KR101274209B1 - 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 발광 소자는 제1전극과, 상기 제1전극 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물과, 상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극을 포함하고, 상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노 구조물과 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노구조물을 포함하는을 포함할 수 있다.
Description
개시된 발명은 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 개시된 발명은 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 포함하는 나노구조물을 이용한 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
LED(light emitting diode) 또는 LD(laser diode)와 같은 반도체 발광소자는 전기발광(electroluminescence) 현상, 즉, 전류 또는 전압의 인가에 의해 물질(반도체)에서 빛이 방출되는 현상을 이용한다. 상기 반도체 발광소자의 활성층(즉, 발광층)에서 전자와 정공이 결합하면서 상기 활성층의 에너지 밴드갭(band gap)에 해당하는 만큼의 에너지가 빛의 형태로 방출될 수 있다. 따라서 상기 활성층의 에너지 밴드갭(band gap)의 크기에 따라 상기 발광소자에서 발생되는 빛의 파장이 달라질 수 있다.
반도체 발광소자의 성능을 평가하는 지표로는 발광효율, 열적 안정성, 색순도, 색균일도, 수명 등이 있다. 이 중에서 발광효율은 전기적 입력 파워에 대한 발광되는 빛의 세기의 비를 의미한다. 열적 안정성은 온도 변화에 따른 발광 파장의 변화와 관련된다. 최근, 반도체 발광소자가 차세대 광원으로 주목받으면서, 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있고, 특히, 발광효율 및 열적 안정성을 개선할 수 있는 기술에 대한 요구가 증가하고 있다.
개시된 발명은 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공한다.
개시된 발광 소자는
제1전극; 상기 제1전극 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물; 및 상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극;을 포함하고, 상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노 구조물과 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노구조물;을 포함할 수 있다.
제1전극; 상기 제1전극 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물; 및 상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극;을 포함하고, 상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노 구조물과 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노구조물;을 포함할 수 있다.
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상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 포함할 수 있다.
복수 개의 나노 입자가 상기 탄소 나노구조물의 표면 또는 상기 pn 접합에 더 마련될 수 있다.
상기 복수 개의 나노 입자는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함할 수 있다.
상기 제1 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노튜브이고, 상기 제2 탄소 나노구조물은 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노튜브인 발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브를 덮도록, 그 외부에 마련되어 상기 제1 및 제2탄소 나노튜브는 다중 벽 탄소 나노튜브를 형성할 수 있다.
상기 제1탄소 나노튜브는 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브 상에 마련될 수 있다.
상기 제1 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1그래핀 나노 리본이고, 상기 제2 탄소 나노구조물은 제2도펀트로 도핑된 제2그래핀 나노 리본일 수 있다
상기 제1그래핀 나노 리본은 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2그래핀 나노 리본은 상기 제1그래핀 나노 리본 상에 마련될 수 있다.
개시된 발광 소자의 제조 방법은
제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노 구조물 상에 제2탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노 구조물 상에 제2탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 포함할 수 있다.
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상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 상기 제1 탄소 나노구조물로써 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 형성하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 덮도록 상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브 상에 상기 제2 탄소 나노구조물로써 제2탄소 나노튜브를 형성하는 단계; 및
상기 제1전극 상에 상기 제1 탄소 나노구조물로써 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 형성하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 덮도록 상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브 상에 상기 제2 탄소 나노구조물로써 제2탄소 나노튜브를 형성하는 단계; 및
상기 제2탄소 나노튜브를 제2도펀트로 도핑하는 단계를 포함할 수 있다.
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상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
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상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 제1영역을 덮도록 상기 제1전극 상에 제1마스크층을 형성하고, 상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 제2영역을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 상기 제2영역을 덮도록 상기 제1전극과 이격되게 제2마스크층을 형성하고, 상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 상기 제1영역을 제1도펀트로 도핑하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노 리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함할 수 있다.
개시된 발광 소자의 제조 방법은,
제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 제2전극 상에 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및
상기 복수 개의 제1 및 제2탄소 나노구조물을 서로 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 발광 소자의 제조 방법은,
제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 제2전극 상에 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및
상기 복수 개의 제1 및 제2탄소 나노구조물을 서로 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 발광 소자 및 그 제조 방법은 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 구비하여, 플렉서블한 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한, 개시된 발광 소자 및 그 제조 방법은 탄소 나노구조물의 pn 접합에서 발생한 빛이 탄소 나노구조물에 마련된 나노 입자를 통해서 증폭될 수 있어서, 발광 효율이 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 개시된 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 2는 개시된 다른 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 3은 개시된 또 다른 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 4d는 개시된 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 개시된 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 6d는 개시된 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 개시된 다른 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 3은 개시된 또 다른 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 4d는 개시된 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 개시된 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 6d는 개시된 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 개시된 발광 소자 및 그 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서, 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성 요소의 크기는 설명의 명료성과 편의성을 위해서 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 개시된 발광 소자(100)의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 개시된 발광 소자(100)는 제1전극(10), 제1전극(10) 상에 마련되고, 각각이 pn 접합(p-n junction)을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물(carbon nano-structure) 및 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극(50)을 포함할 수 있다. 또한, 개시된 발광 소자(100)는 제1전극(10) 상에 마련된 절연층(30)을 더 포함할 수 있다. 탄소 나노구조물은 예를 들어, 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 그래핀 나노리본(graphene nanoribbon), 탄소 나노로드(carbon nanorod) 또는 탄소 나노와이어(carbon nanowire) 등을 포함할 수 있다. 또한, 탄소 나노튜브는 단일 벽 탄소 나노튜브(single-walled CNT)와 다중 벽 탄소 나노튜브(multi-walled CNT)를 포함할 수 있다. 도 1에는 탄소 나노구조물로서, 예시적으로 다중 벽 탄소 나노튜브(20)가 도시되어 있다.
제1 및 제2전극(10, 50)은 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 벌집 결정 격자 (honeycomb crystal lattice) 중에 밀집되어 채워된 (densely packed) sp2-결합된 탄소원자의 한-원자-두께 평면 시트(one-atom-thick planar sheets)인 구조를 갖는 탄소의 동소체(allotrope)이다. 그래핀은 탄소 원자 한 층의 두께 예를 들어, 약 0.34㎚의 두께를 가지는 전도성 물질이다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 플렉서블(flexible)하며, 플라스틱 기판과의 접착력도 우수하다. 탄소 나노튜브는 원통형 나노구조(cylindrical nanostructure)를 갖는 탄소의 동소체이다. 탄소 나노튜브의 화학결합은 흑연과 유사한 sp2 결합으로 구성된다. 제1 및 제2전극(10, 50)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다.
복수 개의 다중 벽 탄소 나노튜브(20)가 제1 및 제2전극(10, 50) 사이에 마련될 수 있다. 복수 개의 다중 벽 탄소 나노튜브(20)는 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 마련될 수 있다. 또한, 복수 개의 다중 벽 탄소 나노튜브(20)는 제1전극(10) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 다중 벽 탄소 나노튜브(20)는 내부에 마련된 제1탄소 나노튜브(21)와 제1탄소 나노튜브를 덮고 있는 제2탄소 나노튜브(23)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2탄소 나노튜브(21, 23)는 각각 단일 벽 탄소 나노튜브 또는 다중 벽 탄소 나노튜브를 포함할 수 있다.
제1탄소 나노튜브(21)는 제1전극(10) 상에 마련될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(21)는 제1도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제1도펀트는 n형 도펀트일 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 예를 들어, PEI(polyethylenimine), 하이드라진(N2H4), 보론 바나듐(boron vanadium, BV), N 또는 F 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2탄소 나노튜브(23)는 제1탄소 나노튜브(21)를 덮도록, 그 위에 마련될 수 있다. 제2탄소 나노튜브(23)는 제2도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제2도펀트는 p형 도펀트일 수 있다. 상기 p형 도펀트는 예를 들어, AuCl3, HNO3, Fe, Mn, O, Au 또는 Bi 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기와 같이, n형 도핑된 제1탄소 나노튜브(21)와 p형으로 도핑된 제2탄소 나노튜브(23)는 그 계면에 pn 접합을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2전극(10, 50)에서 각각 주입된 전자와 정공이 상기 pn 접합에서 재결합하여, 소정의 에너지를 갖는 빛이 발생할 수 있다. 한편, 제1탄소 나노튜브(21)가 p형 도펀트로 도핑되고, 제2탄소 나노튜브(23)가 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.
복수 개의 나노 입자(40)가 다중 벽 탄소 나노튜브(20)의 표면에 더 마련될 수 있다. 나노 입자(40)는 제2탄소 나노튜브(23)의 표면 상에 마련되거나, 제2탄소 나노튜브(23) 표면에 임베딩(embedding)될 수 있다. 나노 입자(40)는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(40)는 Au, Ag, Ni, Cu, Fe 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 입자(40)는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 나노 입자(40)의 크기는 예를 들어, 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로 수 내지 수십 ㎚일 수 있다. 상기 pn 접합에서 발생한 빛은 나노 입자(40)에서 플라즈몬 효과에 의해서 증폭될 수 있다. 플라즈몬 효과는 금속, 그래핀 등의 전도체의 표면/계면에서 전자와 빛의 진동이 연동되는 일종의 공명 현상으로, 이러한 현상에 의해서 개시된 발광 소자(100)의 발광 효율이 향상될 수 있다. 또한, 그래핀 양자점은 양자 구속(quantum confinement) 효과에 의한 불연속적 에너지 준위를 갖기 때문에, 연속적인 에너지 밴드를 갖는 벌크(bulk) 상태의 반도체 또는 시트 형태의 그래핀과는 다른 광학적/전기적 특성을 나타낼 수 있다. 그래핀 양자점의 크기를 조절하면 에너지 밴드갭이 달라지기 때문에, 발광 소자(100)로부터 방출되는 빛의 파장이 조절될 수도 있다. 한편, 도 1에 도시되지는 않았으나, 복수 개의 나노 입자(40)는 제1 및 제2탄소 나노튜브(21, 23) 사이의 계면에 마련될 수도 있다.
절연층(30)이 제1전극(10) 상에 더 마련될 수 있다. 절연층(30)은 복수 개의 제1탄소 나노튜브(21)의 하부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 따라서, 절연층(30)은 제1전극(10)과 제2탄소 나노튜브(23)를 서로 절연시킬 수 있다. 절연층(30)은 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다. 절연층(30)은 예를 들어, SiN, SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3, BN 및 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 탄소 나노구조물로서, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등이 사용될 수도 있다.
도 2는 개시된 다른 발광 소자(200)의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 개시된 발광 소자(200)는 제1전극(10), 제1전극(10) 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물 및 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극(50)을 포함할 수 있다. 또한, 개시된 발광 소자(200)는 복수 개의 탄소 나노구조물의 표면에 마련된 나노 입자(40)를 더 포함할 수 있다. 탄소 나노구조물은 예를 들어, 탄소 나노튜브, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등을 포함할 수 있다. 또한, 탄소 나노튜브는 단일 벽 탄소 나노튜브(single-walled CNT)와 다중 벽 탄소 나노튜브(multi-walled CNT)를 포함할 수 있다. 도 2에는 탄소 나노구조물로서, 예시적으로 탄소 나노튜브(25)가 도시되어 있다.
제1 및 제2전극(10, 50)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 플렉서블(flexible)하며, 플라스틱 기판과의 접착력도 우수하다. 또한, 제1 및 제2전극(10, 50)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다.
복수 개의 탄소 나노튜브(25)가 제1 및 제2전극(10, 50) 사이에 마련될 수 있다. 복수 개의 탄소 나노튜브(25)는 제1전극(10) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 복수 개의 탄소 나노튜브(25)는 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 마련될 수 있다. 또한, 탄소 나노튜브(25)는 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24)를 포함할 수 있다. 제1탄소 나노튜브(22)는 제1전극(10) 상에 수직하거나 경사지게 마련될 수 있으며, 제1도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 제1도펀트는 n형 도펀트일 수 있으며, 상기 n형 도펀트로는 예를 들어, PEI, 하이드라진(N2H4), 보론 바나듐(BV), N 또는 F 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2탄소 나노튜브(24)는 제1탄소 나노튜브(22) 상에 마련될 수 있으며, 제2도펀트로 도핑될 수 있다. 제2탄소 나노튜브(24)는 제1탄소 나노튜브(22)로부터 연장되어 나란하게 마련될 수 있다. 상기 제2도펀트는 p형 도펀트일 수 있으며, 상기 p형 도펀트는 예를 들어, AuCl3, HNO3, Fe, Mn, O, Au 또는 Bi 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이, n형 도핑된 제1탄소 나노튜브(22)와 p형으로 도핑된 제2탄소 나노튜브(24)는 그 계면에 pn 접합을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2전극(10, 50)에서 각각 주입된 전자와 정공이 상기 pn 접합에서 재결합하여, 소정의 에너지를 갖는 빛이 발생할 수 있다. 한편, 제1탄소 나노튜브(22)가 p형 도펀트로 도핑되고, 제2탄소 나노튜브(24)가 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.
복수 개의 나노 입자(40)가 탄소 나노튜브(25) 즉, 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24)의 표면에 더 마련될 수 있다. 나노 입자(40)는 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24)의 표면 상에 마련되거나, 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24) 표면에 임베딩될 수 있다. 나노 입자(40)는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(40)는 Au, Ag, Ni, Cu, Fe 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 입자(40)는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 나노 입자(40)의 크기는 예를 들어, 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로 수 내지 수십 ㎚일 수 있다. 상기 pn 접합에서 발생한 빛은 나노 입자(40)에서 플라즈몬 효과에 의해서 증폭될 수 있으며, 따라서 개시된 발광 소자(200)의 발광 효율이 향상될 수 있다. 한편, 도 2에 도시되지는 않았으나, 복수 개의 나노 입자(40)는 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24) 사이의 계면에 마련될 수도 있다. 또한, 탄소 나노구조물로서, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등이 사용될 수도 있다.
도 3은 개시된 또 다른 발광 소자(300)의 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 개시된 발광 소자(300)는 제1전극(10), 제1전극(10) 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물 및 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극(50)을 포함할 수 있다. 또한, 개시된 발광 소자(300)는 복수 개의 탄소 나노구조물의 표면에 마련된 나노 입자(40)를 더 포함할 수 있다. 탄소 나노구조물은 예를 들어, 탄소 나노튜브, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등을 포함할 수 있다. 또한, 탄소 나노튜브는 단일 벽 탄소 나노튜브(single-walled CNT)와 다중 벽 탄소 나노튜브(multi-walled CNT)를 포함할 수 있다. 도 3에는 탄소 나노구조물로서, 예시적으로 그래핀 나노리본(graphene nanoribbon, GNR)(29)이 도시되어 있다. 그래핀 나노리본(29)은 그래핀 시트를 띠(strip) 형태로 패터닝한 것으로, 그 폭(width)은 수백 ㎚이하일 수 있다.
제1 및 제2전극(10, 50)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 플렉서블(flexible)하며, 플라스틱 기판과의 접착력도 우수하다. 또한, 제1 및 제2전극(10, 50)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다.
복수 개의 그래핀 나노리본(29)이 제1 및 제2전극(10, 50) 사이에 마련될 수 있다. 복수 개의 그래핀 나노리본(29)은 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 마련될 수 있다. 복수 개의 그래핀 나노리본(29)은 제1전극(10) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 또한, 그래핀 나노리본(29)은 제1 및 제2그래핀 나노리본(26, 27)을 포함할 수 있다. 제1그래핀 나노리본(26)은 제1전극(10) 상에 수직하거나 경사지게 마련될 수 있으며, 제1도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 제1도펀트는 n형 도펀트일 수 있으며, 상기 n형 도펀트로는 예를 들어, PEI, 하이드라진(N2H4), 보론 바나듐(BV), N 또는 F 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2그래핀 나노리본(27)는 제1그래핀 나노리본(26) 상에 마련될 수 있으며, 제2도펀트로 도핑될 수 있다. 제2그래핀 나노리본(27)는 제1그래핀 나노리본(26)으로부터 연장되어 나란하게 마련될 수 있다. 상기 제2도펀트는 p형 도펀트일 수 있으며, 상기 p형 도펀트는 예를 들어, AuCl3, HNO3, Fe, Mn, O, Au 또는 Bi 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이, n형 도핑된 제1그래핀 나노리본(26)와 p형으로 도핑된 제2그래핀 나노리본(27)은 그 계면에 pn 접합을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2전극(10, 50)에서 각각 주입된 전자와 정공이 상기 pn 접합에서 재결합하여, 소정의 에너지를 갖는 빛이 발생할 수 있다. 한편, 제1그래핀 나노리본(26)이 p형 도펀트로 도핑되고, 제2그래핀 나노리본(27)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.
복수 개의 나노 입자(40)가 그래핀 나노리본(29) 즉, 제1 및 제2그래핀 나노리본(26, 27)의 표면에 더 마련될 수 있다. 나노 입자(40)는 제1 및 제2그래핀 나노리본(26, 27)의 표면 상에 마련되거나, 제1 및 제그래핀 나노리본(26, 27) 표면에 임베딩될 수 있다. 나노 입자(40)는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(40)는 Au, Ag, Ni, Cu, Fe 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 입자(40)는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 나노 입자(40)의 크기는 예를 들어, 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로 수 내지 수십 ㎚일 수 있다. 상기 pn 접합에서 발생한 빛은 나노 입자(40)에서 플라즈몬 효과에 의해서 증폭될 수 있으며, 따라서 개시된 발광 소자(300)의 발광 효율이 향상될 수 있다. 한편, 도 3에 도시되지는 않았으나, 복수 개의 나노 입자(40)는 제1 및 제2그래핀 나노리본(26, 27) 사이의 계면에 마련될 수도 있다. 또한, 탄소 나노구조물로서, 탄소 나노튜브, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등이 사용될 수도 있다.
도 4a 내지 4d는 개시된 발광 소자(100)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 먼저 제1전극(10)이 마련될 수 있다. 제1전극(10)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 플렉서블(flexible)하며, 플라스틱 기판과의 접착력도 우수하다. 제1전극(10)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 또한, 제1전극(10)은 복수 개의 탄소 나노튜브를 빽빽하게(packed) 배열하거나, 랜덤하게 배열하여 형성될 수도 있다.
그리고, 제1탄소 나노튜브(21)가 제1전극(10) 상에 형성될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(21)는 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다. 복수 개의 제1탄소 나노튜브(21)가 제1전극(10) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(21)는 제1전극(10) 상에 마련된 촉매층(미도시) 상에서 성장될 수 있다. 또한, 제1탄소 나노튜브(21)는 제1도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제1도펀트는 n형 도펀트일 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 예를 들어, PEI, 하이드라진(N2H4), 보론 바나듐(BV), N 또는 F 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4b를 참조하면, 절연층(30)이 제1전극(10) 상에 형성될 수 있다. 절연층(30)은 복수 개의 제1탄소 나노튜브(21)의 하부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 따라서, 절연층(30)은 제1전극(10)과 이후에 제1탄소 나노튜브(21) 상에 형성될 제2탄소 나노튜브(23)를 서로 절연시킬 수 있다. 절연층(30)은 산화물 또는 질화물로 형성될 수 있다. 절연층(30)은 예를 들어, SiN, SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3, BN 및 이들의 혼합물 등으로 형성될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제2탄소 나노튜브(23)가 제1탄소 나노튜브(21)를 덮도록, 제1탄소 나노튜브(21) 상에 형성될 수 있다. 제1 및 제2탄소 나노튜브(21, 23)는 다중 벽 탄소 나노튜브(20)를 형성할 수 있다. 제2탄소 나노튜브(23)는 제2도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제2도펀트는 p형 도펀트일 수 있다. 상기 p형 도펀트는 예를 들어, AuCl3, HNO3, Fe, Mn, O, Au 또는 Bi 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제1탄소 나노튜브(21)가 p형 도펀트로 도핑되고, 제2탄소 나노튜브(23)가 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.
도 4d를 참조하면, 복수 개의 나노 입자(40)가 다중 벽 탄소 나노튜브(20)의 표면에 더 마련될 수 있다. 나노 입자(40)는 제2탄소 나노튜브(23)의 표면 상에 마련되거나, 제2탄소 나노튜브(23) 표면에 임베딩될 수 있다. 나노 입자(40)는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(40)는 Au, Ag, Ni, Cu, Fe 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 입자(40)는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 나노 입자(40)의 크기는 예를 들어, 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로 수 내지 수십 ㎚일 수 있다. 한편, 도 4d에 도시되지는 않았으나, 복수 개의 나노 입자(40)는 제1 및 제2탄소 나노튜브(21, 23) 사이의 계면에 마련될 수도 있다.
그리고, 제2전극(50)이 복수 개의 다중 벽 탄소 나노튜브(20) 상에 형성될 수 있다. 제2전극(50)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 화학 기상 증착법(CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다. 제2전극(50)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 또한, 제2전극(50)은 복수 개의 탄소 나노튜브를 빽빽하게 배열하거나, 랜덤하게 배열하여 형성될 수도 있다.
도 5a 내지 5c는 개시된 발광 소자(200)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 먼저 제1전극(10)이 마련될 수 있다. 제1전극(10)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 화학 기상 증착법(CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 플렉서블(flexible)하며, 플라스틱 기판과의 접착력도 우수하다. 제1전극(10)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 또한, 제1전극(10)은 복수 개의 탄소 나노튜브를 빽빽하게 배열하거나, 랜덤하게 배열하여 형성될 수도 있다.
그리고, 제1탄소 나노튜브(22)가 제1전극(10) 상에 형성될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(22)는 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다. 복수 개의 제1탄소 나노튜브(22)가 제1전극(10) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(22)는 제1전극(10) 상에 마련된 촉매층(미도시) 상에서 성장될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(22)는 화학 기상 증착법(CVD)에 의해서 형성될 수 있다. 또한, 제1탄소 나노튜브(22)는 제1도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제1도펀트는 n형 도펀트일 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 예를 들어, PEI, 하이드라진(N2H4), 보론 바나듐(BV), N 또는 F 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5b를 참조하면, 다음으로 제1전극(10)과 별도로 제2전극(50)이 마련될 수 있다. 제2전극(50)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 화학 기상 증착법(CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다. 제2전극(50)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 또한, 제2전극(50)은 복수 개의 탄소 나노튜브를 빽빽하게 배열하거나, 랜덤하게 배열하여 형성될 수도 있다.
그리고, 제2탄소 나노튜브(24)가 제2전극(50) 상에 형성될 수 있다. 제2탄소 나노튜브(24)는 제2전극(50)에 대해서 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다. 복수 개의 제2탄소 나노튜브(24)가 제2전극(50) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 제2탄소 나노튜브(24)는 제2전극(50) 상에 마련된 촉매층(미도시) 상에서 성장될 수 있다. 제2탄소 나노튜브(24)는 화학 기상 증착법(CVD)에 의해서 형성될 수 있다. 또한, 제2탄소 나노튜브(24)는 제2도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제2도펀트는 p형 도펀트일 수 있다. 상기 p형 도펀트는 예를 들어, AuCl3, HNO3, Fe, Mn, O, Au 또는 Bi 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제1탄소 나노튜브(22)가 p형 도펀트로 도핑되고, 제2탄소 나노튜브(24)가 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.
도 5c를 참조하면, 제1탄소 나노튜브(22)는 제2탄소 나노튜브(24)와 결합될 수 있다. 즉, 제2탄소 나노튜브(24)가 제1탄소 나노튜브(22) 상에 부착될 수 있다. 제1탄소 나노튜브(22)는 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 형성될 수 있으며, 제2탄소 나노튜브(24)는 제1탄소 나노튜브(22)와 나란하게 결합될 수 있다. 즉, 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24)는 그 사이에 pn 접합을 포함하는 하나의 탄소 나노튜브(25)를 형성할 수 있다.
그리고, 복수 개의 나노 입자(40)가 탄소 나노튜브(25)의 표면에 더 마련될 수 있다. 나노 입자(40)는 탄소 나노튜브(25)의 표면 상에 마련되거나, 탄소 나노튜브(25) 표면에 임베딩될 수 있다. 나노 입자(40)는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(40)는 Au, Ag, Ni, Cu, Fe 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 입자(40)는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 나노 입자(40)의 크기는 예를 들어, 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로 수 내지 수십 ㎚일 수 있다. 한편, 도 5c에 도시되지는 않았으나, 복수 개의 나노 입자(40)는 제1 및 제2탄소 나노튜브(22, 24) 사이의 계면에 마련될 수도 있다. 또한, 도 5a 내지 도 5c에는 탄소 나노구조물이 탄소 나노튜브(25)인 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 탄소 나노튜브(25) 대신에 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등이 사용될 수도 있다.
도 6a 내지 6d는 개시된 발광 소자(300)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a를 참조하면, 먼저 제1전극(10)이 마련될 수 있다. 제1전극(10)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 화학 기상 증착법(CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 플렉서블(flexible)하며, 플라스틱 기판과의 접착력도 우수하다. 제1전극(10)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 또한, 제1전극(10)은 복수 개의 탄소 나노튜브를 빽빽하게 배열하거나, 랜덤하게 배열하여 형성될 수도 있다.
그리고, 복수 개의 그래핀 나노리본(29')이 제1전극(10) 상에 형성될 수 있다. 복수 개의 그래핀 나노리본(29')은 제1전극(10)에 대해서 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다. 복수 개의 그래핀 나노리본(29')이 제1전극(10) 상에 2차원의 어레이 형태로 배열될 수 있다. 그래핀 나노리본(29')은 제1전극(10) 상에 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1마스크층(60)이 제1전극(10) 상에 마련될 수 있다. 제1마스크층(60)은 그래핀 나노리본(29')의 제1영역 즉, 제1그래핀 나노리본(26)을 덮도록 형성될 수 있다. 그리고, 그래핀 나노리본(29')의 나머지 노출된 제2영역 즉, 제2그래핀 나노리본(27)이 제1도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제1도펀트는 n형 도펀트일 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 예를 들어, PEI, 하이드라진(N2H4), 보론 바나듐(BV), N 또는 F 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2그래핀 나노리본(27)이 도핑되고, 제1마스크층(60)은 제거될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 제2마스크층(65)이 그래핀 나노리본(29')의 제2영역 즉, 제2그래핀 나노리본(27)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2마스크층(65)은 제1전극(10)과 이격되게 마련될 수 있으며, 그래핀 나노리본(29')의 제1영역 즉, 제1그래핀 나노리본(26)을 노출시킬 수 있다. 제2마스크층(65)은 폴리머, 산화물, 질화물 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, PDMS 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 그래핀 나노리본(29')의 제1영역 즉, 제1그래핀 나노리본(26)은 제2도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 제2도펀트는 p형 도펀트일 수 있다. 상기 p형 도펀트는 예를 들어, AuCl3, HNO3, Fe, Mn, O, Au 또는 Bi 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1그래핀 나노리본(26)이 도핑되고, 제2마스크층(65)은 제거될 수 있다. 한편, 제1그래핀 나노리본(26)이 p형 도펀트로 도핑되고, 제2그래핀 나노리본(27)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.
도 6d를 참조하면, 그래핀 나노리본(29)은 n형으로 도핑된 제1그래핀 나노리본(26)과 p형으로 도핑된 제2그래핀 나노리본(27)을 포함할 수 있다. 복수 개의 나노 입자(40)가 그래핀 나노리본(29)의 표면에 더 마련될 수 있다. 나노 입자(40)는 그래핀 나노리본(29)의 표면 상에 마련되거나, 그래핀 나노리본(29)의 표면에 임베딩될 수 있다. 나노 입자(40)는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 입자(40)는 Au, Ag, Ni, Cu, Fe 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 나노 입자(40)는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 나노 입자(40)의 크기는 예를 들어, 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로 수 내지 수십 ㎚일 수 있다. 한편, 도 6d에 도시되지는 않았으나, 복수 개의 나노 입자(40)는 제1 및 제2그래핀 나노리본(26, 27) 사이의 계면에 마련될 수도 있다.
그리고, 제2전극(50)이 복수 개의 그래핀 나노리본(29) 상에 마련될 수 있다. 제2전극(50)은 그래핀 또는 탄소 나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 그래핀은 화학 기상 증착법(CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다. 제2전극(50)은 하나의 그래핀 시트(sheet)를 포함하거나, 복수 개의 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 또한, 제2전극(50)은 복수 개의 탄소 나노튜브를 빽빽하게 배열하거나, 랜덤하게 배열하여 형성될 수도 있다. 한편, 도 6a 내지 도 6d에는 탄소 나노구조물이 그래핀 나노리본(29)인 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그래핀 나노리본(29) 대신에 탄소 나노튜브, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어 등이 사용될 수도 있다.
이러한 본 발명인 발광 소자 및 그 제조 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 제1전극 20, 25: 탄소 나노튜브
21, 22: 제1탄소 나노튜브 23, 24: 제2탄소 나노튜브
26: 제1그래핀 나노리본 27: 제2그래핀 나노리본
29, 29': 그래핀 나노리본 30: 절연층
40: 나노 입자 50: 제2전극
60, 65: 제1 및 제2마스크층 100, 200, 300: 발광 소자
21, 22: 제1탄소 나노튜브 23, 24: 제2탄소 나노튜브
26: 제1그래핀 나노리본 27: 제2그래핀 나노리본
29, 29': 그래핀 나노리본 30: 절연층
40: 나노 입자 50: 제2전극
60, 65: 제1 및 제2마스크층 100, 200, 300: 발광 소자
Claims (17)
- 제1전극;
상기 제1전극 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극;을 포함하고,
상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노 구조물과 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노구조물을 포함하는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 포함하는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
복수 개의 나노 입자가 상기 탄소 나노구조물의 표면 또는 상기 pn 접합에 더 마련된 발광 소자. - 제 3 항에 있어서,
상기 복수 개의 나노 입자는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함하는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노튜브이고, 상기 제2 탄소 나노구조물은 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노튜브인 발광 소자. - 제 6 항에 있어서,
상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브를 덮도록, 그 외부에 마련되어 상기 제1 및 제2탄소 나노튜브는 다중 벽 탄소 나노튜브를 형성하는 발광 소자. - 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 6 항에 있어서,
상기 제1탄소 나노튜브는 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브 상에 마련되는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1그래핀 나노 리본이고, 상기 제2 탄소 나노구조물은 제2도펀트로 도핑된 제2그래핀 나노 리본인 발광 소자. - 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 9 항에 있어서,
상기 제1그래핀 나노 리본은 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2그래핀 나노 리본은 상기 제1그래핀 나노 리본 상에 마련되는 발광 소자. - 제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노 구조물 상에 제2탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계를 포함하는 발광 소자의 제조 방법. - 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 11 항에 있어서,
상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 포함하는 발광 소자의 제조 방법. - 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 11 항에 있어서,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 상기 제1 탄소 나노구조물로써 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 형성하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 덮도록 상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브 상에 상기 제2 탄소 나노구조물로써 제2탄소 나노튜브를 형성하는 단계; 및
상기 제2탄소 나노튜브를 제2도펀트로 도핑하는 단계;를 포함하는 발광 소자의 제조방법. - 삭제
- 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 11 항에 있어서,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 제1영역을 덮도록 상기 제1전극 상에 제1마스크층을 형성하고, 상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 제2영역을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 상기 제2영역을 덮도록 상기 제1전극과 이격되게 제2마스크층을 형성하고, 상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 상기 제1영역을 제1도펀트로 도핑하는 단계;를 포함하는 발광 소자의 제조 방법. - 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 11 항에 있어서,
상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노 리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함하는 발광 소자의 제조 방법. - 제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 제2전극 상에 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및
상기 복수 개의 제1 및 제2탄소 나노구조물을 서로 결합하는 단계를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.
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