KR101897194B1 - Flexible light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents

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홍영준
정준석
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세종대학교산학협력단
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Abstract

Provided are a flexible light emitting device capable of effectively injecting a current through an electrode structure, which is formed in a mesh shape with high deformability by transferring a conductive core structure onto a flexible substrate, and a method of manufacturing the flexible light emitting device. According to the present invention, the flexible light emitting device includes: i) a flexible substrate; ii) a gap filling layer disposed on the flexible substrate and including a convex portion and a concave portion; iii) a first electrode disposed on the gap filling layer while being arranged along the convex portion and the concave portion; iv) a conductive semiconductor layer disposed on the first electrode while being arranged along the concave portion; v) an active layer disposed on the conductive semiconductor layer while being arranged in the concave portion; vi) a conductive core structure disposed on the active layer while being arranged in the concave portion; vii) a polymer protective layer disposed on the first electrode and connected to a side surface of the conductive semiconductor layer; viii) a mask layer disposed on the polymer protective layer, connected to a side surface of the conductive core structure, and including a through-hole; and ix) a second electrode disposed on the mask layer.

Description

유연한 발광 소자 및 그 제조 방법{FLEXIBLE LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a flexible light emitting device,

유연한 발광 소자 및 그 제조 방법이 제공된다.A flexible light emitting device and a method of manufacturing the same are provided.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 PN 접합에 전류를 흘려줌으로써 빛을 발생시키는 반도체소자이다. 발광 다이오드는 수명이 길고 소비전력이 낮아 유지보수 비용을 줄일 수 있다는 점에서 차세대 발광 소자 중 하나로 각광받아왔다.A light emitting diode (LED) is a semiconductor device that generates light by flowing current to a PN junction. Light emitting diodes have been regarded as one of the next generation light emitting devices because they have long life span and low power consumption and can reduce maintenance cost.

최근에는 디스플레이의 형태 변형이 자유로운 플렉시블(flexible) 및 웨어러블(wearable) 산업이 성장하고 있으며, 이에 따라 형태 변형이 자유로운 유연한 발광 소자의 개발이 활발히 진행되고 있다.In recent years, a flexible and wearable industry has been developed in which the shape of a display can be freely deformed. Accordingly, a flexible light emitting device free from shape deformation has been actively developed.

대표적인 유연한 발광 소자로는 변형성이 우수한 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED)를 예로 들 수 있다. 하지만, 유기 발광 다이오드는 유기물이라는 재료적 특성에 따라 고온 및 수분에 취약하므로 안정성과 신뢰성이 낮아질 수 있다.Representative flexible light emitting devices include organic light emitting diodes (OLEDs) having excellent deformability. However, organic light emitting diodes are susceptible to high temperatures and moisture depending on the material properties of organic materials, so stability and reliability may be lowered.

이에 따라 고온 및 수분에 안정성이 있는 무기물을 이용한 발광 소자가 개발되었지만, 사파이어 기판 또는 실리콘 기판 등을 사용할 경우 발광 소자를 휘었을 때 기판이 깨질 수 있다. 그리고 플라스틱과 같은 유연한 기판을 사용할 경우, 플라스틱 기판의 녹는점이 낮아 고온에 견디기 어려우므로 플라스틱 기판의 상태가 양호하지 못할 수 있다.Accordingly, a light emitting device using an inorganic material having stability at high temperature and moisture has been developed. However, when a sapphire substrate or a silicon substrate is used, the substrate may be broken when the light emitting device is bent. When a flexible substrate such as a plastic substrate is used, the plastic substrate may not be in a satisfactory state because the melting point of the plastic substrate is low and it is difficult to withstand high temperatures.

본 발명의 일 실시예는 도전형 코어 구조물을 유연한 기판 상에 전사하여 변형성이 높으며 메쉬 형태로 형성되는 전극 구조를 통해 효과적인 전류 주입이 가능한 유연한 발광 소자를 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a flexible light emitting device capable of effectively injecting a current through an electrode structure formed by transferring a conductive core structure onto a flexible substrate and having high deformability and being formed in a mesh shape.

본 발명의 일 실시예는 유연한 발광 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a method of manufacturing a flexible light emitting device.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.Embodiments according to the present invention can be used to accomplish other tasks not specifically mentioned other than the above-described tasks.

본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자는 ⅰ) 유연한 기판, ⅱ) 유연한 기판 위에 위치하고, 볼록부와 오목부를 포함하는 갭 필링(Gab filling)층, ⅲ) 갭 필링층 위에 위치하고, 볼록부와 오목부를 따라 위치하는 제1 전극, ⅳ) 제1 전극 위에 위치하고, 오목부를 따라 위치하는 도전형 반도체층, ⅴ) 도전형 반도체층 위에 위치하고, 오목부에 위치하는 활성층, ⅵ) 활성층 위에 위치하고, 오목부에 위치하는 도전형 코어 구조물, ⅶ) 제1 전극 위에 위치하고, 도전형 반도체층의 측면과 연결되는 고분자 보호층, ⅷ) 고분자 보호층 위에 위치하고, 도전형 코어 구조물의 측면과 연결되고, 관통홀을 포함하는 마스크층 그리고 ⅸ) 마스크층 위에 위치하는 제2 전극을 포함한다.A flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention comprises: i) a flexible substrate; ii) a Gab filling layer located on the flexible substrate and including a convex portion and a concave portion; iii) a gap filling layer located on the gap filling layer, (Iv) a conductive semiconductor layer located on the first electrode and located along the recess, (v) an active layer located on the conductive semiconductor layer and located in the recess, (vi) an active layer located on the active layer, A polymeric protection layer located on the first electrode and connected to a side surface of the conductive type semiconductor layer; (iii) a conductive polymer layer located on the polymeric protection layer and connected to a side surface of the conductive type core structure; And a second electrode overlying the mask layer.

제2 전극은 도전형 코어 구조물의 단부의 테두리 위에 위치할 수 있다. 마스크층과 도전형 코어 구조물 위에 위치하는 그래핀층을 더 포함할 수 있다. 제2 전극은 그래핀층 위에 메쉬(mesh) 형태로 위치할 수 있다.The second electrode may be located on the edge of the end of the conductive core structure. And a graphene layer overlying the mask layer and the conductive core structure. The second electrode may be positioned on the graphene layer in the form of a mesh.

갭 필링층의 상기 볼록부의 두께는 상기 갭 필링층의 상기 오목부의 두께보다 두꺼울 수 있다. 갭 필링층은 폴리메타크릴산 메틸(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다.The thickness of the convex portion of the gap filling layer may be thicker than the thickness of the concave portion of the gap filling layer. The gap filling layer may comprise polymethylmethacrylate (PMMA), polyimide (PI), or polydimethylsiloxane (PDMS).

본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 제조 방법은 ⅰ) 지지 기판을 제공하는 단계, ⅱ) 지지 기판 위에 그래핀층을 제공하는 단계, ⅲ) 그래핀층 위에 관통홀을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계, ⅳ) 관통홀에 위치하는 도전형 코어 구조물을 제공하는 단계, ⅴ) 도전형 코어 구조물을 따라 위치하는 활성층을 제공하는 단계, ⅵ) 활성층을 따라 위치하는 도전형 반도체층을 제공하는 단계, ⅶ) 마스크층 위에 위치하는 고분자 보호층을 제공하는 단계, ⅷ) 고분자 보호층과 도전형 반도체층을 따라 위치하는 제1 전극을 제공하는 단계, ⅸ) 제1 전극 위에 위치하는 갭 필링층(Gab filling)을 제공하는 단계, ⅹ) 갭 필링층에 유연한 기판을 제공하는 단계 그리고 xi) 지지 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: i) providing a support substrate, ii) providing a graphene layer on a support substrate, iii) providing a mask layer comprising a through hole on the graphene layer (Iv) providing a conductive core structure located in the through hole, (v) providing an active layer located along the conductive core structure, (vi) providing a conductive semiconductor layer located along the active layer, Providing a polymeric protective layer on top of the mask layer, (iii) providing a first electrode located along the polymeric protective layer and the conductive semiconductor layer, (iv) providing a gap filling layer Gab filling x) providing a flexible substrate to the gap filling layer, and xi) removing the support substrate.

갭 필링층에 유연한 기판을 제공하는 단계는 지지 기판을 뒤집는 단계, 그리고 갭 필링층이 유연한 기판 위에 위치하도록 전사하는 단계를 포함할 수 있다. 지지 기판을 제거하는 단계는 그래핀층을 제거하는 단계, 그리고 도전형 코어 구조물의 단부의 테두리 위에 위치하는 제2 전극을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 그래핀층을 제거하는 단계는 화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 단계를 포함할 수 있다. 지지 기판을 제거하는 단계는 그래핀층 위에 메쉬(mesh) 형태로 제2 전극을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Providing the flexible substrate to the gap filling layer may include inverting the supporting substrate and transferring the gap filling layer to be positioned over the flexible substrate. The step of removing the support substrate may include removing the graphene layer, and providing a second electrode positioned over an edge of the end of the conductive core structure. The step of removing the graphene layer may include a chemical mechanical polishing (CMP) step. The step of removing the support substrate may comprise providing the second electrode in the form of a mesh on the graphene layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유연한 기판 상에 코어 구조물을 전사하여 굽힘에도 안정성을 가지는 발광 소자를 얻을 수 있으며 전극이 구조물 전체를 감싸고, 메쉬 형태로 형성될 수 있으므로 소자 구동 시 발생할 수 있는 열을 효과적으로 분산시킬 수 있으며, 구조물의 전면으로 효과적으로 전류를 고르게 주입할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a core structure is transferred onto a flexible substrate to obtain a light emitting device having stability to bending, and the electrode can be formed in a mesh shape by wrapping the entire structure. Therefore, It is possible to effectively distribute the current evenly to the front surface of the structure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 발광 작동의 단면도이다.
도 4, 도 5 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 제조 과정이다.1 is a cross-sectional view of a flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a light emitting operation of a flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4, 5 and 6 show a manufacturing process of a flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1)의 단면도를 나타낸다. 도 1의 유연한 발광 소자(1)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유연한 발광 소자(1)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.Fig. 1 shows a cross-sectional view of a flexible light-emitting device 1 according to an embodiment of the present invention. The structure of the flexible light-emitting device 1 of Fig. 1 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the structure of the flexible light-emitting element 1 can be modified to other forms.

도 1에 도시한 바와 같이, 유연한 발광 소자(1)는 유연한 기판(10), 갭 필링층(20), 제1 전극(30), 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 도전형 코어 구조물(50), 고분자 보호층(60), 마스크층(70), 그리고 제2 전극(80)을 포함할 수 있다.1, the flexible light emitting device 1 includes a flexible substrate 10, a gap filling layer 20, a first electrode 30, a conductive semiconductor layer 40, an active layer 41, A core structure 50, a polymeric protective layer 60, a mask layer 70, and a second electrode 80.

유연한 기판(10)은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (Polyethylene Naphthalate, PEN), 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES), 폴리아릴레이트(Polyarylate, PAR) 또는 사이클로 올레핀 공중합체(Cyclic Olefin Copolymer, COC)를 포함할 수 있다.The flexible substrate 10 may be formed of a material such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polydimethylsiloxane (PDMS), polycarbonate ), Polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), or cyclic olefin copolymer (COC).

유연한 기판(10)은 갭 필링층(20), 제1 전극(30), 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 도전형 코어 구조물(50), 고분자 보호층(60), 마스크층(70), 그리고 제2 전극(80)을 지지 할 수 있다. 유연한 기판(10)은 유연한 특성을 가지므로 굽힘 또는 변형이 자유로울 수 있다.The flexible substrate 10 includes a gap filling layer 20, a first electrode 30, a conductive semiconductor layer 40, an active layer 41, a conductive core structure 50, a polymer protective layer 60, (70), and the second electrode (80). The flexible substrate 10 has flexibility and can be free from bending or deformation.

갭 필링층(20)은 유연한 기판(10) 위에 위치할 수 있다. 갭 필링층(20)은 볼록부(21)와 오목부(22)를 포함할 수 있다. 갭 필링층(20)의 일측은 유연한 기판(10)의 위에서 유연한 기판(10)을 따라 위치할 수 있다. 갭 필링층(20)의 타측은 볼록부(21)와 오목부(22)가 교대로 위치하며 이어질 수 있다.The gap-filling layer 20 may be located on the flexible substrate 10. The gap filling layer 20 may include a convex portion 21 and a concave portion 22. One side of the gap filling layer 20 may be located along the flexible substrate 10 above the flexible substrate 10. The other side of the gap filling layer 20 may be alternately located and connected with the convex portion 21 and the concave portion 22. [

갭 필링층(20)은 폴리메타크릴산 메틸(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다. 갭 필링층(20)은 절연체일 수 있다. 갭 필링층(20)은 유연한 특성을 가질 수 있다.The gap filling layer 20 may include polymethylmethacrylate (PMMA), polyimide (PI), or polydimethylsiloxane (PDMS). The gap-filling layer 20 may be an insulator. The gap-filling layer 20 may have flexible properties.

갭 필링층(20)의 볼록부(21)의 두께(d1)는 갭 필링층(20)의 오목부(22)의 두께(d2)보다 두꺼울 수 있다. 이 경우, 유연한 발광 소자(1)의 굽힘 시 볼록부(21)의 곡률 반경이 오목부(22)의 곡률 반경보다 더 클 수 있으므로 볼록부(21)와 오목부(22)의 곡률 반경의 차이만큼 유연한 발광 소자(1)의 유연성이 커질 수 있다.The thickness d1 of the convex portion 21 of the gap filling layer 20 may be thicker than the thickness d2 of the concave portion 22 of the gap filling layer 20. In this case, since the radius of curvature of the convex portion 21 may be larger than the radius of curvature of the concave portion 22 when the flexible light emitting element 1 is bent, the difference in radius of curvature between the convex portion 21 and the concave portion 22 The flexibility of the light emitting element 1 can be increased.

또한 볼록부(21)와 오목부(22)의 곡률 반경의 차이는 유연한 발광 소자(1)가 휘어졌다 다시 직선으로 펼쳐지거나 반대 방향으로 휘어졌을 때 발생하는 팽창 및 수축 스트레스를 줄일 수 있으므로 크랙 발생과 같은 손상을 방지할 수 있다.The difference in curvature radius between the convex portion 21 and the concave portion 22 can reduce the expansion and shrinkage stress caused when the flexible light emitting element 1 is bent and then straightened or bent in the opposite direction, Can be prevented.

제1 전극(30)은 갭 필링층(20) 위에 위치할 수 있다. 제1 전극(30)은 볼록부(21)와 오목부(22)를 따라 위치할 수 있다. 제1 전극(30)은 도전형 반도체층(40)을 감싸며 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 전극(30)은 도전형 반도체층(40)의 전면과 연결될 수 있으므로, 제1 전극(30)은 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 도전형 코어 구조물(50)에 전면적으로 전류를 고르게 주입할 수 있다. 또한 제1 전극(30)은 도전형 반도체층(40)의 하측 단부와 측면을 둘러싸고 있으므로 넓은 표면적 컨택을 이용하여 제1 전극(30)으로부터 도전형 반도체층(40)으로 정공을 주입 시킬 수 있다. 따라서 제1 전극(30)의 구조를 포함하는 유연한 발광 소자(1)는 발광 면적을 증가시킬 수 있으므로 발광 효율을 향상시킬 수 있다.The first electrode 30 may be located above the gap-filling layer 20. The first electrode 30 may be positioned along the convex portion 21 and the concave portion 22. The first electrode 30 may surround the conductive semiconductor layer 40. In this case, since the first electrode 30 can be connected to the front surface of the conductive type semiconductor layer 40, the first electrode 30 can be electrically connected to the conductive type semiconductor layer 40, the active layer 41, The current can be injected evenly over the entire surface. Since the first electrode 30 surrounds the lower end and side surfaces of the conductive type semiconductor layer 40, holes can be injected from the first electrode 30 to the conductive type semiconductor layer 40 using a large surface area contact . Accordingly, the flexible light emitting device 1 including the structure of the first electrode 30 can increase the light emitting area, thereby improving the light emitting efficiency.

제1 전극(30)은 도전형 반도체층(40)을 감싸며 위치할 수 있으므로, 도전형 반도체층(40), 활성층(41) 그리고 도전형 코어 구조물(50)의 내에서 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 가두어 증폭시킬 수 있다. 제1 전극(30)은 인듐, 금, 니켈, 팔라듐, 백금 또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 제1 전극(30)은 인듐, 금, 니켈이 순서대로 증착된 전극일 수 있다.The first electrode 30 can surround the conductive semiconductor layer 40 so that the recombination of electrons and holes in the conductive semiconductor layer 40, the active layer 41, and the conductive core structure 50 To amplify light. The first electrode 30 may comprise indium, gold, nickel, palladium, platinum or aluminum. The first electrode 30 may be an electrode in which indium, gold, and nickel are sequentially deposited.

도전형 반도체층(40)은 제1 전극(30) 위에 위치할 수 있다. 도전형 반도체층(40)은 오목부(22)를 따라 위치할 수 있다. 도전형 반도체층(40)의 일측 단부는 오목부(22)보다 더 돌출될 수 있다. 도전형 반도체층(40)의 일측 단부는 마스크층(70)과 연결되고, 타측 단부는 제1 전극(30)과 연결될 수 있다.The conductive semiconductor layer 40 may be located on the first electrode 30. The conductive semiconductor layer 40 may be located along the concave portion 22. One end of the conductive semiconductor layer 40 may protrude more than the recess 22. One end of the conductive semiconductor layer 40 may be connected to the mask layer 70 and the other end may be connected to the first electrode 30.

도전형 반도체층(40)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 도전형 반도체층(40)은 AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, GZO(Ga-doped ZnO), IZO(In-doped ZnO), 또는 AZO(Al-doped ZnO)을 포함할 수 있다.The conductive semiconductor layer 40 may be made of Group III-V or Group II-VI compound semiconductors. The conductive semiconductor layer 40 may be formed of any one of AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, Ga-doped ZnO, IZO -doped ZnO).

활성층(41)은 도전형 반도체층(40) 위에 위치할 수 있다. 활성층(41)은 오목부(22)를 따라 위치할 수 있다. 활성층(41)의 일측 단부는 마스크층(70)을 향해 오목부(22)보다 더 돌출될 수 있다. 활성층(41)의 일측 단부는 마스크층(70)과 연결되고, 타측 단부는 도전형 반도체층(40)과 연결될 수 있다.The active layer 41 may be located on the conductive semiconductor layer 40. The active layer 41 may be located along the recess 22. One end of the active layer 41 may project further than the concave portion 22 toward the mask layer 70. One end of the active layer 41 may be connected to the mask layer 70 and the other end of the active layer 41 may be connected to the conductive semiconductor layer 40.

활성층(41)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 활성층(41)은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(Multi Quantum Wells, MQWs)중 하나의 구조를 포함 할 수 있다. 활성층(41)은 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs 또는 GaP/AlGaP을 포함할 수 있다. 활성층(41)이 다중 양자 우물 구조일 경우 In 또는 Al 조성이 서로 다를 수 있다. 활성층(41)은 300nm 내지 700nm 파장의 빛을 발광할 수 있으며 자외선 내지 빨간색 빛에 해당 할 수 있다.The active layer 41 may be made of a III-V group compound semiconductor. The active layer 41 may comprise a structure of either a single quantum well structure or a multiple quantum well structure (MQWs). The active layer 41 may include AlGaN / AlGaN, InGaN / GaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, GaAs / AlGaAs or GaP / AlGaP. When the active layer 41 has a multiple quantum well structure, the In or Al composition may be different from each other. The active layer 41 may emit light having a wavelength of 300 nm to 700 nm and may correspond to ultraviolet to red light.

도전형 코어 구조물(50)은 활성층(41) 위에 위치할 수 있다. 도전형 코어 구조물(50)은 오목부(22)에 위치할 수 있다. 도전형 코어 구조물(50)의 일측 단부는 제2 전극(80)을 향해 도전형 반도체층(40) 또는 활성층(41)보다 더 돌출 될 수 있다. 도전형 코어 구조물(50)의 일측 단부는 제2 전극(80)과 연결되고, 타측 단부는 활성층(41)과 연결될 수 있다.The conductive type core structure 50 may be located on the active layer 41. The conductive core structure 50 may be located in the recess 22. One end of the conductive type core structure 50 may protrude further toward the second electrode 80 than the conductive type semiconductor layer 40 or the active layer 41. One end of the conductive type core structure 50 may be connected to the second electrode 80 and the other end thereof may be connected to the active layer 41.

도전형 코어 구조물(50)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 도전형 반도체층(40)은 AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, GZO(Ga-doped ZnO), IZO(In-doped ZnO), 또는 AZO(Al-doped ZnO)을 포함할 수 있다.The conductive core structure 50 may be made of Group III-V or Group II-VI compound semiconductors. The conductive semiconductor layer 40 may be formed of any one of AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, Ga-doped ZnO, IZO -doped ZnO).

도전형 코어 구조물(50)의 직경은 100nm 내지 700㎛ 일 수 있다. 바람직하게는, 도전형 코어 구조물(50)의 직경은 400nm 내지 500㎛ 일 수 있다. 도전형 코어 구조물(50)의 길이는 200nm 내지 1500㎛ 일 수 있다. 바람직하게는, 도전형 코어 구조물(50)의 길이는 1㎛ 내지 1000㎛ 일 수 있다.The diameter of the conductive core structure 50 may be 100 nm to 700 μm. Preferably, the diameter of the conductive core structure 50 may be between 400 nm and 500 mu m. The length of the conductive core structure 50 may be 200 nm to 1500 μm. Preferably, the length of the conductive core structure 50 may be between 1 [mu] m and 1000 [mu] m.

고분자 보호층(60)은 제1 전극(30) 위에 위치할 수 있다. 고분자 보호층(60)은 볼록부(21)의 상측에 위치할 수 있다. 고분자 보호층(60)은 도전형 반도체층(40)의 측면과 연결될 수 있다.The polymer protective layer 60 may be located on the first electrode 30. The polymer protective layer 60 may be located on the upper side of the convex portion 21. The polymer protective layer 60 may be connected to the side surface of the conductive semiconductor layer 40.

고분자 보호층(60)은 폴리메타크릴산 메틸(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다. 고분자 보호층(60)은 절연체일 수 있다. 고분자 보호층(60)의 두께는 50nm 내지 10㎛ 일 수 있다. 바람직하게는, 고분자 보호층(60)의 두께는 200 nm 내지 5 ㎛ 일 수 있다. 유연한 발광 소자(1)는 고분자 보호층(60)의 두께를 조절하여 제1 전극(30)과 도전형 반도체층(40)의 접합 면적을 조절할 수 있다.The polymer protective layer 60 may include polymethylmethacrylate (PMMA), polyimide (PI), or polydimethylsiloxane (PDMS). The polymer protective layer 60 may be an insulator. The thickness of the polymer protective layer 60 may be 50 nm to 10 탆. Preferably, the thickness of the polymer protective layer 60 may be 200 nm to 5 占 퐉. The flexible light emitting device 1 may control the junction area of the first electrode 30 and the conductive semiconductor layer 40 by adjusting the thickness of the polymer protective layer 60.

마스크층(70)은 고분자 보호층(60) 위에 위치할 수 있다. 마스크층(70)은 도전형 코어 구조물(50)의 측면과 연결될 수 있다. 마스크층(70)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 마스크층(70)의 두께는 10nm 내지 2μm 일 수 있다. 바람직하게는, 마스크층(70)의 두께는 30μm 내지 1μm 일 수 있다.The mask layer 70 may be located on the polymeric protective layer 60. The mask layer 70 may be connected to the side of the conductive core structure 50. The mask layer 70 may comprise silicon oxide or silicon nitride. The thickness of the mask layer 70 may be between 10 nm and 2 mu m. Preferably, the thickness of the mask layer 70 may be 30 [mu] m to 1 [mu] m.

제2 전극(80)은 마스크층(70) 위에 위치할 수 있다. 제2 전극(80)은 마스크층(70)의 전면을 덮으며, 도전형 코어 구조물(50)의 상단 테두리(51)와 연결될 수 있다. 제2 전극(80)은 티타늄, 금, 백금, 또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 제2 전극(80)은 티타늄, 금이 순서대로 증착된 전극일 수 있다.The second electrode 80 may be located above the mask layer 70. The second electrode 80 covers the entire surface of the mask layer 70 and may be connected to the upper edge 51 of the conductive core structure 50. The second electrode 80 may comprise titanium, gold, platinum, or aluminum. The second electrode 80 may be an electrode in which titanium and gold are sequentially deposited.

제2 전극(80)은 도전형 코어 구조물(50)의 단부의 테두리(51)에 위치할 수 있다. 제2 전극(80)은 화살표 방향을 따라 도전형 코어 구조물(50)로 전자(e-)를 주입할 수 있다. 제2 전극(80)으로부터 도전형 코어 구조물(50)의 테두리(51)로 주입된 전자는 활성층(41) 내부에서 제1 전극(30)으로 주입된 정공(h+)과 발광 재결합하여 빛을 발생시킬 수 있다.The second electrode 80 may be located at the edge 51 of the end of the conductive core structure 50. The second electrode 80 can inject electrons e - into the conductive core structure 50 along the direction of the arrow. The electrons injected from the second electrode 80 into the rim 51 of the conductive core structure 50 recombine with the holes h + injected into the first electrode 30 in the active layer 41 to emit light .

제1 전극(30)은 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 도전형 코어 구조물(50) 내에서 전자(e-)와 정공(h+)의 결합에 의해 빛을 증폭시키는 거울 효과를 야기시킬 수 있으므로, 유연한 발광 소자(1)의 발광 효율이 높아질 수 있다.The first electrode 30 has a mirror effect for amplifying light by the combination of electrons e - and holes h + in the conductive semiconductor layer 40, the active layer 41 and the conductive core structure 50 The light emitting efficiency of the flexible light emitting device 1 can be increased.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자(2)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 도 2에서는 그래핀층(90) 및 제2 전극(80)을 제외하고는 도 1의 유연한 발광 소자(1)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 상세한 설명을 생략한다.2 shows a schematic cross-sectional view of a flexible light emitting device 2 according to an embodiment of the present invention. 2 except for the graphene layer 90 and the second electrode 80, the same reference numerals are used for the same parts and the detailed description thereof is omitted.

도 2에 도시한 바와 같이, 유연한 발광 소자(2)는 유연한 기판(10), 갭 필링층(20), 제1 전극(30), 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 도전형 코어 구조물(50), 고분자 보호층(60), 마스크층(70), 제2 전극(80), 그리고 그래핀층(90)을 포함할 수 있다.2, the flexible light emitting device 2 includes a flexible substrate 10, a gap filling layer 20, a first electrode 30, a conductive semiconductor layer 40, an active layer 41, A core layer 50, a polymer protective layer 60, a mask layer 70, a second electrode 80, and a graphene layer 90.

그래핀(Graphene)층(90)은 마스크층(70)과 도전형 코어 구조물(50) 위에 위치할 수 있다. 그래핀층(90)은 탄소로 이루어진 단층 구조물로 전기적으로 이차원 탄도 이동(2-dimensional ballistic transport) 특성을 가질 수 있다. 그래핀층(90)은 서브-마이크론(sub-micron)의 작은 사이즈에서도 매우 작은 전기 저항을 가질 수 있다. 그래핀층(90)은 높은 전하이동도(Si의 약 100배) 및 높은 전류밀도(Cu의 약 100배)를 가질 수 있다. 그래핀층(90)은 5×103 W/mk 이상의 열전도도를 가질 수 있고, 1000℃ 이상의 고온에서도 특성을 안정적으로 유지할 수 있다.Graphene layer 90 may be positioned over mask layer 70 and conductive core structure 50. The graphene layer 90 may have a two-dimensional ballistic transport characteristic with a monolayer structure made of carbon. The graphene layer 90 may have a very small electrical resistance even at a small sub-micron size. Graphene layer 90 may have a high charge mobility (about 100 times Si) and a high current density (about 100 times Cu). The graphene layer 90 may have a thermal conductivity of 5 x 10 < 3 > W / mk or more, and the characteristics can be stably maintained even at a high temperature of 1000 DEG C or higher.

제2 전극(80)은 그래핀층(90) 위에 메쉬(mesh)형태로 위치할 수 있다. 제2 전극(80)은 화살표 방향으로 그래핀층(90)을 따라 도전형 코어 구조물(50)로 전자(e-)를 주입할 수 있다. 제2 전극(80)은 그래핀층(90)의 전면적에 걸쳐 메쉬(Mesh) 형태로 형성 될 수 있으므로, 그래핀층(90)의 전면에 전류를 주입할 수 있다. 또한, 제2 전극(80)을 통해 주입 된 전자(e-)는 그래핀층(90)을 통해 이동하여 도전형 코어 구조물(50)로 주입되어 활성층(41) 내에서 제1 전극(30)에서 주입된 정공(h+)과 발광 재결합하여 빛을 발생 시킬 수 있다.The second electrode 80 may be positioned on the graphene layer 90 in the form of a mesh. The second electrode 80 may inject electrons e - into the conductive core structure 50 along the graphene layer 90 in the direction of the arrow. The second electrode 80 may be formed in a mesh shape over the entire surface of the graphene layer 90 so that current can be injected into the entire surface of the graphene layer 90. Further, the electrons (e -) injected through the second electrode 80 includes a yes is by going through the pinned layer 90 is injected into the conductive core structure 50 in the first electrode 30 in the active layer 41 Light can be recombined with the injected holes (h + ) to generate light.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1) 및 유연한 발광 소자(2)의 발광 작동의 단면도를 나타낸다. 도 3의 (a)는 유연한 발광 소자(1)의 발광 작동을 나타내고, (b)는 유연한 발광 소자(2)의 발광 작동을 나타낸다.Fig. 3 shows a cross-sectional view of the light-emitting operation of the flexible light-emitting device 1 and the flexible light-emitting device 2 according to the embodiment of the present invention. Fig. 3 (a) shows the light emitting operation of the flexible light emitting element 1, and Fig. 3 (b) shows the light emitting operation of the flexible light emitting element 2. Fig.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 유연한 발광 소자(1)는 도전형 코어 구조물(50) 내에서 전자와 정공의 결합에 의해 빛이 발생되고, 증폭된 빛은 제1 전극(30)으로 인해 사방으로 방출되지 못하고 도전형 코어 구조물(50)을 따라 이동하여 제2 전극(80)을 향한 방향으로만 방출될 수 있다. 이 경우, 유연한 발광 소자(1)는 도전형 코어 구조물(50)의 상단의 중앙 부분만 노출되어 있어 방출된 빛(L) 세기의 감소가 없으므로 발광 효율이 높을 수 있다.3 (a), in the flexible light emitting device 1, light is generated by the combination of electrons and holes in the conductive core structure 50, and the amplified light is transmitted through the first electrode 30, It is possible to move along the conductive core structure 50 and be discharged only in a direction toward the second electrode 80 without being discharged in all directions. In this case, since only the central portion of the upper end of the conductive type core structure 50 is exposed, the flexible light-emitting device 1 can have a high luminous efficiency because there is no decrease in the emitted light intensity.

유연한 발광 소자(1,2)는 갭 필링층(20)이 상호 이격된 도전형 코어 구조물(50) 사이를 채워 지지할 수 있으며, 유연한 특성을 가질 수 있으므로 유연한 발광 소자(1)가 구부러 지더라도 도전형 코어 구조물(50)의 붕괴 현상이 발생되지 않을 수 있다.The flexible light emitting devices 1 and 2 can be filled between the conductive core structures 50 spaced from each other by the gap filling layer 20 and can have a flexible characteristic so that even if the flexible light emitting device 1 is bent The collapsing phenomenon of the conductive type core structure 50 may not occur.

도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 유연한 발광 소자(2)는 빛을 방출할 때 도전형 코어 구조물(50) 위에 약 98%의 가시광선 투과율을 갖는 그래핀층(90)으로 덮일 수 있으므로, 방출된 빛(L) 세기의 감소가 없으므로 발광 효율이 높을 수 있다. 또한 유연한 발광 소자(2)는 유연한 특성을 갖는 그래핀층(90) 위에 도전형 코어 구조물(50)이 상호 이격 되어 위치하고, 이를 유연한 기판(10)에 전사하여 제조할 수 있으므로 굽힘 변형이 자유로울 수 있다.3 (b), the flexible light emitting device 2 can be covered with a graphene layer 90 having a visible light transmittance of about 98% on the conductive core structure 50 when emitting light , There is no decrease in the intensity of emitted light (L), so that the luminous efficiency can be high. In addition, the flexible light emitting device 2 can be manufactured by transferring the conductive type core structures 50 to the flexible substrate 10 by separating the conductive type core structures 50 on the graphene layer 90 having flexible characteristics and thus being free from bending deformation .

유연한 발광 소자(1,2)는 고분자 보호층(60)이 유연한 특성을 가질 수 있으므로 유연한 발광 소자(1,2)의 굽힘 시 발생될 수 있는 마스크층(70)의 깨짐 발생을 미연에 방지하여 제1 전극(30)을 보호할 수 있다. 따라서 굽힘 상태에서도 유연한 발광 소자(1,2)의 구동이 가능할 수 있다.The flexible light emitting devices 1 and 2 can prevent the occurrence of breakage of the mask layer 70, which may be generated when the flexible light emitting devices 1 and 2 are bent, because the polymer protective layer 60 can have a flexible characteristic The first electrode 30 can be protected. Therefore, it is possible to drive the flexible light-emitting devices 1 and 2 even in the bending state.

도 3에 도시한 바와 같이, 유연한 발광 소자(1,2)는 발광 소자 자체가 구부러진 상태에도 빛을 발광할 수 있어 플렉시블 및 웨어러블 장치에도 적용할 수 있다. 유연한 발광 소자(1,2)가 굽힘 상태로 발광할 경우, 유연한 기판(10), 갭 필링층(20), 고분자 보호층(60), 마스크층(70), 제2 전극(80), 그리고 그래핀층(90)이 전체적으로 구부러질 수 있다. 이 경우, 유연한 기판(10)을 따라 위치하는 갭 필링층(20)의 일측의 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있으며, 도전형 반도체층(40), 활성층(41) 그리고 도전형 코어 구조물(50)은 굽힘 반경의 중심 축을 향해 더 가까워 지는 형상을 가질 수 있다. 유연한 발광 소자(1,2)의 굽힘 반경은 ∞ 내지 4mm 일 수 있다. 굽힘 반경이 ∞일 경우, 유연한 발광 소자(1,2)를 굽히지 않은 상태일 수 있다.As shown in FIG. 3, the flexible light-emitting devices 1 and 2 can emit light even when the light-emitting device itself is bent, so that it can be applied to a flexible and wearable device. The flexible substrate 10, the gap filling layer 20, the polymer protective layer 60, the mask layer 70, the second electrode 80, and the second electrode 80 are formed in the flexible light emitting device 1, The graphene layer 90 can be bent entirely. In this case, the cross-sectional area of one side of the gap filling layer 20 located along the flexible substrate 10 may be narrowed. The conductive semiconductor layer 40, the active layer 41, and the conductive type core structure 50 May have a shape that is closer toward the central axis of the bending radius. The bending radius of the flexible light-emitting device 1, 2 may be from ∞ to 4 mm. When the bending radius is infinite, the flexible light emitting device 1, 2 may be in a non-bent state.

도 4, 도 5 그리고 도 6은 유연한 발광 소자(1,2)의 제조 과정을 나타낸다. 도 4와 도 5는 유연한 발광 소자(1)의 제조 과정을 나타내고, 도 4와 도 6은 유연한 발광 소자(2)의 제조 과정을 나타낸다.FIGS. 4, 5, and 6 show a manufacturing process of the flexible light emitting device 1, 2. 4 and 5 show the manufacturing process of the flexible light-emitting device 1, and FIGS. 4 and 6 show the manufacturing process of the flexible light-emitting device 2.

도 4에 도시한 바와 같이, 지지 기판(11)을 제공하고, 지지 기판(11) 위에 그래핀층(90)을 제공할 수 있다. 그래핀층(90)은 식각 용액에 의한 구리 포일 제거 방법 또는 전사 방법으로 제조될 수 있다. 그래핀층(90)의 위에는 복수의 관통홀(71)을 포함하는 마스크층(70)을 제공할 수 있다. 관통홀(71)은 전자빔 리소그래피(E-beam lithography), 포토 리소그래피(photo lithography), 레이저 간섭 리소그래피(Laser interference lithography), 또는 나노임프린트(Nanoimprint) 방법으로 제조될 수 있다. 복수의 관통홀(71)에는 각각 도전형 코어 구조물(50)을 제공할 수 있다. 도전형 코어 구조물(50)은 마스크층(70)에 형성된 관통홀(71)에 위치할 수 있으므로, 마스크층(70)에 선택적으로 노출된 그래핀층(90) 위에 위치할 수 있다.As shown in FIG. 4, a support substrate 11 may be provided and a graphene layer 90 may be provided on the support substrate 11. The graphene layer 90 may be manufactured by a copper foil removing method or a transfer method using an etching solution. On the graphene layer 90, a mask layer 70 including a plurality of through holes 71 may be provided. The through hole 71 can be manufactured by E-beam lithography, photo lithography, laser interference lithography, or a Nanoimprint method. Each of the plurality of through holes 71 may be provided with a conductive core structure 50. The conductive core structure 50 may be located on the graphene layer 90 selectively exposed to the mask layer 70 because it may be located in the through hole 71 formed in the mask layer 70.

다음으로, 도전형 코어 구조물(50)을 따라 위치하는 활성층(41)을 제공하고, 활성층(41)을 따라 위치하는 도전형 반도체층(40)을 제공할 수 있다. 이 경우, 도전형 코어 구조물(50) 상에 다중벽(코어셀) 와이어 구조를 형성할 수 있다. 활성층(41)은 장벽층, 우물층으로 이루어져 있으며 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(Multi Quantum Well, MQW)를 포함 할 수 있다.Next, the active layer 41 located along the conductive type core structure 50 is provided, and the conductive type semiconductor layer 40 located along the active layer 41 can be provided. In this case, a multi-wall (core cell) wire structure can be formed on the conductive core structure 50. The active layer 41 is composed of a barrier layer and a well layer, and may include a single quantum well structure or a multi quantum well structure (MQW).

마스크층(70) 위에는 고분자 보호층(60)을 제공할 수 있다. 고분자 보호층(60)은 굽힘에 따른 제1 전극(30)의 손상 방지를 위해 유연한 특성을 가질 수 있다. 또한 고분자 보호층(60)은 다중벽(코어셀) 와이어 구조 사이를 절연시키는 절연체일 수 있다. 고분자 보호층(60)은 도전형 반도체층(40)의 하단부와 연결될 수 있으므로 도전형 반도체층(40)의 상단 및 측면은 노출될 수 있다. 이 경우, 마스크층(70)과 다중벽(코어셀) 와이어 구조를 고분자 물질로 코팅하고, 산소 플라즈마(Reactive Ion etching, RIE) 처리를 통해 도전형 반도체층(40)의 상단 및 측면 노출시킬 수 있다.On the mask layer 70, a polymer protective layer 60 may be provided. The polymer protective layer 60 may have a flexible property to prevent damage to the first electrode 30 due to bending. The polymeric protective layer 60 may also be an insulator insulating between the multi-wall (core cell) wire structures. Since the polymer protective layer 60 may be connected to the lower end of the conductive semiconductor layer 40, the upper and side surfaces of the conductive semiconductor layer 40 may be exposed. In this case, the mask layer 70 and the multi-wall (core cell) wire structure may be coated with a polymer material and subjected to reactive ion etching (RIE) have.

고분자 보호층(60) 및 도전형 반도체층(40)의 위에 고분자 보호층(60) 및 도전형 반도체층(40)을 따라 위치하는 제1 전극(30)을 제공할 수 있다. 제1 전극(30)이 고분자 보호층(60) 및 도전형 반도체층(40)을 따라 위치할 수 있으므로, 전류 주입의 효과가 높아질 수 있다. 제1 전극(30) 위에 위치하는 갭 필링층(20)을 제공할 수 있다. 갭 필링층(20)은 볼록부(21)와 오목부(22)를 통해 제1 전극(30)의 형상에 맞추어 제1 전극(30)의 위에 위치할 수 있다. 갭 필링층(20)은 제1 전극(30), 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 그리고 도전형 코어 구조물(50)로 이루어진 다중벽(코어셀) 와이어 구조 사이를 절연시킬 수 있으며, 지지대로서 굽힘에 의한 손상을 미연에 방지할 수 있다. 갭 필링층(20)은 제1 전극(30)을 완전히 덮을 수 있는 두께를 가질 수 있다.The first electrode 30 located along the polymer protective layer 60 and the conductive semiconductor layer 40 may be provided on the polymer protective layer 60 and the conductive semiconductor layer 40. Since the first electrode 30 can be located along the polymer protective layer 60 and the conductive semiconductor layer 40, the effect of current injection can be enhanced. A gap filling layer 20 located above the first electrode 30 may be provided. The gap filling layer 20 may be positioned on the first electrode 30 in conformity with the shape of the first electrode 30 through the convex portion 21 and the concave portion 22. The gap filling layer 20 can be used to isolate a multi-wall (core cell) wire structure composed of the first electrode 30, the conductive semiconductor layer 40, the active layer 41 and the conductive core structure 50 As a support, damage due to bending can be prevented in advance. The gap filling layer 20 may have a thickness enough to completely cover the first electrode 30.

도 5의 (e)에 도시한 바와 같이, 도 4의 (a) 내지 (d)의 과정을 통해 제조된 구조를 뒤집어 갭 필링층(20)이 유연한 기판(10)에 위치하도록 전사할 수 있다. 이 경우, 이미 제조된 구조를 유연한 기판(10)에 전사되므로, 갭 필링층(20), 제1 전극(30), 도전형 반도체층(40), 활성층(41), 도전형 코어 구조물(50), 고분자 보호층(60), 마스크층(70), 그리고 그래핀층(90)이 유연한 기판(10)에 전사될 때 구조적 안정성을 가질 수 있다.As shown in FIG. 5 (e), the structure manufactured through the processes of FIGS. 4 (a) to 4 (d) can be inverted and transferred so that the gap filling layer 20 is positioned on the flexible substrate 10 . In this case, since the already fabricated structure is transferred to the flexible substrate 10, the gap filling layer 20, the first electrode 30, the conductive semiconductor layer 40, the active layer 41, the conductive core structure 50 ), The polymeric protective layer 60, the mask layer 70, and the graphene layer 90 are transferred to the flexible substrate 10.

도 5의 (f-1)에 도시한 바와 같이, 제조된 구조에서 지지 기판(11) 및 그래핀층(90)을 제거할 수 있다. 지지 기판(11) 및 그래핀층(90)의 제거는 화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 방법을 포함할 수 있다. The support substrate 11 and the graphene layer 90 can be removed from the structure as shown in Fig. 5 (f-1). The removal of the support substrate 11 and the graphene layer 90 may include a chemical mechanical polishing (CMP) method.

도 5의 (g-1)는 유연한 발광 소자(1)의 단면도를 나타내고, 도 5의 (h-1)는 유연한 발광 소자(1)를 상면에서 내려다본 평면도를 나타낸다. 도 5의 (g-1) 및 (h-1)에 도시한 바와 같이, 마스크층(70) 위에 제2 전극(80)을 제공할 수 있다. 제2 전극(80)은 도전형 코어 구조물(50)의 단부의 테두리(51)에 위치할 수 있다. 제2 전극(80)은 마스크층(70)을 완전히 덮으며 도전형 코어 구조물(50)의 상단 테두리(51)만을 덮어 테두리(51)를 통해 도전형 코어 구조물(50)로 전자를 주입할 수 있다.5 (g-1) shows a cross-sectional view of the flexible light-emitting device 1, and FIG. 5 (h-1) shows a plan view of the flexible light-emitting device 1 as viewed from above. The second electrode 80 can be provided on the mask layer 70, as shown in (g-1) and (h-1) of FIG. The second electrode 80 may be located at the edge 51 of the end of the conductive core structure 50. The second electrode 80 completely covers the mask layer 70 and covers only the upper edge 51 of the conductive core structure 50 so that electrons can be injected into the conductive core structure 50 through the rim 51 have.

도 4와 도 6은 유연한 발광 소자(2)의 제조 과정을 나타낸다. 도 4의 유연한 발광 소자(2)의 제조 과정은 전술한 도 4의 유연한 발광 소자(1)의 제조 과정과 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.Figs. 4 and 6 show a manufacturing process of the flexible light emitting device 2. Fig. The manufacturing process of the flexible light emitting device 2 of FIG. 4 is the same as the manufacturing process of the flexible light emitting device 1 of FIG. 4 described above, and thus its detailed description is omitted.

도 6의 (e) 도시한 바와 같이, 도 4의 (a) 내지 (d)의 과정을 통해 제조된 구조를 뒤집어 갭 필링층(20)이 유연한 기판(10)에 위치하도록 전사할 수 있다. 도 6의 (f-2)에 도시한 바와 같이, 제조된 구조에서 지지 기판(11)을 제거할 수 있다. 지지 기판(11)의 제거는 습식 식각 및 리프트 오프 방식, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 이용한 스탬프 방식 또는 레이저 리프트 오프(Laser lift-off)방법으로 지지 기판(11)을 제거할 수 있다. 따라서, 유연한 기판(10)에 이미 제조된 구조를 전사할 수 있으므로, 구조의 정확도와 안정성을 높여 발광 소자의 색 재현성을 높일 수 있다.As shown in FIG. 6 (e), the structure fabricated through the processes of FIGS. 4 (a) to 4 (d) can be turned over to transfer the gap filling layer 20 to the flexible substrate 10. The support substrate 11 can be removed from the structure as shown in Fig. 6 (f-2). The support substrate 11 can be removed by a wet etching and lift-off method, a stamping method using polydimethylsiloxane (PDMS), or a laser lift-off method. Therefore, since the structure that has already been manufactured can be transferred to the flexible substrate 10, the accuracy and stability of the structure can be improved, and the color reproducibility of the light emitting device can be enhanced.

도 6의 (g-2)는 유연한 발광 소자(2)의 단면도를 나타내고, 도 6의 (h-2)는 유연한 발광 소자(2)를 상면에서 내려다본 평면도를 나타낸다. 도 6의 (g-2) 및 (h-2)에 도시한 바와 같이, 그래핀층(90) 위에 제2 전극(80)을 제공할 수 있다. 제2 전극(80)은 그래핀층(90) 위에 메쉬(mesh)형태로 위치할 수 있다. 제2 전극(80)은 그래핀층(90)의 전면적에 걸쳐 메쉬(Mesh) 형태로 형성 될 수 있으므로, 그래핀층(90)의 전면에 전류를 주입할 수 있어 유연한 발광 소자(2)의 발광 효율을 높일 수 있다.6 (g-2) shows a cross-sectional view of the flexible light-emitting element 2, and FIG. 6 (h-2) shows a plan view of the flexible light-emitting element 2 viewed from above. The second electrode 80 can be provided on the graphene layer 90 as shown in (g-2) and (h-2) in FIG. The second electrode 80 may be positioned on the graphene layer 90 in the form of a mesh. Since the second electrode 80 can be formed in a mesh shape over the entire surface of the graphene layer 90, current can be injected into the entire surface of the graphene layer 90, .

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims.

10. 유연한 기판 11. 지지 기판
20. 갭 필링층 21. 볼록부
22. 오목부 30. 제1 전극
40. 도전형 반도체층 41. 활성층
50. 도전형 코어 구조물 51. 테두리
60. 고분자 보호층 70. 마스크층
71. 관통홀 80. 제2 전극
90. 그래핀층10. Flexible substrate 11. Support substrate
20. Gap filling layer 21. Convex part
22. Concave 30. First electrode
40. Conductive type semiconductor layer 41. An active layer
50. Conductive core structure 51. Rim
60. Polymer protective layer 70. Mask layer
71. Through hole 80. Second electrode
90. Graphene layer

Claims (11)

유연한 기판,
상기 유연한 기판 위에 위치하고, 볼록부와 오목부를 포함하는 갭 필링(Gab filling)층,
상기 갭 필링층 위에 위치하고, 상기 볼록부와 상기 오목부를 따라 위치하는 제1 전극,
상기 제1 전극 위에 위치하고, 상기 오목부를 따라 위치하는 도전형 반도체층,
상기 도전형 반도체층 위에 위치하고, 상기 오목부에 위치하는 활성층,
상기 활성층 위에 위치하고, 상기 오목부에 위치하는 도전형 코어 구조물,
상기 제1 전극 위에 위치하고, 상기 도전형 반도체층의 측면과 연결되는 고분자 보호층,
상기 고분자 보호층 위에 위치하고, 상기 도전형 코어 구조물의 측면과 연결되고, 관통홀을 포함하는 마스크층, 그리고
상기 마스크층 위에 위치하는 제2 전극
을 포함하고,
상기 도전형 코어 구조물의 하단부는 상기 오목부 안에 위치하면서 상기 볼록부의 최상면보다 아래에 위치하고,
상기 제2 전극은 상기 도전형 코어 구조물의 단부의 테두리에 위치하고,
상기 제1 전극에서 주입된 정공과 상기 제2 전극의 테두리에서 주입된 전자의 결합을 통해 발생된 빛을 가두어 증폭시키는 유연한 발광 소자.Flexible substrates,
A Gab filling layer located on the flexible substrate and including a convex portion and a concave portion,
A first electrode located above the gap filling layer and positioned along the convex portion and the concave portion,
A conductive semiconductor layer located on the first electrode and located along the recess,
An active layer located on the conductive semiconductor layer and located in the recess,
A conductive core structure located on the active layer and located in the recess,
A polymer protective layer disposed on the first electrode and connected to a side surface of the conductive semiconductor layer,
A mask layer disposed on the polymer protective layer and connected to a side surface of the conductive core structure and including a through hole,
And a second electrode
/ RTI >
Wherein a lower end of the conductive core structure is positioned below the uppermost surface of the convex portion,
Wherein the second electrode is located at an edge of an end portion of the conductive type core structure,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed on the first electrode and the second electrode, respectively. 삭제delete 제1항에서,
상기 마스크층과 상기 도전형 코어 구조물 위에 위치하는 그래핀층을 더 포함하는 유연한 발광 소자.The method of claim 1,
And a graphene layer overlying the mask layer and the conductive core structure. 제3항에서,
상기 제2 전극은 그래핀층 위에 메쉬(mesh) 형태로 위치하는 유연한 발광 소자.4. The method of claim 3,
And the second electrode is positioned in a mesh form on the graphene layer. 제1항에서,
상기 갭 필링층의 상기 볼록부의 두께는 상기 갭 필링층의 상기 오목부의 두께보다 두꺼운 유연한 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the thickness of the convex portion of the gap filling layer is thicker than the thickness of the concave portion of the gap filling layer. 제1항에서,
상기 갭 필링층은 폴리메타크릴산 메틸(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 유연한 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the gap filling layer comprises polymethylmethacrylate (PMMA), polyimide (PI), or polydimethylsiloxane (PDMS). 지지 기판을 제공하는 단계,
상기 지지 기판 위에 그래핀층을 제공하는 단계,
상기 그래핀층 위에 관통홀을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계,
상기 관통홀에 위치하는 도전형 코어 구조물을 제공하는 단계,
상기 도전형 코어 구조물을 따라 위치하는 활성층을 제공하는 단계,
상기 활성층을 따라 위치하는 도전형 반도체층을 제공하는 단계,
상기 마스크층 위에 위치하는 고분자 보호층을 제공하는 단계,
상기 고분자 보호층과 상기 도전형 반도체층을 따라 위치하는 제1 전극을 제공하는 단계,
상기 제1 전극 위에 위치하는 갭 필링층(Gab filling)을 제공하는 단계,
상기 갭 필링층에 유연한 기판을 제공하는 단계, 그리고
상기 지지 기판을 제거하는 단계
를 포함하고
상기 갭 필링층에 유연한 기판을 제공하는 단계는
상기 지지 기판을 뒤집는 단계, 그리고
상기 갭 필링층이 상기 유연한 기판 위에 위치하도록 전사하는 단계를 포함하고,
상기 지지 기판을 제거하는 단계는
상기 도전형 코어 구조물의 단부의 테두리 위에 위치하는 제2 전극을 제공하는 단계를 포함하고,
상기 갭 필링층은 볼록부와 오목부를 포함하고, 상기 도전형 코어 구조물의 하단부는 상기 오목부 안에 위치하면서 상기 볼록부의 최상면보다 아래에 위치하고,
상기 제1 전극에서 주입된 정공과 상기 제2 전극의 테두리에서 주입된 전자의 결합을 통해 발생된 빛을 가두어 증폭시키는 유연한 발광 소자의 제조 방법.Providing a support substrate,
Providing a graphene layer over the support substrate,
Providing a mask layer comprising a through hole on the graphene layer,
Providing a conductive core structure located in the through hole,
Providing an active layer located along the conductive core structure,
Providing a conductive semiconductor layer located along the active layer,
Providing a polymeric protective layer overlying the mask layer,
Providing a first electrode located along the polymeric protective layer and the conductive semiconductor layer,
Providing a gap filling layer overlying the first electrode,
Providing a flexible substrate to the gap filling layer, and
Removing the support substrate
Including the
The step of providing a flexible substrate to the gap filling layer
Inverting the supporting substrate, and
And transferring the gap filling layer to be positioned on the flexible substrate,
The step of removing the support substrate
Providing a second electrode overlying a rim of the end of the conductive core structure,
Wherein the gap filling layer includes a convex portion and a concave portion, and a lower end portion of the conductive type core structure is positioned below the uppermost surface of the convex portion,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed on the first electrode and the second electrode, respectively. 삭제delete 제7항에서,
상기 지지 기판을 제거하는 단계는
상기 그래핀층을 제거하는 단계를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
The step of removing the support substrate
And removing the graphene layer. 제9항에서,
상기 그래핀층을 제거하는 단계는 화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 단계를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 9,
Wherein the step of removing the graphene layer includes a chemical mechanical polishing (CMP) step. 제7항에서,
상기 지지 기판을 제거하는 단계는
상기 그래핀층 위에 메쉬(mesh) 형태로 제2 전극을 제공하는 단계를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
The step of removing the support substrate
And providing a second electrode in the form of a mesh on the graphene layer.
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KR20170020044A (en) * 2015-08-13 2017-02-22 광주과학기술원 Transparent electrode for lateral light emitting diode and led using the same

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