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KR100991904B1 - 양자점을 이용한 백색광 ｌｅｄ 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

양자점을 이용한 백색광 ｌｅｄ 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR100991904B1
KR100991904B1 KR1020070131643A KR20070131643A KR100991904B1 KR 100991904 B1 KR100991904 B1 KR 100991904B1 KR 1020070131643 A KR1020070131643 A KR 1020070131643A KR 20070131643 A KR20070131643 A KR 20070131643A KR 100991904 B1 KR100991904 B1 KR 100991904B1
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이성훈
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Abstract

본 발명은 양자점을 이용한 백색광 LED 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 여기광원과, 양자점의 크기를 조절하여 여기광원에 의해 여기되어 적색, 황색, 녹색, 청색을 발하는 양자점들을 매트릭스 등에 분산하거나 담체하여 이들을 여기광원 위에 위치시키거나 양자점 자체를 여기광원위에 코팅시킴으로써 백색광을 구현하는 LED 소자에 관한 것이다.
LED, 양자점, 백색광

Description

양자점을 이용한 백색광 ＬＥＤ 소자 및 그 제조방법{White LED element using quantum dots and the producing method thereof}
본 발명은 양자점을 이용한 백색광 LED 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 여기광원과, 양자점의 크기를 조절하여 여기광원에 의해 여기되어 적색, 황색, 녹색, 청색을 발하는 양자점들을 매트릭스 등에 분산하거나 담체하여 이들을 여기광원 위에 위치시키거나 양자점 자체를 여기광원위에 코팅시킴으로써 백색광을 구현하는 LED 소자에 관한 것이다.
종래의 백색 발광 장치는 서로 다른 색을 발하는 발광 유기 단분자나 고분자를 결합하여 전계 발광으로 백색광을 발현하는 방법을 취하고 있는 것이 있다. 발광 유기분자 중 특히 청색을 발하는 유기 분자의 경우 광감쇄 현상으로 인하여 광적 안정도가 낮아 수명이 길지 않다.
또한, 백색 발광소자는 질화물계 반도체 소자인 발광 다이오드 칩에서 방출되는 청색광과, 상기 반도체 소자 상에 도포된 YAG 계 형광체가 상기 청색광의 일부를 흡수하여 여기 발광시키는 황색광의 혼합광에 의하여 백색광을 구현하는 것이 알려져 있다. 여기 광원인 GaN 청색 LED(발광 다이오드)로부터 이 청색을 흡수하여 황색을 내는 YAG 형광체와 GaN 청색 LED 자체로부터의 청색을 결합하여 백색광을 구현하는 것인데, 이 방법은 낮은 비용과 전원회로가 간단한 반면, 발광효율이 낮으며, YAG 형광체로부터 얻어지는 황색에 적색 영역이 거의 포함되지 않는 관계로 연색성지수가 낮은 백색광이 발현되어 천연의 자연광을 얻기 어려운 단점이 있다.
한편, 멀티칩 형태로 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 칩을 조합하여 백색광을 구현하기도 한다. 어느 정도의 고발광 효율이 나타나나, 각각의 LED 칩에 대한 전원 회로가 필요하고 비용이 고가이며, 동작전압의 불균일성, 주변온도에 따라 각각의 칩의 출력변화 등이 생겨 연색성을 항상 양호하게 유지하기 힘들다.
최근에는 멀티칩 형태의 문제점을 조금 개선하여, 청색 발광 다이오드칩과 녹색 발광 다이오드 칩을 몰딩부에 봉지하고, 몰딩부에 적색 형광체를 포함하여 백색광을 구현하는 방법도 시도되고 있다. 여기에 사용되는 적색 형광체들은 적은양의 양이온 불순물을 도핑하여 이를 발광하여 액티베이터로 작용하는 방식을 취하고 있는데, 도핑되는 Eu 이온등의 양이 매우 적기 때문에 충분한 발광이 일어나지 않아 충분한 적색광을 구현하지 못하여 완벽한 백색을 구현하기 어렵다. 충분한 양을 도핑하려고 하는 경우 농도 퀀칭문제가 발생하여 오히려 발광휘도가 감소하는 문제가 있다.
지금까지 많이 사용되고 있는 설파이드계 적색형광체들이나 ZnSe:Pb 같은 적색을 나타낼 수 있는 형광체들은 호스트와 게스트의 형태를 취하고 있는데 이들은 대부분 비슷한 문제점들을 가지고 있어서 연색성이 높은 백색광을 만들어 내는 데에 한계가 있다. 그리고 기타 다른 색을 내는 형광체들을 사용하더라도 이 형광체 들 역시 호스트와 게스트의 형태를 취하는 형태이기 때문에 앞서 언급한 대로 충분한 발광을 이루기 어려운 문제가 있어 백색광 구현이 쉽지 않다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 반도체 양자점을 이용하여 해결할 수 있는 수단을 제공하고자 하는 것으로 발광효율이 충분히 달성될 수 있도록, 광감쇄가 없고 안정적인 RYGB 양자점을 매질에 분산하여 이를 여기시켜 자연 백색광에 가까운 빛을 발현하는 백색광 LED( White LED)소자를 제공하는 것이다. 반도체 양자점은 반도체 양자점의 엑시톤 (또는 밴드갭)보다 큰 에너지를 갖는 어떤 광자에 의해서도 여기가 가능하고 광적 안정성이 뛰어나 수명이 매우 길며, 따라서 광적 안정성이 뛰어나 수명이 긴 높은 발광 효율을 갖는 자연광에 버금하는 백색 발광 장치를 구현하려는 것이다.
이를 위한 본 발명은 단파장 여기 광원과, 여기 광원에 의해 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점을 용매에 용해하여 이를 상기 여기 광원 위에 코팅하여 백색을 발광하는 발광층을 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자를 제공한다. 또한 단파장 여기 광원과, 여기 광원에 의해 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점을 각각의 매트릭스에 분산담체하여 양자점-매트릭스 발광층을 형성하고 이를 상기 여기 광원 위에 각각 적층하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자의 형태도 제공한다.
본 발명에 따른 양자점 여기를 위한 단파장 여기광원과 발광층으로 이용되는 양자점 박막, 또는 양자점-매트릭스로 구성되는 백색광 LED(white LED) 소자와 그 제조방법은 RYGB 양자점을 동시에 여기시키는 에너지 효율적인 단파장 광원을 결합하여 형성되기 때문에 자연광에 매우 유사한 높은 연색성을 갖는 신광원이다.
이러한 본 발명은 전 가시광 영역에서의 발광영역을 가지며 에너지 효율적이고, 높은 연색성으로 인하여 기존의 가정용 형광등, 전구조명을 획기적으로 개선하여 미래의 신광원및 조명 산업에 이바지할 것이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술 혹은 공지구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명은 발광 효율이 좋으며, 색 순도가 뛰어나고, 광 감쇄가 없는 양자점과 이 양자점을 효율적으로 분산 담체하는 매질과 단파장 여기 광원을 결합하여 새로운 백색광 다이오드, 또는 백색광 기기를 제조하는 것으로 구성된다. 도 1은 단파장 여기 광원(청색 또는 자외선 영역 발광), RGB양자점 내지 RYGB양자점, 양자점이 분산담체된 매트릭스로 구성되는 백색광 발현 백색광다이오드(White LED) 구조를 보여주는 개략도이다. II-VI족, III-V족 반도체로 구성되어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하는 RGB 양자점 내지는 황색(Y)을 발하는 양자점을 추가하여 RYGB양자점, 이들을 담거나 분산하여 함유할 수 있는 밴드갭이 큰 매트릭스 물질, 단파장 여기 광원, 전위를 적용할 수 있는 전극, 발광층으로부터 나온 빛을 투과, 확산 시켜 외부로 빛을 전하는 인캡슐레이션(encapsulation) 부분 등으로 구성되어 있는 전체적인 구조를 보여주고 있다.
상기 여기 광원부는 청색 LED 칩 또는 UV LED 칩 등을 사용할 수 있으며, 여기광원은 양자점을 여기시킬 수 있도록 460 nm 이하의 짧은 파장의 빛을 발하는 것이 바람직하다. 이 부분의 주요한 목적은 양자점을 여기시키는 것으로 다양한 형태로 구성이 가능하며 이에 대한 내용은 당업자에 있어 알려진 것으로 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 자세한 설명은 생략한다.
적색, 황색, 청색, 녹색을 발현할 수 있는 반도체 양자점은 열적으로, 광적으로, 구조적으로 안정한 물질이다. 이 반도체 양자점은 이 물질의 밴드갭보다 큰 에너지를 가지는 빛이기만 하면 여기가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 좀 구체적으로 언급하면, 물질의 광 특성이 나노 영역에서는 양자 국한 현상으로 인하여 물질의 크기의 조절에 의하여 밴드 갭 엔지니어링이 가능하여 벌크 밴드 갭보다 더 큰 밴드 갭을 구현하는 것이 가능하여 물질을 바꿈이 없이 그 크기만을 조율하여 높은 발광효율을 가지며 또한 전 가시광 영역의 각 파장에서 색순도가 뛰어난 양자점을 파장변환 매체로 사용할 수 있다. 이러한 파장 변환 매체를 형성하고 단파장 여기 광원을 결합하여 백색 발광 장치를 만들 수 있다. 양자 국한 현상의 기본인 크기 조절을 통해 밴드갭(bandgap)을 조절할 수 있다는 사실에(문헌[J. Phys. Chem., 1996, 100, 13226] 참조) 의하면, 거시 물질(bulk material)일 때 적색을 발광하는 물질은 나노 영역에서 그 크기를 벌크 보어 엑시톤보다 작게 제조하면, 적색 파장보다 짧은 파장의 빛을 발하는 것이 가능하다는 것이다. 적색발광체 반도 체 기본 물질로 이미 잘 알려진 바 있는 CdSe을 이용하여(문헌[J. Phys. Chem., B 1997, 101, 9463] 참조) 이의 크기를 조절하여 전 가시광영역의 양자점을 제조할 수 있는 것이다. 본 발명자의 연구에 의하면 코어-쉘 구조의 양자점은 양자점의 안정화와 표면 결함 상태를 줄일 수 있으며, 그 대략적인 크기가 55 ~ 65Å은 적색계열, 40 ~ 50Å은 녹색계열, 20 ~ 35Å은 청색계열의 색을 발할 수 있는 크기가 되며 황색은 적색과 녹색을 발하는 양자점의 중간 크기정도가 된다. 빛의 파장에 따른 스펙트럼이 적색에서 청색으로 변하는 추세에 따라 양자점의 크기는 65Å 정도에서 20Å 정도로 순차적으로 변하는 것으로 파악할 수 있으며, 이 수치는 약간의 차이가 있을 수 있다.
이러한 양자점을 전도성이 우수하고 밴드갭이 큰 매질에 담거나 분산하여 파장 변환 매체를 형성하는 방법을 사용한다. 이에 빛의 삼원색인 RGB 내지는 RYGB를 발하는 양자점의 제조, 이 양자점을 매질에 분산하여 백색광을 발하는 양자점-매트릭스 등의 제조, 여기에 단파장 여기 광원을 결합하면, 높은 에너지 효율과 자연백색광을 발하는 높은 색순도를 갖는 백색광 LED를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명과 같이 양자점을 사용하는 방식은 종래에 사용되던 적색 형광체 등(적은양의 양이온 불순물을 도핑하여 이를 발광하여 액티베이터로 작용하는 방식 등)과는 근본적 구조의 차이가 있고 효과면에서는 엄청난 차이가 존재한다. 종래 방식은 매트릭스에 건포도가 박혀 있는 형태의 구조라면 본 발명의 경우에는 거대 인공원자라 할 수 있을 것이다. 양자점 자체에서 서로 영향을 미쳐 그 집중도는 매 우 뛰어나게 된다.
상기 파장 변환 매체의 방식은 다양하게 형성될 수 있다. RGB 양자점을 용매에 용해한 후 스핀코팅이나 또는 프린팅 기술을 이용하여 여기 광원 위에 직접 도포하여 발광층을 형성시킬 수 있다. 또는 RGB 양자점을 투명한 매트릭스에 분산 담채하여 박막을 형성한 후 여기 광원 위에 적층 구조로 발광층을 형성시킬 수 있다. 한편, 황색(Y)을 발하는 양자점을 더 포함하는 경우 좀 더 천연광에 가까운 백색광을 얻을 수 있으므로 여기광원에 의해 파장변환을 하여 황색을 발할 수 있는 크기의 양자점(Y 양자점)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 양자점을 분산 담채하는 매트릭스(매질)은 가시광 및 자외선 영역(Far UV 포함)의 빛을 발하거나 또는 가시광 영역의 빛에 관하여 투과성이 뛰어난 무기물이나 고분자인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 무기질 실리카, PMMA(polymethylmethacrylate), PDMS(polydimethylsiloxane), PLA(poly lactic acid), 실리콘 고분자 또는 YAG 등이 될 수 있다. 이러한 매트릭스는 그 밴드갭이 3.0 eV 보다 큰 값을 갖는 물질이 바람직하다. 한편, RGB양자점 또는 RYGB 양자점들을 각각 매트릭스에 분산담채하여 이를 여기 광원 위에 각각 매트릭스를 적층하는 구조로 발광층을 형성할 수도 있을 것이다.
양자점을 이용하여 백색을 발하는 발광층으로부터 나오는 빛을 투명하게 투과사키며 외부로 빛을 전하는 광전파 및 확산층을 형성시킬 수 있다. 이러한 물질로는 ITO, ZnO, TiO2, 비정질 유리, 투명한 플라스틱, 에폭시 등이 될 수 있으며, 이것의 형태는 광전파와 확산이 용이한 기하학적 구조(그 한 예로 돔구조 형태)를 가질 수 있을 것이다.
발광 센터가 되는 반도체 양자점은 습식 화학적 방법으로 제조될 수 있는데, 빠른 핵 생성과 느린 성장 과정으로 이루어지는 제조 방법으로 급격히 온도차를 야기하여 과포화 상태를 초래하여 빠르게 균일한 핵을 생성한 다음 성장 온도와 시간에 따라 핵 주변을 성장시켜 원하는 크기, 즉 원하는 파장을 발하는 양자점을 제조하는 방식으로 제조될 수 있다.
제조된 RYGB 양자점을 전 가시광 영역에서 빛의 투과가 뛰어나고 밴드 갭이 양자점들의 밴드 갭보다 크고, 성형이 용이하고 구조적으로, 열적으로 안정한 매트릭스 물질에 분산하여 여기 광원으로부터 빛을 받아 백색광을 발현하는 파장 변환 매체인 발광층을 구현한다. 다음으로 백색광 발현 LED를 구현하기 위하여 양자점-매트릭스층에 빛을 제공하는 여기 단파장 광원을 결합하여 최종으로 양자점-매트릭스, 단파장 여기 광원 구조의 백색광 LED (White LED)를 완성한다.
본 발명은 상기한 형태의 백색광 LED 소자를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은, 코어-쉘 구조의 양자점의 크기를 조절하여 여기광원에 의해 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점을 제조하는 단계; 상기 제조된 양자점을 여기시킬 수 있는 여기 광원위에 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 코팅하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백색광 LED소자의 제조방법으로, 여기광원위에 양자점 자체를 코팅시키는 방법이다. 또한 본 발명은 코어-쉘 구조의 양자점의 크기를 조절하여 여기광원에 의해 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점을 제조하는 단계; 상기 양자점들을 양자점들보다 밴드갭이 큰 매트릭스에 분산 담체하여 양자점-매트릭스 발광체를 형성하는 단계; 상기 양자점-매트릭스 발광체를 양자점을 여기시킬 수 있는 여기광원위에 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED소자의 제조방법이다. 이 방법은 양자점의 크기에 따라 다른 크기의 파장으로 변환된 빛을 발하는 양자점을 적절한 매트릭스에 담체하여 백색을 발하는 발광층을 형성하고 이를 여기광원과 결합한 형태의 백색광 LED 소자를 제조하는 방법이다.
이와 같이, 본 발명은 양자점의 크기만을 조절하여 가시광 영역의 모든 빛을 만들 수 있다는 측면에서 상당히 획기적으로 백색 LED을 구현하는 방식이며, 내구성 측면에서 매우 큰 장점을 가진다. 더 나아가 이 발명은 플라스틱 전자 소자, 단일전자 트랜지스터(single electron transistor), 단일 전하 측정 기기, 단일 광자 측정 장치 및 메모리 소자 등 산업적으로 널리 응용될 수 있다.
이하, 본 발명을 아래 실시 예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 : 반도체 양자점의 형성
사용하는 전구 물질은 산소와 물에 민감하여 아르곤이나 질소로 채워진 글러브 박스 안이나 실험 용기 내에서 모든 실험을 행한다. 생성된 양자점은 실온 및 공기하에서 안정하다. 이 과정은 셀렌화카드뮴 중심 및 황화아연 껍질을 갖는 점차적 에너지 구배를 갖는 양자점을 형성하는 일련의 과정을 나타낸다. 고체 상태의 99.998% 카드뮴옥사이드 0.0512g(0.4mmol)과 징크아세테이트 0.732g(4mmol) 및 올레익산 4.4ml(17.6mmol), 1-옥타데센(CH2=CH(CH2)15CH3) 13.6ml를 주사기, 온도기, 컨덴서가 구비된 100 ml 둥근바닥 플라스크에 넣고 기압 1 토르(torr)와 온도 200℃ 조건에서 20분간 가열하여 카드뮴-올레익산 착물과 징크-올레익산 착물을 합성하고, 이 화합물에 존재하는 여분의 산소를 제거하였다. 이 후, 1 기압(atm)의 질소(N2) 가스 분위기 하에서 320℃로 가열하였고, 셀레늄을 트리옥틸포스핀에 용해시켜 형성한 트리옥틸포스핀셀레늄 2M 용액 0.2ml와 황을 트리옥틸포스핀에 용해시켜 형성한 트리옥틸포스핀황 2M 용액 1.8ml를 섞은 2ml의 혼합용액을 320℃로 가열되어 있는 반응용기에 빠르게 주입하였다. 이때 반응용기의 온도가 급격히 떨어지며 반응용기 내부에 반응속도가 빠른 카드뮴과 셀레늄이 과포화 상태가 되어 석출되는 반응이 일어나는데, 이때 유사한 핵생성화 반응을 촉진되어 하여 균일한 셀렌화카드뮴(CdSe) 핵들이 생성된다. 또는 전구 물질의 반응성의 차를 이용하여 균일한 양자점 핵을 형성한다. 이 후, 반응용기의 온도를 서서히 올리면서 계속적인 반응을 유도하면, 형성된 셀렌화카드뮴 표면에 카드뮴과 셀레늄, 아연과 황이 같이 반응하여 성장하게 되고, 일정 시간 이후 카드뮴과 셀레늄은 반응이 종료가 되며 아연과 황만이 반응하여 황화아연 껍질을 형성함으로써, 셀렌화카드뮴 중심/농도구배를 갖는 황화아연 껍질 구조를 지니는 반도체 양자점이 형성된다. 이때 원하는 크기로의 성장 과정을 거쳐 각각의 RGB를 발하는 양자점을 제조한다. 양자점의 반응을 종결한 후, 반응용기의 온도를 상온으로 낮추고 아세톤을 첨가하여 양자점을 침전시키고, 원심분리기를 이용하여 원심 분리하여 이를 분리한 후, 아세톤을 이용하여 3회(약 20ml사용) 세척하였고, 진공하에서 건조시켜, 셀렌화카드뮴 중심/황화아연 껍질 구조를 가지는 반도체 양자점을 제조하였다.
실시예 2 : 양자점을 매트릭스에 분산하여 백색광을 발현하는 발광층 형성
실시예 1에서 제조된 높은 발광 효율의 RGB 양자점[23Å크기의 양자점(청색발현), 42Å크기의 양자점(녹색발현), 55Å크기의 양자점(적색발현)]을 잘 혼합하여 헥산/톨루엔 용매에 용해한다. RGB 양자점을 직접 도포하여 박막을 형성하여 백색광 발현 액티브 발광층을 형성하거나 또는 양자점을 가시광 영역에서 투명한 고분자 매트릭스 PMMA(polymethylmethacrylate) 또는 실리콘 고분자에 분산하여 양자점-고분자 매트릭스로 발광층을 형성한다. 양자점의 고분자에의 분산을 위하여 양자점의 양과 고분자의 비를 조율한다. 이러한 방법으로 백색광 발현 발광층을 형성한다.
실시예 3 : 백색광 발현 LED 소자 제조
RGB 양자점을 PMMA 고분자 또는 실리콘 고분자에 분산하여 형성한 RGB 양자점-고분자 매트릭스를 백색광 발현 발광층으로 하여 이 RGB 양자점을 동시에 여기시킬 수 있는 단파장 여기 광원을 결합하여 여기광원, 백색광 발현 양자점/매트릭스 구조의 White LED를 구현한다.
실시예 4 : 광전파 확산층의 형성
백색광 발현 발광층위에 이로부터 나오는 빛을 확산시키기 위하여 에폭시 물질을 이용하여 돔구조의 기하학적 형상을 만들었다.
위 그림은 단파장 광원(청색 또는 자외선 영역 발광), RYGB양자점, 양자점이 분산 담체된 매트릭스로 구성되는 백색광을 발현하는 백색광 LED 소자(White LED) 구조를 보여주는 개략도이다. II-VI족, III-V족 반도체로 구성되어 적색(R), 황색(Y), 녹색(G), 청색(B)을 발광하는 RYGB 양자점, 이들을 담거나 분산하여 함유할 수 있는 밴드갭이 큰 매트릭스 물질, 단파장 여기 광원, 전위를 적용할 수 있는 전극 등으로 구성된 양자점을 이용한 백색광 LED 소자이다.

Claims (10)

  1. 단파장 여기 광원과, 여기 광원에 의해 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들을 용매에 용해하여 이를 상기 여기 광원 위에 코팅하여 백색을 발광하는 발광층을 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  2. 단파장 여기 광원과, 여기 광원에 의해 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들을 각각의 매트릭스에 분산 담체하여 양자점-매트릭스 발광층을 상기 여기 광원위에 각각 적층하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  3. 단파장 여기 광원과, 여기 광원에 의해 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들을 매트릭스에 분산 담체하여 양자점-매트릭스 발광층을 형성시켜 상기 여기 광원위에 결합시키는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  4. 제 2항 또는 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스는 그 밴드갭이 3.0 eV보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  5. 제 2항 또는 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스는 무기질 실리카, PMMA(polymethylmethacrylate), PDMS(polydimethylsiloxane), PLA(poly lactic acid), 실리콘 고분자 및 YAG 로 이루어진 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  6. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단파장 여기 광원은 460 nm 보다 짧은 파장의 빛을 발하는 여기 광원인 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  7. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자는 광전파 및 확산층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광전파 및 확산층은 ITO, ZnO, TiO2, 비정질 유리, 투명한 플라스틱 및 에폭시로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 백색광 LED 소자.
  9. 코어-쉘 구조의 양자점의 크기를 조절하여 여기광원에 의해 적색(RED), 황 색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점을 제조하는 단계;
    상기 제조된 양자점을 여기시킬 수 있는 여기 광원위에 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 코팅하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백색광 LED소자의 제조방법.
  10. 코어-쉘 구조의 양자점의 크기를 조절하여 여기광원에 의해 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점을 제조하는 단계;
    상기 양자점들을 양자점들보다 밴드갭이 큰 매트릭스에 분산 담체하여 양자점-매트릭스 발광체를 형성하는 단계;
    상기 양자점-매트릭스 발광체를 양자점을 여기시킬 수 있는 여기광원위에 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색광 LED소자의 제조방법.
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