이 있기 때문이며, 또한 반도체 나노 입자 형광체의 입자 직경이 20㎚를 초과하는 경우에는, 분산 상태가 저하되어, 응집·침강이 발생하는 경향이 있기 때문이다. 여기서, 반도체 나노 입자 형광체의 형상이 구상인 경우에는, 입자 직경은, 예를 들어 입도 분포 측정 장치에 의해 측정된 평균 입경 혹은 전자 현미경에 의해 관찰된 입자의 크기를 가리킨다. 또한 반도체 나노 입자 형광체의 형상이 로드 형상인 경우에는, 입자 직경은, 예를 들어 전자 현미경에 의해 측정된 단축 및 장축의 크기를 가리킨다. 또한, 반도체 나노 입자 형광체의 형상이 와이어 형상인 경우에는, 입자 직경은, 예를 들어 전자 현미경에 의해 측정된 단축 및 장축의 크기를 가리킨다.
제1 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서, 반도체 나노 입자 형광체는, 액체 분산매 100중량부에 대해 0.00001 내지 100중량부의 범위 내에서 분산되어 있는 것이 바람직하고, 0.001 내지 50중량부의 범위 내에서 분산되어 있는 것이 보다 바람직하다. 반도체 나노 입자 형광체가, 액체 분산매 100중량부에 대해 0.00001중량부 미만인 경우, 농도가 낮아 충분한 발광 강도를 얻을 수 없다고 하는 경향이 있기 때문이며, 또한 액체 분산매 100중량부에 대해 100중량부를 초과하는 경우, 분산성이 나빠서 반도체 나노 입자 형광체끼리가 응집하기 쉬운 경향이 있어, 발광 효율이 저하되기 때문이다.
제1 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서, 액체 분산매는, 특별히 제한되지 않지만, 반도체 나노 입자 형광체를 안정적으로 분산시켜서, 양호한 발광 효율이 얻어지는 관점에서는, 톨루엔, 클로로포름, 헥산, 에탄올, 메탄올 등의 유기 분산매, 혹은 수분산매가 바람직하다. 그 중에서도, 극성을 갖는 유기 분산매는, 표면 수식된 반도체 나노 입자 형광체를 안정적으로 분산할 수 있는 점에서, 액체 분산매로서 톨루엔 또는 클로로포름을 사용하는 것이 바람직하다.
제1 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체(3)는 투광성을 갖고, 세공(4)을 갖는다. 이러한 투광성 지지체(3)를 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 주성분 중 적어도 하나로서 실리콘 수지, 에폭시 수지, SiO2, Al2O3, ZnO, In2O3, SnO2, TiO2 등을 들 수 있다. 또한, 도 1에는 투광성 지지체(3)가 갖는 세공(4)이, 적어도 그 일부가 서로 연통하도록 형성된 예를 나타내고 있다. 이러한 투광성 지지체(3)로서, 물론 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어 다이소겔(다이소 케미컬(주) 제조) 등을 적합한 예로서 들 수 있다. 투광성 지지체(3)의 외형상은 특별히 제한되는 것은 아니고, 구상(진구 형상, 타원 구상), 막대 형상, 각기둥 형상, 막 형상 등을 들 수 있다.
제1 실시 형태의 발광성 구조체(1)에서는, 세공(4)으로부터 투광성 지지체(3)의 내부에 액체 분산매를 주입·유지시킬 수 있기 때문에, 액체 분산매에 제한이 없고, 또한 투광성 지지체의 투광성에 의해 여기광 및 형광의 흡수·취출 시에 발광 효율을 저하시키지 않고 높은 발광 효율과 고체(분말)로서의 취급성을 양립시킬 수 있다.
(제2 실시 형태의 발광성 구조체)
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태의 발광성 구조체(11)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 3에 도시하는 예의 발광성 구조체(11)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제2 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 3에 도시하는 예의 발광성 구조체(11)는, 액체 분산매가 모세관힘에 의해 세공 중에 유지되어 있다. 이와 같이, 제2 실시 형태의 발광성 구조체와 같이, 액체 분산매는, 모세관힘에 의해 세공 중에 유지되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광성 구조체로부터의 액체 분산매의 누액을 방지하여, 취급성이 향상된다.
여기서, 일반적으로, 세공을 갖는 구조체는 모세관 현상에 의해 액체 분산매를 흡착, 유지하는 작용을 갖는다. 이하의 관계식을 만족할 때, 모세관 현상에 의해, 내부의 액체를 유지할 수 있다.
M×g＜2πr2×T
M: 액체 분산매의 질량[㎏]
g: 중력 가속도[m/s2]
r: 세공의 반경[m]
T: 액체/측 표면의 표면 장력[N/m]
액체 분산매의 종류와 유지량, 구조체의 세공 직경이 상기 관계를 성립시켰을 때, 모세관 현상이 발현하여, 세공으로부터의 누액을 방지하여, 발광성 구조체를 분말로서 취급하는 것이 용이해진다.
(제3 실시 형태의 발광성 구조체)
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태의 발광성 구조체(21)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 4에 도시하는 예의 발광성 구조체(21)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제3 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 4에 도시하는 예의 발광성 구조체(21)에 있어서의 투광성 지지체(22)는 다공성 구조를 갖는다. 여기서, 다공성 구조란, 투광성 지지체(22)의 내부에 많은 세공을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조이다.
투광성 지지체(22)가 다공성 구조를 가짐으로써, 세공을 많이 포함하기 때문에, 세공 내에 액체 분산매를 많이 유지할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 반도체 나노 입자 형광체를 액체 분산매에 분산시키고, 다공성 구조를 갖는 투광성 지지체에 유지시킴으로써, 얻어진 발광성 구조체를 고체의 형광 부재로서 취급하는 것이 가능하게 되어, 발광성 구조체를 수지 중에 재분산시키는 것을 용이하게 행할 수 있게 된다.
다공성 구조를 갖는 투광성 지지체(22)를 얻기 위해서는, 예를 들어 투광성 지지체의 형성 재료로서 수중에서 졸겔 전구체(금속 알콕시드 등)와 계면 활성제를 혼합하여, 수분해나 축합 등에 의해 실리카의 네트워크를 형성하여, 열처리에 의해 유기 주형을 제거하면 세공을 갖는 실리카를 주성분으로 하는 다공성 구조를 갖는 투광성 지지체가 얻어진다. 혹은, 다공성 구조를 갖는 투광성 지지체(3)로서 물론 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어 다이소겔(다이소 케미컬(주) 제조), M.S.GEL(AGCS.I.Tech(주) 제조) 등을 적합한 예로서 들 수 있다.
(제4 실시 형태의 발광성 구조체)
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태의 발광성 구조체(31)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 5에 도시하는 예의 발광성 구조체(31)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제4 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
제4 실시 형태의 발광성 구조체(31)는, 도 5에 도시하는 예와 같이, 캡슐 형상의 투광성 지지체(32)를 사용해도 된다. 이 경우, 투광성 지지체(32)는 내부 공간에 연통하는 세공(33)을 갖고, 그 내부 공간에는 세공(33)을 통해서 주입된, 반도체 나노 입자 형광체(2)를 분산시킨 액체 분산매(5)가 수용되어 있다. 이러한 캡슐 형상의 투광성 지지체(32)를 사용함으로써 도 1에 도시한 실시 형태와 비교해서, 체적당의 공공 용량이 커서, 반도체 나노 입자 형광체의 액체 분산매의 유지량을 많게 하는 것이 용이하다고 하는 이점이 있다.
이러한 캡슐 형상의 투광성 지지체(32)는, 예를 들어 실리카 등의 재료로 형성된 것을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 이러한 캡슐 형상의 투광성 지지체(32)로서 물론 시판품을 사용해도 된다.
(제5 실시 형태의 발광성 구조체)
도 6은 본 발명의 제5 실시 형태의 발광성 구조체(41)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 6에 도시하는 예의 발광성 구조체(41)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제5 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
제5 실시 형태의 발광성 구조체(41)는, 도 6에 도시하는 예와 같이, 모세관 형상(세공을 갖는 원통 형상의 구조체)의 투광성 지지체(43)를 구비하고, 그 내부 공간(세공)(44)에, 반도체 나노 입자 형광체(2)를 분산시킨 액체 분산매(5)를 수용하도록 실현되어도 된다. 이와 같이 모세관 형상의 투광성 지지체(43)를 사용함으로써 도 1에 도시한 실시 형태와 비교해서, 어레이화한 여기 광원과 모세관을 배열하는 것으로, 에지형의 디스플레이용 백라이트에 용이하게 이용할 수 있다고 하는 이점이 있다.
이러한 모세관 형상의 투광성 지지체(43)는, 예를 들어 실리카 등의 재료로 형성된 것을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 이러한 모세관 형상의 투광성 지지체(43)로서 물론 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어 DURAN 캐필러리(쇼트 니폰(주) 제조) 등을 적합한 예로서 들 수 있다.
(제6 실시 형태의 발광성 구조체)
도 7a, 도 7b, 도 7c는 본 발명의 제6 실시 형태의 발광성 구조체를 모식적으로 도시하는 도면으로, 도 7a에는 도 4에 도시한 예의 발광성 구조체(21)의 변형예인 발광성 구조체(21'), 도 7b에는 도 5에 도시한 예의 발광성 구조체(31)의 변형예인 발광성 구조체(31'), 도 7c에는 도 6에 도시한 예의 발광성 구조체(41)의 변형예인 발광성 구조체(41')를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 7a, 도 7b, 도 7c에 도시하는 예의 발광성 구조체(21', 31', 41')는, 각각 세공의 개구를 적어도 덮는 피복층(보호 기재)(24, 34, 45)을 더 구비하는 것 이외에는 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제6 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
이와 같이, 반도체 나노 입자 형광체(2)를 분산시킨 액체 분산매(5)를, 세공(23, 33, 44)을 갖는 투광성 지지체의 내부에 유지시킨 후, 적어도 세공(23, 33, 44)을 막도록 피복층(24, 34, 45)으로 덮음으로써, 세공 내에의 가스의 침입을 방지하여, 반도체 나노 입자 형광체의 발광 효율의 장기 안정화가 향상된다고 하는 효과가 발휘된다. 또한, 피복층(24, 34, 45)을 구비함으로써, 발광성 구조체로부터의 액체 분산매의 누액을 물리적으로 방지할 수 있어, 취급성이 향상된다.
또한, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체 분산매를 직접 피복층으로 덮음으로써 피복층 내에 내포시키려고 하는 경우에는, 내포시키는 액체 분산매에 제한이 있으며, 예를 들어 코아세르베이션법 등, 내포시키는 방법도 한정된다. 이에 반해, 도 7a, 도 7b, 도 7c에 도시한 예의 발광성 구조체의 경우, 세공을 갖는 투광성 지지체에 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 액체 분산매를 유지시킨 상태에서 세공의 개구를 적어도 덮도록 피복층을 형성하기 때문에, 예를 들어 고체에 막을 붙이는 요령으로 용이하게 피복층을 형성할 수 있으며, 피복층을 설치하는 방법에 특별히 제한은 없고, 또한 사용하는 액체 분산매의 종류에도 특별히 제한은 없다.
또한, 피복층은 적어도 세공을 막도록 설치되어 있으면 되고, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 예와 같이, 발광성 구조체의 최외각의 전체를 덮도록 설치되어 있어도 되고, 도 7c에 도시하는 예와 같이, 세공만을 막도록 설치되어 있어도 된다.
피복층을 형성하는 재료로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 주성분 중 적어도 하나로서 실리콘 수지, 에폭시 수지, SiO2, Al2O3, ZnO, In2O3, SnO2, TiO2 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 가공성의 장점과 높은 안정성이라는 점에서, 실리콘 수지로 형성된 피복층을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이러한 피복층으로서 물론 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어 KER-2500(신에쯔 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 적합한 예로서 들 수 있다.
(제7 실시 형태의 발광성 구조체)
도 8은 본 발명의 제7 실시 형태의 발광성 구조체(51)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 8에 도시하는 예의 발광성 구조체(51)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제7 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 8에 도시하는 예의 발광성 구조체(51)는, 투광성 지지체(52)가 가스 배리어성을 갖는다. 여기서, 「가스 배리어성」이란, 전량 분석법 , 가스크로마토그래피법 등의 방법으로 측정된 산소 투과율이 10000cc/㎡/day 이하(보다 적합하게는, 0 내지 300cc/㎡/day의 범위 내)인 것을 가리킨다. 이러한 가스 배리어성을 갖는 투광성 지지체(52)를 사용함으로써 세공(53)의 개구 이외의 부분에 대해서는 가스가 세공 내에 침입하기 어렵고, 이 때문에 반도체 나노 입자 형광체가 가스에 의해 열화되기 어려워, 반도체 나노 입자 형광체의 발광 효율의 장기 안정화를 도모할 수 있다는 이점이 있다.
이러한 가스 배리어성을 갖는 투광성 지지체(52)의 형성 재료로서는, 예를 들어 주성분 중 적어도 하나로서, 실리콘 수지, 에폭시 수지, SiO2, Al2O3, In2O3, SnO2, TiO2, ZnO 등을 들 수 있다. 그 중에서도 저산소 투과성을 갖는 것이 바람직하고, 가스 배리어성을 갖는 투광성 지지체로서, 변성 실리콘 수지로 형성된 투광성 지지체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 가스 배리어성을 갖는 투광성 지지체로서 물론 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어 OE-7620(Dow Corning 제조), SS-6503(산유레크(주) 제조) 등을 적합한 예로서 들 수 있다.
(제8 실시 형태의 발광성 구조체)
도 9는 본 발명의 제8 실시 형태의 발광성 구조체(61)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 9에 도시하는 예의 발광성 구조체(61)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제8 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 9에 도시하는 예의 발광성 구조체(61)에서는, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시키는 액체 분산매(62)로서 불휘발성의 액체 분산매를 사용하고 있다. 여기서, 「불휘발성」이란, 높은 비점(적합하게는 100℃ 이상)을 갖는 액체를 가리킨다. 이러한 불휘발성의 액체 분산매의 적합한 예로서, 예를 들어 이소부틸알코올, 톨루엔, 크실렌, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등을 들 수 있다.
제8 실시 형태의 발광성 구조체와 같이 불휘발성의 액체 분산매를 사용함으로써 발광성 구조체의 세공에 유지시킨 상태에서 액체 분산매가 기화되기 어렵게 되어, 세공 내에 유지된 상태를 유지하는 것이 용이하게 되고, 또한 액체 분산매의 증발에 의한 반도체 나노 입자 형광체의 열화를 방지할 수 있다는 이점이 있다.
(제9 실시 형태의 발광성 구조체)
도 10은 본 발명의 제9 실시 형태의 발광성 구조체(71)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 10에 도시하는 예의 발광성 구조체(71)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제9 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 10에 도시하는 예의 발광성 구조체(71)에서는, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시키는 액체 분산매(72)로서 이온성 액체를 사용하고 있다. 이온성 액체는 증기압 없이 거의 기화하는 일이 없는 특징을 가지며, 불휘발성의 액체 분산매보다 더욱 유지 상태의 유지가 가능하다. 또한, 이온성 액체는 반도체 나노 입자 형광체의 표면을 정전적으로 안정화시켜 응집시키지 않고 안정 분산시키는 효과가 있어, 높은 발광 효율과 휘도를 나타내는 발광성 구조체가 얻어진다.
제9 실시 형태의 발광성 구조체(71)에 사용될 수 있는 이온성 액체로서는, 예를 들어 2-(메타크릴로일옥시)-에틸트리메틸암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 1-(3-아크릴로일옥시-프로필)-3-메틸이미다졸륨비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, N,N,N-트리메틸-N-프로필암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, N,N-디메틸-N-메틸-2-(2-메톡시에틸)암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 1-알릴-3-부틸이미다졸륨테트라플루오로보레이트, 1-메틸-3-옥틸이미다졸륨헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 물 등 불순물을 포함하는 이온성 액체는 반도체 나노 입자 형광체의 장기 안정성을 저하시키는 경향이 있기 때문에, 이온성 액체로서 소수성으로 물을 용이하게 분리할 수 있는 N,N,N-트리메틸-N-프로필암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드를 사용하는 것이 바람직하다.
(제10 실시 형태의 발광성 구조체)
도 11은 본 발명의 제10 실시 형태의 발광성 구조체(81)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 11에 도시하는 예의 발광성 구조체(81)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제10 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 11에 도시하는 예에서는, 발광 파장이 380 내지 750㎚의 범위 내인(즉, 가시광을 발하는 밴드갭을 갖는) 반도체 나노 입자 형광체(82)를 사용하고 있다. 이러한 발광 파장을 갖는 반도체 나노 입자 형광체를 사용함으로써, 청색 LED 등의 여기 광원과의 조합에 의해 임의의 색감의 광원을 얻을 수 있다는 이점이 있다. 발광 파장이 380㎚ 미만 혹은 발광 파장이 750㎚를 초과하는 반도체 나노 입자 형광체를 사용한 경우에는, 가시광 영역 밖이기 때문에 거의 검게 보이므로 임의의 색감의 광원을 얻기 위한 형광체로서 적합하지 않다.
상술한 바와 같이 발광 파장을 갖는 반도체 나노 입자 형광체(82)로서는, InP, InN, InAs, InSb, InBi, ZnO, In2O3, Ga2O3, ZrO2, In2S3, Ga2S3, In2Se3, Ga2Se3, In2Te3, Ga2Te3, CdSe, CdTe, CdS 등에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 또한, 이러한 반도체 나노 입자 형광체(82)도, 상술과 마찬가지로, 구상, 로드 형상, 와이어 형상 등 종래 공지된 적절한 형상의 반도체 나노 입자 형광체를 사용하면 된다.
(제11 실시 형태의 발광성 구조체)
도 12a 및 도 12b는, 본 발명의 제11 실시 형태의 발광성 구조체(91, 101, 102)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 12a 및 도 12b에 도시하는 예의 발광성 구조체(91, 101, 102)는, 도 1에 도시한 예의 발광성 구조체(1)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제11 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
복수의 발광 피크를 갖도록 발광성 구조체를 실현함으로써, 목적으로 하는 발광 스펙트럼에의 조정이 용이하다는 이점이 있다. 예를 들어, 적색의 발광 피크와 녹색의 발광 피크를 갖는 발광성 구조체를 사용함으로써 청색의 여기 광원과 조합한 경우에는, 용이하게 연색성이 좋은 백색광을 실현할 수 있다. 복수의 발광 피크를 갖도록 발광성 구조체를 실현하는 방법으로서는, 예를 들어, 도 12에 도시하는 예의 발광성 구조체(91)와 같이, 서로 다른 발광 피크를 갖는 2종류의 반도체 나노 입자 형광체(예를 들어, 적색을 발광하는 반도체 나노 입자 형광체와 녹색을 발광하는 반도체 나노 입자 형광체)(92, 93)를 액체 분산매 중에 분산시키도록 해도 된다. 또한, 도 12b에 도시하는 예와 같이, 서로 다른 발광 피크를 갖는 반도체 나노 입자 형광체(예를 들어, 적색을 발광하는 반도체 나노 입자 형광체와 녹색을 발광하는 반도체 나노 입자 형광체)(92, 93)를 각각 분산시킨 액체 분산매를 다른 투광성 기재(3) 중에 유지시킨 2종류의 발광성 구조체(101, 102)를 사용함으로써 복수의 발광 피크를 갖는 발광성 구조체를 실현하도록 해도 된다.
<발광 장치>
(제12 실시 형태의 발광 장치)
여기서, 도 13은 본 발명의 제12 실시 형태의 발광 장치(111)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 본 발명은 광원(113)과, 상술한 제1 내지 제11 실시 형태의 어느 하나의 발광성 구조체가 투광성을 갖는 매체(115) 중에 분산된 파장 변환부(112)를 구비하는 발광 장치(LED 패키지)(111)에 대해서도 제공한다. 본 발명의 발광성 구조체는 취급성(핸들링성)이 좋아, 현재 이용되고 있는 형광체와 동일 정도의 크기로 제작함으로써, 현재 상업 이용되고 있는 형광체와 동일한 형태로, 현행의 프로세스를 변경하지 않고 이용할 수 있다. 도 13에 도시하는 발광 장치에 있어서, 발광성 구조체 이외의 광원(113), 투광성을 갖는 매체(115), 프레임체(114), 리드선 등은, 종래 공지된 적당한 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 도 13에 도시하는 예의 본 발명의 발광 장치(111)는 광원(113)이 그 오목부에 탑재된 프레임체(114)를 갖고, 상기 파장 변환부가 광원마다 오목부가 상기 매체에 의해 충전되고 있다.
본 발명의 발광 장치에 있어서, 광원으로서는, 특별히 제한되지 않고, 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 발광 장치(111)에 있어서, 광원(113) 및 발광성 구조체를 봉입하기 위한 투광성을 갖는 매체로서는, 특별히 제한되지 않고, 에폭시, 실리콘 및 (메트)아크릴레이트, 실리카 유리, 실리카겔, 실록산, 졸겔, 히드로겔, 아가로오스, 셀룰로오스, 에폭시, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리비닐, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리스티렌, 폴리피롤, 폴리이미드, 폴리이미다졸, 폴리술폰, 폴리티오펜, 폴리포스페이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리펩티드, 폴리사카라이드 등을 들 수 있다. 이들을 복수 조합하여 투광성을 갖는 매체로서 사용해도 된다.
(제13 실시 형태의 발광 장치)
여기서, 도 14는 본 발명의 제13 실시 형태의 발광 장치(121)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 14에 도시하는 예의 발광 장치(121)는 광원(113)이 그 오목부에 탑재된 프레임체(114)를 갖고, 상기 파장 변환부(112)가 오목부의 개구의 적어도 일부를 덮는 필름 형상물(122)이다. 이러한 필름 형상물(122)을 파장 변환부(112)로서 사용함으로써 도 13에 도시된 바와 같은, 광원마다 오목부가 상기 매체에 의해 충전되어 있는 경우와 비교해서, 여기 광원과 파장 변환부를, 오목부 내의 공간을 도입한 배치로 함으로써 여기 광원으로부터의 열의 영향이 완화되어, 파장 변환부에 포함되는 반도체 나노 입자 형광체의 장기 안정성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다고 하는 이점이 있다. 파장 변환부로서 사용하는 필름 형상물은 종래 공지된 적절한 재료, 방법으로 제조할 수 있으며, 그 형성 재료 및 제조 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다.
<발광성 구조체(형광체 함유 의고체)>
(제14 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체))
도 15는 본 발명의 제14 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(151)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)는, 도 15에 도시하는 예와 같이, 삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하는 투광성 지지체와, 액체 분산매를 포함하는 습윤 상태의 겔상물(153) 중에 1개 또는 복수 종류의 반도체 나노 입자 형광체(152)가 분산된 것을 특징으로 한다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 겔상물에 사용되는 투광성 지지체로서는, 삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 아크릴산계 중합체, 비닐계 중합체, 에폭시계 중합체, 폴리불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체(PVDF-HFP), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로[2-(플루오로술포닐에톡시)프로필비닐에테르 공중합체, 폴리(2-히드록시에틸)메타크릴레이트 및 Tetra-PEG에서 선택되는 적어도 어느 하나를 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들 이외에도, 예를 들어 종래 공지된 적절한 고무 재료, 단백질, 다당 등을 적용 가능한 범위에서 본 발명에 있어서의 투광성 지지체로서 사용해도 되지만, 화학적 안정성이 높다고 하는 이유에서, 상술한 아크릴산계 중합체, 비닐계 중합체, 에폭시계 중합체, 폴리불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체(PVDF-HFP), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로[2-(플루오로술포닐에톡시)프로필비닐에테르 공중합체, 폴리(2-히드록시에틸)메타크릴레이트 및 Tetra-PEG에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성된 투광성 지지체를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 아크릴산계 중합체란, 아크릴산에스테르 혹은 메타크릴산에스테르의 중합체를 가리키며, 예를 들어 폴리[2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산](PAMPS), 폴리아크릴아미드(PAAm), 폴리아크릴산나트륨, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산암모늄, 가교 폴리아크릴산나트륨, 가교 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산메틸 등이 예시된다.
비닐계 중합체란, 비닐 화합물의 중합체를 가리키며, 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리아세트산비닐, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐리덴, 에틸렌비닐알코올 공중합체 등이 예시된다.
에폭시계 중합체란 고분자 내에 잔존시킨 에폭시기로 가교 네트워크화시킴으로써 경화시키는 것이 가능한 열경화성 수지를 가리키며, 예를 들어 비스페놀 F형 에폭시 수지, 다관능 에폭시 수지, 가요성 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 고분자형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지 등이 예시된다.
상술 중, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로[2-(플루오로술포닐에톡시)프로필비닐에테르] 공중합체는, 술포화된 테트라플루오로에틸렌을 기초로 한 불소 수지의 공중합체이며, Nafion(등록상표) 등의 시판품이 알려져 있다. 또한, 상술 중, Tetra-PEG는, 각각 아민 말단, N-hydroxysuccinimide(NHS) 말단(활성 에스테르 말단)을 갖는 2종류의 네갈래 폴리에틸렌글리콜을 말단간 가교 반응시킴으로써 얻어진다.
또한, 투광성 지지체는, 상술한 것 중 복수를 조합해도 물론 되며, 예를 들어 아크릴계 중합체로서 상술한 것 중, 단단하고 깨지기 쉬운 폴리[2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산](PAMPS)과, 유연하게 변화할 수 있는 중성의 폴리아크릴아미드(PAAm)를 조합하면, 더블네트워크 구조를 가지며, 높은 기계적 강도를 갖는 투광성 지지체를 실현할 수 있다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서, 습윤 상태의 겔상물에 있어서의 투광성 지지체가 삼차원의 그물눈 구조를 형성하고 있는 것은, 예를 들어 공초점 레이저 스캐닝 현미경(LSCM)에 의해 관찰된 슬라이스상을 바탕으로 삼차원상을 구축하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 그물눈 구조에 있어서의 그물눈의 크기는 특별히 제한되지 않지만, 반도체 나노 입자 형광체가 유지되기 쉽다고 하는 이유에서, 5 내지 100㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 내지 30㎚의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 투광성 지지체의 그물눈의 크기는, 예를 들어 주사형 현미경 산란이나, 동적 광산란법에 의해 확산 계수 D를 측정하고, 확산 계수 D와 겔의 그물눈 사이즈를 나타내는 상관 길이 ξ의 관계식
Figure pat00001
(상기 식 중,
Figure pat00002
는 볼츠만 계수, η은 액체 분산매의 점성을 나타낸다)
로부터 구할 수 있다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 겔상물에 포함되는 액체 분산매로서는, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시키는데도 사용할 수 있는 액체이면 특별히 제한은 없으며, 예를 들어 물, 톨루엔, 헥산, 클로로포름, 트리옥틸아민, 트리옥틸포스핀, 트리옥틸포스핀옥시드, 1-옥타데센 등의 유기 용매, 이온성 액체(후술) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 경우에 특별히 발광 특성이 높은 것이 얻어지는 점에서, 톨루엔, 헥산 등의 유기 용매, 이온성 액체를 액체 분산매로서 사용하는 것이 바람직하다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 습윤 상태의 겔상물은, 상술한 바와 같이 삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하는 투광성 지지체와, 액체 분산매로 구성되는 것을 가리킨다. 실리카겔 등 소위 졸겔법에 의해, 졸겔의 가수분해와 탈수 축합에 의해 분산질이 네트워크를 형성함으로써 얻어지는 겔(건조 겔)은, 제14 실시 형태에 있어서의 「습윤 상태의 겔상물」에는 포함되지 않는다. 또한, 겔상물이 「습윤 상태」인 것은,
(액체 함유시킨 겔 중량-건조시킨 겔 중량)/액체 함유시킨 겔 중량×100
으로 계산되는 액체 함유율이 10% 이상인 것을 가리킨다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 습윤 상태의 겔상물은, 그 형상에 대해서는 특별히 제한되는 것은 아니고, 시트 형상, 구상, 섬유 형상, 원반 형상, 축 형상, 알 형상, 입방체, 직육면체 등을 들 수 있다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 습윤 상태의 겔상물에 있어서, 투광성 지지체와 액체 분산매의 비율에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 중량비로, 투광성 지지체 100에 대해 액체 분산매가 20 내지 100000의 범위 내인 것이 바람직하고, 50 내지 10000의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 중량비로, 투광성 지지체 100에 대해 액체 분산매가 20 미만인 경우에는, 유연성이 작아지는 경향이 있고, 또한 중량비로, 투광성 지지체 100에 대해 액체 분산매가 100000을 초과하는 경우에는, 역학적인 강도가 작아지는 경향이 있기 때문이다. 습윤 상태의 겔상물에 있어서의 투광성 지지체와 액체 분산매의 비율은, 예를 들어 습윤 상태의 겔상물과, 건조 상태의 겔상물의 중량을 측정함으로써 얻을 수 있다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 반도체 나노 입자 형광체(152)에 대해서는, 제1 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서, 반도체 나노 입자 형광체는, 액체 분산매 100중량부에 대해 0.00001 내지 100중량부의 범위 내에서 분산되어 있는 것이 바람직하고, 0.001 내지 50중량부의 범위 내에서 분산되어 있는 것이 보다 바람직하다. 반도체 나노 입자 형광체가, 액체 분산매 100중량부에 대해 0.00001중량부 미만인 경우, 농도가 낮아 충분한 발광 강도를 얻을 수 없는 경향이 있기 때문이며, 또한 액체 분산매 100중량부에 대해 100중량부를 초과하는 경우, 분산성이 나빠서, 반도체 나노 입자 형광체끼리가 응집하기 쉬운 경향이 있어, 발광 효율이 저하되기 때문이다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 따르면, 반도체 나노 입자 형광체를 습윤 상태의 겔상물에 분산시키고 있는 것으로, 반도체 나노 입자 형광체를 열화시키지 않고, 또한 응집해 버리는 일 없이 분산시킬 수 있다. 이에 의해, 반도체 나노 입자 형광체의 표면이 거칠어지거나, 반도체 나노 입자 형광체가 응집하는 것을 저감할 수 있어, 반도체 나노 입자 형광체의 우수한 광학 특성이 유지된 발광성 구조체를 제공할 수 있다. 또한, 제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서는, 습윤 상태의 겔상물을 사용하고 있는 것으로, 건조 겔을 사용한 경우와 비교해서 광투과성이 높다. 또한, 건조 겔을 사용한 경우와 비교해서 탄성이 있으므로 부재에 밀착시킬 수 있다(유연성이 있기 때문에, 곡면 등에 용이하게 밀착시킬 수 있다)고 하는 이점이 있어, 유연성을 갖는 면을 살린 광범위한 적용이 기대된다. 또한, 건조 겔을 사용한 경우와 비교해서, 열전도성이 높은 액체 분산매를 사용하고 있는 것으로 열전도성을 높일 수 있어, 반도체 나노 입자 형광체로부터의 발열을 방열할 때에 유리하다고 하는 이점이 있다.
제14 실시 형태의 발광성 구조체(151)에 있어서의 습윤 상태의 겔상물은, 종래 공지된 적절한 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 삼차원의 그물눈 구조를 형성하기 전의 상태의 투광성 지지체의 전구체와, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 상태의 액체 분산매를 혼합하여, 적당한 조건에서 가열하는 등으로 해서, 투광성 지지체가 삼차원의 그물눈 구조를 형성하도록 한다. 또한, 이미 삼차원의 그물눈 구조를 형성한 투광성 지지체와, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 상태의 액체 분산매를 혼합하도록 해도 된다. 또한, 그 밖의 방법으로서, 예를 들어 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 상태의 액체 분산매의 일부를 가교하는 것으로 투광성 지지체로 해도 되고, 반도체 나노 입자 형광체를 분산시킨 상태의 액체 분산매에 저분자 겔화제를 첨가함으로써 습윤 상태의 겔상물로 해도 된다. 또한, 투광성 지지체의 삼차원 그물눈 구조에 있어서의 그물눈의 크기는, 예를 들어 가교제의 첨가 유무 등으로 조절할 수 있다.
(제15 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체))
도 16은 본 발명의 제15 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(161)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 16에 도시하는 예의 발광성 구조체(161)는, 도 15에 도시한 예의 발광성 구조체(151)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제15 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매에 대해서는, 제14 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 16에 도시하는 예의 발광성 구조체(161)에서는, 습윤 상태의 겔상물(153) 중에, 2종류의 반도체 나노 입자 형광체(162, 163)가 분산되어 있는 점에서 도 15에 도시한 예의 발광성 구조체(151)와 다르다. 복수의 발광 피크를 갖도록 발광성 구조체를 실현함으로써, 목적으로 하는 발광 스펙트럼에의 조정이 용이하다는 이점이 있다. 예를 들어, 적색의 발광 피크와 녹색의 발광 피크를 갖는 2종류의 반도체 나노 입자 형광체를 조합한 발광성 구조체를 사용함으로써 청색의 여기 광원과 조합한 경우에는, 용이하게 연색성이 좋은 백색광을 실현할 수 있다. 도 16에 도시하는 예에서는, 예를 들어 서로 다른 발광 피크를 갖는 2종류의 반도체 나노 입자 형광체(예를 들어, 적색을 발광하는 반도체 나노 입자 형광체(162)와 녹색을 발광하는 반도체 나노 입자 형광체(163))가, 습윤 상태의 겔상물(153)에 분산되어 있다.
(제16 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체))
도 17은 본 발명의 제16 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(171)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 17에 도시하는 예의 발광성 구조체(171)는, 도 15에 도시한 예의 발광성 구조체(151)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제16 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제14 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 17에 도시하는 예의 발광성 구조체(171)는, 습윤 상태의 겔상물(172)에 있어서의 액체 분산매로서, 이온성 액체를 사용하고 있다. 이온성 액체는, 증기압이 매우 낮아, 장기간에 걸쳐 겔상물을 습윤 상태로 유지할 수 있어, 액체 분산매의 증발에 의한 반도체 나노 입자 형광체의 열화를 방지할 수 있기 때문에, 반도체 나노 입자 형광체의 화학적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있어, 높은 발광 특성을 유지할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 이온성 액체는, 반도체 나노 입자 형광체의 표면을 정전적으로 안정화시켜서, 응집시키지 않고 안정 분산시키는 효과가 있기 때문에, 높은 발광 효율과 휘도를 나타내는 의고체를 얻을 수 있다.
제16 실시 형태의 발광성 구조체(171)에 사용될 수 있는 이온성 액체로서는, 양이온으로서 이미다졸륨염류, 피리디늄염류 등의 암모늄계, 포스포늄계 이온 등, 음이온으로서는 브롬화물 이온이나 트리플레이트 등의 할로겐계, 테트라페닐보레이트 등의 붕소계, 헥사플루오로포스페이트 등의 인계 등이 있지만, 이 이외에도, 이온성 액체로서 존재하는 이온의 조합을 포함한다. 이온성 액체의 구체예로서는, 2-(메타크릴로일옥시)-에틸트리메틸암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 1-(3-아크릴로일옥시-프로필)-3-메틸이미다졸륨비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, N,N,N-트리메틸-N-프로필암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, N,N-디메틸-N-메틸-2-(2-메톡시에틸)암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 1-알릴-3-부틸이미다졸륨테트라플루오로보레이트, 1-메틸-3-옥틸이미다졸륨헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 물 등 불순물을 포함하는 이온성 액체는 반도체 나노 입자 형광체의 장기 안정성을 저하시키는 경향이 있기 때문에, 이온성 액체로서 소수성으로 물을 용이하게 분리할 수 있는 N,N,N-트리메틸-N-프로필암모늄비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드를 사용하는 것이 바람직하다.
(제17 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체))
도 18은 본 발명의 제17 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(181)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 18에 도시하는 예의 발광성 구조체(181)는, 도 15에 도시한 예의 발광성 구조체(151)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있다. 또한, 제17 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제14 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 18에 도시하는 바와 같이, 제17 실시 형태의 발광성 구조체(181)는, 최표면에 투광성을 갖는 피복층(184)을 구비하고 있어도 된다. 도 18에 도시하는 예에서는, 구상의 겔상물(183) 중에 1종류의 반도체 나노 입자 형광체(182)가 분산되고, 겔상물(183)의 표면을 투광성을 갖는 피복층(184)이 형성되어 있다. 이러한 투광성을 갖는 피복층(184)을 최표면에 구비함으로써(환언하면, 습윤 상태의 겔상물이 캡슐 형상의 피복층 내에 유지됨으로써), 산소, 수분의 투과율을 저감할 수 있고, 그 결과 반도체 나노 입자 형광체의 광산화에 의한 열화를 억제할 수 있어, 반도체 나노 입자 형광체의 화학적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
피복층(184)을 형성하는 재료는, 투광성을 갖는 재료이면 특별히 제한은 없지만, 금속 산화물, 실리카 베이스의 재료 등 투광성을 갖는 무기 재료가 바람직하다. 또한 피복층(184)은, 이들 중 어느 하나의 재료 중에서도, 밴드갭이 바람직하게는 3.0eV 이상인 무기 재료인 것이 바람직하다. 밴드갭이 3.0eV 이상이고, 자외선을 흡수하는 금속 산화물의 무기 재료로서는, 예를 들어 SiO2, ZnO, TiO2, CeO2, SnO2, ZrO2, Al2O3, ZnO:Mg 등이 예시된다. 이들 중에서 ZnO, TiO2, Al2O3, CeO2, SnO2는, 밴드갭이 3.0eV에 가깝기 때문에, 넓은 범위의 자외선(자외선 중 가시광에 가까운 범위까지)을 흡수할 수 있다. 또한, SiO2, ZrO2, ZnO:Mg는, 밴드갭이 3.0eV보다 상당히 크기 때문에, 파장이 상당히 짧은 자외선만을 흡수하고, 가시광에 가까운 범위의 자외선은 투과한다. 밴드갭이 3.0eV 이상의 무기 재료로 형성된 피복층(184)을 최표면에 구비함으로써, 반도체 나노 입자 형광체의 자외선에 의한 열화를 억제할 수 있고, 그 결과로서 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. 또한, 제17 실시 형태의 발광성 구조체(181)에 있어서, 무기 재료가 무기 결정이면 더욱 좋다.
(제18 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체))
도 19는 본 발명의 제18 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(191)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 19에 도시하는 예의 발광성 구조체(191)는, 도 15에 도시한 예의 발광성 구조체(151)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제18 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제14 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 19에 도시하는 예의 발광성 구조체(191)는, 습윤 상태의 겔상물(192)이 시트 형상으로 형성되어 있다. 도 15 내지 도 17에 도시한 예의 발광성 구조체(151, 161, 171)에서는, 습윤 상태의 겔상물은, 임의의 형상을 상정하고 있었지만, 도 19에 도시한 바와 같이, 습윤 상태의 겔상물의 형상을 시트 형상으로 함으로써, 유연성을 갖는 면을 살려서, 곡면 등 유연성을 요하는 장소에도 적용하기 쉽다고 하는 이점이 있다.
(제19 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체))
도 20은 본 발명의 제19 실시 형태의 발광성 구조체(형광체 함유 의고체)(201)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 20에 도시하는 예의 발광성 구조체(201)는, 도 15에 도시한 예의 발광성 구조체(151)와 일부를 제외하고 마찬가지 구성을 갖고 있으며, 마찬가지 구성을 갖는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또한, 제19 실시 형태의 발광성 구조체에 있어서의 투광성 지지체, 액체 분산매, 반도체 나노 입자 형광체에 대해서는, 제14 실시 형태의 발광성 구조체에 대해서 전술한 바와 같다.
도 20에 도시하는 예에서는, 도 19에 도시한 것과 마찬가지인 시트 형상의 습윤 상태의 겔상물(192)이, 모세관(203) 내에 수용되어 있다. 이와 같은 형태를 채용함으로써, 모세관(203)을 구성하는 기재(202)에 의해, 산소, 수분, 광 등의 외부 자극에 의한 열화를 저감시켜서, 습윤 상태의 겔상물 중에 분산된 반도체 나노 입자 형광체의 화학적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 도 20에 도시하는 예에 있어서, 모세관(203)을 구성하는 기재(202)로서는, 투광성을 갖는 것이면 그 형성 재료는 특별히 제한되는 것은 아니고, 금속 산화물(SiO2, Al2O3, TiO2 등), 이온성 액체로 구성되는 고체 등을 들 수 있다.
금회 개시된 실시 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시 형태가 아니고 특허 청구 범위에 의해 나타나며, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (20)

  1. 투광성 지지체와, 액체 분산매와, 반도체 나노 입자 형광체를 포함하는 발광성 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체 분산매가 이온성 액체인 발광성 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체 분산매가 불휘발성인 발광성 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액체 분산매가, 물, 톨루엔, 헥산, 클로로포름, 트리옥틸아민, 트리옥틸포스핀옥시드, 1-옥타데센 및 이온성 액체를 포함하는 적어도 어느 하나인 발광성 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 나노 입자 형광체는 복수의 발광 피크를 포함하는 발광성 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 나노 입자 형광체의 발광 파장이 380 내지 750㎚의 범위 내인 발광성 구조체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 지지체가 세공을 갖고, 상기 액체 분산매는 상기 투광성 지지체의 세공 중에 유지되고, 상기 액체 분산매 중에 상기 반도체 나노 입자 형광체가 분산되어 이루어지는 발광성 구조체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액체 분산매가 모세관힘에 의해 세공 중에 유지되어 있는 발광성 구조체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 투광성 지지체가 다공성 구조를 갖는 발광성 구조체.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 투광성 지지체가 캡슐 형상인 발광성 구조체.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 투광성 지지체가 모세관 형상인 발광성 구조체.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 세공의 개구를 적어도 덮는 피복층을 더 구비하는 발광성 구조체.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 투광성 지지체가 가스 배리어성을 갖는 발광성 구조체.
  14. 광원과, 제7항에 기재된 발광성 구조체가 투광성을 갖는 매체 중에 분산된 파장 변환부를 구비하는 발광 장치.
  15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 지지체가 삼차원의 그물눈 구조를 형성하는 고분자쇄를 포함하고, 당해 투광성 지지체와 상기 액체 분산매를 포함하는 습윤 상태의 겔상물 중에 1개 또는 복수 종류의 반도체 나노 입자 형광체가 분산된 발광성 구조체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 투광성 지지체의 형성 재료가, 아크릴산계 중합체, 비닐계 중합체, 에폭시계 중합체, 폴리불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로[2-(플루오로술포닐에톡시)프로필비닐에테르 공중합체, 폴리(2-히드록시에틸)메타크릴레이트 및 Tetra-PEG에서 선택되는 적어도 어느 하나인 발광성 구조체.
  17. 제15항에 있어서,
    최표면에, 투광성을 갖는 피복층을 구비하는 발광성 구조체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 피복층을 형성하는 재료가, 3.0eV 이상의 밴드갭을 갖는 무기 재료인 발광성 구조체.
  19. 제15항에 있어서,
    시트 형상인 발광성 구조체.
  20. 제19항에 있어서,
    모세관 내에 수용되어 있는 발광성 구조체.
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