KR20120059063A - Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents

Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20120059063A
KR20120059063A KR1020100120669A KR20100120669A KR20120059063A KR 20120059063 A KR20120059063 A KR 20120059063A KR 1020100120669 A KR1020100120669 A KR 1020100120669A KR 20100120669 A KR20100120669 A KR 20100120669A KR 20120059063 A KR20120059063 A KR 20120059063A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light emitting
quantum dot
graphene
dot light
Prior art date
Application number
KR1020100120669A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
황성원
정훈재
김정섭
박태영
손철수
Original Assignee
삼성엘이디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성엘이디 주식회사 filed Critical 삼성엘이디 주식회사
Priority to KR1020100120669A priority Critical patent/KR20120059063A/en
Publication of KR20120059063A publication Critical patent/KR20120059063A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0025—Processes relating to coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/34—Materials of the light emitting region containing only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE: A quantum dot light emitting device and a manufacturing method thereof are provided to improve light emission efficiency of the light emitting device by including a graphene layer and injecting electrons and holes into a quantum dot light emitting layer. CONSTITUTION: A first graphene layer(20) is arranged on a substrate(10). A light emitting unit includes a buffer layer(30) and a quantum dot light emitting layer(40) which includes a plurality of quantum dots(41). A second graphene layer(50) is formed on the light emitting unit. The buffer layer is formed on the first graphene layer. The quantum dot light emitting layer is formed on the buffer layer. The first and second graphene layers comprise one or more graphene sheets.

Description

양자점 발광 소자 및 그의 제조 방법{Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same}Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same

개시된 발명은 양자점 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 그래핀층을 전자 및 정공 수송층으로 사용하는 양자점 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The disclosed invention relates to a quantum dot light emitting device and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a quantum dot light emitting device using a graphene layer as an electron and hole transport layer, and a method of manufacturing the same.

유기전계발광소자(OLED, Organic Light Emitting Device)는 주로 저분자의 유기 소재로 이루어진 다층의 박막 구조를 갖는데, 이러한 OLED를 이용한 표시장치는 내부 박막으로 선택할 수 있는 물질의 종류가 다양하며, 고 순도의 박막 형성이 용이하고, 높은 발광 성능을 갖는 장점이 있는 반면에, 외부 유해물질과의 반응을 통한 산화 또는 결정화의 문제점이 있고, 진공증착을 이용하여 소정의 위치에 형성되므로, 복잡하고 고가의 성막 공정이 요구되는 문제점이 있다. 따라서, 양자점(quantum dot: QD)의 발광 특성을 이용한 발광소자에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 양자점은 보어(Bohr) 엑시톤 반경보다 더 작은 크기 즉, 수 나노미터의 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 양자점내에 많은 수의 전자를 가지지만, 자유 전자의 수는 1 내지 100개 정도로 제한된다. 이 경우, 전자들이 가지는 에너지 준위가 불연속적으로 제한되어 연속적인 밴드를 형성하는 벌크(bulk) 상태의 반도체와는 다른 전기적 및 광학적 특성을 나타낸다.Organic Light Emitting Device (OLED) has a multi-layered thin film structure composed mainly of low molecular organic materials, and the display device using the OLED has various kinds of materials that can be selected as an internal thin film, While the thin film is easy to form and has the advantage of having high luminescence performance, there is a problem of oxidation or crystallization through reaction with external harmful substances, and is formed at a predetermined position by using vacuum deposition, thus making complicated and expensive film formation. There is a problem that a process is required. Accordingly, researches on light emitting devices using light emission characteristics of quantum dots (QDs) have been actively conducted. A quantum dot is a semiconductor material with a crystal structure that is smaller than the Bohr exciton radius, that is, several nanometers in size, and has a large number of electrons in the quantum dot, but the number of free electrons is limited to about 1 to 100. . In this case, the energy levels of the electrons are discontinuously limited, and thus exhibit electrical and optical characteristics different from those of bulk semiconductors, which form continuous bands.

양자점 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공한다.Provided are a quantum dot light emitting device and a method of manufacturing the same.

개시된 양자점 발광 소자는The disclosed quantum dot light emitting device

기판;Board;

상기 기판 상에 마련된 제1그래핀(graphene)층;A first graphene layer provided on the substrate;

상기 제1그래핀층 상에 마련되고, 버퍼층과 다수의 양자점을 구비한 양자점 발광층을 포함하는 발광 유닛; 및A light emitting unit on the first graphene layer, the light emitting unit including a buffer layer and a quantum dot emitting layer including a plurality of quantum dots; And

상기 발광 유닛 상에 마련된 제2그래핀층;을 포함할 수 있다.And a second graphene layer provided on the light emitting unit.

상기 버퍼층은 상기 제1그래핀층 상에 마련되고, 상기 양자점 발광층은 상기 버퍼층 상에 마련될 수 있다.The buffer layer may be provided on the first graphene layer, and the quantum dot emission layer may be provided on the buffer layer.

상기 양자점 발광층은 상기 제1그래핀층 상에 마련되고, 상기 버퍼층은 상기 양자점 발광층 상에 마련될 수 있다.The quantum dot emission layer may be provided on the first graphene layer, and the buffer layer may be provided on the quantum dot emission layer.

상기 제1 및 제2그래핀층은 하나 또는 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)를 포함할 수 있다.The first and second graphene layers may include one or a plurality of graphene sheets.

상기 다수의 양자점은 코팅 재료로 둘러싸여 있을 수 있다.The plurality of quantum dots can be surrounded by a coating material.

상기 코팅 재료는 SiO2, SiN 및 폴리머 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The coating material may include at least one selected from SiO 2 , SiN, and a polymer.

상기 버퍼층은 도핑된 그래핀, SiO2 및 SiN 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The buffer layer is doped graphene, SiO 2 And at least one selected from SiN.

상기 버퍼층은 상기 양자점 발광층으로 공급되는 전자의 이동 속도를 늦춰줄 수 있다.The buffer layer may slow down the movement speed of electrons supplied to the quantum dot emission layer.

상기 양자점은 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 혼합물 중 어느 하나의 나노결정을 포함할 수 있다.The quantum dots may include any one of Si-based nanocrystals, II-VI-based compound semiconductor nanocrystals, III-V-based compound semiconductor nanocrystals, IV-VI-based compound semiconductor nanocrystals, and mixtures thereof.

개시된 양자점 발광 소자의 제조 방법은The manufacturing method of the disclosed quantum dot light emitting device

기판 상에 제1그래핀층을 형성하는 단계;Forming a first graphene layer on the substrate;

상기 제1그래핀층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;Forming a buffer layer on the first graphene layer;

상기 버퍼층 상에 양자점 발광층을 형성하는 단계; 및Forming a quantum dot light emitting layer on the buffer layer; And

상기 양자점 발광층 상에 제2그래핀층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.And forming a second graphene layer on the quantum dot emission layer.

상기 양자점 발광층을 형성하는 단계는 다수의 양자점이 분산된 용액을 상기 버퍼층 상에 도포하여 형성할 수 있다.The forming of the quantum dot emitting layer may be formed by applying a solution in which a plurality of quantum dots are dispersed on the buffer layer.

상기 양자점 발광층을 형성하는 단계는 다수의 양자점이 분산된 용액과 코팅 재료를 함께 상기 버퍼층 상에 도포하여 형성할 수 있다.The forming of the quantum dot light emitting layer may be formed by applying a solution in which a plurality of quantum dots is dispersed and a coating material together on the buffer layer.

상기 버퍼층은 도핑된 그래핀, SiO2 및 SiN 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성할 수 있다.The buffer layer is doped graphene, SiO 2 And at least one selected from SiN.

상기 제1 및 제2그래핀층은 하나 또는 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)로 형성할 수 있다.The first and second graphene layers may be formed of one or a plurality of graphene sheets.

개시된 양자점 발광 소자는 그래핀층을 구비하여, 보다 효과적으로 전자, 정공이 양자점 발광층으로 주입될 수 있어, 발광 소자의 발광 효율이 개선될 수 있다. 그리고, 개시된 양자점 발광 소자의 제조 방법은 비교적 간단하고, 저비용의 공정으로 발광 소자를 제조할 수 있다.Since the disclosed quantum dot light emitting device includes a graphene layer, electrons and holes can be injected into the quantum dot light emitting layer more effectively, and thus the luminous efficiency of the light emitting device can be improved. In addition, the method of manufacturing the disclosed quantum dot light emitting device is relatively simple, and the light emitting device can be manufactured in a low cost process.

도 1은 개시된 양자점 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 2는 개시된 다른 양자점 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 3은 또 다른 양자점 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 개시된 양자점 발광 소자의 제조 방법을 도시한 개략적인 공정 흐름도이다.1 is a schematic cross-sectional view of the disclosed quantum dot light emitting device.
2 is a schematic cross-sectional view of another disclosed quantum dot light emitting device.
3 is a schematic cross-sectional view of another quantum dot light emitting device.
4A to 4E are schematic process flowcharts illustrating a method of manufacturing the disclosed quantum dot light emitting device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 개시된 양자점 발광 소자 및 그의 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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the disclosed quantum dot light emitting device and its manufacturing method. In the following drawings, the same reference numerals refer to the same components, the size of each component in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

도 1은 개시된 양자점 발광 소자(100)의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of the disclosed quantum dot light emitting device 100.

도 1을 참조하면, 개시된 양자점 발광 소자(100)는 기판(10), 기판(10) 상에 마련된 제1그래핀(graphene)층(20), 제1그래핀층(20) 상에 마련되고, 버퍼층(30)과 다수의 양자점(41)을 구비한 양자점 발광층(40)을 포함하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛 상에 마련된 제2그래핀층(50)을 포함할 수 있다. 여기에서, 버퍼층(30)과 양자점 발광층(40)이 순차적으로 제1그래핀층(20) 상에 마련될 수 있다.Referring to FIG. 1, the disclosed quantum dot light emitting device 100 is provided on a substrate 10, a first graphene layer 20 provided on the substrate 10, and a first graphene layer 20. The light emitting unit may include a light emitting unit including a buffer layer 30 and a quantum dot emitting layer 40 including a plurality of quantum dots 41, and a second graphene layer 50 provided on the light emitting unit. Here, the buffer layer 30 and the quantum dot light emitting layer 40 may be sequentially provided on the first graphene layer 20.

기판(10)은 기판(10) 상에 마련된 제1그래핀층(20), 버퍼층(30) 양자점 발광층(40) 및 제2그래핀층(50)을 지지하는 것으로서, 비전도성 재료로 형성될 수 있다. 기판(10)은 예를 들어, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 사파이어(sapphire), 유리(glass), 플라스틱, GaN, LiGaO2, ZrB2, ZnO 또는 (Mn,Zn)FeO4 등으로 형성될 수 있다. 한편, 제1 및 제2그래핀층(20, 50)에 포함된 그래핀은 강철의 약 200배 이상인 약 1,100 GPa의 물리적 강도로 가지고 있다고 알려져 있다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 제1 및 제2그래핀층(50)을 포함하는 발광 소자만으로도 그 구조가 유지될 수 있으므로, 기판(10)은 제거될 수도 있다. The substrate 10 supports the first graphene layer 20, the buffer layer 30, the quantum dot emission layer 40, and the second graphene layer 50 provided on the substrate 10, and may be formed of a non-conductive material. . The substrate 10 may be formed of, for example, silicon (Si), silicon carbide (SiC), sapphire, glass, plastic, GaN, LiGaO 2, ZrB 2, ZnO or (Mn, Zn) FeO 4, or the like. Can be. Meanwhile, graphene included in the first and second graphene layers 20 and 50 is known to have a physical strength of about 1,100 GPa, which is about 200 times or more than that of steel. Therefore, in this embodiment, since the structure can be maintained only by the light emitting device including the first and second graphene layer 50, the substrate 10 may be removed.

제1그래핀층(20)은 기판(10) 상에 마련될 수 있으며, 화학 증기 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등으로 형성될 수 있다. 여기에서, 그래핀(graphene)은 탄소원자들이 2차원 상에서 벌집 모양의 배열을 이루면서 원자 한 층의 두께 예를 들어, 약 0.34nm의 두께를 가지는 전도성 물질이다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 약 100배 정도 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 약 100배 정도 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 투명도도 우수하며, 종래에 투명 전극으로 사용되던 ITO(indium tin oxide)보다 높은 투명도를 갖는다. 그리고, 제1그래핀층(20)은 하나의 그래핀 시트(graphene sheet)로 형성될 수 있으며, 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)가 적층되어 형성될 수 있다.The first graphene layer 20 may be provided on the substrate 10, and may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxial growth, or the like. Here, graphene is a conductive material in which carbon atoms have a honeycomb arrangement in two dimensions and have a thickness of a layer of atoms, for example, about 0.34 nm. Graphene is structurally and chemically very stable, and is a good conductor, it has a charge mobility about 100 times faster than silicon and can carry about 100 times more current than copper. In addition, graphene is excellent in transparency, and has a higher transparency than indium tin oxide (ITO), which is conventionally used as a transparent electrode. The first graphene layer 20 may be formed of one graphene sheet, and a plurality of graphene sheets may be stacked.

한편, 제1그래핀층(20)은 n형 도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 n형 도펀트는 N, F, Mn, NH3, 중에서 선택된 적어도 하나의 재료일 수 있다. 그리고, 상기 n형 도펀트는 1x 10-20 cm-2 내지 1x 10-5 cm-2 범위 내의 농도로 제1그래핀층(20)에 도핑될 수 있다. 제1그래핀층(20)이 도핑되는 경우, 제1그래핀층(20) 상에는 제1전극(미도시)이 마련될 수 있다.Meanwhile, the first graphene layer 20 may be doped with an n-type dopant, and the n-type dopant may be at least one material selected from N, F, Mn, and NH 3 . The n-type dopant may be doped into the first graphene layer 20 at a concentration within a range of 1 × 10 −20 cm −2 to 1 × 10 −5 cm −2 . When the first graphene layer 20 is doped, a first electrode (not shown) may be provided on the first graphene layer 20.

그리고, 제1그래핀층(20)은 우수한 전기 전도도를 갖기 때문에, 양자점 발광층(40)에 전하 캐리어(charge carrier)를 주입할 수 있다. 제1그래핀층(20)은 예를 들어, 전자(electron)를 양자점 발광층(40)에 주입할 수 있다. 따라서, 제1그래핀층(20)은 종래의 유기 발광 소자의 전자 주입층(electron injection layer) 내지 전자 수송층(electron transport layer)을 대체할 수 있으며, 외부로부터 전자가 주입되는 n형 전극도 대체할 수 있다. 그러므로, 개시된 양자점 발광 소자(100)는 제1그래핀층(20)을 통해서 양자점 발광층(40)에 전자를 더 효율적으로 주입할 수 있으며, 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.In addition, since the first graphene layer 20 has excellent electrical conductivity, a charge carrier may be injected into the quantum dot emission layer 40. For example, the first graphene layer 20 may inject electrons into the quantum dot emission layer 40. Therefore, the first graphene layer 20 may replace the electron injection layer or the electron transport layer of the conventional organic light emitting device, and may also replace the n-type electrode into which electrons are injected from the outside. Can be. Therefore, the disclosed quantum dot light emitting device 100 may more efficiently inject electrons into the quantum dot light emitting layer 40 through the first graphene layer 20, and the luminous efficiency of the light emitting device may be improved.

버퍼층(30)은 제1그래핀층(20) 상에 마련될 수 있으며, 도핑된 그래핀, 위상 절연체(topological insulator), SiO2, SiN, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3 등으로 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 도핑된 그래핀은 제1 및 제2그래핀층(20, 50)을 도핑하는 농도 범위보다 더 고농도로 도핑된 그래핀을 말한다. 이렇게 고농도로 도핑된 그래핀은 절연체의 성질을 가질 수 있다고 알려져 있다. 버퍼층(30)은 상기와 같이, 절연 재료로 형성될 수 있으나, 그 두께가 얇기 때문에 전자가 터널링(tunneling)할 수 있다. 버퍼층(30)은 누설 절류(leackage current)가 흐르는 것을 방지하고, 양자점 발광층(40)을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 그리고, 버퍼층(30)은 제1그래핀층(20)으로부터 양자점 발광층(40)으로 주입되는 전자의 이동 속도를 늦출 수 있다. 전자가 정공보다 이동도(mobility)가 높기 때문에 즉, 이동 속도가 빠르게 때문에 전자의 이동 속도를 늦춰서 양자점 발광층(40)에서 전자와 정공의 재결합하는 확률을 높일 수 있다. 따라서, 개시된 양자점 발광 소자(100)의 발광 효율이 개선될 수 있다.The buffer layer 30 may be provided on the first graphene layer 20 and may be doped with graphene, a topological insulator, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3, or the like. It can be formed as. Herein, the doped graphene refers to graphene doped at a higher concentration than the concentration range doping the first and second graphene layers 20 and 50. Graphene doped in such a high concentration is known to have the property of an insulator. The buffer layer 30 may be formed of an insulating material as described above, but electrons may be tunneled because the thickness thereof is thin. The buffer layer 30 may prevent leakage current from flowing and protect the quantum dot light emitting layer 40 from the external environment. In addition, the buffer layer 30 may slow down the movement speed of electrons injected from the first graphene layer 20 into the quantum dot emission layer 40. Since the electrons have higher mobility than the holes, that is, the moving speed is faster, the electrons may be slowed to increase the probability of recombination of the electrons and holes in the quantum dot emission layer 40. Therefore, the luminous efficiency of the disclosed quantum dot light emitting device 100 may be improved.

양자점 발광층(40)은 버퍼층(30) 상에 마련될 수 있으며, 다수의 양자점(41)이 버퍼층(30) 상에 도포될 수 있다. 예를 들어, 다수의 양자점(41)은 유기 용매에 분산된 형태로 버퍼층(30) 상에 도포될 수 있으며, 상기 유기 용매는 열처리 등을 통해서 증발될 수 있다. 유기용매는 예를 들어, 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform), 및 에탄올(ethanol) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 및 제2그래핀층(20, 50)에 전원이 인가되면, 제1 및 제2그래핀층(20, 50)을 통해서 주입된 전자와 정공이 양자점 발광층(40)에서 재결합하면서, 빛이 방출될 수 있다.The quantum dot emission layer 40 may be provided on the buffer layer 30, and a plurality of quantum dots 41 may be coated on the buffer layer 30. For example, the plurality of quantum dots 41 may be applied onto the buffer layer 30 in a form dispersed in an organic solvent, and the organic solvent may be evaporated through heat treatment or the like. The organic solvent may include at least one selected from, for example, toluene, chloroform, and ethanol. When power is applied to the first and second graphene layers 20 and 50, light is emitted while electrons and holes injected through the first and second graphene layers 20 and 50 are recombined in the quantum dot emission layer 40. Can be.

양자점(41)은 대략 1~10nm 의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정(nano crystal)으로서, 양자제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 양자점 발광 소자(100)로부터 방출되는 빛의 파장은 양자점(41)은 크기에 따라서 결정될 수 있다. 따라서, 양자점(41)의 크기를 제어하여, 방출되는 빛의 파장을 선택할 수 있다. 양자점(41)은 예를 들어, Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 등을 포함할 수 있는데, 본 실시예에서 양자점(41)으로는 이들 각각을 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. III-V족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, 및 InAlPAs로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 SbTe일 수 있다.The quantum dot 41 is a nanocrystal of a semiconductor material having a diameter of about 1 to 10 nm, and exhibits a quantum confinement effect. The wavelength of the light emitted from the quantum dot light emitting device 100 may be determined according to the size of the quantum dot 41. Therefore, the size of the emitted light can be selected by controlling the size of the quantum dot 41. The quantum dots 41 may include, for example, Si-based nanocrystals, II-VI compound semiconductor nanocrystals, III-V compound semiconductor nanocrystals, IV-VI compound semiconductor nanocrystals, and the like. In the quantum dots 41, each of them may be used alone or a mixture thereof. At this time, the group II-VI compound semiconductor nanocrystal is, for example, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSee, HgSeTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHggTTe, HdHgZnSe, H Group III-V compound semiconductor nanocrystals are, for example, GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNPs, GaInNAs, GaInPAs, InAlNPs, InAlNAs, and InAlPAs can be any one selected from the group consisting of. Group IV-VI compound semiconductor nanocrystals can be, for example, SbTe.

제2그래핀층(50)은 양자점 발광층(40) 상에 마련될 수 있으며, 화학 증기 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등으로 형성될 수 있다. 여기에서, 그래핀(graphene)은 탄소원자들이 2차원 상에서 벌집 모양의 배열을 이루면서 원자 한 층의 두께 예를 들어, 약 0.34nm의 두께를 가지는 전도성 물질이다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 약 100배 정도 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 약 100배 정도 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 투명도도 우수하며, 종래에 투명 전극으로 사용되던 ITO(indium tin oxide)보다 높은 투명도를 갖는다. 그리고, 제2그래핀층(50)은 하나의 그래핀 시트(graphene sheet)로 형성될 수 있으며, 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)가 적층되어 형성될 수 있다.The second graphene layer 50 may be provided on the quantum dot emission layer 40 and may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxial growth, or the like. . Here, graphene is a conductive material in which carbon atoms have a honeycomb arrangement in two dimensions and have a thickness of a layer of atoms, for example, about 0.34 nm. Graphene is structurally and chemically very stable, and is a good conductor, it has a charge mobility about 100 times faster than silicon and can carry about 100 times more current than copper. In addition, graphene is excellent in transparency, and has a higher transparency than indium tin oxide (ITO), which is conventionally used as a transparent electrode. The second graphene layer 50 may be formed of one graphene sheet, and a plurality of graphene sheets may be stacked.

한편, 제2그래핀층(50)은 p형 도펀트로 도핑될 수 있으며, 상기 p형 도펀트는 O, Au, Bi, Nitro-methane, HNO3, HAuCl4, H2SO4, HCl, AuCl3 중에서 선택된 적어도 하나의 재료일 수 있다. 그리고, 상기 p형 도펀트는 1x 10-20 cm-2 내지 1x 10-5 cm-2 범위 내의 농도로 제2그래핀층(50)에 도핑될 수 있다. 제2그래핀층(50)이 도핑되는 경우, 제2그래핀층(50) 상에는 제2전극(미도시)이 마련될 수 있다.On the other hand, the second graphene layer 50 may be doped with a p-type dopant, the p-type dopant is O, Au, Bi, Nitro-methane, HNO 3 , HAuCl 4 , H 2 SO 4 , HCl, AuCl 3 It may be at least one material selected from. The p-type dopant may be doped into the second graphene layer 50 at a concentration within a range of 1 × 10 −20 cm −2 to 1 × 10 −5 cm −2 . When the second graphene layer 50 is doped, a second electrode (not shown) may be provided on the second graphene layer 50.

그리고, 제2그래핀층(50)은 양자점 발광층(40)에 전하 캐리어(charge carrier)를 주입할 수 있다. 제2그래핀층(50)은 예를 들어, 정공(hole)를 양자점 발광층(40)에 주입할 수 있다. 따라서, 제2그래핀층(50)은 종래의 유기 발광 소자의 정공 주입층(hole injection layer) 내지 정공 수송층(hole transport layer)을 대체할 수 있으며, 외부로부터 정공이 주입되는 p형 전극도 대체할 수 있다. 개시된 양자점 발광 소자(100)는 제2그래핀층(50)을 통해서 양자점 발광층(40)에 정공을 더 효율적으로 주입할 수 있으므로, 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.The second graphene layer 50 may inject charge carriers into the quantum dot emission layer 40. The second graphene layer 50 may, for example, inject holes into the quantum dot emission layer 40. Accordingly, the second graphene layer 50 may replace the hole injection layer or the hole transport layer of the conventional organic light emitting device, and may also replace the p-type electrode into which holes are injected from the outside. Can be. Since the disclosed quantum dot light emitting device 100 can more efficiently inject holes into the quantum dot light emitting layer 40 through the second graphene layer 50, the light emission efficiency of the light emitting device can be improved.

도 2는 개시된 다른 양자점 발광 소자(110)의 개략적인 단면도이다. 도 1의 양자점 발광 소자(100)와의 차이점을 위주로 상세하게 설명하기로 한다.2 is a schematic cross-sectional view of another disclosed quantum dot light emitting device 110. Differences from the quantum dot light emitting device 100 of FIG. 1 will be described in detail.

도 2를 참조하면, 개시된 양자점 발광 소자(110)는 기판(10), 기판(10) 상에 마련된 제1그래핀(graphene)층(20), 제1그래핀층(20) 상에 마련되고, 버퍼층(30)과 다수의 양자점(41)을 구비한 양자점 발광층(45)을 포함하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛 상에 마련된 제2그래핀층(50)을 포함할 수 있다. 여기에서, 양자점 발광층(45)과 버퍼층(30)이 순차적으로 제1그래핀층(20) 상에 마련될 수 있다.Referring to FIG. 2, the disclosed quantum dot light emitting device 110 is provided on a substrate 10, a first graphene layer 20 provided on the substrate 10, and a first graphene layer 20. The light emitting unit may include a light emitting unit including a quantum dot emitting layer 45 having a buffer layer 30 and a plurality of quantum dots 41, and a second graphene layer 50 provided on the light emitting unit. Here, the quantum dot light emitting layer 45 and the buffer layer 30 may be sequentially provided on the first graphene layer 20.

제1그래핀층(20)은 기판(10) 상에 마련될 수 있으며, 기판(10)은 앞서 설명된 바와 같이 제거될 수 있다. 본 실시예에서는 제1그래핀층(20)이 정공(hole)를 양자점 발광층(40)에 주입할 수 있다. 따라서, 제1그래핀층(20)은 종래의 유기 발광 소자의 정공 주입층(hole injection layer) 내지 정공 수송층(hole transport layer)을 대체할 수 있으며, 외부로부터 정공이 주입되는 p형 전극도 대체할 수 있다.The first graphene layer 20 may be provided on the substrate 10, and the substrate 10 may be removed as described above. In the present embodiment, the first graphene layer 20 may inject holes into the quantum dot emission layer 40. Therefore, the first graphene layer 20 may replace the hole injection layer or the hole transport layer of the conventional organic light emitting device, and may also replace the p-type electrode into which holes are injected from the outside. Can be.

양자점 발광층(45)은 제1그래핀층(20) 상에 마련될 수 있으며, 다수의 양자점(41)이 버퍼층(30) 상에 도포되고, 코팅 재료(43)가 그 위에 도포될 수 있다. 예를 들어, 다수의 양자점(41)은 유기 용매에 분산된 형태로 버퍼층(30) 상에 도포될 수 있으며, 상기 유기 용매는 열처리 등을 통해서 증발될 수 있다. 그리고, 다수의 양자점(41) 상에 코팅 재료(43)가 스핀 코팅, 딥 코팅, 프린팅 또는 스프레이 코팅 공정 등에 의해 코팅될 수 있다. 코팅 재료(43)는 예를 들어, 폴리머, SiO2, SiN, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3 등을 포함할 수 있다.The quantum dot emission layer 45 may be provided on the first graphene layer 20, a plurality of quantum dots 41 may be applied on the buffer layer 30, and a coating material 43 may be applied thereon. For example, the plurality of quantum dots 41 may be applied onto the buffer layer 30 in a form dispersed in an organic solvent, and the organic solvent may be evaporated through heat treatment or the like. In addition, the coating material 43 may be coated on the plurality of quantum dots 41 by a spin coating, dip coating, printing or spray coating process. Coating material 43 may include, for example, a polymer, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3, or the like.

버퍼층(30)은 양자점 발광층(45) 마련될 수 있으며, 도핑된 그래핀, SiO2, SiN, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3 등으로 형성될 수 있다. 버퍼층(30)은 상기와 같은 절연 재료로 형성될 수 있으나, 그 두께가 얇기 때문에 전자가 터널링(tunneling)할 수 있다. 버퍼층(30)은 누설 절류(leackage current)가 흐르는 것을 방지하고, 양자점 발광층(40)을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 그리고, 버퍼층(30)은 제2그래핀층(50)으로부터 양자점 발광층(45)으로 주입되는 전자의 이동 속도를 늦출 수 있다. 전자가 정공보다 이동도(mobility)가 높기 때문에 즉, 이동 속도가 빠르게 때문에 전자의 이동 속도를 늦춰서 양자점 발광층(45)에서 전자와 정공의 재결합하는 확률을 높일 수 있다. 따라서, 개시된 양자점 발광 소자(110)의 발광 효율이 개선될 수 있다.The buffer layer 30 may be provided with the quantum dot emission layer 45, and may be formed of doped graphene, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3, or the like. The buffer layer 30 may be formed of the above insulating material. However, since the thickness thereof is thin, electrons may be tunneled. The buffer layer 30 may prevent leakage current from flowing and protect the quantum dot light emitting layer 40 from the external environment. The buffer layer 30 may slow down the movement speed of electrons injected from the second graphene layer 50 into the quantum dot emission layer 45. Since electrons have a higher mobility than holes, that is, the movement speed is high, the probability of recombination of the electrons and holes in the quantum dot emission layer 45 may be increased by slowing down the movement speed of the electrons. Therefore, the luminous efficiency of the disclosed quantum dot light emitting device 110 may be improved.

제2그래핀층(50)은 버퍼층(30) 상에 마련될 수 있으며, 전자(electron)를 양자점 발광층(45)에 주입할 수 있다. 따라서, 제2그래핀층(50)은 종래의 유기 발광 소자의 전자 주입층(electron injection layer) 내지 전자 수송층(electron transport layer)을 대체할 수 있으며, 외부로부터 전자가 주입되는 n형 전극도 대체할 수 있다.The second graphene layer 50 may be provided on the buffer layer 30 and may inject electrons into the quantum dot emission layer 45. Therefore, the second graphene layer 50 may replace the electron injection layer or the electron transport layer of the conventional organic light emitting device, and may also replace the n-type electrode into which electrons are injected from the outside. Can be.

도 3은 또 다른 양자점 발광 소자(120)의 개략적인 단면도이다. 앞서 설명된 양자점 발광 소자(100, 110)와의 차이점을 위주로 상세하게 설명하기로 한다.3 is a schematic cross-sectional view of another quantum dot light emitting device 120. Differences from the above-described quantum dot light emitting devices 100 and 110 will be described in detail.

도 3을 참조하면, 개시된 양자점 발광 소자(120)는 기판(10), 기판(10) 상에 마련된 제1그래핀(graphene)층(20), 제1그래핀층(20) 상에 마련되고, 버퍼층(30)과 다수의 양자점(41)을 구비한 양자점 발광층(47)을 포함하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛 상에 마련된 제2그래핀층(50)을 포함할 수 있다. 여기에서, 버퍼층(30)과 양자점 발광층(47)이 순차적으로 제1그래핀층(20) 상에 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3, the disclosed quantum dot light emitting device 120 is provided on a substrate 10, a first graphene layer 20 provided on the substrate 10, and a first graphene layer 20. The light emitting unit may include a light emitting unit including a buffer layer 30 and a quantum dot emission layer 47 including a plurality of quantum dots 41, and a second graphene layer 50 provided on the light emitting unit. Here, the buffer layer 30 and the quantum dot light emitting layer 47 may be sequentially provided on the first graphene layer 20.

양자점 발광층(47)은 버퍼층(30) 상에 마련될 수 있으며, 다수의 양자점(41)과 코팅 재료(43)가 함께 버퍼층(30) 상에 도포될 수 있다. 즉, 다수의 양자점(41)은 코팅 재료(43)로 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 다수의 양자점(41)은 코팅 재료(43)와 함께 버퍼층(30) 상에 스핀 코팅, 딥 코팅, 프린팅 또는 스프레이 코팅 공정 등에 의해 코팅될 수 있다. 코팅 재료(43)는 예를 들어, 폴리머, SiO2, SiN, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3 등을 포함할 수 있다. 그리고, 양자점(41)의 크기를 달리하여, 양자점 발광 소자(120)로부터 방출되는 빛의 파장을 제어할 수 있다.The quantum dot emission layer 47 may be provided on the buffer layer 30, and a plurality of quantum dots 41 and the coating material 43 may be applied together on the buffer layer 30. That is, the plurality of quantum dots 41 may be surrounded by the coating material 43. For example, the plurality of quantum dots 41 may be coated with the coating material 43 on the buffer layer 30 by spin coating, dip coating, printing or spray coating processes, or the like. Coating material 43 may include, for example, a polymer, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3, or the like. The wavelength of the light emitted from the quantum dot light emitting device 120 may be controlled by varying the size of the quantum dot 41.

다음으로, 개시된 양자점 발광 소자의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.Next, the manufacturing method of the disclosed quantum dot light emitting device will be described in detail.

도 4a 내지 도 4e는 개시된 양자점 발광 소자의 제조 방법을 도시한 개략적인 공정 흐름도이다.4A to 4E are schematic process flowcharts illustrating a method of manufacturing the disclosed quantum dot light emitting device.

도 4a를 참조하면, 우선 기판(10)을 마련한다. 기판(10)은 그 위에 마련될 제1그래핀층(20), 버퍼층(30) 양자점 발광층(40) 및 제2그래핀층(50)을 지지하는 것으로서, 비전도성 재료로 형성할 수 있다. 기판(10)은 예를 들어, 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 사파이어(sapphire), 유리(glass), GaN, LiGaO2, ZrB2, ZnO 또는 (Mn,Zn)FeO4 등을 사용할 수 있다. 한편, 제1 및 제2그래핀층(20, 50)에 포함된 그래핀은 강철의 약 200배 이상인 약 1,100 GPa의 물리적 강도로 가지고 있다고 알려져 있다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 제1 및 제2그래핀층(50)을 포함하는 발광 소자만으로도 그 구조가 유지될 수 있으므로, 기판(10)을 제거할 수 있다.Referring to FIG. 4A, a substrate 10 is first prepared. The substrate 10 supports the first graphene layer 20, the buffer layer 30, the quantum dot emitting layer 40, and the second graphene layer 50 to be formed thereon, and may be formed of a nonconductive material. For example, the substrate 10 may be formed of silicon (Si), silicon carbide (SiC), sapphire, glass, GaN, LiGaO 2, ZrB 2, ZnO, or (Mn, Zn) FeO 4. Meanwhile, graphene included in the first and second graphene layers 20 and 50 is known to have a physical strength of about 1,100 GPa, which is about 200 times or more than that of steel. Therefore, in this embodiment, since the structure can be maintained only by the light emitting device including the first and second graphene layer 50, the substrate 10 can be removed.

도 4를 참조하면, 기판(10) 상에 제1그래핀층(20)을 마련한다. 제1그래핀층(20)은 화학 증기 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등으로 형성할 수 있다. 개시된 제조 방법은 고비용의 유기금속화학증착(Metal-Organic Chemical Vapour Deposition: MOCVD) 방법을 사용하지 않고, 통상적인 화학 증기 증착(Chemical Vapour Deposition: CVD) 방법을 사용하여, 종래의 화합물 반도체 발광소자에 비하여 제조비용을 낮추고 공정시간을 단축할 수 있다. 그리고, 제1그래핀층(20)은 하나의 그래핀 시트(graphene sheet)로 형성할 수 있으며, 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)를 적층하여 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 4, the first graphene layer 20 is provided on the substrate 10. The first graphene layer 20 may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxial growth, or the like. The disclosed manufacturing method does not use an expensive metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, but uses a conventional chemical vapor deposition (CVD) method to provide a conventional compound semiconductor light emitting device. In comparison, manufacturing costs can be lowered and process time can be shortened. The first graphene layer 20 may be formed of one graphene sheet, or may be formed by stacking a plurality of graphene sheets.

한편, 제1그래핀층(20)은 n형 도펀트로 도핑할 수 있으며, 상기 n형 도펀트는 N, F, Mn, NH3, 중에서 선택한 적어도 하나의 재료일 수 있다. 그리고, 상기 n형 도펀트는 1x 10-20 cm-2 내지 1x 10-5 cm-2 범위 내의 농도로 제1그래핀층(20)에 도핑할 수 있다. 제1그래핀층(20)이 도핑되는 경우, 제1그래핀층(20) 상에는 제1전극(미도시)을 마련할 수 있다.Meanwhile, the first graphene layer 20 may be doped with an n-type dopant, and the n-type dopant may be at least one material selected from N, F, Mn, and NH 3 . The n-type dopant may be doped into the first graphene layer 20 at a concentration within the range of 1 × 10 −20 cm −2 to 1 × 10 −5 cm −2 . When the first graphene layer 20 is doped, a first electrode (not shown) may be provided on the first graphene layer 20.

도 4c를 참조하면, 제1그래핀층(20) 상에 버퍼층(30)을 형성한다. 버퍼층(30)은 도핑한 그래핀, SiO2, SiN, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3 등으로 형성할 수 있다. 여기에서, 상기 도핑한 그래핀은 제1 및 제2그래핀층(20, 50)을 도핑하는 농도 범위보다 더 고농도로 도핑한 그래핀을 말한다. 이렇게 고농도로 도핑한 그래핀은 절연체의 성질을 가질 수 있다고 알려져 있다.Referring to FIG. 4C, a buffer layer 30 is formed on the first graphene layer 20. The buffer layer 30 may be formed of doped graphene, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3, or the like. Herein, the doped graphene refers to graphene doped at a higher concentration than the concentration range doping the first and second graphene layers 20 and 50. Graphene doped in such a high concentration is known to have the property of an insulator.

도 4e를 참조하면, 버퍼층(30) 상에 양자점 발광층(40)을 형성한다. 양자점 발광층(40)은 버퍼층(30) 상에 다수의 양자점(41)을 도포하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 다수의 양자점(41)이 분산된 유기 용매를 버퍼층(30) 상에 도포할 수 있으며, 상기 유기 용매를 열처리 등을 통해서 증발시킬 수 있다. 유기용매는 예를 들어, 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform), 및 에탄올(ethanol) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 양자점(41)은 대략 1~10nm 의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정(nano crystal)으로서, 양자제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 양자점(41)의 크기를 제어하여, 양자점 발광 소자(도 4e의 100)로부터 방출되는 빛의 파장을 선택할 수 있다. 양자점(41)은 예를 들어, Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 등을 포함할 수 있는데, 본 실시예에서 양자점(41)으로는 이들 각각을 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 4E, the quantum dot emission layer 40 is formed on the buffer layer 30. The quantum dot emission layer 40 may be formed by applying a plurality of quantum dots 41 on the buffer layer 30. For example, an organic solvent in which a plurality of quantum dots 41 are dispersed may be applied onto the buffer layer 30, and the organic solvent may be evaporated through heat treatment or the like. The organic solvent may include at least one selected from, for example, toluene, chloroform, and ethanol. The quantum dot 41 is a nanocrystal of a semiconductor material having a diameter of about 1 to 10 nm, and exhibits a quantum confinement effect. By controlling the size of the quantum dot 41, it is possible to select the wavelength of light emitted from the quantum dot light emitting device (100 in FIG. 4E). The quantum dots 41 may include, for example, Si-based nanocrystals, II-VI compound semiconductor nanocrystals, III-V compound semiconductor nanocrystals, IV-VI compound semiconductor nanocrystals, and the like. In the quantum dots 41, each of them may be used alone or a mixture thereof.

도 4e를 참조하면, 양자점 발광층(40) 상에 제2그래핀층(50)을 형성한다. 제2그래핀층(50)은 화학 증기 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 기계적 또는 화학적 박리법, 에피택시(epitaxy) 성장법 등으로 형성할 수 있다. 그리고, 제2그래핀층(50)은 하나의 그래핀 시트(graphene sheet)로 형성할 수 있으며, 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)를 적층하여 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 4E, a second graphene layer 50 is formed on the quantum dot emission layer 40. The second graphene layer 50 may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxial growth, or the like. The second graphene layer 50 may be formed of one graphene sheet, or may be formed by stacking a plurality of graphene sheets.

한편, 제2그래핀층(50)은 p형 도펀트로 도핑할 수 있으며, 상기 p형 도펀트는 O, Au, Bi, Nitro-methane, HNO3, HAuCl4, H2SO4, HCl, AuCl3 중에서 선택한 적어도 하나의 재료일 수 있다. 그리고, 상기 p형 도펀트는 1x 10-20 cm-2 내지 1x 10-5 cm-2 범위 내의 농도로 제2그래핀층(50)을 도핑할 수 있다. 제2그래핀층(50)이 도핑되는 경우, 제2그래핀층(50) 상에 제2전극(미도시)을 마련할 수 있다.On the other hand, the second graphene layer 50 may be doped with a p-type dopant, the p-type dopant is O, Au, Bi, Nitro-methane, HNO 3 , HAuCl 4 , H 2 SO 4 , HCl, AuCl 3 It may be at least one material selected from. In addition, the p-type dopant may dope the second graphene layer 50 at a concentration within the range of 1 × 10 −20 cm −2 to 1 × 10 −5 cm −2 . When the second graphene layer 50 is doped, a second electrode (not shown) may be provided on the second graphene layer 50.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 양자점 발광층(45)은 제1그래핀층(20) 상에 다수의 양자점(41)을 도포하고, 코팅 재료(43)로 코팅할 수 있다. 코팅 재료(43)는 예를 들어, 스핀 코팅, 딥 코팅, 프린팅 또는 스프레이 코팅 공정 등에 의해 코팅할 수 있다. 코팅 재료(43)는 예를 들어, 폴리머, SiO2, SiN, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 2, the quantum dot emission layer 45 may apply a plurality of quantum dots 41 on the first graphene layer 20 and may be coated with a coating material 43. Coating material 43 may be coated by, for example, a spin coating, dip coating, printing or spray coating process, or the like. Coating material 43 may include, for example, a polymer, SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3, or the like.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이 양자점 발광층(47)은 버퍼층(30) 상에 다수의 양자점(41)이 분산된 용액과 코팅 재료(43)를 함께 도포하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 다수의 양자점(41)을 코팅 재료(43)와 함께 버퍼층(30) 상에 스핀 코팅, 딥 코팅, 프린팅 또는 스프레이 코팅 공정 등에 의해서 코팅할 수 있다. In addition, as illustrated in FIG. 3, the quantum dot emission layer 47 may be formed by coating a solution in which a plurality of quantum dots 41 are dispersed and a coating material 43 together on the buffer layer 30. For example, a plurality of quantum dots 41 may be coated together with the coating material 43 on the buffer layer 30 by spin coating, dip coating, printing or spray coating processes.

이러한 본 발명인 양자점 발광 소자 및 그의 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.Such a quantum dot light emitting device of the present invention and a method of manufacturing the same have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for clarity, but these are merely exemplary, and those skilled in the art can various modifications and equivalents therefrom. It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.

10: 기판 20: 제1그래핀층
30: 버퍼층 40, 45, 47: 양자점 발광층
41: 양자점 43: 코팅 재료
50: 제2그래핀층10: substrate 20: first graphene layer
30: buffer layer 40, 45, 47: quantum dot light emitting layer
41: quantum dot 43: coating material
50: second graphene layer

Claims (14)

기판;
상기 기판 상에 마련된 제1그래핀(graphene)층;
상기 제1그래핀층 상에 마련되고, 버퍼층과 다수의 양자점을 구비한 양자점 발광층을 포함하는 발광 유닛; 및
상기 발광 유닛 상에 마련된 제2그래핀층;을 포함하는 양자점 발광 소자.Board;
A first graphene layer provided on the substrate;
A light emitting unit on the first graphene layer, the light emitting unit including a buffer layer and a quantum dot emitting layer including a plurality of quantum dots; And
And a second graphene layer provided on the light emitting unit. 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼층은 상기 제1그래핀층 상에 마련되고, 상기 양자점 발광층은 상기 버퍼층 상에 마련되는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
The buffer layer is provided on the first graphene layer, the quantum dot light emitting layer is provided on the buffer layer. 제 1 항에 있어서,
상기 양자점 발광층은 상기 제1그래핀층 상에 마련되고, 상기 버퍼층은 상기 양자점 발광층 상에 마련되는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
The quantum dot light emitting layer is provided on the first graphene layer, the buffer layer is provided on the quantum dot light emitting layer. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2그래핀층은 하나 또는 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)를 포함하는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
The first and second graphene layer is a quantum dot light emitting device including one or a plurality of graphene sheets (graphene sheet). 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 양자점은 코팅 재료로 둘러싸여 있는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
And said plurality of quantum dots is surrounded by a coating material. 제 1 항에 있어서,
상기 코팅 재료는 SiO2, SiN 및 폴리머 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
The coating material is a quantum dot light emitting device comprising at least one selected from SiO 2 , SiN and a polymer. 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼층은 도핑된 그래핀, SiO2 및 SiN 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 양자점 발광 소자. The method of claim 1,
The buffer layer is doped graphene, SiO 2 And at least one selected from SiN. 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼층은 상기 양자점 발광층으로 공급되는 전자의 이동 속도를 늦춰주는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
The buffer layer is a quantum dot light emitting device for slowing the movement speed of the electrons supplied to the quantum dot light emitting layer. 제 1 항에 있어서,
상기 양자점은 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 혼합물 중 어느 하나의 나노결정을 포함하는 양자점 발광 소자.The method of claim 1,
The quantum dot is a quantum dot light emitting device including any one of Si-based nanocrystals, II-VI-based compound semiconductor nanocrystals, III-V-based compound semiconductor nanocrystals, IV-VI-based compound semiconductor nanocrystals and any one of these mixtures . 기판 상에 제1그래핀층을 형성하는 단계;
상기 제1그래핀층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 버퍼층 상에 양자점 발광층을 형성하는 단계; 및
상기 양자점 발광층 상에 제2그래핀층을 형성하는 단계;를 포함하는 양자점 발광 소자의 제조 방법.Forming a first graphene layer on the substrate;
Forming a buffer layer on the first graphene layer;
Forming a quantum dot light emitting layer on the buffer layer; And
Forming a second graphene layer on the quantum dot light emitting layer; manufacturing method of a quantum dot light emitting device comprising a. 제 10 항에 있어서,
상기 양자점 발광층을 형성하는 단계는 다수의 양자점이 분산된 용액을 상기 버퍼층 상에 도포하여 형성하는 양자점 발광 소자의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Forming the quantum dot light emitting layer is a method of manufacturing a quantum dot light emitting device is formed by applying a solution in which a plurality of quantum dots dispersed on the buffer layer. 제 10 항에 있어서,
상기 양자점 발광층을 형성하는 단계는 다수의 양자점이 분산된 용액과 코팅 재료를 함께 상기 버퍼층 상에 도포하여 형성하는 양자점 발광 소자의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Forming the quantum dot light emitting layer is a method of manufacturing a quantum dot light emitting device is formed by coating a plurality of quantum dot dispersed solution and a coating material together on the buffer layer. 제 10 항에 있어서,
상기 버퍼층은 도핑된 그래핀, SiO2 및 SiN 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성하는 양자점 발광 소자의 제조 방법.11. The method of claim 10,
The buffer layer is doped graphene, SiO 2 And at least one selected from SiN. 제 10 항에 있어서,
상기 제1 및 제2그래핀층은 하나 또는 복수 개의 그래핀 시트(graphene sheet)로 형성하는 양자점 발광 소자의 제조 방법.11. The method of claim 10,
The first and second graphene layer is a method of manufacturing a quantum dot light emitting device formed of one or a plurality of graphene sheets (graphene sheet).
KR1020100120669A 2010-11-30 2010-11-30 Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same KR20120059063A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100120669A KR20120059063A (en) 2010-11-30 2010-11-30 Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100120669A KR20120059063A (en) 2010-11-30 2010-11-30 Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120059063A true KR20120059063A (en) 2012-06-08

Family

ID=46610424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100120669A KR20120059063A (en) 2010-11-30 2010-11-30 Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120059063A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103412436A (en) * 2013-07-24 2013-11-27 北京京东方光电科技有限公司 Color film substrate, liquid crystal display screen and monochromatic quantum dot dispersion method
KR101481000B1 (en) * 2013-05-13 2015-01-14 경희대학교 산학협력단 Graphene quantum dot phtodetector and the Fabricating Method thereof
KR101596157B1 (en) * 2014-08-21 2016-02-22 경희대학교 산학협력단 Tunneling diode using hybrid structure of graphene-silicon quantum dots and method of manufacturing the same
CN106575685A (en) * 2014-08-21 2017-04-19 庆熙大学校产学协力团 Photodiode using graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method for preparing same
KR20190025215A (en) * 2017-09-01 2019-03-11 성균관대학교산학협력단 Organic light emitting device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481000B1 (en) * 2013-05-13 2015-01-14 경희대학교 산학협력단 Graphene quantum dot phtodetector and the Fabricating Method thereof
US9354465B2 (en) 2013-07-24 2016-05-31 Boe Technology Group Co., Ltd. Color filter substrate, liquid crystal display panel and dispersing method of monocolor quantum dots
US9851601B2 (en) 2013-07-24 2017-12-26 Boe Technology Group Co., Ltd. Color filter substrate, liquid crystal display panel and dispersing method of monocolor quantum dots
CN103412436A (en) * 2013-07-24 2013-11-27 北京京东方光电科技有限公司 Color film substrate, liquid crystal display screen and monochromatic quantum dot dispersion method
CN106575674A (en) * 2014-08-21 2017-04-19 庆熙大学校产学协力团 Tunneling diode using graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method for preparing same
CN106575685A (en) * 2014-08-21 2017-04-19 庆熙大学校产学协力团 Photodiode using graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method for preparing same
WO2016027925A1 (en) * 2014-08-21 2016-02-25 경희대학교산학협력단 Tunneling diode using graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method for preparing same
KR101596157B1 (en) * 2014-08-21 2016-02-22 경희대학교 산학협력단 Tunneling diode using hybrid structure of graphene-silicon quantum dots and method of manufacturing the same
US9935207B2 (en) 2014-08-21 2018-04-03 University-Industry Cooperation Group Of Kyung Hee University Tunneling diode using graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method of manufacturing the same
US10056520B2 (en) 2014-08-21 2018-08-21 University-Industry Cooperation Group Of Kyung Hee University Photodiode using graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method of manufacturing the same
CN106575674B (en) * 2014-08-21 2019-08-23 庆熙大学校产学协力团 Utilize the tunnel-through diode and its manufacturing method of graphene silicon quantum dot mixed structure
KR20190025215A (en) * 2017-09-01 2019-03-11 성균관대학교산학협력단 Organic light emitting device
KR101959812B1 (en) * 2017-09-01 2019-03-19 성균관대학교 산학협력단 Organic light emitting device
US10553804B2 (en) 2017-09-01 2020-02-04 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Organic light emitting device
US10651410B2 (en) 2017-09-01 2020-05-12 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Organic light emitting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11818907B2 (en) Quantum-dot light emitting device comprising solution processed charge generation junction and manufacturing method thereof
US9905790B2 (en) Optoelectronic device including quantum dot
US20130146838A1 (en) Quantum dot device including different kinds of quantum dot layers
US10811625B2 (en) Deposition apparatus, method thereof and method for forming quantum-dot layer using the same
KR101453082B1 (en) Alternating current driving type quantum dot electroluminescence device
US8043942B2 (en) Method for producing core-shell nanowires, nanowires produced by the method and nanowire device comprising the nanowires
KR101557498B1 (en) Quantom dot electroluminescence device and method making the same
US8878196B2 (en) Light-emitting device comprising semiconductor nanocrystal layer free of voids and method for producing the same
US9761822B2 (en) Light emitting diode and display device including the same
KR20120067158A (en) Quantum dot light emitting device
KR101689663B1 (en) Quantun dot light emitting device using graphene
KR20120059063A (en) Quantum dot light emitting device and method for manufacturing the same
KR20150142374A (en) Transistor with channel including oxide layer and quantum layer
KR101462657B1 (en) Semiconductor Nanocrystal Composite
KR101710659B1 (en) Graphene light emitting device and method for manufacturing the same
KR20120029174A (en) Quantun dot light emitting device
EP3813128A1 (en) Optoelectric device
KR20080095522A (en) Organic electroluminescent device and method for fabricating thereof
CN118284085A (en) Light-emitting device, preparation method and display device
KR20240095632A (en) Surface treatment method of quantum dots, light-emitting device including surface-treated quantum dots, and display device including light-emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid