KR20180074664A - 밀봉된 장치들 및 그 제조 방법들 - Google Patents

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데이비드 프랜시스 도슨-엘리
스테판 르보비치 로구노브
마크 알레얀드로 퀘사다
알렉산더 미하일로비치 스트렐트소프
레너드 제라드 웜볼트
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Abstract

본 명세서에 개시되는 것은 적어도 하나의 양자점 또는 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하는 밀봉된 장치들이다. 상기 밀봉된 장치들은, 선택적으로 밀봉층을 통해, 무기 기판에 밀봉된 유리 기판, 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 밀봉부를 포함할 수 있다. 이러한 밀봉된 장치들을 포함하는 디스플레이 및 광학 장치들, 및 이러한 밀봉된 장치들의 제조 방법들이 또한 본 명세서에 개시된다.

Description

밀봉된 장치들 및 그 제조 방법들
[관련 출원의 상호 참조]
[0001] 본 출원은 2015년 11월 2일 출원된 미국 가출원 제62/249691호, 2015년 9월 4일 출원된 미국 가출원 제62/214548호, 및 2015년 8월 12일 출원된 미국 가출원 제62/204122호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 이들 각각의 내용들은 보증되며 참조에 의해 그 전문이 본 명세서에 결합된다.
[0002] 본 개시는 개괄적으로 밀봉된 장치들, 및 보다 구체적으로는 양자점들, 레이저 다이오드들, 발광 다이오드들, 또는 다른 발광 구조체들을 포함하는 밀봉된 장치들뿐만 아니라, 이러한 밀봉된 컴포넌트들을 포함하는 디스플레이 및 광학 장치들에 관한 것이다.
[0003] 밀봉된 유리 패키지들 및 케이싱(casing)들은 지속적인 작동을 위한 기밀(hermetic) 환경으로부터 이익을 얻을 수 있는 전자 및 다른 장치들 분야에 점차 널리 사용되고 있다. 기밀 패키징으로부터 이익을 얻을 수 있는 예시적인 장치들은 텔레비젼들, 센서들, 광학 장치들, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들, 3D 잉크젯 프린터들, 레이저 프린터들, 고상(solid-state) 광원들, 및 광전지(photovolatic) 구조체들을 포함한다. 예를 들어, OLED들 또는 양자점들(QDs)을 포함하는 디스플레이들은 대기 조건에서 일어날 수 있는 이들 물질들의 분해를 방지하기 위하여 밀봉된 기밀 패키지들을 필요로할 수 있다.
[0004] 유리, 세라믹, 및/또는 유리-세라믹 기판들은, 에폭시 또는 다른 밀봉 재료를 사용하거나 사용하지 않으면서, 상기 기판들을 노(furnace) 내에 넣음으로써 밀봉될 수 있다. 그러나, 상기 노는 보통, 예컨대 OLED들 및 QD들과 같은, 많은 장치들에 적합하지 않은 높은 공정 온도에서 작동한다. 유리 기판들은 또한 유리 프릿(glass frit)을 사용하여, 예컨대 상기 기판들 사이에 유리 프릿을 놓고 상기 패키지를 밀봉하기 위하여 상기 프릿을 레이저 또는 다른 열원으로 가열함으로써, 밀봉될 수 있다. 프릿-기반 밀봉제들은, 예를 들어, 보통 약 2 내지 150μm 범위의 입자 크기로 분쇄된 유리 물질들을 포함할 수 있다. 상기 유리 프릿 물질은 기판들과 상기 유리 프릿 사이의 열 팽창 계수들의 불일치를 감소시키 위하여 유사한 입자 크기를 가지는 음의 CTE 물질과 혼합될 수 있다.
[0005] 유리 프릿 물질들은 보통 450℃를 초과하는 유리 전이 온도(Tg)를 가지고, 따라서 기밀 밀봉부(seal)를 형성하기 위하여 상승된 온도에서의 공정을 필요로할 수 있다. 이러한 고온 밀봉 공정은 온도에 민감한 공작물(workpiece)에 해로울 수 있다. 나아가, 상기 프릿 페이스트 내의 상기 음의 CTE 무기 충전제(filler)들은 상기 프릿의 투명도에 부정적으로 영향을 미칠 수 있으며, 이는 불투명한 밀봉부를 초래한다. 따라서, 투명하면서도 기밀인 밀봉된 장치들 및 이러한 장치들을 열에 민감한 공작물을 봉입하기에 적합한 보다 낮은 온도에서 제조하는 방법들을 제공하는 것이 이로울 것이다.
본 발명의 목적은 전술한 문제를 극복하기 위한 것이다.
[0006] 본 개시는, 다양한 실시예들에서, 제1 표면을 포함하는 유리 기판; 제2 표면을 포함하는 무기 기판; 상기 제1 표면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층; 및 상기 밀봉층을 통해 상기 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부(seal)를 포함하고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고, 상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 적어도 하나의 캐비티(cavity)를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 밀봉된 장치에 관한 것이다.
[0007] 레이저 다이오드들을 포함하는 밀봉된 장치들이 본 명세서에 또한 개시되며, 상기 장치들은 제1 표면을 포함하는 유리 기판; 제2 표면을 포함하는 무기 기판; 상기 제1 표면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층; 및 상기 밀봉층을 통해 상기 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고, 상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장된다.
[0008] 본 명세서에 또한 개시되는 것은 제1 표면을 포함하는 유리 기판, 제2 표면을 포함하는 도핑된 무기 기판; 및 상기 유리 기판을 상기 도핑된 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고, 상기 도핑된 무기 기판은 2.5W/m-K 초과의 열 전도도, 및 ZnO, SnO, SnO2, 또는 TiO2로부터 선택된 적어도 약 0.05wt%의 적어도 하나의 도펀트를 포함하는 밀봉된 장치들이다. 일부 실시예들에서, 상기 유리 기판은 상기 무기 기판에 직접적으로 결합될 수 있거나 밀봉 층을 통해 결합될 수 있다.
[0009] 이러한 밀봉된 장치들을 제조하는 방법들이 또한 개시되며, 상기 방법들은 유리 기판의 제1 표면 또는 무기 기판의 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 배치하는 단계; 상기 제1 표면의 적어도 일부 또는 상기 제2 표면의 적어도 일부 상에 밀봉층을 위치시키는 단계; 밀봉 계면을 형성하기 위하여 상기 제1 표면을 상기 제2 표면과 그들 사이에 위치되는 상기 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 양자점 및 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0010] 본 명세서에 또한 개시되는 것은 레이저 다이오드를 포함하는 밀봉된 장치의 제조 방법들이며, 상기 방법들은 유리 기판의 제1 표면 또는 무기 기판의 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 적어도 하나의 레이저 다이오드를 배치하는 단계; 상기 제1 표면의 적어도 일부 또는 상기 제2 표면의 적어도 일부 상에 밀봉층을 위치시키는 단계; 밀봉 계면을 형성하기 위하여 상기 제1 표면을 상기 제2 표면과 그들 사이에 위치되는 상기 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0011] 본 명세서에 개시된 추가적인 방법들은 밀봉된 장치들의 제조 방법들을 포함하며, 상기 방법들은 소정의 파장을 흡수하는 적어도 하나의 도펀트로 무기 기판을 도핑하는 단계; 밀봉 계면을 형성하기 위해 유리 기판의 제1 표면을 상기 도핑된 무기 기판의 제2 표면과 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 상기 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게하는 단계를 포함하고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0012] 본 명세서에 또한 더 개시되는 것은 밀봉된 장치들의 제조 방법들이며, 상기 방법들은 밀봉 계면을 형성하기 위해 유리 기판의 제1 표면 및 무기 기판의 제2 표면을 밀봉층과 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게하는 단계;를 포함하고, 상기 유리 기판의 CTE와 상기 무기 기판의 CTE의 차이는 약 20×10-7/℃ 미만이고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0013] 본 개시의 추가적인 특징들 및 장점들이 이하의 상세한 설명에 제시될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당 업계의 통상의 기술자에게 쉽게 명백해지거나, 아래의 상세한 설명, 이후의 청구 범위, 및 첨부된 도면들을 포함하는 본 명세서에 개시된 방법들을 실시함으로써 인식될 것이다.
[0014] 이상의 개괄적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 본 개시의 다양한 실시예들을 나타내며 청구 범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 할 것이다. 첨부되는 도면들은 본 개시의 더 깊은 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서의 일부로 포함되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 도시하며 설명과 함께 본 개시의 원리 및 동작들을 설명하는 역할을 한다.
[0015] 다음의 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 읽힐때 보다 잘 이해될 수 있으며, 다음의 도면들에서 가능하면 동일한 참조 번호들은 동일한 구성들을 지칭하기 위해 사용된다.
[0016] 도 1은 발광 다이오드(LED)를 포함하는 캐비티(cavity)에 근접하게 위치된 양자점 막의 단면도를 도시한다.
[0017] 도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 밀봉된 장치들의 단면도들을 도시한다.
[0018] 도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 두 개의 기판들 사이에 배치된 밀봉층의 단면도를 도시한다.
[0019] 도 4a는 본 개시의 추가적인 실시예들에 따른 두 개의 기판들 사이에 배치된 밀봉층 프레임의 단면도를 도시한다.
[0020] 도 4b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 기판 및 밀봉층 프레임의 상면도를 도시한다.
[0021] 도 5는 본 개시의 추가적인 실시예들에 따른 밀봉된 장치의 단면도를 도시한다.
[0022] 도 6은 본 개시의 추가적인 실시예들에 따른 밀봉된 장치의 단면도를 도시한다.
[0023] 도 7 및 도 8은 본 개시의 일부 실시예들의 광학적 성능의 그래픽적 도시들이다.
[0024] 본 명세서에 개시된 것은 유리, 유리-세라믹, 및/또는 세라믹 기판들로부터 선택된 적어도 두 개의 기판들을 포함하는 밀봉된 장치들이다. 예시적인 밀봉된 장치들은, 예를 들어, 양자점들, LED들, 레이저 다이오드들(LD들), 및 다른 발광 구조체들을 밀봉하는 밀봉된 장치들을 포함할 수 있다. 이러한 밀봉된 컴포넌트들을 포함하는 디스플레이 및 광학 장치들이 또한 본 명세서에 개시된다. 텔레비젼들, 컴퓨터들, 휴대용 장치들, 시계들 등과 같은 디스플레이들은 색 변환체들(color converters)로서 양자점들(QD들)을 포함하는 백라이트를 포함할 수 있다. 예시적인 광학 장치들은 센서들, 시계들, 바이오센서들, 및 본 명세서에 기술된 실시예들을 포함하도록 구성된 다른 장치들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, QD들은, 예를 들어, 유리 튜브, 모세관(capillary), 또는 시트(sheet), 예컨대 양자점 강화 막(quantum dot enhancement film, QDEF) 또는 칩렛(chiplet)과 같은 밀봉된 장치 내에 패키지될 수 있다. 이러한 막들 또는 장치들은, 예컨대 녹색 및 적색 방출 양자점들과 같은, 양자점들로 채워질 수 있으며, 양단들에서 및/또는 둘레를 돌아서 밀봉될 수 있다. QD들의 온도 민감성으로 인하여, 양자점 물질을 사용한 백라이트들은 양자점 물질과, 예컨대 LED와 같은, 광원 사이의 직접적인 접촉을 피한다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 QD들 또는 QD 포함 물질(105)을 포함하는 밀봉된 장치(101)는 보통, 예컨대 LED(103) 근처에 배치되나, 가혹한 조건들(예를 들어, 약 140℃ 이하의 온도들 및 약 100W/cm2 이하의 광 플럭스(luminous flux))이 QD들 또는 QD 포함 물질(105)을 손상시키는 것을 방지하기 위하여 충분한 거리가 유지되는, 분리된 컴포넌트로서 백라이트 스택에 포함된다. 예를 들어, 상기 밀봉된 장치(101)는 LED(103)를 포함하는 하나 이상의 캐비티들(109)을 포함하는 제1 기판(107) 근처에 배치될 수 있다. 일부 경우, 그러나, 이들 밀봉된 장치들은 상당한 물질 낭비를 야기할 수 있으며 및/또는, 예컨대 QDEF들을, 제조하기 복잡할 수 있다. 나아가, QDEF들의 경우, 이들 막들은 또한 색 변환에 의해 발생된 열을 방산하기 위한 효과적인 경로가 부족할수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 밀봉된 장치(101)는 하부 기판에 기밀 밀봉된 상부 기판을 포함할 수 있으며, 이 둘은 상기 QD들 또는 QD 포함 물질(105)을 포함하는 봉입체(enclosure)를 형성한다. 이 패키지 또는 칩렛은 다음으로 하부의 제1 기판(107)에 밀봉될 수 있다. 도시되지 않았으나, 이러한 실시예는 또한 상기 LED(103)를 포함하는 상기 제1 기판(107) 내에 형성된 웰(well)의 벽들 내에 위치될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 하나 이상의 렌즈들(미도시)이 상기 LED(103) 반대편의 상기 칩렛 또는 밀봉된 장치(101)의 일측 상에 제공될 수 있다.
[0025] 이제 본 개시의 다양한 실시예들이, 예시적인 밀봉된 장치들을 도시하는, 도 2 내지 도 5를 참조하여 논의될 것이다. 다음의 개괄적인 설명은 청구된 장치들의 개요를 제공하도록 의도되며, 다양한 양상들이 비제한적인 실시예들을 참조하여 본 개시에 걸쳐 보다 상세히 논의될 것이며, 이들 실시예들은 본 개시의 문맥 내에서 서로 상호교환가능하다. "제1" 기판, "유리" 기판, 또는 "제1 유리" 기판에 걸쳐 참조가 이루어질 것이며, 이들 명칭들은 동일한 기판들을 참조하기 위하여 상호교환가능하게 사용된다. 유사하게, "제2" 기판, "무기" 기판, "도핑된 무기" 기판, 또는 "제2 무기" 기판에 걸쳐 참조가 이루어질 것이며, 이들 명칭들은 동일한 기판들을 참조하기 위해 상호교환가능하게 사용된다.
장치들
[0026] 본 명세서에 개시되는 것은 제1 표면을 포함하는 유리 기판; 제2 표면을 포함하는 무기 기판; 상기 제1 표면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층; 및 상기 밀봉층을 통해 상기 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부(seal);를 포함하고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고, 상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 밀봉된 장치이다. 이러한 밀봉된 장치들을 포함하는 백라이트들 및 디스플레이 장치들이 또한 본 명세서에 개시된다.
[0027] 밀봉된 장치(200)의 두 비제한적인 실시예들의 단면도들이 도 2a 및 도 2b에 도시된다. 상기 밀봉된 장치(200)는 적어도 하나의 캐비티(209)를 포함하는 제1 유리 기판(201) 및 제2 무기 기판(207)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 캐비티(209)는 적어도 하나의 양자점(205)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 캐비티(209)는 또한 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203)를 포함할 수 있다. 상기 제1 기판(207) 및 제2 기판(201)은 적어도 하나의 밀봉부(211)에 의해 함께 결합될 수 있으며, 상기 밀봉부(211)는 상기 적어도 하나의 캐비티(209) 둘레에 연장될 수 있다. 대안적으로, 상기 밀봉부는, 예컨대 둘 이상의 캐비티들의 그룹(미도시)과 같은, 둘 이상의 캐비티 둘레에 연장될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 하나 이상의 렌즈들(미도시)이 상기 LED(203) 반대편의 상기 제1 유리 기판(201)의 일측 상에 제공될 수 있다. 상기 LED(203)는 직경 또는 길이가 임의의 크기, 예를 들어, 약 100μm 내지 약 1mm, 약 200㎛ 내지 약 900㎛, 약 300㎛ 내지 약 800㎛, 약 400㎛ 내지 약 700㎛, 약 350㎛ 내지 약 400㎛, 및 그사이의 임의의 하위 범위들일 수 있다. 상기 LED(203)는 또한 높거나 낮은 플럭스(flux)을 제공할 수 있으며, 예를 들어, 높은 플럭스의 목적으로 상기 LED(203)는 20W/cm2 이상을 방출할 수 있다. 낮은 플럭스의 목적으로, 상기 LED(203)는 20W/cm2 미만을 방출할 수 있다.
[0028] 도 2a에 도시된 비제한적인 실시예에서, 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203)는 상기 적어도 하나의 양자점(205)과 직접 접촉할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "접촉"이라는 용어는 두 개의 열거된 구성 요소들 사이의 직접적인 물리적 접촉 또는 상호작용을 나타내도록 의도된다. 예를 들어, 상기 양자점과 LED 컴포넌트는 상기 공동 내에서 서로 물리적으로 상호작용할 수 있다. 도 2b에 도시된 비제한적인 실시예에서, 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203) 및 상기 적어도 하나의 양자점(205)은 동일한 캐비티 내에 존재할 수 있으나, 예를 들어 분리 배리어 또는 막(213)에 의해, 분리된다. 비교로서, 도 1에 도시된 바와 같은 분리된 밀봉된 모세관들 또는 시트들, 예컨대 QDEF, 내의 양자점들은 상기 LED와 직접적으로 상호작용할 수 없고 상기 LED와 함께 상기 캐비티 내에 배치되지 않는다.
[0029] 도 2c에 도시된 비제한적인 실시예에서, 밀봉된 장치(200)는 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203), 제1 기판(201), 제2 기판(207), 및 제3 기판(215)을 포함할 수 있다. 상기 제1 기판(201) 및 제3 기판(215)은 기밀 밀봉된 패키지 또는 장치(216)를 형성할 수 있으며, 이는 적어도 하나의 양자점(205)을 포함하는 봉입되고 밀봉된 영역을 형성한다. 일부 실시예들에서 기밀 밀봉된 패키지 또는 장치(216)는 또한, 예컨대 고역 필터들로서 역할하는 막들 및 저역 필터들로서 역할하는 막들, 또는 광의 소정의 파장들을 필터링 하도록 제공되는 막들과 같은, 하나 이상의 막들(217a, 및 217b)을 포함할 것이나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203)는 상기 적어도 하나의 양자점(205)으로부터 소정의 거리(d)만큼 이격될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 소정의 거리는 약 100μm 이하일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 소정의 거리는 약 50㎛ 내지 약 2mm, 약 75㎛ 내지 약 500㎛, 약 90㎛ 내지 약 300㎛, 및 그 사이의 모든 하위범위들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 소정의 거리는 상기 LED 컴포넌트(203)의 상면으로부터 상기 적어도 하나의 양자점(205)을 포함하는 상기 봉입되고 밀봉된 영역의 중심선까지로 측정된다. 물론, 상기 소정의 거리는 또한 상기 적어도 하나의 양자점(205)을 포함하는 상기 봉입되고 밀봉된 영역의 임의의 부분, 이에 제한되하는 것은 아니나, 예컨대 상기 적어도 하나의 양자점(205)을 향하는 상기 제3 기판(215)의 상면, 상기 적어도 하나의 양자점(205)을 향하는 상기 제1 기판(201)의 하면, 또는 상기 기밀 밀봉된 패키지 또는 장치(216) 내에 존재할 수 있는 상기 막들 또는 필터들(217a, 및 217b) 중 임의의 하나에 의해 형성되는 표면까지로 측정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예시적인 막들은 예시적인 LED 컴포넌트(203)로부터의 청색 광이 일 방향으로 상기 장치(216)을 빠져 나가는 것을 방지하는 필터(217a) 및/또는 적색광(또는 여기된 양자점 물질에의해 방출된 다른 광)이 제2 방향으로 상기 장치(216)를 빠져 나가는 것을 방지하기 위한 다른 필터(217b)를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 상기 장치(200)는 상기 제2 기판(207) 및/또는 다른 기판들에 의해 형성된 웰 또는 다른 인클로저(enclosure) 내에 포함된 하나 이상의 LED 컴포넌트들(203)을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 LED 컴포넌트들에 가까이 인접한(예를 들어, 상술한 바와 같은 소정의 거리에) 기밀 밀봉된 패키지 또는 장치(216)는 상기 제2 기판(207)에 고정되거나 밀봉될 수 있고, 제3 기판(215)에 기밀 밀봉된 제1 기판(201)을 포함할 수 있으며, 이는 상기 하나 이상의 LED 컴포넌트들(203)로부터 방출된 광에 의해 야기되었을 때 적외선 파장, 근적외선 파장, 또는 소정의 스펙트럼(적색)의 광을 방출하도록 구성된 단일 파장 양자점 물질(205)을 포함하는 봉입된 영역을 형성한다. 상기 양자점 물질(205)은 상기 LED 컴포넌트(203)로부터 소정의 거리로 이격될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제1 필터(217a)는 청색 광이 상기 장치(200)의 상기 상면을 통해 방출되는 것을 필터링하기 위해 상기 제1 기판(201)의 바닥면(또는 상면) 상에 제공될 수 있고 제2 필터(217b)는 상기 양자점 물질로부터 여기된 광이 상기 제3 기판(215)의 바닥면을 통해 나가는 것을 필터링하기 위하여 상기 제3 기판(215)의 상면(또는 바닥면) 상에 제공될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 필터(217c)는 청색 광을 필터링하기 위해 상기 제2 기판(215)의 바닥면 상에 제공될 수 있다. 이들 필터들(217a, 217b, 217c)은 단독으로 또는 조합으로 일부 실시예들에서 그들의 광학적 성질들을 위하여 선택된 복수의 박막 층들을 포함할 수 있다. 특히, 예시적인 필터들(217a, 217b, 217c)은 청색 LED 광이 상기 장치(200)와 인접한 도광판으로부터 빠져 나오게하기 위하여 청색 파장들에 대해 높은 투과율을 가지도록 설계될 수 있다. 이러한 필터들은 또한 상기 양자점 물질(205)로부터의 광의 다시 상기 도광판 내로의 후방반사를 감소시키기 위해 적색 및 녹색 파장들에 대하여 높은 반사율을 가질 수 있다.
[0030] 하나의 예시적인 저역 통과 필터(217a, 217b, 217c)는 고굴절률 및 저굴절률 물질들의 다중층들로 만들어진 박막 스택을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 스택은 홀수개의 층들을 포함한다; 일부 다른 실시예들에서, 상기 스택은 짝수 개의 층들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 층들은 2 이상의 층들, 3 이상의 층들, 4 이상의 층들, 5 이상의 층들, 6 이상의 층들, 7 이상의 층들, 8 이상의 층들, 9 이상의 층들, 10 이상의 층들, 11 이상의 층들, 12 이상의 층들, 13 이상의 층들, 14 이상의 층들, 15 이상의 층들, 16 이상의 층들, 17 이상의 층들, 18 이상의 층들, 19 이상의 층들, 20 이상의 층들, 21 이상의 층들, 22 이상의 층들, 23 이상의 층들, 24 이상의 층들, 25 이상의 층들, 26 이상의 층들, 27 이상의 층들, 28 이상의 층들, 29 이상의 층들 등을 포함한다. 일 실시예에서, 예시적인 필터는 복수의 교대하는 적합한 고굴절률 물질과 적합한 저굴절률 물질의 층들을 포함한다. 예시적인 고굴절률 물질은, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, 및 이들의 복합 산화물들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 저굴절률 물질은, SiO2, ZrO2, HfO2, Bi2O3, La2O3, Al2O3, 및 이들의 복합 산화물들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 예시적인 필터는 아래 표 1에 제시된 바와 같이 총 두께 약 1.8μm의 교대하는 Nb2O5 및 SiO2 층들을 포함하며, 이는 550nm 및 632nm는 반사시키는 한편 450nm 광은 통과시키도록 설계될 수 있다.
층 물질 두께 (nm)
21 Nb2O5 80.19
20 SiO2 105.22
19 Nb2O5 66.82
18 SiO2 105.22
17 Nb2O5 66.82
16 SiO2 105.22
15 Nb2O5 66.82
14 SiO2 105.22
13 Nb2O5 66.82
12 SiO2 105.22
11 Nb2O5 66.82
10 SiO2 105.22
9 Nb2O5 66.82
8 SiO2 105.22
7 Nb2O5 66.82
6 SiO2 105.22
5 Nb2O5 66.82
4 SiO2 105.22
3 Nb2O5 66.82
2 SiO2 105.22
1 Nb2O5 80.19
0 Glass -
[0031] 도 7 및 도 8은 본 개시의 일부 실시예들의 광학적 성능의 그래픽적 도시들이다. 도 7을 참조하면, 수직 입사시 표 1의 필터의 광학적 성능이 제공된다. 도시된 실시예는 450nm에서 높은 투과율(실선) 및 550~640nm에 걸쳐 거의 100%의 반사율(점선)을 제공하는 것에 주의해야 한다. 도 8을 참조하면, 50°입사시 표 1의 필터의 광학적 성능이 제공된다. 도시된 실시예는 높은 각도에서도 청색 광의 투과 및 적색 및 녹색 광의 반사를 제공하는 것에 주의해야 한다.
[0032] 예시적인 필터 실시예들은 측면 조사(side lit)또는 직접 조사(direct lit) 도광판들과 인접한 QD 물질 사이에, 즉 상기 QD 물질과 도광판들 중간에, 또는 도 2b 및 도 2c를 참조하여 상술된 바와 같이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2c를 계속 참조하면, 예시적인 필터(217c)는 상기 패키지 밖으로 광을 향하게하는 효율을 향상시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, UV 흡수 물질이 또한 상기 간섭 필터이도록 상기 저역 통과 필터를 위한 다른 위치는 상기 커버 유리(예컨대, 제2 기판(215)) 상일 수 있다. 특히, 고굴절률 물질로서 사용된 물질은 본 명세서에 개시된 레이저 용접 공정을 가능하게하기에 충분한 UV를 흡수한다. 이들 예시적인 물질층들은, 예컨대 스퍼터링(sputtering), 플라즈마-강화 화학 기상 퇴적(plasma-enhanced chemical vapor deposition) 등과 같은, 당 업계에 공지된 임의의 수의 박막 공정들에 의해 퇴적될 수 있다. 상기 막 또는 층은 상기 도광판 또는 기판 상에 직접 퇴적되거나 별개의 층으로 퇴적되고 이후 광학적으로 투명한 접착제에 의해 부착될 수 있다. 이러한 필터들을 가지는 본 명세서에 개시된 실시예들은 (1) 상기 장치(200) 또는 도광판의 전체 밝기를 증가시키는, 보다 높은 전방 광 출력, (2) 더 적은 양의 양자점 물질의 사용을 가능하게 하는, 향상된 양자점 변환 효율을 야기하고, (3) 제조의 용이성을 위하여 통상적인 박막 공정 기술에 의존할 수 있음이 발견되었다.
[0033] 상기 제1 기판(201), 제2 기판(207), 및/또는 제3 기판(215)은, 일부 실시예들에서, 유리 기판들로부터 선택될 수 있으며 디스플레이 및 다른 전자 장치들에 사용되는 당 업계에 공지된 임의의 유리를 포함할 수 있다. 적합한 유리들은, 알루미노실리케이트(aluminosilicate), 알칼리-알루미노실리케이트(alkali-aluminosilicate), 보로실리케이트(borosilicate), 알칼리-보로실리케이트(alkali-borosilicate), 알루미노보로실리케이트(aluminoborosilicate), 알칼리-알루미노보로실리케이트(alkali-aluminoborosilicate), 및 다른 적합한 유리들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 기판들은, 다양한 실시예들에서, 화학적으로 강화되거나 및/또는 열적으로 템퍼링될(tempered) 수 있다. 적합한 상업적으로 입수 가능한 기판들의 비제한적 예들은, 예를 들어 코닝사(Corning Incorporated)의 EAGLE XG®, Lotus™, Iris™, Willow®, 및 Gorilla® 유리들을 포함한다. 이온 교환에 의해 화학적으로 강화된 유리들은 일부 비제한적인 실시예들에 따른 기판들로서 적합할 수 있다.
[0034] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 제1, 제2, 및/또는 제3 유리 기판들(201, 207, 215)은 약 100MPa 초과의 압축 응력 및 약 10μm 초과의 압축 응력 층의 깊이(depth of layer of compressive stress, DOL)를 가질 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 상기 제1, 제2 및/또는 제3 유리 기판은 약 500MPa 초과의 압축 응력 및 약 20㎛ 초과의 DOL, 또는 약 700MPa 초과의 압축 응력 및 약 40㎛ 초과의 DOL을 가질 수 있다. 비제한적인 실시예들에서, 상기 제1, 제2 및/또는 제3 유리 기판은 약 3mm 이하, 예를 들어, 약 0.1mm 내지 약 2.5mm, 약 0.3mm 내지 약 2mm, 약 0.5mm 내지 약 1.5mm, 또는 약 0.7mm 내지 약 1mm이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 두께를 가질 수 있다.
[0035] 상기 제1, 제2 및/또는 제3 유리 기판들은, 다양한 실시예들에서, 투명하거나 실질적으로 투명할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 "투명한"이라는 용어는 상기 기판이 약 1mm의 두께에서 스펙트럼의 가시 영역(400-700nm)에서 약 80% 초과의 투과율을 가지는 것을 나타내도록 의도된다. 예를 들어, 예시적인 투명한 기판은 가시광 범위에서 약 85% 초과, 예컨대 약 90% 초과, 또는 약 95% 초과이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 투과율을 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 예시적인 유리 기판은 자외선(UV) 영역(200-400nm)에서 약 50% 초과, 예컨대 약 55% 초과, 약 60% 초과, 약 65% 초과, 약 70% 초과, 약 75% 초과, 80% 초과, 약 85% 초과, 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 투과율을 가질 수 있다.
[0036] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 제2 기판(207)은 무기 기판들, 예컨대 유리보다 큰 열 전도도를 가지는 무기 기판들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 적합한 무기 기판들은 상대적으로 높은, 예컨대 약 2.5W/m-K 초과(예를 들어, 약 2.6, 3, 5, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100 W/m-K 초과), 예컨대 약 2.5W/m-K 내지 약 100W/m-K 범위이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 열 전도도를 가지는 것들을 포함할수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 무기 기판의 열 전도도는 100W/m-K 초과, 예컨대 약 100W/m-K 내지 약 300W/m-K 범위(예를 들어, 약 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 또는 300W/m-K 초과)일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다.
[0037] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 무기 기판은 세라믹 기판을 포함할 수 있으며, 이는 세라믹 또는 유리-세라믹 기판들을 포함할 수 있다. 비제한적인 실시예에서, 상기 제2 기판(207)은 예를 들어, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 베릴륨 산화물, 보론 질화물, 또는 실리콘 탄화물을 포함할 수 있다. 상기 무기 기판의 두께는, 특정 실시예들에서, 약 0.1mm 내지 약 3mm, 예컨대 약 0.2mm 내지 약 2.5mm, 약 0.3mm 내지 약 2mm, 약 0.4mm 내지 약 1.5mm, 약 0.5mm 내지 약 1mm, 약 0.6mm 내지 약 0.9mm, 또는 약 0.7mm 내지 약 0.8mm 범위일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 추가적인 실시예들에서, 상기 무기 기판은 주어진 레이저 작동 파장에서, 예컨대 UV 파장들(200-400nm)에서 또는 가시 파장들(400-700nm)에서, 거의 또는 전혀 흡수율을 가지지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 무기 기판은 레이저의 작동 파장에서 약 10% 미만, 예컨대 약 5% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만, 약 1% 미만, 예를 들어 약 1% 내지 약 10%를 흡수 할 수 있다. 가시 파장들에서, 상기 무기 기판은, 일부 실시예들에서, 투명하거나 산란할 수 있다.
[0038] 추가적인 실시예들에서, 상기 제2 무기 기판은, 예컨대 소정의 레이저의 작동 파장과 같은, 소정의 파장의 광을 흡수할 수 있는 적어도 하나의 도펀트로 도핑될 수 있다. 도펀트들은, 예를 들어, ZnO, SnO, SnO2, TiO2 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 도펀트는 UV 파장들(200-400nm)을 흡수하는 화합물들로부터 선택될 수 있다. 상기 도펀트는 상기 소정의 파장에서 상기 무기 기판의 흡수를 유도하기 충분한 양으로 상기 무기 기판들 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 도펀트는 약 0.05 중량%(wt%)(500ppm) 초과, 예를 들어, 약 500ppm 내지 약 106 ppm 범위의 농도로 상기 무기 기판 내에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 도펀트 농도는 약 0.5wt% 초과, 약 1wt% 초과, 약 2wt% 초과, 약 3wt% 초과, 약 4wt% 초과, 약 5wt% 초과, 약 6wt% 초과, 약 7wt% 초과, 약 8wt% 초과, 약 9wt% 초과, 또는 약 10wt% 초과일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 추가적인 실시예들에 따르면, 상기 도펀트는 약 10wt% 초과, 예를 들어, 약 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 90wt% 초과이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 농도를 가질 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 상기 도핑된 무기 기판은, 예를 들어 ZnO 세라믹 기판의 경우, 약 100%의 도펀트를 포함할 수 있다.
[0039] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 제1, 제2 및/또는 제3 기판들은 상기 기판들의 열 팽창 개수들(coefficents of thermal expansion, CTE들)이 실질적으로 유사하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 또는 제2 기판의 CTE는 상기 제1 기판의 CTE의 약 50% 내, 예컨대 상기 제1 기판의 CTE의 약 40% 내, 약 30% 내, 약 20% 내, 약 15% 내, 약 10% 내, 또는 약 5% 내일 수 있다. 비제한적인 예로서, 상기 제1 유리 기판의 CTE(약 25-400℃ 범위의 온도에서)는 약 30×10-7/℃ 내지 약 90×10-7/℃ 범위, 예컨대 약 40×10-7/℃ 내지 약 80×10-7/℃, 약 50×10-7/℃ 내지 약 60×10-7/℃(예컨대 약 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 또는 90×10-7/℃)일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 비제한적인 실시예들에 따르면, 상기 유리 기판들은 약 75 내지 약 85×10-7/℃ 범위의 CTE를 가지는 Corning® Gorilla® 유리, 또는 약 30 내지 약 50×10-7/℃ 범위의 CTE를 가지는 Corning® EAGLE XG®, LotusTM, 또는 Willow® 유리들일 수 있다. 상기 제2 기판은 약 20×10-7/℃ 내지 약 100×10-7/℃ 범위, 예컨대 약 30×10-7/℃ 내지 약 80×10-7/℃, 약 40×10-7/℃ 내지 약 70×10-7/℃, 또는 약 50×10-7/℃ 내지 약 60×10-7/℃(예컨대 약 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100×10-7/℃)이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 CTE(약 25-400℃ 범위의 온도에서)를 가지는 무기, 예컨대 세라믹 또는 유리-세라믹, 기판을 포함할 수 있다.
[0040] 도 2a 내지 도 2c는 상기 적어도 하나의 캐비티(209)가 평행사변형 단면을 가지는 것으로 도시하나, 상기 캐비티들은 주어진 용도에 맞게 임의의 주어진 형상 또는 크기를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 캐비티들은, 예를 들어, 정사각형, 실린더형, 직사각형, 반원형, 또는 반타원형 단면, 또는 불규칙한 단면을 가질 수 있다. 또한 상기 제1 기판(201) 또는 제3 기판(215)의 표면은 적어도 하나의 캐비티(209)를 포함하거나(예를 들어, 도 5 및 도 2c 참조), 상기 제1 또는 제3 및 제2 기판들 양자 모두가 캐비티들을 포함하는 것도 가능하다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 제1 또는 제2 기판들 내의 캐비티들은 가시 파장들 또는 LED 작동 파장들 중 하나 또는 둘에서 투명한 물질로 채워질 수 있다.
[0041] 또한, 도 2a 및 도 2b는 단일한 캐비티(209)를 포함하는 밀봉된 장치를 도시하나, 복수의 캐비티들 또는 캐비티들의 어레이를 포함하는 밀봉된 장치들이 또한 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다. 예를 들어, 상기 밀봉된 장치는 임의의 수의 캐비티들(209)을 포함할 수 있으며, 캐비티들(209)은 규칙적 및 불규칙적 패턴들을 포함하는 임의의 원하는 방식으로 배치 및/또는 이격될 수 있다. 또한, 도 2a 및 도 2b의 상기 단일한 캐비티(209)는 양자점들 및 LED 컴포넌트 둘 다를 포함하나, 이러한 도시는 제한적이지 않다는 것이 이해될 것이다. 하나 이상의 캐비티들이 양자점들 및/또는 LED 컴포넌트들을 포함하지 않는 실시예들 또한 구상된다(도 2c 참조). 하나 이상의 캐비티들이 복수의 LED 컴포넌트들 및/또는 양자점들을 포함하는 실시예들 또한 구상된다. 또한, 각각의 캐비티가 동일한 수 또는 양의 양자점들 및/또는 LED 컴포넌트들을 포함할 필요는 없으며, 그 양은 캐비티별로 다르고, 일부 캐비티들은 양자점들 및/또는 LED 컴포넌트들을 포함하지 않는 것이 가능하다.
[0042] 상기 적어도 하나의 공동(209)은 임의의 주어진 깊이를 가질 수 있으며, 깊이는 상기 캐비티 내에 밀봉되는 물품(예를 들어, QD, LED, 및/또는 LD)의 종류 및/또는 형상 및/또는 양에 맞게 선택될 수 있다. 비제한적인 실시예로서, 상기 적어도 하나의 캐비티(209)는 상기 제1 및/또는 제2 기판들 내로 약 1mm 미만, 예컨대 약 0.5mm 미만, 약 0.4mm 미만, 약 0.3mm 미만, 약 0.2mm 미만, 약 0.1mm 미만, 약 0.05mm 미만, 약 0.02mm 미만, 또는 약 0.01mm 미만이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 예컨대 약 0.01mm 내지 약 1mm 범위의 깊이로 연장될 수 있다. 캐비티들의 어레이가 사용될 수 있으며, 각각의 캐비티는 상기 어레이 내의 다른 캐비티들과 비교하여 동일하거나 상이한 깊이들, 동일하거나 상이한 형상들, 및/또는 동일하거나 상이한 크기들을 가지는 것 또한 구상된다.
[0043] 상기 적어도 하나의 공동(209)은, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 양자점(205)을 포함할 수 있다. 양자점들은 원하는 방출된 광의 파장에 따라 달라지는 형상들 및/또는 크기들을 가질 수 있다. 예를 들어, 방출된 광의 주파수는 상기 양자점의 크기가 감소함에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 방출된 광의 색은 상기 양자점의 크기가 감소함에 따라 적색에서 청색으로 이동할 수 있다. 청색, UV, 또는 근UV 광이 조사되면, 양자점은 상기 광을 보다 긴 적색, 황색, 녹색, 또는 청색 파장들로 변환할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 양자점은, 청색, UV, 또는 근UV 광이 조사되면 적색 및 녹색 파장들을 방출하는, 적색 및 녹색 양자점들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 LED 컴포넌트는 청색광(약 450-490nm), UV광(약 200-400nm), 또는 근UV광(약 300-450nm)을 방출할 수 있다.
[0044] 또한, 상기 적어도 하나의 캐비티는 동일하거나 상이한 종류의 양자점들을, 예를 들어 상이한 파장을 방출하는 양자점들을, 포함할 수 있는 것이 가능하다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 캐비티는 상기 캐비티 내에 적색-녹색-청색(RGB) 스펙트럼을 생성하기 위하여 녹색 및 적색 파장들을 방출하는 양자점들을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 따르면, 예컨대 오직 녹색 양자점들만을 포함하는 캐비티 또는 오직 적색 양자점들만을 포함하는 캐비티와 같이, 각각의 캐비티는 동일한 파장을 방출하는 양자점들만을 포함하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 밀봉된 장치는 캐비티들의 어레이를 포함할 수 있으며, 어레이 내의 캐비티들의 약 3분의 1은 녹색 양자점들로 채워질 수 있고, 상기 캐비티들의 약 3분의 1은 적색 양자점들로 채워질 수 있는 한편, 상기 캐비티들의 약 3분의 1은 (청색 광을 방출하기 위해) 비어있을 수 있다. 이러한 구성을 사용하여, 전체 어레이는 RGB 스펙트럼을 생성할 수 있는 한편, 각각의 개별적인 색에 대한 동적인 디밍(dimming)을 제공할 수 있다.
[0045] 물론 임의의 종류, 색, 또는 양의 양자점들을 임의의 비율로 포함하는 캐비티들이 가능하며, 본 개시의 범위 내에 속하는 것으로 구상될 수 있음이 이해될 것이다. 원하는 효과를 달성하기 위하여 캐비티 또는 캐비티들의 구성 및 각각의 캐비티 내에 배치할 양자점들의 종류 및 양을 선택하는 것은 당 업계의 통상의 기술자의 능력 내이다. 또한, 본 명세서의 장치들은 디스플레이 장치들용의 적색 및 녹색 양자점들에 관하여 논의되었으나, 적색, 주황색, 황색, 녹색, 청색, 또는 가시 스펙트럼(예를 들어, 400-700nm) 내의 임의의 다른 색을 포함하나, 이에 제한되지 않는, 임의의 굉의 파장을 방출할 수 있는, 임의의 종류의 양자점이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
[0046] 예시적인 양자점들은 다양한 형상들을 가질 수 있다. 양자점의 형상의 예들은, 구, 막대(rod), 디스크, 테트라포드(tetrapod), 다른 형상들, 및/또는 이들의 혼합들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 양자점들은 또한, 예컨대 아크릴레이트(acrylate) 또는 다른 적합한 폴리머 또는 모노머(monomer)와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 폴리머 수지(resin) 내에 포함될 수 있다. 이러한 예시적인 수지들은 또한, TiO2 등을 포함하나 이에 제한되지 않는, 적합한 산란 입자들을 포함할 수 있다.
[0047] 특정 실시예들에서, 양자점들은, 폴리머들의 용해성 및 가공성과 무기 반도체들의 높은 효율 및 안정성의 조합을 가능하게 하는 무기 반도체 물질을 포함한다. 무기 반도체 양자점들은 보통 유기 반도체들보다 수증기 및 산소 존재하에서 보다 안정하다. 상술한 바와 같아, 그들의 양자제한 방출 성질들로 인하여, 그들의 발광은 극히 협대역(narrow-band)일 수 있고, 단일 가우시안(Gaussian) 스펙트럼으로 특징지어지는, 고도로 포화된 색 방출을 얻을 수 있다. 나노결정 직경이 양자점 광학 밴드갭을 조절하므로, 흡수 및 방출 파장의 미세한 조정은 합성 및 구조 변화를 통해 달성될 수 있다.
[0048] 특정 실시예들에서, 무기 반도체 나노결정 양자점들은 Ⅳ족 원소들, Ⅱ-Ⅵ족 화합물들, Ⅱ-Ⅴ족 화합물들, Ⅲ-Ⅵ족 화합물들, Ⅲ-Ⅴ족 화합물들, Ⅳ-Ⅵ족 화합물들, Ι-Ⅲ-Ⅵ족 화합물들, Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ족 화합물들, 또는 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ족 화합물들, 이들의 합금들 및/또는 이들의 혼합물들을 포함하며, 3원계 및 4원계 합금들 및/또는 혼합물들을 포함한다. 예들은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, 이들의 합금들, 및/또는 이들의 혼합물들을 포함하며, 3원계 및 4원계 합금들 및/또는 혼합물들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[0049] 특정 실시예들에서 양자점은 상기 양자점 표면의 적어도 일부 상에 쉘(shell)을 포함할 수 있다. 이 구조는 코어-쉘(core-shell) 구조로 지칭된다. 상기 쉘은 무기 물질, 보다 바람직하게 무기 반도체 물질을 포함할 수 있다. 무기 쉘은 표면 전자 상태들을 유기 캡핑 그룹들보다 훨씬 더 크게 패시베이션시킬 수 있다. 쉘에 사용하는 무기 반도체 물질의 예들은, Ⅳ족 원소들, Ⅱ-Ⅵ족 화합물들, Ⅱ-Ⅴ족 화합물들, Ⅲ-Ⅵ족 화합물들, Ⅲ-Ⅴ족 화합물들, Ⅳ-Ⅵ족 화합물들, Ι-Ⅲ-Ⅵ족 화합물들, Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ족 화합물들, 또는 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ족 화합물들, 이들의 합금들 및/또는 이들의 혼합물들을 포함하며, 3원계 및 4원계 합금들 및/또는 혼합물들을 포함한나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예들은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, 이들의 합금들, 및/또는 이들의 혼합물들을 포함하며, 3원계 및 4원계 합금들 및/또는 혼합물들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[0050] 일부 실시예들에서, 양자점 물질들은 CdSe, CdS, 및 CdTe를 포함하는 Ⅱ-Ⅵ족 반도체들을 포함할 수 있고, 좁은 크기 분포 및 높은 방출 양자 효율로 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 방출하도록 만들어질 수 있다. 예를 들어, 약 2nm 직경의 CdSe 양자점들은 청색을 방출하는 한편 8nm 직경의 입자들은 적색을 방출한다. 합성시 상이한 밴드갭을 가지는 다른 반도체 물질로 치환함으로써 양자점 조성을 변화시키는 것은 양자점 방출이 조정될 수 있는 전자기 스펙트럼 영역을 변화시킨다. 다른 실시예들에서, 상기 양자점 물질들은 무-카드뮴(cadmium-free)이다. 무-카드뮴 양자점 물질들의 예들은 InP 및 InxGax -1P을 포함한다. InxGax -1P을 마련하기 위한 하나의 접근법의 일 예에서, InP은, 황색/녹색보다 약간 더 푸른 파장들에 접근시키기 위하여, 소량의 Ga으로 도핑되어 밴드갭을 더 높은 에너지들로 이동시킬 수 있다. 이 3원계 물질을 마련하기 위한 다른 접근법의 일 예에서, GaP은, 진한 청색보다 더 붉은 파장들에 접근시키기 위하여, In으로 도핑될 수 있다. InP은 1.27eV의 다이렉트 벌크 밴드갭을 가지며, 이는 Ga 도핑으로 2eV이상으로 조정될 수 있다. InP만을 포함하는 양자점 물질들은 황색/녹색 내지 진한 적색의 조정가능한 방출을 제공할 수 있다; InP에 소량의 Ga의 추가는 진한 녹색/아쿠아 녹색(aqua green)으로 방출을 조정하는 것을 가능하게 할 수 있다. InxGax -1P (0<x<1) 을 포함하는 양자점 물질들은 가시 스펙트럼의, 전체가 아니라면, 적어도 많은 부분에 걸쳐 조정 가능한 광 방출을 제공할 수 있다. InP/ZnSeS 코어-쉘 양자점들은 70%의 높은 효율로 진한 적색 내지 황색으로 조정될 수 있다. 높은 CRI 백색 QD-LED 발광체들을 생성하기 위하여, InP/ZnSeS이 가시 스펙트럼의 적색 내지 황색/녹색 부분을 담당하기 위하여 활용될 수 있고 InxGax -1P이 진한 녹색 내지 아쿠아 녹색 방출을 제공할 것이다.
[0051] 일부 실시예들에서, 예를 들어, 도 2a, 도 2b, 및/또는 도 2c를 참조하면, 상기 양자점 물질들은 소정의 스펙트럼 내에서 조정 가능한 방출을 제공할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 양자점 물질들은 그들로부터의 방출이 오직 단일한 스펙트럼 내, 즉 예컨대 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 약 620nm 내지 약 750nm의 적색 스펙트럼과 같은, 단일 파장 양자점 물질이도록 선택될 수 있다. 물론, 예시적인 단일 파장 양자점 물질들은, 예컨대 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203)와 같은, 근접한 광원에 의해 여기되었을 때, 다른 스펙트럼(예를 들어, 보라색 308-450nm, 청색 450-495nm, 녹색 495-570nm, 황색 570-590nm, 및 주황색 590-620nm)이 방출되도록 선택될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 양자점 물질들은, 이에 제한되는 것은 아니나 예컨대 700nm 내지 1mm의 적외선 스펙트럼, 또는 예를 들어 10nm 내지 380nm의 자외선 스펙트럼과 같은, 다른 스펙트럼에서 조정 가능한 방출을 제공할 수 있다.
[0052] 상기 제1 기판(201)의 제1 표면 및 상기 제2 기판(207)의 제2 표면은 밀봉부 또는 용접부(211)에 의해 결합될 수 있다. 상기 밀봉부(211)는 상기 적어도 하나의 캐비티(209) 둘레에 연장될 수 있으며, 이로써 공작물을 상기 캐비티 내에 밀봉한다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 양자점(205) 및 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트(203)를 동일한 캐비티 내에 밀봉할 수 있다. 다수의 캐비티들의 경우, 상기 밀봉부는, 예를 들어 각각의 캐비티를 상기 어레이 내의 다른 캐비티들로부터 분리시켜 하나 이상의 별개의 밀봉된 영역들 또는 포켓들을 생성하며, 단일한 캐비티 둘레에 연장될수 있거나, 또는 상기 밀봉부는, 예를 들어 둘 이상의 캐비티들의 그룹, 예컨대 3, 4, 5, 10 이상의 캐비티들과 같은, 둘 이상의 캐비티 둘레에 연장될 수 있다. 상기 밀봉된 장치는 원하는 바에 따라, 예를 들어 LED 및/또는 양자점들이 없는 캐비티의 경우, 밀봉되지 않을 수 있는 하나 이상의 캐비티들을 포함하는 것도 가능하다. 따라서, 다양한 캐비티들이 비어있거나 아니면 양자점들 및/또는 LED들을 포함하지 않을 수 있으며, 이들 빈 캐비티들은 따라서 적절하거나 원하는 바에 따라 밀봉되거나 밀봉되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 상기 밀봉부(211)는 동시 계류중인 미국 출원 제13/777,584호; 제13/891,291호; 제14/270,828호; 및 제14/271,797호에 설명된 바와 같은, 유리-대-유리 밀봉부, 유리-대-유리-세라믹 밀봉부, 또는 유리-대-세라믹 밀봉부를 포함할 수 있으며, 이들 모두의 전문은 참조에 의해 본 명세서에 결합된다.
[0053] 다른 비제한적 실시예들에서, 상기 장치는 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 기판들을 연결하는 밀봉층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 밀봉 물질 또는 층(315)은 상기 제1 기판(301)의 제1 표면(317)의 적어도 일부 및 상기 제2 기판(307)의 제2 표면(319)의 적어도 일부와 접촉할 수 있다. 상기 밀봉층(315)은, 예를 들어, 소정의 레이저 작동 파장에서 약 10%를 초과하는 흡수율 및/또는 상대적으로 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 가지는 유리 조성들로부터 선택될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 밀봉층은 붕산염(borate) 유리들, 인산염(phosphate) 유리들, 아텔루르산염(tellurite) 유리들, 칼코겐화물(chalcogenide) 유리들, 예를 들어, 주석 인산염(tin phosphates), 주석 플루오로인산염(tin fluorophosphates), 및 주석 플루오로붕산염(tin fluoroborates)으로부터 선택될 수 있다.
[0054] 일반적으로, 적합한 밀봉층 물질들은 낮은 Tg 유리들 및 적합하게 반응성이 있는 구리 또는 주석의 산화물들을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 상기 밀봉층은 약 400℃ 이하, 예컨대 약 350℃, 약 300℃, 약 250℃, 또는 약 200℃ 이하이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는, 예컨대 약 200℃ 내지 약 400℃ 범위의 Tg를 가지는 유리를 포함할 수 있다. 적합한 밀봉층들 및 방법들은, 예를 들어, 미국 출원 제13/777,584호; 제13/891,291호; 제14/270,828호; 및 제14/271,797호에 개시되며, 이들 모두의 전문이 참조에 의해 본 명세서에 결합된다.
[0055] 상기 밀봉층(315)의 두께는 용도에 따라 달라질 수 있으며, 특정 실시예들에서, 약 0.1μm 내지 약 10㎛ 범위, 예컨대 약 5㎛ 미만, 약 3㎛ 미만, 약 2㎛ 미만, 약 1㎛ 미만, 약 0.5㎛ 미만, 또는 약 0.2㎛ 미만일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 상기 밀봉층(315)은, 다양한 실시예들에서, 상기 레이저의 작동 파장에서 (상온에서) 약 10% 초과, 약 15% 초과, 약 20% 초과, 약 25% 초과, 약 30% 초과, 약 35% 초과, 약 40% 초과, 약 45% 초과, 또는 약 50% 초과이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하며, 예컨대 약 10% 내지 약 50%의 흡수율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 밀봉층은 UV 파장들(200-400nm)을 흡수할 수 있으며, 예를 들어 약 10% 초과의 흡수율을 가진다. 일부 실시예들에서, 상기 밀봉층은 가시광에 대하여 투명하거나 실질적으로 투명할 수 있으며, 예를 들어 스펙트럼의 가시 영역(400-700nm)에서 약 80% 초과의 투과율을 가진다.
[0056] 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉층(315)은 상기 제1 및 제2 기판들(301, 307) 사이의 연속적인 시트 또는 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 밀봉층(315)은 상기 밀봉층이 상기 적어도 하나의 캐비티(미도시)를 덮도록 상기 제1 표면(317) 또는 제2 표면(319) 상에 발라질 수 있다. 이러한 실시예들에서, 상기 밀봉층(315)은 가시 파장들에서 실질적으로 투명하고 UV 파장들(또는 임의의 다른 소정의 레이저 작동 파장)을 흡수할 수 있다. 대안적으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉층(415)은 그것이 상기 캐비티(미도시) 둘레에 프레임을 형성하도록 제공될 수 있다. 상기 밀봉층은 임의의 원하는 형상 또는 패턴으로 상기 제1 기판(401)(도 4b에 도시된 바와 같이) 또는 상기 제2 기판(407)(도 4b에 도시되지 않음)에 도포될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 상기 밀봉층(415)은 가시 파장에서 실질적으로 투명하거나 흡수하거나 및/또는 UV 파장들(또는 임의의 다른 소정의 레이저 작동 파장)에서 실질적으로 투명하거나 흡수할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저는 상기 밀봉층이 흡수하고 상기 제1 유리 기판이 흡수하지 않는 임의의 파장에서 작동되도록 선택될 수 있다. 물론, 상기 밀봉층(315, 415)은, 예를 들어 상기 기판 및/또는 캐비티 형상에 따라 특정한 용도를 위해 요구되는 바에 따라 임의의 형상을 가질 수 있다.
[0057] 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 상기 제1 및 제2 기판들 사이의 상기 밀봉부(211)는, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같은 상기 밀봉층(315, 415)을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 주어진 파장에서 작동하는 레이저 빔은 상기 밀봉층(또는 밀봉 계면)에 향해지게되어 상기 두 기판들 사이에 밀봉부 또는 용접부를 형성할 수 있다. 이론에 의해 제한되려는 의도 없이, 상기 밀봉층에 의한 상기 레이저 빔으로부터 광의 흡수 및 상기 제1 및/또는 제2 기판들에 의한 유도된 순간적인 흡수는 상기 밀봉층 및/또는 유리 기판의 국부적인 가열(예를 들어, 상기 제1 기판의 Tg 근처 온도까지) 및 용융을 야기하여 상기 두 기판들 사이에 결합을 형성할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 밀봉부 또는 용접부(211)는 약 10㎛ 내지 약 300㎛ 범위, 예컨대 약 25㎛ 내지 약 250㎛, 약 50㎛ 내지 약 200㎛, 또는 약 100㎛ 내지 약 150㎛이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는, 폭을 가질 수 있다.
[0058] 상기 제1 및 제2 기판들은, 다양한 실시예들에서, 본 명세서에 개시된 바와 같이 함께 밀봉되어 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 밀봉부 또는 용접부를 생성할 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 밀봉부 또는 용접부는, 예를 들어 상기 장치 내에 하나 이상의 기밀(air-tight) 및/또는 방수(waterproof) 포켓들을 형성하는, 기밀 밀봉부일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 캐비티는 상기 캐비티가 물, 습기, 공기, 및/또는 다른 오염원들에 불투과성이거나 실질적으로 불투과성이되도록 기밀 밀봉될 수 있다. 비제한적인 예로서, 기밀 밀봉부는 산소의 증발(확산)을 약 10-2cm3/m2/일(day) 미만(예를 들어, 약 10-3/cm3/m2/day 미만)으로 제한하고, 물의 증발을 약 10-2g/m2/일(day) 미만(예를 들어, 약 10-3, 10-4, 10-5, 또는 10-6 g/m2/day 미만)으로 제한하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 기밀 밀봉부는 물, 습기, 및/또는 공기가 상기 기밀 밀봉부에 의해 보호되는 컴포넌트들과 접촉하는 것을 실질적으로 방지할 수 있다.
[0059] 특정 양상들에 따르면, 상기 밀봉된 장치의 총 두께는 약 6mm 미만, 예컨대 약 5mm 미만, 약 4mm 미만, 약 3mm 미만, 약 2mm 미만, 약 1.5mm 미만, 약 1mm 미만, 또는 약 0.5mm 미만일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 예를 들어, 상기 밀봉된 장치의 두께는 약 0.3mm 내지 약 3mm, 예컨대 약 0.5mm 내지 약 2.5mm, 또는 약 1mm 내지 약 2mm 범위일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다.
[0060] 본 명세서에 개시된 밀봉된 장치들은 백라이트들 또는 다양한 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있는, 예컨대 텔레비젼들, 컴퓨터 모니터들, 휴대용 장치들 등과 같은, 후면 발광(backlit) 디스플레이들을 포함하나, 이에 제한되지 않는, 다양한 디스플레이 장치들 또는 디스플레이 컴포넌트들에 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 밀봉된 장치들은 또한, 예컨대 루미네어들(luminaires) 및 고상(solid state) 조명 분야들과 같은, 조명 장치들로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 LED 다이(die)와 접촉하는 양자점들을 포함하는 밀봉된 장치는, 예를 들어 태양의 광대역 출력을 모방하는, 일반적인 조명에 사용될 수 있다. 이러한 조명 장치들은, 예를 들어, 400-700nm 범위의 파장들과 같은, 다양한 파장들을 방출하는 다양한 크기의 양자점들을 포함할 수 있다.
[0061] 본 명세서에 또한 개시되는 것은 레이저 다이오드들을 포함하는 밀봉된 장치들이며, 상기 장치들은 제1 표면을 포함하는 유리 기판; 제2 표면을 포함하는 무기 기판; 상기 제1 표면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층; 및 상기 밀봉층을 통해 상기 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고, 상기 무기 기판은 적어도 2.5 W/m-K의 열 전도도를 가지고, 상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장된다. 기밀 패키징된 레이저 다이오드들은 광학 장치들, 프린터들 등에 유용할 수 있다.
[0062] 도 5를 참조하면, 예시적인 밀봉된 장치(500)는 밀봉부(511)를 통해 함께 밀봉되어 적어도 하나의 캐비티(509)를 형성하는 제1 유리 기판(501) 및 제2 무기 기판(507)을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드(521) 또는 다른 발광 구조체는 상기 캐비티 내에, 선택적으로 지지부(523) 상에, 밀봉될 수 있다. 상기 지지부(523)는, 일부 실시예들에서, 상기 제1 유리 기판(501) 내의 소정의 영역 또는 윈도우(525)를 통해 광을 방출하기 위해 원하는 바에 따라 상기 밀봉된 패키지 내에서 상기 레이저 다이오드(521)의 높이를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 레이저 다이오드들은, 예컨대 갈륨 질화물, 갈륨 비소화물, 알루미늄 갈륨 비소화물, 갈륨 안티모니화물, 및 인듐 인화물과 같은, 반도체 물질들을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드들은, 예컨대 가시(~400-700nm) 및 적외선(~700-1400nm) 파장들과 같은, 임의의 파장을 가지는 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 레이저 다이오드는 약 400nm 내지 약 670nm 범위 파장들에서 청색 또는 녹색 광을 방출할 수 있다.
[0063] 밀봉된 장치들(200)(QD/LED를 포함)과 관련하여 개시된 실시예들은 밀봉된 장치들(500)(LD 포함)에 제한 없이 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 제1 유리 기판(501) 및 제2 무기 기판(507)은 각각, 도 2a 및 도 2b의 기판들(201 및 207)에 대하여 위에서 개시된 바와 유사한 물질들로부터 선택될 수 있고 유사한 성질들을 가질 수 있다. 유사하게, 상기 밀봉부(511)는 위에서 도 3 내지 도 4와 관련하여 설명된 바와 유사한 밀봉층들(315, 415) 및 패턴들을 사용하여, 위에서 밀봉부(211)에 대하여 설명된 바와 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 캐비티(509)는 도 2a 및 도 2b에 도시되고 이를 참조하여 설명된 캐비티(209)와 유사한 형상 및 성질들을 가질 수 있다.
[0064] 또한 본 명세서에 개시되는 것은 제1 표면을 포함하는 유리 기판, 제2 표면을 포함하는 도핑된 무기 기판; 및 상기 유리 기판을 상기 도핑된 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고, 상기 도핑된 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열전도도 및 ZnO, SnO, SnO2, 또는 TiO2로부터 선택된 적어도 약 0.05wt%의 적어도 하나의 도펀트를 포함하는 밀봉된 장치들이다. 일부 실시예들에서, 상기 유리 기판은 상기 무기 기판에 직접적으로 결합될 수 있거나, 밀봉층을 통해 결합될 수 있다.
[0065] 도 6을 참조하면, 예시적인 밀봉된 장치(600)는 밀봉부(611)를 통해 함께 밀봉된 유리 기판(601) 및 도핑된 무기 기판(607)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 제1 또는 제2 기판들 중 하나 또는 둘 다는 적어도 하나의 캐비티를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 캐비티는, 양자점들, LED들, 레이저 다이오드들, 또는 임의의 다른 발광 장치를 포함하나, 이에 제한되지 않는, 임의의 적합한 공작물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 밀봉된 장치(600)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같은 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED, 또는 도 5에 도시된 것과 같은 레이저 다이오드 등을 포함하는 캐비티를 포함할 수 있다.
[0066] 밀봉된 장치들(200(QD/LED를 포함) 및 500)과 관련하여 개시된 실시예들은 밀봉된 장치들(600)에 제한 없이 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 제1 유리 기판(601) 및 제2 무기 기판(607)은 각각, 도 2a 및 도 2b의 기판들(201 및 207)에 대하여 위에서 개시된 바와 유사한 물질들로부터 선택될 수 있고 유사한 성질들을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 도핑된 무기 기판(607)은 적어도 약 2.5W/m-K의 열 전도도를 가지고, 예컨대 레이저의 소정의 작동 파장과 같은, 소정의 파장에서 광을 흡수할 수 있는 적어도 하나의 도펀트로 도핑된(예를 들어 적어도 약 0.05wt%) 무기 기판을 포함할 수 있다. 적합한 도펀트들은, 예를 들어, ZnO, SnO, SnO2, TiO2 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 도펀트는 UV 파장들(200-400nm)을 흡수하는 화합물들로부터 선택될 수 있다
[0067] 유사하게, 상기 밀봉부(611)는 위에서 도 3 내지 도 4와 관련하여 설명된 바와 유사한 밀봉층들(315, 415) 및 패턴들을 사용하여, 위에서 밀봉부(211)에 대하여 설명된 바와 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 상기 밀봉부(611)는, 예를 들어, 아래에서 방법들과 관련하여 보다 상세히 설명될 바와 같이, 레이저 작동 파장에서 상기 적어도 하나의 도펀트의 흡수로 인하여, 상기 유리 기판과 상기 도핑된 무기 기판 사이에 직접적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판들(601, 607)은 도 2a 및 도 2b에 도시되고 이를 참조하여 설명된 캐비티(209)와 유사한 형상 및 성질들을 가지며, 예를 들어 도 2a, 도 2b, 또는 도 5에 도시된 것과 같은 공작품들을 포함하는, 하나 이상의 캐비티들을 포함할 수 있다.
방법들
[0068] 본 명세서에 개시된 것들은 밀봉된 장치들의 제조 방법들이며, 상기 법들은 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 유리 기판의 제1 표면 또는 무기 기판의 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 배치하는 단계; 상기 제1 표면의 적어도 일부 또는 상기 제2 표면의 적어도 일부 상에 밀봉층을 위치시키는 단계; 밀봉 계면을 형성하기 위해 상기 제1 표면을 상기 제2 표면과 그들 사이에 위치된 상기 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하며, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 양자점 및 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0069] 본 명세서에 또한 개시되는 것은 레이저 다이오드를 포함하는 밀봉된 장치의 제조 방법들이며, 상기 방법들은 적어도 하나의 레이저 다이오드를 유리 기판의 제1 표면 또는 무기 기판의 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 배치하는 단계; 상기 제1 표면의 적어도 일부 또는 상기 제2 표면의 적어도 일부 상에 밀봉층을 위치시키는 단계; 밀봉 계면을 형성하기 위해 상기 제1 표면을 상기 제2 표면과 그들 사이에 위치된 상기 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하며, 상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되고, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0070] 본 명세서에 또한 개시되는 것은 밀봉된 장치의 제조 방법들이며, 상기 방법들은 소정의 파장을 흡수하는 적어도 하나의 도펀트로 무기 기판을 도핑하는 단계; 밀봉 계면을 형성하기 위해 유리 기판의 제1 표면을 상기 무기 기판의 제2 표면과 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 상기 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하며, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0071] 본 명세서에 또한 더 개시되는 것은 밀봉된 장치의 제조 방법들이며, 상기 방법들은 밀봉 계면을 형성하기 위해 유리 기판의 제1 표면을 무기 기판의 제2 표면과 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및 상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하며, 상기 유리 기판의 CTE와 상기 무기 기판의 CTE의 차이는 약 20×10-7/oC 미만이며, 상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가진다.
[0072] 다양한 실시예들에 따르면, 밀봉층은 밀봉 전에 상기 유리 기판의 적어도 일부 또는 상기 무기 기판의 적어도 일부에 선택적으로 도포될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 제1(유리) 또는 제2(무기) 기판은 적어도 하나의 캐비티를 포함할 수 있다. 캐비티들은, 예를 들어 프레싱(pressing), 몰딩(molding), 절단(cutting), 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해, 상기 제1 또는 제2 기판들 내에 제공될 수 있다. 상기 밀봉층은, 만약 존재한다면, 임의의 이러한 캐비티 상에 도포될 수 있거나 상기 캐비티 둘레에 프레임으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트가 상기 캐비티 내에 배치될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 적어도 하나의 레이저 다이오드가 상기 캐비티 내에 배치될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 공작물이 상기 캐비티 내에 배치될 수 있다.
[0073] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 무기 기판은 도핑된 무기 기판일 수 있다. 도핑은, 예를 들어, 상기 무기 기판의 형성 중에 수행될 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 도펀트 또는 이들의 전구체가 상기 무기 기판을 형성하기 위해 사용되는 배치(batch) 물질들에 첨가될 수 있다. 적합한 도펀트들은, 예를 들어, ZnO, SnO, SnO2, TiO2 등을 포함할 수 있다. 예시적인 도펀트 농도들은, 예를 들어, 약 0.05wt% 초과(예를 들어, 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 wt% 초과 등)를 포함할 수 있다.
[0074] 상기 제1 표면 및 제2 표면은, 선택적으로 그들 사이에 위치된 상기 밀봉층과 함께, 이후 접촉되어 밀봉 계면을 형성할 수 있다. 이와 같이 접촉된 상기 기판들은, 예를 들어 적어도 하나의 캐비티 둘레에 밀봉될 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예들에 따르면, 밀봉은 레이저 용접에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 레이저는 상기 밀봉층이 상기 레이저 에너지를 흡수하여 상기 계면을 상기 유리 기판의 Tg 근처의 온도로 가열하도록 밀봉 계면에 또는 그 상에 향하게될 수 있다. 상기 밀봉층 및/또는 유리 기판의 용융은 따라서 상기 제1 및 제2 기판들 사이의 결합을 형성할 수 있다. 대안적으로, 밀봉층은 존재하지 않을 수 있으며, 상기 제2 무기 기판은, 그 것이 상기 레이저 에너지를 흡수하여 상기 계면을 상기 유리 기판의 Tg 근처의 온도로 가열하도록, 도핑될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 레이저 밀봉은 상온에서 또는 그 근처의 온도들에서, 예컨대 약 25℃ 내지 약 50℃, 또는 약 30℃ 내지 약 40℃에서 수행될 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 상기 밀봉 계면에서의 가열은 이들 온도들을 초과하는 온도 상승을 야기할 수 있으나, 이러한 가열은 상기 밀봉 영역에 국한되며, 따라서 상기 장치 내에 밀봉되는 임의의 열에 민감한 공작물들에 대한 손상의 위험을 감소시킨다.
[0075] 상기 레이저는 유리 기판 용접용으로 당업계에 공지된 임의의 적합한 레이저로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저는 UV(~200-400nm), 가시(~400-700nm), 또는 적외선(~700-1600nm) 파장들의 광을 방출할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 상기 레이저는 약 300nm 내지 약 1600nm, 예컨대 약 350nm 내지 약 1400nm, 약 400nm 내지 약 1000nm, 약 450nm 내지 약 750nm, 약 500nm 내지 약 700nm, 또는 약 600nm 내지 약 650nm 범위이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는, 소정의 파장에서 작동할 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 레이저는 약 355nm에서 작동하는 UV 레이저, 약 532nm에서 작동하는 가시광 레이저, 또는 약 810nm 또는 임의의 다른 적합한 NIR 파장에서 작동하는 근적외선 레이저일 수 있다. 추가적인 실시예들에 따르면, 상기 레이저 작동 파장은 상기 제1 유리 기판이 실질적으로 투명하고 상기 밀봉층 및/또는 무기 기판이 흡수하는 임의의 파장으로 선택될 수 있다. 예시적인 레이저들은, 예를 들어 IR 레이저들, 아르곤 이온 빔 레이저들, 헬륨-카드뮴 레이저들, 및 제3 고조파 발생 레이저들(third-harmonic generation lasers)을 포함한다.
[0076] 특정 실시예들에서, 상기 레이저 빔은 약 0.2W 내지 약 50W, 예컨대 약 0.5W 내지 약 40W, 약 1W 내지 약 30W, 약 2W 내지 약 25W, 약 3W 내지 약 20W, 약 4W 내지 약 15W, 약 5W 내지 약 12W, 약 6W 내지 약 10W, 또는 약 7W 내지 약 8W 범위이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는, 평균 전력을 가질 수 있다. 상기 레이저는 임의의 주파주에서 작동할 수 있으며, 특정 실시예들에서, 펄스형(pulsed), 변조형(modulated)(준연속(quasi-continuous)), 또는 연속 방식으로 작동할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 레이저는 각각의 버스트(burst)가 복수의 개별적인 펄스들을 포함하는 버스트 모드로 작동될 수 있다. 일부 비제한적인 실시예들에서, 상기 레이저는 약 1kHz 내지 약 1MHz, 예컨대 약 5kHz 내지 약 900kHz, 약 10kHz 내지 약 800kHz, 약 20kHz 내지 약 700kHz, 약 30kHz 내지 약 600kHz, 약 40kHz 내지 약 500kHz, 약 50kHz 내지 약 400kHz, 약 60kHz 내지 약 300kHz, 약 70kHz 내지 약 200kHz, 또는 약 80kHz 내지 약 100kHz이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위범위들을 포함하는, 반복 속도를 가질 수 있다.
[0077] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 빔은 상기 밀봉 계면에, 상기 밀봉 계면 아래에, 또는 상기 밀봉 계면 위에 향하게되고, 포커싱될 수 있다. 상기 계면 상의 상기 빔 스팟(spot) 직경은, 일부 비제한적인 실시예들에서, 약 1mm 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 빔 스팟 직경은 약 500μm 미만, 예컨대 약 400㎛ 미만, 약 300㎛ 미만, 또는 약 200㎛ 미만, 약 100㎛ 미만, 50㎛ 미만, 또는 20㎛ 미만일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 빔 스팟 직경은 약 10㎛ 내지 약 500㎛, 예컨대 약 50㎛ 내지 약 250㎛, 약 75㎛ 내지 약 200㎛, 또는 약 100㎛ 내지 약 150㎛ 범위일 수 있으며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함한다.
[0078] 다양한 실시예들에 따르면, 상기 기판을 밀봉하는 단계는, 상기 장치 내의 적어도 하나의 캐비티를 기밀 밀봉하기 위하여, 예컨대 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형, 또는 임의의 다른 적합한 패턴 또는 형상과 같은, 임의의 패턴을 생성하기 위한 임의의 소정의 경로를 사용하여, 상기 기판들을 따라 레이저 빔을 스캐닝 또는 이동시키는(translating) 단계를 포함할 수 있다 (또는 상기 기판들이 상기 레이저를 기준으로 이동될 수 있다). 상기 레이저 빔(또는 기판)이 상기 계면을 따라 움직이는 이동 속도는 응용에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 및 제2 기판들의 조성 및/또는 초점 구성 및/또는 레이저 전력, 주파수, 및/또는 파장에 의존할 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 레이저는 약 1mm/s 내지 약 1000mm/s 범위, 예컨대, 약 5mm/s 내지 약 750mm/s, 약 10mm/s 내지 약 500mm/s, 또는 약 50mm/s 내지 약 250mm/s, 예컨대 약 100mm/s 초과, 약 200mm/s 초과, 약 300mm/s 초과, 약 400mm/s 초과, 약 500mm/s 초과, 또는 약 600mm/s 초과이며, 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는, 이동 속도를 가질 수 있다.
[0079] 본 명세서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 상기 레이저 파장, 펄스 시간(duration), 반복 속도, 평균 전력, 포커싱 조건들, 및 다른 관련 파라미터들은 상기 밀봉층을 통해 상기 제1 및 제2 기판들을 함께 용접하기에 충분한 에너지를 생성하기 위하여 변화될 수 있다. 원하는 용도에 필요한 만큼 이들 파라미터들을 변화시키는 것은 당 업계의 통상의 기술자의 능력 내이다. 다양한 실시예들에서, 상기 레이저 플루엔스(fluence)(또는 세기(intensity))은 상기 제1 및/또는 제2 기판의 손상 임계치 아래이다. 예를 들어, 상기 레이저는 상기 기판들을 함께 용접하기에 충분하게 세지만, 상기 기판들을 손상시킬 정도로 세지는 않은 조건들 하에서 작동한다. 특정 실시예들에서, 상기 레이저 빔은 상기 밀봉 계면에서 상기 레이저 빔의 직경과 상기 레이저 빔의 반복 속도의 곱 이하의 이동 속도로 작동할 수 있다.
[0080] 다양한 개시된 실시예들은 그 특정한 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징들, 구성 요소들, 또는 단계들을 수반할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특정한 특징, 구성 요소 또는 단계는, 하나의 특정한 실시예와 관련하여 기술되었으나, 다양한 설명되지 않은 조합들 또는 치환들에서 대안적인 실시예들과 상호교환되거나 결합될 수 있음이 또한 이해될 것이다.
[0081] 본 명세서에 사용된 "the", "a", 또는 "an"이라는 용어는 "적어도 하나"를 의미하며, 명시적으로 반대로 지시되지 않는한 "오직 하나"로 한정되지 않아야 함이 또한 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, "캐비티(a cavity)"에 대한 지칭은 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한, 하나의 이러한 "캐비티" 또는 두 개 이상의 이러한 "캐비티들"을 가지는 예들을 포함한다. 유사하게, "복수" 또는 "어레이"는 둘 이상을 지칭하도록 의도되며, "캐비티들의 어레이" 또는 "복수의 캐비티들"은 두 개 이상의 이러한 캐비티들을 나타낸다.
[0082] 본 명세서에서 범위들은 "약" 하나의 특정 값 및/또는 내지 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 예들은 상기 하나의 특정 값 및/또는 내지 상기 다른 특정 값를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용으로써, 값들이 근사치들로 표현된 경우, 상기 특정한 값은 또 다른 양상을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 상기 범위들 각각의 끝점들은 다른 끝점과 관련하여서도, 상기 다른 끝점과 독립적으로도 의미가 있다는 것이 또한 이해될 것이다.
[0083] 본 명세서에 표현된 모든 수치 값들은, 그렇게 언급되었는지 여부와 무관하게, 달리 명시적으로 지시되지 않는한, "약"을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 그러나, 언급된 각각의 수치 값은, "약" 그 값이라고 표현되는지 여부와 무관하게, 정확하게 여겨질 수도 있다는 것 또한 이해될 것이다. 따라서, "10mm 미만의 치수" 및 "약 10mm 미만의 치수" 둘 모두는 "약 10mm 미만의 치수" 뿐만 아니라 "10mm 미만의 치수"의 실시예들을 포함한다.
[0084] 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 제시된 어떠한 방법도 그 단계들이 특정한 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 그 단계들이 따라야하는 순서를 실제로 언급하지 않거나 단계들이 특정한 순서에 제한되어야 한다고 청구항들 또는 설명들 내에달리 구체적으로 명시되지 않는 경우, 어떠한 특정한 순서를 암시하도록 의도되지 않는다.
[0085] 특정한 실시예들의 다양한 특징들, 구성 요소들 또는 단계들이 연결구 "포함하는(comprising)"을 사용하여 개시될 수 있으나, 연결구들 "구성된(consisting)" 또는 "필수적으로 구성된(consisting essentially of)"을 사용하여 기술될 수 있는 것들을 포함하는 대체적인 실시예들이 암시된다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 방법으로부터 암시되는 대체적인 실시예들은 방법이 A+B+C로 구성된 실시예들 및 방법이 A+B+C로 필수적으로 구성된 실시예들을 포함한다.
[0086] 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 개시에 대한 다양한 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 당 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 본질을 포함하는 개시된 실시예들의 수정들, 조합들, 서브-조합들 및 변형들이 당 업계의 통상의 기술자들에게 일어날 수 있으므로, 본 개시는 첨부된 청구 범위 및 그 균등물들의 범위 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야한다.

Claims (55)

  1. 제1 표면을 포함하는 유리 기판;
    제2 표면을 포함하는 무기 기판;
    상기 제1 표면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층;
    상기 밀봉층을 통해 상기 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부(seal);를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고,
    상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 적어도 하나의 캐비티(cavity)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  2. 제1 표면을 포함하는 유리 기판;
    제2 표면을 포함하는 무기 기판;
    상기 제1 표면의 적어도 일부 및 상기 제2 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층;
    상기 밀봉층을 통해 상기 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고,
    상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리 기판은 알루미노실리케이트(aluminosilicate), 알칼리-알루미노실리케이트(alkali-aluminosilicate), 보로실리케이트(borosilicate), 알칼리-보로실리케이트(alkali-borosilicate), 알루미노보로실리케이트(aluminoborosilicate), 및 알칼리-알루미노보로실리케이트(alkali-aluminoborosilicate) 유리들로부터 선택된 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리 기판은 실질적으로 투명한 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 무기 기판은 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 베릴륨 산화물, 보론 질화물, 또는 실리콘 탄화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 밀봉층은 주석 플루오로인산염(tin fluorophosphate) 유리들, 텅스텐 도핑된 주석 플루오로인산염 유리들, 칼코겐화물(chalcogenide) 유리들, 아텔루르산염(tellurite) 유리들, 붕산염(borate) 유리들, 인산염(phosphate) 유리들로부터 선택된 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 밀봉층은 약 400℃ 미만의 유리 전이 온도(glass transition temperature)를 가지는 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 레이저 용접된 밀봉부인 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 밀봉층은 상기 적어도 하나의 캐비티 상에 위치되고,
    상기 밀봉층은 소정의 레이저 파장에서 약 10% 초과의 흡수율을 가지고, 가시 파장들에서 실질적으로 투명한 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 밀봉층은 상기 적어도 하나의 캐비티 상에 위치되지 않고,
    상기 밀봉층은 가시 파장들에서 약 10% 초과의 흡수율을 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점 및 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 캐비티 내에서 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점 및 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 캐비티 내에서 분리 배리어에 의해 분리된 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  13. 청구항 1의 상기 밀봉된 장치를 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 청구항 2의 상기 밀봉된 장치를 포함하는 광학 장치.
  15. 제1 표면을 포함하는 유리 기판;
    제2 표면을 포함하는 도핑된 무기 기판; 및
    상기 유리 기판을 상기 도핑된 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고,
    상기 도핑된 무기 기판은 2.5W/m-K 초과의 열 전도도, 및 ZnO, SnO, SnO2, 또는 TiO2로부터 선택된 적어도 약 0.05중량%(wt%)의 적어도 하나의 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 유리-도핑된 무기 레이저 용접된 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 유리 기판과 상기 도핑된 무기 기판 사이에 위치되는 적어도 하나의 밀봉층을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 유리-밀봉층-도핑된 무기 레이저 용접된 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 적어도 하나의 캐비티는 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 적어도 하나의 캐비티는 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  21. 유리 기판의 제1 표면 또는 무기 기판의 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 배치하는 단계;
    상기 제1 표면의 적어도 일부 또는 상기 제2 표면의 적어도 일부 상에 밀봉층을 위치시키는 단계;
    밀봉 계면을 형성하기 위하여 상기 제1 표면을 상기 제2 표면과 그들 사이에 위치되는 상기 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및
    상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고,
    상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 양자점 및 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  22. 유리 기판의 제1 표면 또는 무기 기판의 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 적어도 하나의 레이저 다이오드를 배치하는 단계;
    상기 제1 표면의 적어도 일부 또는 상기 제2 표면의 적어도 일부 상에 밀봉층을 위치시키는 단계;
    밀봉 계면을 형성하기 위하여 상기 제1 표면을 상기 제2 표면과 그들 사이에 위치되는 상기 밀봉층과 함께 접촉시키는 단계; 및
    상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고,
    상기 밀봉부는 상기 적어도 하나의 레이저 다이오드를 포함하는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  23. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 소정의 파장은 약 300nm 내지 약 1600nm 범위의, UV, 가시, 및 적외선 파장들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  24. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 5mm/s 내지 약 1000mm/s 범위의 이동 속도(translation speed)로 작동하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  25. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 0.2W 내지 약 50W 범위의 평균 전력을 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  26. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 10㎛ 내지 약 500㎛ 범위의 스팟(spot) 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  27. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 20kHz 내지 약 1MHz 범위의 반복 속도를 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  28. 소정의 파장을 흡수하는 적어도 하나의 도펀트로 무기 기판을 도핑하는 단계;
    밀봉 계면을 형성하기 위해 유리 기판의 제1 표면을 상기 도핑된 무기 기판의 제2 표면과 접촉시키는 단계; 및
    상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 상기 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계;를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  29. 밀봉 계면을 형성하기 위해 유리 기판의 제1 표면 및 무기 기판의 제2 표면을 밀봉층과 접촉시키는 단계; 및
    상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 밀봉부를 형성하기 위하여 소정의 파장에서 작동하는 레이저 빔이 상기 밀봉 계면 상으로 향하게 하는 단계;를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고,
    상기 유리 기판의 CTE와 상기 무기 기판의 CTE의 차이는 약 20×10-7/℃ 미만인 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  30. 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서,
    상기 유리 기판은 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리들로부터 선택된 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  31. 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서,
    상기 무기 기판은 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 베릴륨 산화물, 보론 질화물, 또는 실리콘 탄화물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  32. 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서,
    상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 상기 밀봉부를 형성하기 전에, 상기 제1 표면 또는 상기 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  33. 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서,
    상기 유리 기판과 상기 무기 기판 사이에 상기 밀봉부를 형성하기 전에, 상기 제1 표면 또는 상기 제2 표면 상의 적어도 하나의 캐비티 내에 적어도 하나의 레이저 다이오드를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치의 제조 방법.
  34. 제1 표면을 포함하는 제1 유리 기판;
    제2 표면을 포함하는 제2 유리 기판;
    제3 표면을 포함하는 무기 기판;
    상기 제2 표면의 적어도 일부 및 상기 제3 표면의 적어도 일부와 접촉하는 밀봉층;
    상기 밀봉층을 통해 상기 제2 유리 기판을 상기 무기 기판에 결합시키는 적어도 하나의 밀봉부;를 포함하고,
    상기 무기 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지고,
    상기 제2 또는 제3 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  35. 청구항 34에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트는 제1 캐비티 내에 포함되고, 상기 적어도 하나의 양자점은 상기 제1 캐비티와는 독립적인 제2 캐비티 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  36. 청구항 34에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 수지(resin) 내에 포함된 복수의 양자점들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  37. 청구항 34에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, 및 이들의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  38. 제1 표면을 포함하는 제1 유리 기판;
    제2 표면을 포함하는 제2 유리 기판;
    제3 표면을 포함하는 제3 기판;
    상기 제1 유리 기판을 상기 제2 유리 기판에 결합시키는 제1 밀봉부를 포함하고,
    상기 제2 또는 제3 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 양자점 및 적어도 하나의 LED 컴포넌트를 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로하는 밀봉된 장치.
  39. 청구항 38에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트는 제1 캐비티 내에 포함되고, 상기 적어도 하나의 양자점은 상기 제1 캐비티와는 독립적인 제2 캐비티 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  40. 청구항 38에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 수지 내에 포함된 복수의 양자점들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  41. 청구항 38에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, 및 이들의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  42. 청구항 38에 있어서,
    상기 제3 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지는 무기 기판인 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  43. 청구항 38에 있어서,
    상기 제2 기판을 상기 제3 기판에 결합시키는 제2 밀봉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  44. 제1 표면을 포함하는 제1 유리 기판;
    제2 표면을 포함하는 제2 유리 기판;
    제3 표면을 포함하는 제3 기판;
    상기 제1 유리 기판을 상기 제2 유리 기판에 결합시키는 제1 밀봉부를 포함하고,
    상기 제1 또는 제2 표면들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 양자점을 포함하는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고,
    상기 제3 표면은 적어도 하나의 LED 컴포넌트와 근접하고,
    상기 적어도 하나의 밀봉부는 상기 적어도 하나의 캐비티 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  45. 청구항 44에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트는 제1 캐비티 내에 포함되고, 상기 적어도 하나의 양자점은 상기 제1 캐비티와는 독립적인 제2 캐비티 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  46. 청구항 44에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 수지 내에 포함된 복수의 양자점들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  47. 청구항 44에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, 및 이들의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  48. 청구항 44에 있어서,
    상기 제3 기판은 약 2.5W/m-K 초과의 열 전도도를 가지는 무기 기판인 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  49. 청구항 44에 있어서,
    상기 제2 기판을 상기 제3 기판에 결합시키는 제2 밀봉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  50. 청구항 44에 있어서,
    상기 장치는 적외선 스펙트럼, 근적외선 스펙트럼, 또는 약 620nm 내지 약 750nm 사이의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  51. 청구항 44에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트는 20W/cm2 이상의 플럭스(flux)을 방출하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  52. 청구항 44에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양자점은 상기 적어도 하나의 LED 컴포넌트로부터 약 50μm 내지 약 2mm 범위로 이격되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  53. 청구항 44에 있어서,
    광의 소정의 파장들을 필터링하기 위한 하나 이상의 막들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  54. 청구항 53에 있어서,
    상기 하나 이상의 막들은 교대하는 고굴절률 물질과 저굴절률 물질의 막들을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
  55. 청구항 54에 있어서,
    상기 고굴절률 물질은 Nb2O5, Ta2O5, TiO2, 및 이들의 복합 산화물들로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 저굴절률 물질은 SiO2, ZrO2, HfO2, Bi2O3, La2O3, Al2O3, 및 이들의 복합 산화물들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉된 장치.
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