KR101575572B1 - 발광 소자 및 발광 소자 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 소자를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 베이스 기판 상에 제 1 전압을 수신하는 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층, 상기 발광층 상에 위치하고, 상기 제 1 전극과 다른 제 2 전압을 수신하는 제 2 전극, 상기 제 1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공주입층, 그리고 상기 정공주입층과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공수송층을 포함하되, 상기 정공주입층은 그래핀 또는 그래핀 옥사이드를 포함하고, 상기 정공수송층은 p-type 나노물질을 포함할 수 있다.

Description

발광 소자 및 발광 소자 제조 방법{Light Emitting Device and Method Of Manufacturing Light Emitting Device }

본 발명은 발광 소자 및 발광 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Quantum dots based light-emitting diode (이하 QLED)는 전통적인 organic light-emitting diode (이하 OLED) 공정을 그대로 사용할 수 있고, 양자효율이 높으며 색순도가 뛰어나 차세대 디스플레이로 각광받고 있다. 종래의 일반적인 양자점 발광 소자는 정공주입층을 PEDOT:PSS 또는 PEDOT:PSS에 DMF, DMSO, PFI와 같은 물질을 추가적으로 혼합한 재료를 사용한다. 그러나, 이러한 경우 유기소재합성을 통해 제작됨에 따라 산화안정도 부분의 문제점이 있다. 또한, 정공전달층으로 전도도가 우수한 poly-TPD, PVK 등을 선택할 수 있으나, 이 역시 유기재료임에 따라 산화안정도 특성이 떨어진다.

본 발명은, 정공전도도가 우수하고, 산화안정도 특성이 뛰어난 발광 소자를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 그리고 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 발광 소자를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 베이스 기판 상에 제 1 전압을 수신하는 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층, 상기 발광층 상에 위치하고, 상기 제 1 전극과 다른 제 2 전압을 수신하는 제 2 전극, 상기 제 1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공주입층, 그리고 상기 정공주입층과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공수송층을 포함하되, 상기 정공주입층은 그래핀 또는 그래핀 옥사이드를 포함하고, 상기 정공수송층은 p-type 나노물질을 포함할 수 있다.

상기 정공수송층은 산화니켈(NiO)을 포함할 수 있다.

상기 그래핀은, 시트르산을 200 내지 500도 온도로 가열하고, 제 1 시간 후에 NaOH에 넣어 분산시켜 합성될 수 있다.

상기 그래핀 옥사이드는, 시트르산을 200 내지 500도 온도로 가열하고, 제 2 시간 후에 NaOH에 넣어 분산시켜 합성될 수 있다.

상기 제 1 시간은 상기 제 2 시간보다 짧을 수 있다.

상기 제 1 시간은 30분 내지 1시간 30분의 시간이며, 상기 제 2 시간은 1시간 30분 내지 2시간 30분의 시간일 수 있다.

상기 발광 소자는, 상기 발광층과 상기 제 2 전극과 사이에 위치하는 전자수송층을 더 포함하되, 상기 전자수송층은 아연화합물과 염기성 물질을 알코올 용매에 용해시켜 합성된 ZnO 나노입자를 포함할 수 있다.

상기 발광 소자는, 상기 ZnO 나노입자의 합성 시 상기 알코올 용매와 상기 염기성 물질의 농도에 따라 HOMO 준위 또는/및 LUMO 준위가 변화하여, 상기 발광층과의 밴드갭 레벨링 조절이 가능할 수 있다.

상기 발광 소자는, 상기 ZnO 나노입자를 합성할 때 극성 또는 비극성 계면활성제로 계면 처리될 수 있다.

상기 발광 소자는, 상기 ZnO 나노입자를 합성할 때 금속 물질로 도핑 처리될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 정공전도도가 우수하고, 산화안정도 특성이 뛰어난 발광 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 그리고 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 보여주는 도면이다.
도 2는 정공주입/수송층을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 발광 소자의 에너지 밴드갭을 보여주는 도면이다.
도 4는 그래핀 양자점과 그래핀 옥사이드 양자점을 합성한 것을 보여주는 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 ZnO를 합성하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 합성 방법에 따른 플로우차트이다.
도 8은 도 6에 따라 합성된 ZnO 나노입자의 UV-visible 흡수 스펙트럼을 보여준다.
도 9는 도 6에 따라 합성된 ZnO의 PL 특성을 보여준다.
도 10은 도 6에 따라 합성된 ZnO의 결정방향을 보여주는 XRD 결과이다.
도 11은 도 6에 따라 합성된 ZnO 나노 입자의 TEM 사진이다.
도 12는 합성 조건에 따른 ZnO 나노입자의 크기제어 및 형광특성을 보여주는 도면이다.
도 13은 녹색 양자점에 적용된 ZnO 나노입자의 사이즈에 따른 특성을 보여주는 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 명세서에서 `제1`, `제2` 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 `위에` 또는 `상에` 있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

이하, 발광 소자는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Device)를 예로 들어 설명한다. 그러나, 이에 국한되지 않고 발광 소자는 유기 발광 소자 등 다양한 종류의 발광 소자에 적용될 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(10)를 보여주는 도면이다. 발광 소자(10)는 제 1 전극(110), 정공주입/수송층(hole injection/ transport layer, 120), 발광층(emissive layer, 130), 전자주입층(electron injection layer; EIL, 140), 전자수송층(electron transport layer; ETL, 150) 그리고 제 2 전극(160)을 포함한다.

제 1 전극(110)은 기판(100) 상에 위치한다. 제 1 전극(110)은 양극으로 제공될 수 있다. 일 예로, 양극은 발광층(130)의 HOMO 준위로 정공의 주입이 용이하도록 일함수가 크면서 투명한 전극인 ITO(indium tin oxide)로 제공될 수 있다. 이 때, ITO 전극은 사진식각공정(photo-lithography)을 통하여 패턴을 형성할 수 있다.

도 2는 정공주입/수송층(120)을 보여주는 도면이다. 정공주입/수송층(120)은 제 1 전극(110) 상에 위치한다. 정공주입/수송층(120)은 노광 및 식각을 통해 발생된 ITO의 거칠기를 평탄화시키고, ITO로부터 발광층(130)으로 정공을 주입하여 전달한다. 정공주입/수송층(120)은 그래핀 또는 그래핀 옥사이드 및 p형의 산화니켈을 포함한다. 일 예로, 도 2와 같이, 산화니켈의 표면에 그래핀 또는 그래핀 옥사이드가 배위결합될 수 있다. 이와 달리, 일 예로, 정공주입층은 PEDOT:PSS(poly(ethylenedioxythiophene):poly-styrenesulphonate), 정공수송층은

poly-TPD(poly(N,N'-bis (4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine)로 제공될 수 있다.

발광층(130)은 정공주입/수송층(120) 상에 위치한다. 발광층(130)은 양자점이 발광층(130)으로 제공된다. 양자점은 TOPO(trioctyl phosphine oxide) 리간드를 가지는 core와 shell의 이종접합 형태로 구성된 CdSe/ZnS의 II-VI족 화합물로, 입자 크기에 따라 여러 가지 발광 파장을 가지는 물질이다. 일 예로, 530 nm, 620 nm, 그리고 440 nm의 PL 발광 특성을 갖는 양자점을 포함하여 백색 발광 소자를 제작할 수 있다. 선택적으로, 발광층(130)은 적색, 녹색, 그리고 청색 등 어느 하나의 색으로 개별 발광이 가능하다.

전자수송층(140)은 발광층(130) 상에 위치한다. 전자수송층(140)은 전자주입층(150)으로부터 주입된 전자를 발광층(130)으로 전달한다. 또한, 전자수송층(140)은 발광층(130)으로 주입된 정공이 발광층(130) 내에서 잘 구속될 수 있도록 하기 위한 정공차단층(hole blocking layer)의 역할을 한다. 전자수송층(140)은 산화물 반도체인 ZnO 나노입자를 포함할 수 있다.

전자주입층(150)은 전자수송층(140) 상에 위치한다. 전자주입층(150)은 음극에서 전자를 주입한다. 전자주입층(150)은 산화물 반도체인 ZnO 나노입자를 포함할 수 있다.

제 2 전극(160)은 전자주입층(150) 상에 위치한다. 제 2 전극(160)은 제 1 전극(110)과 다른 전압을 수신한다. 제 2 전극(160)은 음극일 수 있다. 음극으로는 발광층(130)의 HOMO 준위로 전자의 주입이 용이하도록 낮은 일함수를 가지며 내부 반사율이 뛰어난 금속류의 전극이 사용된다.

도 3은 도 1의 발광 소자(10)의 에너지 밴드갭을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 그래핀(혹은 그래핀옥사이드)-NiO 나노물질은 그래핀(혹은 그래핀옥사이드)이 가지고 있는 5.5 eV 이하의 일함수와 5.5 eV 이상의 NiO 나노입자가 가지는 HOMO준위와 차이가 거의 나지 않는다. 따라서, 단일 입자로써 양극에서 주입된 정공을 NiO 나노입자로 전달할 수 있다. 또한, NiO 나노입자의 1.8 eV 이상의 HOMO 준위는 양자점으로 전달된 전자가 양극쪽으로 빠져나갈 수 없게 막는 전자차단층의 역할을 할 수 있다. 따라서, 발광 소자(10)는 본 실시예에 따른 구조체에서 정공을 효과적으로 전달할 수 있다.

도 4는 그래핀 양자점과 그래핀 옥사이드 양자점을 합성한 것을 보여주는 도면이다. 이하, 정공주입/수송층(120)의 그래핀과 그래핀 옥사이드를 합성하는 과정을 설명한다. 그래핀과 그래핀 옥사이드는 bottom-up 방식으로 합성된다. 그래핀을 얻는 방법은, 먼저, 시트르산을 200℃ 내지 500℃로 가열한다. 이 때, 시트르산이 아닌 흑연을 포함하는 다른 미세 파우더를 사용할 수 있다. 이 후, 가열된 시트르산을 제 1 시간동안 NaOH 용매에 넣어 분산시킨다. 제 1 시간은 30분 내지 1시간 30분의 시간이다. 일 예로, 제 1 시간은 1시간일 수 있다. 합성된 그래핀은 blue 여기 특징을 가진다. 반면, 그래핀 옥사이드를 얻는 방법은, 먼저, 시트르산을 200℃ 내지 500℃로 가열한다. 이 때, 시트르산이 아닌 흑연을 포함하는 다른 미세 파우더를 사용할 수 있다. 이 후, 가열된 시트르산을 제 2 시간동안 NaOH 용매에 넣어 분산시킨다. 제 2 시간은 제 1 시간보다 긴 시간이다. 제 2 시간은 1시간 30분 내지 2시간 30분의 시간이다. 일 예로, 제 2 시간은 2시간일 수 있다. 합성된 그래핀은 green 여기 특징을 가진다. 이후, 합성된 그래핀 또는 그래핀 옥사이드를 원심분리 처리하여, 최종적으로 ITO 전극위에 O2 플라즈마 처리하여 성막시킨다.

NiO는 sol-gel 침전법으로 합성한다. 합성된 NiO 나노입자는, 수용액상에 분산된 그래핀 혹은 그래핀옥사이드를 주입하여 열반응 혹은 초음파반응을 통해 NiO 표면에 그래핀 혹은 그래핀옥사이드를 결합할 수 있다. 그래핀 혹은 그래핀옥사이드의 분산특성을 그대로 가져, 물 혹은 알콜계열의 극성용매에 분산이 가능하다. 또한, NiO 나노입자의 합성 시 혹은 합성 후에 Polyvinylpyrrolidone (PVP)와 같은 계면활성제를 사용하면, 물 혹은 알콜과 같은 극성용매 계열에 나노입자간 응집현상과 같은 분산도 저하를 완화할 수 있다. 반면, propylamine (PA)와 같은 계면활성제를 사용할 경우 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 클로로포름 등에 분산할 수 있다.

그래핀/그래핀옥사이드 및 NiO 나노입자는 표면 제어에 따라 성막방법을 선택할 수 있다. 먼저, NiO 나노입자 혹은 PVP로 표면 처리된 NiO 나노입자는 물 혹은 알콜계열에 분산이 용이하여, 그래핀/그래핀옥사이드와 동종 용매에 분산시켜 단일층으로 전도도가 우수한 정공주입층 및 정공전달층으로 성막할 수 있다. 반면,

PA등의 표면으로 제어된 NiO의 경우는 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 클로로포름 등의 비극성 용매에 분산이 가능하여, 극성용매에 분산되어 성막된 그래핀/그래핀옥사이드 정공주입층 상부에 성막이 되더라도 식각 특성을 나타내지 않고 정공주입 및 정공전달이 용이한 bi-layer 형태로 성막이 가능하다.

도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자(20)를 보여주는 도면이다. 도 5의 발광 소자(20)는 제 1 전극(210), 정공주입층(hole injection layer, 220), 정공수송층(hole transport layer, 230), 발광층(emissive layer, 240), 전자수송층(electron transport layer; ETL, 250), 전자주입층(electron injection layer; EIL, 260) 그리고 제 2 전극(270)을 포함한다. 도 5의 제 1 전극(210), 발광층(240), 전자수송층(250), 전자주입층(260), 그리고 제 2 전극(270)은 도 1의 제 1 전극(110), 발광층(130), 전자수송층(140), 전자주입층(150) 그리고 제 2 전극(160)과 대체로 동일 또는 유사한 형상 및 기능을 가진다. 다만, 도 5의 발광 소자(20)는, 정공 주입과 수송이 동일층에서 이루어지는 도 1의 발광 소자(10)와 달리, 정공주입층(220)과 정공수송층(230)이 독립적으로 존재한다. 정공주입층(220)은 그래핀 또는 그래핀 옥사이드를 포함한다. 그래핀 또는 그래핀 옥사이드는 상술한 제조 방법으로 제조할 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 제외한다. 또한, 정공수송층(230)은 p형 나노물질을 포함한다. 일 예로, 정공수송층(230)은 p형 NiO를 포함할 수 있다. NiO는 상술한 제조 방법으로 제조할 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 제외한다.

도 6은 도 1의 전자수송층의 ZnO를 합성하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 합성 방법에 따른 플로우차트이다. 이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여, ZnO를 제조하는 과정을 설명한다.

ZnO 나노입자는 아연화합물과 염기성 물질을 알코올 용매에 용해시켜 합성될 수 있다. 이 때, 아연화합물은 Zn(ClO4)2 Zn(CH3COO)2 및 Zn(NO3)2 등과 같은 물질일 수 있다. 염기성 물질은 KOH, NaOH 및 LiOH 등으로 제공될 수 있다. 알코올 용매는 에탄올 또는 메탄올로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 ZnO 나노입자를 sol-gel 법을 이용하여 합성한다. 구체적으로, (Zn(CH3COO)2)를 전구체(precursor)로 사용하고, KOH를 산화제로 사용할 수 있다.

먼저, Zn(CH3COO)2를 메탄올에 용해시킨다(S110). 그 후, 메탄올을 끓는점 이하의 온도인 제 1 온도로 가열시킨다(S120). 일 예로, 제 1 온도는 60 ?일 수 있다. 그 후, 메탄올에 용해된 KOH를, Zn(CH3COO)2가 용해된 용액에 적하시킨다(S130). 이 때, 1 ml/sec의 속도로 적하시킬 수 있다. 주입 후 약 5분이 지나면 ZnO 핵결정이 서서히 이루어지며, 60분 경과 후 약 3 ∼ 5 nm 급 균일한 ZnO 나노입자가 대량 합성된다(S140). 반응 후 합성된 ZnO 나노입자 외 K+ 등의 여분의 이온들을 제거해 주기 위해 IPA와 헥산을 1:1:5 비율로 첨가한 후 24시간 유지(aging)한다(S150,S160). 이 후 원심분리기를 이용하며 용매 속 ZnO 나노입자 이외의 이온 및 혼합 용매들을 제거하면, 정제된 콜로이드 ZnO 나노입자를 얻을 수 있다(S170). 이후, 에탄올(ethanol)에 일정 농도비율로 분산시키면, 정제된 ZnO 나노입자를 얻을 수 있다(S180).

도 8 내지 도 11은 도 6의 방법으로 합성된 ZnO 나노입자의 특성을 보여주는 도면이다. 도 8은 합성된 ZnO 나노입자의 UV-visible 흡수 스펙트럼을 보여준다. 도 9는 ZnO의 PL 특성을 보여준다. 도 9는 합성된 ZnO의 결정방향을 보여주는 XRD 결과이다. 도 10은 ZnO 나노 입자가 비교적 균일하게 대량 합성된 모습을 보여주는 TEM 사진이다. 도 7을 참조하면, ZnO의 최대 흡수 파장은 320.5 nm 로, 자외선 영역에서 넓은 흡수대역을 가진다. 또한, 일반적으로 ZnO의 PL은 350 nm 의 블루 자외선 영역에서 강한 피크 파장과 500 nm 의 가시광 영역에서 넓은 파장을 보인다. 도 8을 참조하면, 특히 500 nm 대역의 넓은 파장은 ZnO 나노입자의 결함으로 인한 산소공공(vacancy)에 의한 것으로 이를 통해 n-type특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 도 10을 참조하면, 벌크형태의 ZnO 결정 방향과 동일한 2 theta 값의 피크 파장을 보이는 것으로 보아 동일한 구성성분을 가진 ZnO로 합성된 것을 확인할 수 있다. 본 결과에서 31.7 (100), 34.4 (002) 그리고 36.25 (101) 각도에서 도 9와 같은 피크 파장의 크기를 가진 것으로 보아, hexagonal wurtzite 구조의 ZnO 나노 입자이다. 이를 통해, scherre? equation으로 XRD 결과에 따라 나노 결정 크기를 계산하면, 4.47 nm 임을 확인할 수 있다. 또한, 도 11을 참조하면, 3 ～ 5 nm 크기의 매우 작은 나노 입자의 형태로 비교적 균일하게 대량 합성된 것을 확인할 수 있다. 또한, 전자주입/수송층(150)으로 사용하는 ZnO 나노입자는, ZnO 나노입자의 용매 내 분산 농도에 따라 달라질 수 있다. 분산되는 ZnO 나노입자의 농도가 증가할수록 소자의 특성이 점차 향상되고, 3.0 wt% 농도 조건에서 그 특성이 가장 우수하다. 이 때, 최대 휘도는 28,760 cd/m2, 효율 특성은 4.89 cd/A이다.

도 12는 합성 조건에 따른 ZnO 나노입자의 크기제어 및 형광특성을 보여주는 도면이다. 또한, 도 13은 녹색 양자점에 적용된 ZnO 나노입자의 사이즈에 따른 특성을 보여주는 도면이다. ZnO 나노입자는 합성 시간, 온도, 전구체(precursor) 농도 등 관련 인자들의 조건에 의해 입자의 사이즈 및 형태가 변화될 수 있다. . ZnO 나노입자의 합성시 알코올 용매와 염기성 물질의 농도를 변화시키면, HOMO 및 LUMO 준위가 조정된 Zno 나노입자를 얻을 수 있다. 따라서, ZnO 나노입자를 전자주입/수송층으로 사용할 경우, 파장에 따라 다양한 밴드갭을 갖는 발광층(140)과 효과적인 밴드갭 레벨링이 가능하다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 알코올 용매와 염기성 물질의 사이즈에 따라 HOMO와 LUMO 준위가 변하면, ZnO 나노입자의 가시광 특성이 변한다. 따라서, 다른 가시광 특성을 나타내는 각각의 R-G-B CdSe/ZnS 양자점과 조합하면 전자와 정공의 주입이 원할한 레벨링을 할 수 있다.

또한, 발광 소자(10)는 ZnO 나노입자를 극성 또는 비극성 계면활성제로 계면 처리하여 합성할 수 있다. ZnO 나노입자를 합성할 때 PVP와 같은 계면활성제를 사용하면, 물 혹은 알콜과 같은 극성용매 계열에서 나노입자간 응집현상과 같은 분산도 저하를 완화할 수 있다. 반면, ZnO 나노입자를 합성할 때 propylamine (PA)와 같은 계면활성제를 사용하면, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 클로로포름 등에 분산할 수 있다. 추가적으로, 발광 소자(10)는 ZnO 나노입자를 금속 물질로 도핑 처리하여 합성할 수 있다. 일 예로, Al으로 도핑할 수 있다. Al으로 ZnO를 도핑할 경우, 전도도가 높아지면서 Al 음극층과의 격자상수 결함도 최소화할 수 있어 주입되는 전자가 발광층(130)으로 전달될 수 있는 확률 또한 커질 수 있다.

상술한 바와 같이, 발광 소자(10)는 백색 발광 소자일 수 있다. 일반적으로, 유기물을 이용한 백색 구현은 유기물 자체가 넓은 발광 스펙트럼을 가지는 특징으로 연색지수가 저하된다. 하지만 양자점의 경우, 유기물에 비해 발광 스펙트럼이 좁아, 각 파장에 해당하는 양자점의 조합을 통해 연색성이 우수한 백색광 구현이 가능하다.

이상에서 본 실시예에 따른 발광 소자는 양자점 발광 소자인 것으로 설명하였다. 그러나, 상술한 바와 달리, 발광 소자는 다양한 종류의 발광 소자일 수 있다. 일 예로, 발광 소자는 유기 발광 소자일 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 전자주입층과 전자수송층이 독립적인 것으로 설명하였으나, 이와 달리, 전자주입층과 전자수송층은 단일한 층으로 제공될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 수정, 치환 그리고 변형이 가능하므로 상술한 실시예 그리고 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 설명된 실시예들은 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

110: 제 1 전극
120: 정공주입/수송층
130: 발광층
140: 전자수송층
150: 전자주입층
160: 제 2 전극
210: 제 1 전극
220: 정공주입층
230: 정공수송층
240: 발광층
250: 전자수송층
260: 전자주입층
270: 제 2 전극

Claims (16)

1. 베이스 기판 상에 위치하는 제 1 전극;
   상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층;
   상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극; 그리고
   상기 제 1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공주입/수송층을 포함하며,
   상기 정공주입/수송층은 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중의 적어도 하나와, 산화 니켈을 포함하고, 상기 그래핀 또는 상기 그래핀 옥사이드는 상기 산화니켈의 표면에 배위결합된 발광 소자.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 그래핀은, 시트르산을 200℃ 내지 500℃로 가열하고, 제 1 시간 후에 NaOH에 넣어 분산시켜 합성된 발광 소자.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 그래핀 옥사이드는, 시트르산을 200℃ 내지 500℃로 가열하고, 제 2 시간 후에 NaOH에 넣어 분산시켜 합성된 발광 소자.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 시간은 상기 제 2 시간보다 짧은 발광 소자.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 시간은 30분 내지 1시간 30분의 시간이며,
   상기 제 2 시간은 1시간 30분 내지 2시간 30분의 시간인 발광 소자.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 발광 소자는, 상기 발광층과 상기 제 2 전극과 사이에 위치하는 전자수송층을 더 포함하되,
   상기 전자수송층은 ZnO 나노입자를 포함하는 발광 소자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 ZnO 나노입자는 아연화합물과 염기성 물질을 알코올 용매에 용해시켜 합성된, 발광 소자.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 발광 소자는, 상기 ZnO 나노입자의 합성 시 상기 알코올 용매와 상기 염기성 물질의 농도에 따라 HOMO 준위 또는/및 LUMO 준위가 변화하여, 상기 발광층과의 밴드갭 레벨링 조절이 가능한 발광 소자.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 ZnO 나노입자는 극성 또는 비극성 계면활성제로 계면 처리된 발광 소자.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 ZnO 나노입자는 금속 물질로 도핑 처리된 발광 소자.
12. 발광 소자를 제조하는 제조 방법에 있어서,
    정공주입/수송층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 정공주입/수송층은 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중의 적어도 하나와, 산화 니켈을 포함하고, 상기 그래핀 또는 상기 그래핀 옥사이드는 상기 산화니켈의 표면에 배위결합된 발광 소자 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 그래핀은, 시트르산을 200℃ 내지 500℃로 가열하고, 제 1 시간 후에 NaOH에 넣어 분산시켜 합성되는 발광 소자 제조 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 그래핀 옥사이드는, 시트르산을 200℃ 내지 500℃로 가열하고, 제 2 시간 후에 NaOH에 넣어 분산시켜 합성되는 발광 소자 제조 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 시간은 상기 제 2 시간보다 짧은 발광 소자 제조 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 시간은 30분 내지 1시간 30분의 시간이며,
    상기 제 2 시간은 1시간 30분 내지 2시간 30분의 시간인 발광 소자 제조 방법.

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