KR20130022087A - Light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting device and a manufacturing method thereof are provided to improve luminous efficiency by amplifying light from a pn junction of a carbon nanostructure through nanoparticles. CONSTITUTION: A plurality of carbon nanostructures are formed on a first electrode(10). A second electrode(50) is formed on the plurality of carbon nanostructures. One of the first electrode and the second electrode includes graphene or a carbon nanotube. An insulation layer(30) is formed on the first electrode. A plurality of multiple wall carbon nanotubes(20) are formed between the first electrode and the second electrode and include a first carbon nanotube(21) and a second carbon nanotube(23) to cover the first carbon nanotube.

Description

발광 소자 및 그 제조 방법{Light emitting device and method of manufacturing the same}Light emitting device and method of manufacturing the same

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. The disclosed invention relates to a light emitting device and a method of manufacturing the same. More specifically, the disclosed invention relates to a light emitting device using a nanostructure including graphene or carbon nanotubes and a method of manufacturing the same.

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. A semiconductor light emitting device such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) uses an electroluminescence phenomenon, that is, a phenomenon in which light is emitted from a material (semiconductor) by application of a current or a voltage. As electrons and holes are combined in the active layer (ie, the light emitting layer) of the semiconductor light emitting device, energy corresponding to the energy band gap of the active layer may be emitted in the form of light. Therefore, the wavelength of light generated from the light emitting device may vary according to the size of the energy band gap of the active layer.

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. Indicators for evaluating the performance of semiconductor light emitting devices include luminous efficiency, thermal stability, color purity, color uniformity, and lifetime. Among them, the luminous efficiency refers to the ratio of the intensity of emitted light to the electrical input power. Thermal stability is related to the change of emission wavelength with temperature change. Recently, as the semiconductor light emitting device is attracting attention as a next-generation light source, research on this is being actively conducted, and in particular, there is an increasing demand for a technology capable of improving luminous efficiency and thermal stability.

개시된 발명은 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공한다.The disclosed invention provides a light emitting device and a method of manufacturing the same.

개시된 발광 소자는The light emitting device disclosed

제1전극;A first electrode;

상기 제1전극 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물; 및A plurality of carbon nanostructures provided on the first electrode, each comprising a pn junction; And

상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극;을 포함할 수 있다.It may include; a second electrode provided on the plurality of carbon nanostructures.

상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 포함할 수 있다.At least one of the first and second electrodes may include graphene or carbon nanotubes (CNTs).

복수 개의 나노 입자가 상기 탄소 나노구조물의 표면 또는 상기 pn 접합에 더 마련될 수 있다.A plurality of nanoparticles may be further provided on the surface of the carbon nanostructure or the pn junction.

상기 복수 개의 나노 입자는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plurality of nanoparticles may include at least one of metal and graphene.

상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함할 수 있다.The carbon nanostructures may include carbon nanotubes, graphene nanoribbons, carbon nanorods, or carbon nanowires.

상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노튜브와 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노튜브를 포함할 수 있다.The carbon nanostructure may include a first carbon nanotube doped with a first dopant and a second carbon nanotube doped with a second dopant.

상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브를 덮도록, 그 외부에 마련되어 상기 제1 및 제2탄소 나노튜브는 다중 벽 탄소 나노튜브를 형성할 수 있다.The second carbon nanotubes may be provided on the outside thereof to cover the first carbon nanotubes, and the first and second carbon nanotubes may form multi-walled carbon nanotubes.

상기 제1탄소 나노튜브는 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브 상에 마련될 수 있다.The first carbon nanotubes may be provided on the first electrode, and the second carbon nanotubes may be provided on the first carbon nanotubes.

상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1그래핀 나노 리본과 제2도펀트로 도핑된 제2그래핀 나노 리본을 포함할 수 있다The carbon nanostructure may include a first graphene nano ribbon doped with a first dopant and a second graphene nano ribbon doped with a second dopant.

상기 제1그래핀 나노 리본은 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2그래핀 나노 리본은 상기 제1그래핀 나노 리본 상에 마련될 수 있다.The first graphene nano ribbon may be provided on the first electrode, and the second graphene nano ribbon may be provided on the first graphene nano ribbon.

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

제1전극을 형성하는 단계;Forming a first electrode;

상기 제1전극 상에 각각이 pn접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계; 및Forming a plurality of carbon nanostructures each comprising a pn junction on the first electrode; And

상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include; forming a second electrode on the plurality of carbon nanostructures.

상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 포함할 수 있다.At least one of the first and second electrodes may include graphene or carbon nanotubes.

상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는Forming the plurality of carbon nanostructures is

상기 제1전극 상에 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 형성하는 단계;Forming a plurality of first carbon nanotubes on the first electrode;

상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 제1도펀트로 도핑하는 단계;Doping the plurality of first carbon nanotubes with a first dopant;

상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브를 덮도록 상기 복수 개의 제1탄소 나노튜브 상에 제2탄소 나노튜브를 형성하는 단계; 및Forming second carbon nanotubes on the plurality of first carbon nanotubes to cover the plurality of first carbon nanotubes; And

상기 제2탄소 나노튜브를 제2도펀트로 도핑하는 단계;를 포함할 수 있다.And doping the second carbon nanotubes with a second dopant.

상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는Forming the plurality of carbon nanostructures is

상기 제1전극 상에 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;Forming a plurality of first carbon nanostructures on the first electrode and doping the plurality of first carbon nanostructures with a first dopant;

상기 제2전극 상에 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및Forming a plurality of second carbon nanostructures on the second electrode and doping the plurality of second carbon nanostructures with a second dopant; And

상기 복수 개의 제1 및 제2탄소 나노구조물을 서로 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.And combining the plurality of first and second carbon nanostructures with each other.

상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는Forming the plurality of carbon nanostructures is

상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 제1영역을 덮도록 상기 제1전극 상에 제1마스크층을 형성하고, 상기 복수 개의 탄소 나노구조물의 제2영역을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및Forming a first mask layer on the first electrode to cover the first regions of the plurality of carbon nanostructures, and doping the second regions of the plurality of carbon nanostructures with a second dopant; And

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.Forming a second mask layer spaced apart from the first electrode to cover the second regions of the plurality of carbon nanostructures, and doping the first regions of the plurality of carbon nanostructures with a first dopant; It may include.

상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노 리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함할 수 있다.The carbon nanostructures may include carbon nanotubes, graphene nano ribbons, carbon nanorods, or carbon nanowires.

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.The disclosed light emitting device and its manufacturing method may include graphene or carbon nanotubes to provide a flexible light emitting device. In addition, the disclosed light emitting device and a method of manufacturing the same can be amplified through the nanoparticles provided in the carbon nanostructure light generated at the pn junction of the carbon nanostructure, it is possible to provide a light emitting device with improved luminous efficiency.

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.1 is a schematic cross-sectional view of the disclosed light emitting device.
2 is a schematic cross-sectional view of another disclosed light emitting device.
3 is a schematic cross-sectional view of another disclosed light emitting device.
4A to 4D are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing the disclosed light emitting device.
5A to 5C are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing the disclosed light emitting device.
6A to 6D are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing the disclosed light emitting device.

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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the disclosed 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 발광 소자(100)의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of the disclosed light emitting device 100.

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.Referring to FIG. 1, the disclosed light emitting device 100 is provided on the first electrode 10 and the first electrode 10, and each of the plurality of carbon nanostructures includes a pn junction. and a second electrode 50 provided on the plurality of carbon nanostructures. In addition, the disclosed light emitting device 100 may further include an insulating layer 30 provided on the first electrode 10. Carbon nanostructures may include, for example, carbon nanotubes, graphene nanoribbons, carbon nanorods, carbon nanowires, and the like. In addition, carbon nanotubes may include single-walled CNTs and multi-walled CNTs. 1, as a carbon nanostructure, an exemplary multi-walled carbon nanotube 20 is shown.

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.The first and second electrodes 10 and 50 may include graphene or carbon nanotubes (CNTs). Graphene is an allotrope of carbon with a structure that is a one-atom-thick planar sheets of densely packed sp2-bonded carbon atoms in a honeycomb crystal lattice. allotrope). Graphene is a conductive material having a thickness of one layer of carbon atoms, for example, about 0.34 nm. Graphene is structurally and chemically very stable and is a good conductor, having faster charge mobility than silicon, and allowing more current to flow than copper. In addition, graphene is flexible and excellent adhesion to the plastic substrate. Carbon nanotubes are allotropees of carbon with cylindrical nanostructures. The chemical bonding of carbon nanotubes consists of sp2 bonds similar to graphite. The first and second electrodes 10 and 50 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked.

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.A plurality of multi-walled carbon nanotubes 20 may be provided between the first and second electrodes 10 and 50. The plurality of multi-walled carbon nanotubes 20 may be provided to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10. In addition, the plurality of multi-walled carbon nanotubes 20 may be arranged in a two-dimensional array on the first electrode 10. The multi-walled carbon nanotubes 20 may include first carbon nanotubes 21 provided therein and second carbon nanotubes 23 covering the first carbon nanotubes. The first and second carbon nanotubes 21, 23 may each comprise single wall carbon nanotubes or multiwall carbon nanotubes.

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. The first carbon nanotubes 21 may be provided on the first electrode 10. The first carbon nanotubes 21 may be doped with a first dopant, and the first dopant may be an n-type dopant. As the n-type dopant, for example, polyethylenimine (PEI), hydrazine (N 2 H 4 ), boron vanadium (BV), N or F, etc. may be used, but is not limited thereto.

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.The second carbon nanotubes 23 may be provided thereon to cover the first carbon nanotubes 21. The second carbon nanotubes 23 may be doped with a second dopant, and the second dopant may be a p-type dopant. As the p-type dopant, for example, AuCl 3 , HNO 3 , Fe, Mn, O, Au, or Bi may be used, but is not limited thereto. As described above, the n-type doped first carbon nanotubes 21 and the p-type doped second carbon nanotubes 23 may include a pn junction at an interface thereof. In addition, electrons and holes injected from the first and second electrodes 10 and 50 may be recombined at the pn junction to generate light having a predetermined energy. Meanwhile, the first carbon nanotubes 21 may be doped with a p-type dopant, and the second carbon nanotubes 23 may be doped with an n-type dopant.

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.A plurality of nanoparticles 40 may be further provided on the surface of the multi-walled carbon nanotubes 20. The nanoparticles 40 may be provided on the surface of the second carbon nanotubes 23 or embedded on the surface of the second carbon nanotubes 23. The nanoparticle 40 may include at least one of metal and graphene. For example, the nanoparticles 40 may be made of Au, Ag, Ni, Cu, Fe or a mixture thereof. In addition, the nanoparticles 40 may include graphene quantum dots. The size of the nanoparticles 40 may be, for example, several μm or less, and more specifically, several nanometers to several tens of nm. The light generated at the pn junction may be amplified by the plasmon effect in the nanoparticles 40. The plasmon effect is a resonance phenomenon in which vibrations of electrons and light are interlocked on the surface / interface of a conductor such as metal or graphene, and the light emission efficiency of the light emitting device 100 disclosed by the phenomenon may be improved. In addition, since graphene quantum dots have discontinuous energy levels due to quantum confinement effects, the graphene quantum dots have different optical / electrical characteristics from those of bulk semiconductors or sheet-like graphene having continuous energy bands. Can be represented. Since the energy band gap is changed by adjusting the size of the graphene quantum dots, the wavelength of light emitted from the light emitting device 100 may be adjusted. Although not shown in FIG. 1, the plurality of nanoparticles 40 may be provided at an interface between the first and second carbon nanotubes 21 and 23.

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.The insulating layer 30 may be further provided on the first electrode 10. The insulating layer 30 may be formed to surround lower portions of the plurality of first carbon nanotubes 21. Therefore, the insulating layer 30 may insulate the first electrode 10 and the second carbon nanotubes 23 from each other. The insulating layer 30 may be made of oxide or nitride. The insulating layer 30 may be formed of, for example, SiN, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3 , BN, a mixture thereof, or the like. Meanwhile, as the carbon nanostructures, graphene nanoribbons, carbon nanorods, or carbon nanowires may be used.

도 2는 개시된 다른 발광 소자(200)의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of another disclosed light emitting device 200.

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.Referring to FIG. 2, the disclosed light emitting device 200 is provided on the first electrode 10 and the first electrode 10, and each of the plurality of carbon nanostructures and the plurality of carbon nanostructures each including a pn junction. It may include a second electrode 50 provided in. In addition, the disclosed light emitting device 200 may further include nanoparticles 40 provided on the surface of the plurality of carbon nanostructures. Carbon nanostructures may include, for example, carbon nanotubes, graphene nanoribbons, carbon nanorods or carbon nanowires, and the like. In addition, carbon nanotubes may include single-walled CNTs and multi-walled CNTs. 2, illustratively carbon nanotubes 25 are shown as carbon nanostructures.

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.The first and second electrodes 10 and 50 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene is structurally and chemically very stable and is a good conductor, having faster charge mobility than silicon, and allowing more current to flow than copper. In addition, graphene is flexible and excellent adhesion to the plastic substrate. In addition, the first and second electrodes 10 and 50 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked.

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. A plurality of carbon nanotubes 25 may be provided between the first and second electrodes 10 and 50. The plurality of carbon nanotubes 25 may be arranged in the form of a two-dimensional array on the first electrode 10. The plurality of carbon nanotubes 25 may be provided to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10. In addition, the carbon nanotubes 25 may include first and second carbon nanotubes 22 and 24. The first carbon nanotubes 22 may be provided vertically or inclined on the first electrode 10 and may be doped with the first dopant. The first dopant may be an n-type dopant, and the n-type dopant may include, for example, PEI, hydrazine (N 2 H 4 ), boron vanadium (BV), N, or F, and the like. It is not. The second carbon nanotubes 24 may be provided on the first carbon nanotubes 22 and doped with a second dopant. The second carbon nanotubes 24 may extend from the first carbon nanotubes 22 and be provided side by side. The second dopant may be a p-type dopant, and the p-type dopant may be, for example, AuCl 3 , HNO 3 , Fe, Mn, O, Au, or Bi, but is not limited thereto.

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.As described above, the n-type doped first carbon nanotubes 22 and the p-type doped second carbon nanotubes 24 may include a pn junction at an interface thereof. In addition, electrons and holes injected from the first and second electrodes 10 and 50 may be recombined at the pn junction to generate light having a predetermined energy. Meanwhile, the first carbon nanotubes 22 may be doped with a p-type dopant, and the second carbon nanotubes 24 may be doped with an n-type dopant.

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.The plurality of nanoparticles 40 may be further provided on the surfaces of the carbon nanotubes 25, that is, the first and second carbon nanotubes 22 and 24. The nanoparticles 40 may be provided on the surfaces of the first and second carbon nanotubes 22 and 24 or embedded in the surfaces of the first and second carbon nanotubes 22 and 24. The nanoparticle 40 may include at least one of metal and graphene. For example, the nanoparticles 40 may be made of Au, Ag, Ni, Cu, Fe or a mixture thereof. In addition, the nanoparticles 40 may include graphene quantum dots. The size of the nanoparticles 40 may be, for example, several μm or less, and more specifically, several nanometers to several tens of nm. The light generated at the pn junction may be amplified by the plasmon effect in the nanoparticles 40, and thus the luminous efficiency of the disclosed light emitting device 200 may be improved. Although not shown in FIG. 2, the plurality of nanoparticles 40 may be provided at an interface between the first and second carbon nanotubes 22 and 24. In addition, as the carbon nanostructures, graphene nanoribbons, carbon nanorods, or carbon nanowires may be used.

도 3은 개시된 또 다른 발광 소자(300)의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of another disclosed light emitting device 300.

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.Referring to FIG. 3, the disclosed light emitting device 300 is provided on the first electrode 10 and the first electrode 10, and each of the plurality of carbon nanostructures and the plurality of carbon nanostructures each including a pn junction. It may include a second electrode 50 provided in. In addition, the disclosed light emitting device 300 may further include nanoparticles 40 provided on the surfaces of the plurality of carbon nanostructures. Carbon nanostructures may include, for example, carbon nanotubes, graphene nanoribbons, carbon nanorods or carbon nanowires, and the like. In addition, carbon nanotubes may include single-walled CNTs and multi-walled CNTs. FIG. 3 illustrates an example graphene nanoribbon (GNR) 29 as a carbon nanostructure. The graphene nanoribbons 29 are patterned graphene sheets in a strip form, and the width thereof may be several hundred nm or less.

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.The first and second electrodes 10 and 50 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene is structurally and chemically very stable and is a good conductor, having faster charge mobility than silicon, and allowing more current to flow than copper. In addition, graphene is flexible and excellent adhesion to the plastic substrate. In addition, the first and second electrodes 10 and 50 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked.

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. A plurality of graphene nanoribbons 29 may be provided between the first and second electrodes 10 and 50. The plurality of graphene nanoribbons 29 may be provided to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10. The plurality of graphene nanoribbons 29 may be arranged in a two-dimensional array on the first electrode 10. In addition, the graphene nanoribbons 29 may include first and second graphene nanoribbons 26 and 27. The first graphene nanoribbons 26 may be provided vertically or inclined on the first electrode 10 and may be doped with the first dopant. The first dopant may be an n-type dopant, and the n-type dopant may include, for example, PEI, hydrazine (N 2 H 4 ), boron vanadium (BV), N, or F, and the like. It is not. The second graphene nanoribbons 27 may be provided on the first graphene nanoribbons 26 and doped with a second dopant. The second graphene nanoribbons 27 may extend from the first graphene nanoribbons 26 and be provided side by side. The second dopant may be a p-type dopant, and the p-type dopant may be, for example, AuCl 3 , HNO 3 , Fe, Mn, O, Au, or Bi, but is not limited thereto.

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.As described above, the n-type doped first graphene nanoribbons 26 and the p-type doped second graphene nanoribbons 27 may include a pn junction at an interface thereof. In addition, electrons and holes injected from the first and second electrodes 10 and 50 may be recombined at the pn junction to generate light having a predetermined energy. Meanwhile, the first graphene nanoribbons 26 may be doped with a p-type dopant, and the second graphene nanoribbons 27 may be doped with an n-type dopant.

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.The plurality of nanoparticles 40 may be further provided on the surface of the graphene nanoribbons 29, that is, the first and second graphene nanoribbons 26 and 27. The nanoparticles 40 may be provided on the surfaces of the first and second graphene nanoribbons 26 and 27 or embedded in the surfaces of the first and second graphene nanoribbons 26 and 27. The nanoparticle 40 may include at least one of metal and graphene. For example, the nanoparticles 40 may be made of Au, Ag, Ni, Cu, Fe or a mixture thereof. In addition, the nanoparticles 40 may include graphene quantum dots. The size of the nanoparticles 40 may be, for example, several μm or less, and more specifically, several nanometers to several tens of nm. The light generated at the pn junction may be amplified by the plasmon effect in the nanoparticles 40, and thus the luminous efficiency of the disclosed light emitting device 300 may be improved. Although not shown in FIG. 3, the plurality of nanoparticles 40 may be provided at an interface between the first and second graphene nanoribbons 26 and 27. In addition, as the carbon nanostructures, carbon nanotubes, carbon nanorods, or carbon nanowires may be used.

도 4a 내지 4d는 개시된 발광 소자(100)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.4A through 4D are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing the disclosed light emitting device 100.

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.Referring to FIG. 4A, first, the first electrode 10 may be provided. The first electrode 10 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxial growth, or the like. Graphene is structurally and chemically very stable and is a good conductor, having faster charge mobility than silicon, and allowing more current to flow than copper. In addition, graphene is flexible and excellent adhesion to the plastic substrate. The first electrode 10 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked. In addition, the first electrode 10 may be formed by densely arranging a plurality of carbon nanotubes or randomly arranging the plurality of carbon nanotubes.

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. In addition, the first carbon nanotubes 21 may be formed on the first electrode 10. The first carbon nanotubes 21 may be formed to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10. The plurality of first carbon nanotubes 21 may be arranged in a two-dimensional array on the first electrode 10. The first carbon nanotubes 21 may be grown on a catalyst layer (not shown) provided on the first electrode 10. In addition, the first carbon nanotubes 21 may be doped with a first dopant, and the first dopant may be an n-type dopant. As the n-type dopant, for example, PEI, hydrazine (N 2 H 4 ), boron vanadium (BV), N or F, etc. may be used, but is not limited thereto.

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.Referring to FIG. 4B, an insulating layer 30 may be formed on the first electrode 10. The insulating layer 30 may be formed to surround lower portions of the plurality of first carbon nanotubes 21. Accordingly, the insulating layer 30 may insulate the first electrode 10 from the second carbon nanotubes 23 to be formed on the first carbon nanotubes 21. The insulating layer 30 may be formed of oxide or nitride. The insulating layer 30 may be formed of, for example, SiN, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , BaTiO 3 , PbTiO 3 , BN, a mixture thereof, or the like.

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.Referring to FIG. 4C, the second carbon nanotubes 23 may be formed on the first carbon nanotubes 21 to cover the first carbon nanotubes 21. The first and second carbon nanotubes 21 and 23 may form multi-walled carbon nanotubes 20. The second carbon nanotubes 23 may be doped with a second dopant, and the second dopant may be a p-type dopant. As the p-type dopant, for example, AuCl 3 , HNO 3 , Fe, Mn, O, Au, or Bi may be used, but is not limited thereto. Meanwhile, the first carbon nanotubes 21 may be doped with a p-type dopant, and the second carbon nanotubes 23 may be doped with an n-type dopant.

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.Referring to FIG. 4D, a plurality of nanoparticles 40 may be further provided on the surface of the multi-walled carbon nanotubes 20. The nanoparticles 40 may be provided on the surface of the second carbon nanotubes 23 or embedded on the surface of the second carbon nanotubes 23. The nanoparticle 40 may include at least one of metal and graphene. For example, the nanoparticles 40 may be made of Au, Ag, Ni, Cu, Fe or a mixture thereof. In addition, the nanoparticles 40 may include graphene quantum dots. The size of the nanoparticles 40 may be, for example, several μm or less, and more specifically, several nanometers to several tens of nm. Although not shown in FIG. 4D, the plurality of nanoparticles 40 may be provided at an interface between the first and second carbon nanotubes 21 and 23.

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.In addition, the second electrode 50 may be formed on the plurality of multi-walled carbon nanotubes 20. The second electrode 50 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxy growth, or the like. The second electrode 50 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked. In addition, the second electrode 50 may be formed by densely arranging a plurality of carbon nanotubes or randomly arranging the plurality of carbon nanotubes.

도 5a 내지 5c는 개시된 발광 소자(200)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.5A through 5C are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing the disclosed light emitting device 200.

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.Referring to FIG. 5A, first the first electrode 10 may be provided. The first electrode 10 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxy growth, or the like. Graphene is structurally and chemically very stable and is a good conductor, having faster charge mobility than silicon, and allowing more current to flow than copper. In addition, graphene is flexible and excellent adhesion to the plastic substrate. The first electrode 10 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked. In addition, the first electrode 10 may be formed by densely arranging a plurality of carbon nanotubes or randomly arranging the plurality of carbon nanotubes.

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.In addition, the first carbon nanotubes 22 may be formed on the first electrode 10. The first carbon nanotubes 22 may be formed to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10. The plurality of first carbon nanotubes 22 may be arranged in the form of a two-dimensional array on the first electrode 10. The first carbon nanotubes 22 may be grown on a catalyst layer (not shown) provided on the first electrode 10. The first carbon nanotubes 22 may be formed by chemical vapor deposition (CVD). In addition, the first carbon nanotubes 22 may be doped with a first dopant, and the first dopant may be an n-type dopant. As the n-type dopant, for example, PEI, hydrazine (N 2 H 4 ), boron vanadium (BV), N or F, etc. may be used, but is not limited thereto.

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.Referring to FIG. 5B, a second electrode 50 may be provided separately from the first electrode 10. The second electrode 50 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxy growth, or the like. The second electrode 50 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked. In addition, the second electrode 50 may be formed by densely arranging a plurality of carbon nanotubes or randomly arranging the plurality of carbon nanotubes.

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.In addition, the second carbon nanotubes 24 may be formed on the second electrode 50. The second carbon nanotubes 24 may be formed to be perpendicular or inclined with respect to the second electrode 50. The plurality of second carbon nanotubes 24 may be arranged in a two-dimensional array on the second electrode 50. The second carbon nanotubes 24 may be grown on a catalyst layer (not shown) provided on the second electrode 50. The second carbon nanotubes 24 may be formed by chemical vapor deposition (CVD). In addition, the second carbon nanotubes 24 may be doped with a second dopant, and the second dopant may be a p-type dopant. As the p-type dopant, for example, AuCl 3 , HNO 3 , Fe, Mn, O, Au, or Bi may be used, but is not limited thereto. Meanwhile, the first carbon nanotubes 22 may be doped with a p-type dopant, and the second carbon nanotubes 24 may be doped with an n-type dopant.

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.Referring to FIG. 5C, the first carbon nanotubes 22 may be combined with the second carbon nanotubes 24. That is, the second carbon nanotubes 24 may be attached onto the first carbon nanotubes 22. The first carbon nanotubes 22 may be formed to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10, and the second carbon nanotubes 24 may be coupled to be parallel to the first carbon nanotubes 22. That is, the first and second carbon nanotubes 22 and 24 may form one carbon nanotube 25 including a pn junction therebetween.

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.In addition, the plurality of nanoparticles 40 may be further provided on the surface of the carbon nanotubes 25. The nanoparticles 40 may be provided on the surface of the carbon nanotubes 25 or embedded in the surface of the carbon nanotubes 25. The nanoparticle 40 may include at least one of metal and graphene. For example, the nanoparticles 40 may be made of Au, Ag, Ni, Cu, Fe or a mixture thereof. In addition, the nanoparticles 40 may include graphene quantum dots. The size of the nanoparticles 40 may be, for example, several μm or less, and more specifically, several nanometers to several tens of nm. Although not shown in FIG. 5C, the plurality of nanoparticles 40 may be provided at an interface between the first and second carbon nanotubes 22 and 24. 5A through 5C illustrate the case where the carbon nanostructures are carbon nanotubes 25, but are not limited thereto, but instead of carbon nanotubes 25, graphene nanoribbons, carbon nanorods, or carbon nanowires may be used. Or the like may be used.

도 6a 내지 6d는 개시된 발광 소자(300)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.6A through 6D are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing the disclosed light emitting device 300.

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.Referring to FIG. 6A, first electrode 10 may be provided. The first electrode 10 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxy growth, or the like. Graphene is structurally and chemically very stable and is a good conductor, having faster charge mobility than silicon, and allowing more current to flow than copper. In addition, graphene is flexible and excellent adhesion to the plastic substrate. The first electrode 10 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked. In addition, the first electrode 10 may be formed by densely arranging a plurality of carbon nanotubes or randomly arranging the plurality of carbon nanotubes.

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.In addition, a plurality of graphene nanoribbons 29 ′ may be formed on the first electrode 10. The plurality of graphene nanoribbons 29 ′ may be formed to be perpendicular or inclined with respect to the first electrode 10. The plurality of graphene nanoribbons 29 'may be arranged in a two-dimensional array on the first electrode 10. The graphene nanoribbons 29 ′ may be formed to be perpendicular or inclined on the first electrode 10.

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.Referring to FIG. 6B, a first mask layer 60 may be provided on the first electrode 10. The first mask layer 60 may be formed to cover the first region of the graphene nanoribbons 29 ′, that is, the first graphene nanoribbons 26. In addition, the remaining exposed second region of the graphene nanoribbons 29 ′, that is, the second graphene nanoribbons 27 may be doped with the first dopant, and the first dopant may be an n-type dopant. As the n-type dopant, for example, PEI, hydrazine (N 2 H 4 ), boron vanadium (BV), N or F, etc. may be used, but is not limited thereto. The second graphene nanoribbons 27 may be doped, and the first mask layer 60 may be removed.

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.Referring to FIG. 6C, the second mask layer 65 may be formed to cover the second region of the graphene nanoribbons 29 ′, that is, the second graphene nanoribbons 27. The second mask layer 65 may be provided to be spaced apart from the first electrode 10, and may expose the first region of the graphene nanoribbons 29 ′, that is, the first graphene nanoribbons 26. . The second mask layer 65 may be made of a polymer, an oxide, a nitride, or the like, and may be made of, for example, PDMS. In addition, the first region of the graphene nanoribbon 29 ′, that is, the first graphene nanoribbon 26 may be doped with a second dopant, and the second dopant may be a p-type dopant. As the p-type dopant, for example, AuCl 3 , HNO 3 , Fe, Mn, O, Au, or Bi may be used, but is not limited thereto. The first graphene nanoribbons 26 may be doped and the second mask layer 65 may be removed. Meanwhile, the first graphene nanoribbons 26 may be doped with a p-type dopant, and the second graphene nanoribbons 27 may be doped with an n-type dopant.

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.Referring to FIG. 6D, the graphene nanoribbons 29 may include the first graphene nanoribbons 26 doped with n-type and the second graphene nanoribbons 27 doped with p-type. A plurality of nanoparticles 40 may be further provided on the surface of the graphene nanoribbons 29. The nanoparticles 40 may be provided on the surface of the graphene nanoribbons 29 or embedded in the surface of the graphene nanoribbons 29. The nanoparticle 40 may include at least one of metal and graphene. For example, the nanoparticles 40 may be made of Au, Ag, Ni, Cu, Fe or a mixture thereof. In addition, the nanoparticles 40 may include graphene quantum dots. The size of the nanoparticles 40 may be, for example, several μm or less, and more specifically, several nanometers to several tens of nm. Although not shown in FIG. 6D, the plurality of nanoparticles 40 may be provided at an interface between the first and second graphene nanoribbons 26 and 27.

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.The second electrode 50 may be provided on the plurality of graphene nanoribbons 29. The second electrode 50 may include graphene or carbon nanotubes (CNT). Graphene may be formed by chemical vapor deposition (CVD), mechanical or chemical exfoliation, epitaxy growth, or the like. The second electrode 50 may include one graphene sheet or may have a structure in which a plurality of graphene sheets are stacked. In addition, the second electrode 50 may be formed by densely arranging a plurality of carbon nanotubes or randomly arranging the plurality of carbon nanotubes. Meanwhile, although the carbon nanostructures are graphene nanoribbons 29 in FIGS. 6A to 6D, the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited thereto. Wire or the like may be used.

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.Such a 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 may have various modifications and equivalents therefrom. It will be appreciated that embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.

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 소자10: first electrode 20, 25: carbon nanotube
21, 22: first carbon nanotubes 23, 24: second carbon nanotubes
26: first graphene nanoribbon 27: second graphene nanoribbon
29, 29 ': graphene nanoribbons 30: insulating layer
40: nanoparticle 50: second electrode
60, 65: first and second mask layers 100, 200, and 300: light emitting elements

Claims (16)

제1전극;
상기 제1전극 상에 마련되고, 각각이 pn 접합을 포함하는 복수 개의 탄소 나노구조물; 및
상기 복수 개의 탄소 나노구조물 상에 마련된 제2전극;을 포함하는 발광 소자.A first electrode;
A plurality of carbon nanostructures provided on the first electrode, each comprising a pn junction; And
And a second electrode provided on the plurality of carbon nanostructures. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
At least one of the first and second electrodes includes a graphene or carbon nanotube (CNT). 제 1 항에 있어서,
복수 개의 나노 입자가 상기 탄소 나노구조물의 표면 또는 상기 pn 접합에 더 마련된 발광 소자.The method of claim 1,
A plurality of nanoparticles are further provided on the surface of the carbon nanostructures or the pn junction. 제 3 항에 있어서,
상기 복수 개의 나노 입자는 금속 및 그래핀 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.The method of claim 3, wherein
The plurality of nanoparticles include at least one of metal and graphene. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
The carbon nanostructures include carbon nanotubes, graphene nanoribbons, carbon nanorods, or carbon nanowires. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1탄소 나노튜브와 제2도펀트로 도핑된 제2탄소 나노튜브를 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
The carbon nanostructure includes a first carbon nanotube doped with a first dopant and a second carbon nanotube doped with a second dopant. 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.The method according to claim 6,
Wherein the second carbon nanotubes are provided on the outside thereof to cover the first carbon nanotubes, and the first and second carbon nanotubes form multi-walled carbon nanotubes. 제 6 항에 있어서,
상기 제1탄소 나노튜브는 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2탄소 나노튜브는 상기 제1탄소 나노튜브 상에 마련되는 발광 소자.The method according to claim 6,
The first carbon nanotubes are provided on the first electrode, and the second carbon nanotubes are provided on the first carbon nanotubes. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 나노구조물은 제1도펀트로 도핑된 제1그래핀 나노 리본과 제2도펀트로 도핑된 제2그래핀 나노 리본을 포함하는 발광 소자.The method of claim 1,
The carbon nanostructure includes a first graphene nano ribbon doped with a first dopant and a second graphene nano ribbon doped with a second dopant. 제 9 항에 있어서,
상기 제1그래핀 나노 리본은 상기 제1전극 상에 마련되고, 상기 제2그래핀 나노 리본은 상기 제1그래핀 나노 리본 상에 마련되는 발광 소자.The method of claim 9,
The first graphene nano ribbon is provided on the first electrode, the second graphene nano ribbon is provided on the first graphene nano ribbon. 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 포함하는 발광 소자의 제조 방법.Forming a first electrode;
Forming a plurality of carbon nanostructures each comprising a pn junction on the first electrode; And
Forming a second electrode on the plurality of carbon nanostructures. 제 11 항에 있어서,
상기 제1 및 제2전극 중에서 적어도 하나는 그래핀 또는 탄소 나노튜브를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 11,
At least one of the first and second electrodes manufacturing method of a light emitting device comprising graphene or carbon nanotubes. 제 11 항에 있어서,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 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 제2탄소 나노튜브를 형성하는 단계; 및
상기 제2탄소 나노튜브를 제2도펀트로 도핑하는 단계;를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 11,
Forming the plurality of carbon nanostructures is
Forming a plurality of first carbon nanotubes on the first electrode;
Doping the plurality of first carbon nanotubes with a first dopant;
Forming second carbon nanotubes on the plurality of first carbon nanotubes to cover the plurality of first carbon nanotubes; And
And doping the second carbon nanotubes with a second dopant. 제 11 항에 있어서,
상기 복수 개의 탄소 나노구조물을 형성하는 단계는
상기 제1전극 상에 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제1탄소 나노구조물을 제1도펀트로 도핑하는 단계;
상기 제2전극 상에 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 형성하고, 상기 복수 개의 제2탄소 나노구조물을 제2도펀트로 도핑하는 단계; 및
상기 복수 개의 제1 및 제2탄소 나노구조물을 서로 결합하는 단계;를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 11,
Forming the plurality of carbon nanostructures is
Forming a plurality of first carbon nanostructures on the first electrode and doping the plurality of first carbon nanostructures with a first dopant;
Forming a plurality of second carbon nanostructures on the second electrode and doping the plurality of second carbon nanostructures with a second dopant; And
Bonding the plurality of first and second carbon nanostructures to each other; 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.The method of claim 11,
Forming the plurality of carbon nanostructures is
Forming a first mask layer on the first electrode to cover the first regions of the plurality of carbon nanostructures, and doping the second regions of the plurality of carbon nanostructures with a second dopant; And
Forming a second mask layer spaced apart from the first electrode to cover the second regions of the plurality of carbon nanostructures, and doping the first regions of the plurality of carbon nanostructures with a first dopant; The manufacturing method of the light emitting element containing. 제 11 항에 있어서,
상기 탄소 나노구조물은 탄소 나노튜브, 그래핀 나노 리본, 탄소 나노로드 또는 탄소 나노와이어를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 11,
The carbon nanostructure is a method of manufacturing a light emitting device comprising carbon nanotubes, graphene nano ribbons, carbon nanorods or carbon nanowires.
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