KR20130072885A - Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same - Google Patents

Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20130072885A
KR20130072885A KR1020110140500A KR20110140500A KR20130072885A KR 20130072885 A KR20130072885 A KR 20130072885A KR 1020110140500 A KR1020110140500 A KR 1020110140500A KR 20110140500 A KR20110140500 A KR 20110140500A KR 20130072885 A KR20130072885 A KR 20130072885A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pdms
layer
graphene
pattern
quantum dot
Prior art date
Application number
KR1020110140500A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101881165B1 (en
Inventor
김태헌
박종현
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020110140500A priority Critical patent/KR101881165B1/en
Publication of KR20130072885A publication Critical patent/KR20130072885A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101881165B1 publication Critical patent/KR101881165B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing graphene quantum dots and a method for manufacturing a quantum dot light emitting device using the same are provided to facilitate a manufacturing process by irradiating a laser for restoring graphene oxide. CONSTITUTION: A PDMS mold is formed. A PS-PDMS block copolymer is sprayed to the PDMS mold. A PS layer (120), a PDMS (110a,110b) layer, and a PDMS pattern (115) are imprinted on a graphene layer. The PDMS pattern is formed on the graphene layer. The graphene layer is patterned by using the PS pattern as a mask.

Description

그래핀 양자점의 제조방법, 이를 이용한 양자점 발광소자의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF GRAPHENE QUANTUM DOT, METHOD FOR MANUFACTURING OF QUANTUM DOT LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}METHODS FOR MANUFACTURING OF GRAPHENE QUANTUM DOT, METHOD FOR MANUFACTURING OF QUANTUM DOT LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME

본 발명은 그래핀 양자점에 관한 것으로, 보다 자세하게는 그래핀 양자점의 제조방법, 이를 이용한 양자점 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a graphene quantum dot, and more particularly to a method for manufacturing a graphene quantum dot, a method of manufacturing a quantum dot light emitting device using the same.

그래핀은 여러 개의 탄소층으로 된 그래파이트(graphite)에서 하나의 탄소층에 원자들이 얽혀 있는 얇은 막 형태의 소재이다. 이 그래핀은 전기적, 열적, 기계적 성질이 탁월하여 나노일렉트로닉스(nanoelectronics), 센서, 배터리, 수퍼커패시터(super capacitor), 수소 저장 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 그래핀의 주된 특징으로는 전기전도성이 매우 탁월하고 기계적 강도는 강철(steel)보다 200배 이상 강하며, 게다가 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는 특성이 있다. 또한, 그래핀은 탄소로 이루어진 계면에 다양한 화학적 처리나 기능화가 가능하며, 전기전도성을 제어하여 전도성, 또는 반도체적 특성을 나타내어, 디스플레이 소자나 고강도 미세 전도성 나노 구조체를 구성하는 재료로 활용될 수 있다. Graphene is a thin film-like material in which atoms are entangled in a single carbon layer in graphite. The graphene has excellent electrical, thermal, and mechanical properties, which can be applied to various fields such as nanoelectronics, sensors, batteries, supercapacitors, and hydrogen storage. The main characteristic of graphene is that its electrical conductivity is very excellent, its mechanical strength is more than 200 times stronger than steel, and its elasticity is good so that it does not lose its electrical conductivity even when it is expanded or folded. In addition, graphene is capable of various chemical treatments or functionalization at the interface made of carbon, and exhibits conductivity or semiconductor characteristics by controlling electrical conductivity, and thus may be used as a material for forming a display device or a high-strength fine conductive nanostructure. .

최근 양질의 그래핀을 생산할 수 있는 방법들이 속속 개발되고 있으며, 크게 화학적 환원법과 화학적 증기증착법이 사용된다. 화학적 환원법은 흑연으로부터 박리된 산화그래핀 조각을 화학적 환원 방법을 통해 그래핀을 합성하는 방법으로 용액형으로 그래핀을 제조하여, 저온소성 및 대량 합성이 가능하고 분산 안정성이 우수한 장점이 있으나, 높은 면 저항을 가지는 단점이 있다. 또한, 화학적 증기증착법은 전이금속(Cu/Ni) 촉매를 이용하여 고온에서 그래핀을 증착하는 방법으로 그래핀 합성법 중 가장 낮은 저항을 가지는 장점이 있으나, 별도의 전이 공정이 필요하고 1000도 이상의 고온이 필요한 문제점이 있다. Recently, methods for producing high quality graphene are being developed one after another, and chemical reduction and chemical vapor deposition are largely used. The chemical reduction method is a method of synthesizing the graphene oxide stripped from the graphite to the graphene through a chemical reduction method to prepare the graphene in solution form, low temperature firing and mass synthesis and excellent dispersion stability, but high It has the disadvantage of having sheet resistance. In addition, chemical vapor deposition is a method of depositing graphene at a high temperature by using a transition metal (Cu / Ni) catalyst, which has the advantage of having the lowest resistance among graphene synthesis methods, but requires a separate transition process and a high temperature of more than 1000 degrees. This is a necessary problem.

따라서, 화학적 환원법과 화학적 증기증착법 등의 종래 그래핀의 제조방법의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 그래핀의 제조방법이 요구된다.
Therefore, there is a need for a new method for producing graphene that can solve the problems of the conventional method for producing graphene, such as chemical reduction and chemical vapor deposition.

본 발명은 레이저를 이용하여 산화그래핀을 그래핀으로 합성하는 방법을 통해 그래핀 양자점을 제조하여, 공정을 간소화하고 제조가 용이하며 고품질의 그래핀 양자점의 제작이 가능한 그래핀 양자점의 제조방법, 이를 이용한 양자점 발광소자의 제조방법을 제공한다.
The present invention is to produce a graphene quantum dot by a method of synthesizing graphene oxide into graphene using a laser, a method of manufacturing a graphene quantum dot to simplify the process, easy to manufacture and to produce high quality graphene quantum dots, Provided is a method of manufacturing a quantum dot light emitting device using the same.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법은 PDMS 몰드를 형성하는 단계, 상기 PDMS 몰드 내에 PS-PDMS 블록 공중합체를 도포하고 열처리하여, PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 형성하는 단계, 상기 PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 그래핀막 상에 임프린팅하는 단계, 상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 PDMS패턴을 형성하는 단계 및 상기 PS패턴을 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the graphene quantum dot manufacturing method according to an embodiment of the present invention is to form a PDMS mold, PS-PDMS block copolymer in the PDMS mold and heat treatment, PS layer, PDMS Forming a layer and a PDMS pattern, imprinting the PS layer, the PDMS layer and the PDMS pattern on a graphene film, removing the PS layer and the PDMS layer to form a PDMS pattern on the graphene film; The method may include patterning a graphene film using the PS pattern as a mask.

상기 PS층, 상기 PDMS층 및 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는, 상기 PS-PDMS 블록 공중합체막에 열처리하여, 상부 PDMS층과 하부 PDMS층 사이에 PDMS패턴과 PS층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the PS layer, the PDMS layer and the PDMS pattern may include heat treating the PS-PDMS block copolymer film to form a PDMS pattern and a PS layer between an upper PDMS layer and a lower PDMS layer. Can be.

상기 열처리는 100 내지 200℃의 온도에서 수 분 내지 수 시간 동안 수행될 수 있다.The heat treatment may be performed for several minutes to several hours at a temperature of 100 to 200 ℃.

상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는, 제1 에칭하여 상기 하부 PDMS층을 제거하는 단계, 상기 PS층과 PDMS패턴을 플라즈마 처리하여, 상기 PS층을 제거하고 산화 PMDS패턴을 형성하는 단계 및 제2 에칭하여 상기 상부 PDMS층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The removing of the PS layer and the PDMS layer to form the PDMS pattern on the graphene film may include performing a first etching process to remove the lower PDMS layer, and plasma treating the PS layer and the PDMS pattern to form the PDMS pattern. Removing the layer, forming an oxide PMDS pattern, and performing a second etching to remove the upper PDMS layer.

상기 제1 에칭 및 상기 제2 에칭은 CF4 반응 가스를 이용할 수 있다.The first etching and the second etching may use a CF 4 reaction gas.

상기 플라즈마 처리는 O2 플라즈마일 수 있다.The plasma treatment may be an O 2 plasma.

상기 그래핀막을 패터닝하는 단계 이후에, 상기 산화 PMDS패턴을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the patterning of the graphene film, the method may further include removing the oxide PMDS pattern.

상기 산화 PDMS패턴을 제거하는 단계는 BOE 에천트를 사용할 수 있다.Removing the oxidized PDMS pattern may use a BOE etchant.

상기 그래핀막의 제조는, 기판 상에 산화 그래핀막을 형성하는 단계, 상기 기판을 챔버 내에 장착하는 단계, 상기 챔버 내에 질소(N2) 가스와 탄소 가스를 주입하는 단계 및 상기 산화 그래핀막에 레이저를 조사하여 상기 산화 그래핀막을 그래핀으로 환원시키는 단계를 포함할 수 있다.The graphene film may include forming a graphene oxide film on a substrate, mounting the substrate in a chamber, injecting nitrogen (N 2 ) gas and carbon gas into the chamber, and lasering the graphene oxide film. Irradiating may include reducing the graphene oxide film to graphene.

상기 산화 그래핀막에 레이저를 조사하는 단계는, 상기 산화 그래핀막의 표면 온도를 1000 내지 3000K로 상승시킬 수 있다.Irradiating the laser to the graphene oxide film, the surface temperature of the graphene oxide film may be raised to 1000 to 3000K.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광소자의 제조방법은 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 상에 하부 기능층들을 형성하는 단계, 상기 하부 기능층들 상에 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계, 상기 그래핀 양자점 상에 상부 기능층들을 형성하는 단계 및 상기 상부 기능층들 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계는, PDMS 몰드를 형성하는 단계, 상기 PDMS 몰드 내에 PS-PDMS 블록 공중합체를 도포하고 열처리하여, PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 형성하는 단계, 상기 PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 그래핀막 상에 임프린팅하는 단계, 상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 PDMS패턴을 형성하는 단계 및 상기 PS패턴을 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝하고 상기 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a first electrode on a substrate, forming a lower functional layer on the first electrode, Forming a pin quantum dot light emitting layer, forming an upper functional layer on the graphene quantum dot, and forming a second electrode on the upper functional layers, wherein forming the graphene quantum dot light emitting layer includes: Forming a PDMS mold, applying a PS-PDMS block copolymer to the PDMS mold and performing heat treatment to form a PS layer, a PDMS layer and a PDMS pattern, and forming the PS layer, the PDMS layer, and the PDMS pattern on the graphene film. Imprinting on, removing the PS layer and the PDMS layer to form a PDMS pattern on the graphene film, and patterning the graphene film using the PS pattern as a mask and quantum the graphene. It may include forming a light emitting layer.

상기 하부 기능층들은 정공주입층 및 정공수송층을 포함하고, 상기 상부 기능층들은 전자수송층 및 전자주입층을 포함할 수 있다.The lower functional layers may include a hole injection layer and a hole transport layer, and the upper functional layers may include an electron transport layer and an electron injection layer.

상기 PS층, 상기 PDMS층 및 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는, 상기 PS-PDMS 블록 공중합체막에 열처리하여, 상부 PDMS층과 하부 PDMS층 사이에 PDMS패턴과 PS층들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the PS layer, the PDMS layer and the PDMS pattern may include heat treating the PS-PDMS block copolymer film to form a PDMS pattern and a PS layer between an upper PDMS layer and a lower PDMS layer. Can be.

상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는, 제1 에칭하여 상기 상부 PDMS층과 상기 PS층들을 제거하는 단계, 상기 PDMS패턴을 플라즈마 처리하여 산화 PMDS패턴으로 형성하는 단계 및 제2 에칭하여 상기 하부 PDMS막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The removing of the PS layer and the PDMS layer to form the PDMS pattern on the graphene film may include first etching to remove the upper PDMS layer and the PS layers, and plasma treating the PDMS pattern to perform PMDS oxidation. Forming a pattern and performing a second etching to remove the lower PDMS layer.

상기 그래핀막을 패터닝하는 단계 이후에, 상기 산화 PMDS패턴을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the patterning of the graphene film, the method may further include removing the oxide PMDS pattern.

상기 그래핀막의 제조는, 상기 상부 기능층들이 형성된 기판 상에 산화 그래핀막을 형성하는 단계, 상기 기판을 챔버 내에 장착하는 단계, 상기 챔버 내에 질소(N2) 가스와 탄소 가스를 주입하는 단계 및 상기 산화 그래핀막에 레이저를 조사하여 상기 산화 그래핀막을 그래핀으로 환원시키는 단계를 포함할 수 있다.
The graphene film may include forming a graphene oxide film on a substrate on which the upper functional layers are formed, mounting the substrate in a chamber, injecting nitrogen (N 2 ) gas and carbon gas into the chamber; And irradiating the graphene oxide film with a laser to reduce the graphene oxide film to graphene.

본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법 및 이를 이용한 양자점 발광소자의 제조방법은 블록 공중합체를 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝함으로써, 그래핀 양자점의 제조가 용이한 이점이 있다. 또한, 레이저 조사를 이용하여 산화 그래핀을 환원시켜 그래핀을 제조함으로써, 그래핀의 제조가 용이하고 신뢰성이 우수한 그래핀을 제조할 수 있는 이점이 있다.
Graphene quantum dot manufacturing method and a method for manufacturing a quantum dot light emitting device using the same according to an embodiment of the present invention by using a block copolymer as a pattern by patterning the graphene film, there is an advantage that the production of graphene quantum dots is easy. In addition, by producing graphene by reducing the graphene oxide using a laser irradiation, there is an advantage in that it is easy to manufacture graphene and excellent graphene can be produced.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 챔버를 나타낸 도면.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광소자의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 그래핀 양자점을 나타낸 도면. 1A to 1H are graphs illustrating a method of manufacturing graphene quantum dots according to an embodiment of the present invention according to processes.
2 is a view showing a laser irradiation chamber according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams illustrating processes for manufacturing a quantum dot light emitting device according to one embodiment of the present invention.
4A and 4B are graphs showing graphene quantum dots prepared according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 챔버를 나타낸 도면이다.1A to 1H are views illustrating a method of manufacturing graphene quantum dots according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a laser irradiation chamber according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법은 PDMS 몰드를 형성하는 단계, 상기 PDMS 몰드 내에 PS-PDMS 블록 공중합체를 도포하고 열처리하여, PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 형성하는 단계, 상기 PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 그래핀막 상에 임프린팅하는 단계, 상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 PDMS패턴을 형성하는 단계 및 상기 PS패턴을 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing a graphene quantum dot according to an embodiment of the present invention, forming a PDMS mold, applying a PS-PDMS block copolymer in the PDMS mold and heat-treating, to form a PS layer, a PDMS layer and a PDMS pattern Imprinting the PS layer, the PDMS layer, and the PDMS pattern on the graphene film; removing the PS layer and the PDMS layer; forming a PDMS pattern on the graphene film; and using the PS pattern as a mask. Patterning the graphene film.

보다 자세하게, 도 1a를 참조하면, 포토리소그래피(photolithograph) 공정을 이용하여 원하는 폭의 패턴을 갖는 마스터 기판(80)을 제작한다. 상기 마스터 기판(80)은 몰드(mold)를 형성하기 위한 것으로, 실리콘(si) 기판일 수 있으며, 도전성 물질로 이루어진 기판일 수도 있다. In more detail, referring to FIG. 1A, a master substrate 80 having a pattern having a desired width is manufactured by using a photolithograph process. The master substrate 80 is for forming a mold, and may be a silicon (si) substrate or a substrate made of a conductive material.

이어, 마스터 기판(80) 상에 PDMS(polydimethylsiloxane)를 두껍게 코팅한다. PDMS가 코팅된 마스터 기판(80)을 열처리한 후, 경화된 PDMS를 분리하여 PDMS 몰드(85)를 제작한다. Subsequently, a polydimethylsiloxane (PDMS) is thickly coated on the master substrate 80. After the PDMS-coated master substrate 80 is heat-treated, the cured PDMS is separated to manufacture a PDMS mold 85.

다음, 도 1b를 참조하면, PDMS 몰드(85) 내에 PS-PDMS 블록 공중합체(diblock copolymer; BCP)(90)를 스핀코팅하여 형성한다. 그리고, PS-PDMS 블록 공중합체(90)가 코팅된 PDMS 몰드(85)를 열처리한다. 이때, 열처리 조건은 100 내지 200℃의 온도범위에서 수 분 내지 수 시간 동안 수행된다. 특히, 본 실시예에서는 PS의 분자량이 43000이고, PDMS의 분자량이 8500인 재료를 사용하는데, 상기 열처리 조건에서 추후 PDMS의 형상이 닷(dot)의 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 열처리 조건과 PS 및 PDMS의 분자량의 조건을 조절하면 추후 PDMS의 형상을 바(bar) 형상으로도 조절할 수 있다.Next, referring to FIG. 1B, a PS-PDMS block copolymer (BCP) 90 is spin-coated in the PDMS mold 85. Then, the PDMS mold 85 coated with the PS-PDMS block copolymer 90 is heat-treated. At this time, the heat treatment condition is performed for several minutes to several hours in the temperature range of 100 to 200 ℃. In particular, in the present embodiment, a material having a molecular weight of 43000 and a molecular weight of PDMS of 8500 is used. In the heat treatment conditions, the shape of the PDMS may be formed in the shape of a dot later. And, by adjusting the heat treatment conditions and conditions of the molecular weight of the PS and PDMS it can be adjusted later to the shape of the PDMS (bar).

도 1c를 참조하면, 상기 열처리 공정에 의해, PS-PDMS 블록 공중합체는 상부 PDMS층(110b)과 하부 PDMS층(110a) 사이에 PDMS패턴(115)과 PS층(120)이 형성된 구조로 분리된다. 특히, PDMS패턴(115)은 전술한 열처리 및 분자량 조건에 따라닷(dot)의 형상으로 형성된다. 이와 같은 구조적인 특징은 블록 공중합체의 특성에 의한 것으로, 열처리 시 이종의 물질들이 분리되어 특정 형상으로 형성된다.Referring to FIG. 1C, the PS-PDMS block copolymer is separated into a structure in which the PDMS pattern 115 and the PS layer 120 are formed between the upper PDMS layer 110b and the lower PDMS layer 110a by the heat treatment process. do. In particular, the PDMS pattern 115 is formed in the shape of a dot according to the above heat treatment and molecular weight conditions. This structural feature is due to the properties of the block copolymer, the heterogeneous materials are separated and formed in a specific shape during the heat treatment.

다음, 도 1d를 참조하면, 그래핀막(140)이 형성된 기판(130)을 형성한다. 기판(130) 상에 그래핀막(140)을 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기판(130)을 준비하고 기판(130) 상에 산화 그래핀막을 형성한다. 산화 그래핀은 허머 방법(Hummer's method)를 이용하여 제작이 가능하며, 그래핀막의 합성 원 재료로 사용된다. 산화 그래핀막은 산화 그래핀 용액을 기판(130) 상에 도포하여 형성한다. Next, referring to FIG. 1D, the substrate 130 on which the graphene film 140 is formed is formed. A method of forming the graphene film 140 on the substrate 130 will be described below. First, a substrate 130 is prepared and a graphene oxide film is formed on the substrate 130. Graphene oxide can be produced using the Hummer's method, and is used as a raw material for graphene film synthesis. The graphene oxide film is formed by applying a graphene oxide solution on the substrate 130.

산화 그래핀 용액을 제조하는 공정을 자세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 팽창 흑연 파우더를 준비하고 팽창 흑연 파우더를 황산(H2SO4) 용액에 넣은 후, 스티어링(stirring)과 쿨링(cooling)을 해주면서 과망간산칼륨(potassium permanganate)을 순차적으로 넣어준다. 이때 온도는 20℃를 유지한다. 이어, 2시간 정도 35℃에서 스티어링 해준 후, 증류수를 첨가한다. 그리고, 현탁액의 금속 이온을 제거하기 위해 1:10 염산(HCl)에 씻은 후, 여과하여 페이스트를 얻는다. 다음, 얻어진 페이스트를 중성화시키기 위해 증류수에 넣고 스티어링한 후, 여과(filtration)하는 과정을 약 2~3회 반복한다. 다음, 중성화된 산화 그래핀 용액을 4000RPM 이상에서 원심분리하고, 남아있는 팽창 산화흑연(unexpoliated graphite oxide)를 제거하여 산화 그래핀 용액을 얻는다.Referring to the process for producing a graphene oxide solution in detail as follows. First, the expanded graphite powder is prepared, and the expanded graphite powder is added to a sulfuric acid (H 2 SO 4 ) solution, and then potassium permanganate is added sequentially while steering and cooling. At this time, the temperature is maintained at 20 ℃. Then, after 2 hours steering at 35 ℃, distilled water is added. Then, to remove the metal ions in the suspension, and washed with 1:10 hydrochloric acid (HCl), and filtered to obtain a paste. Next, in order to neutralize the obtained paste in distilled water and steering, the filtration process is repeated about two to three times. Next, the neutralized graphene oxide solution is centrifuged at 4000 RPM or more, and remaining unexpoliated graphite oxide is removed to obtain a graphene oxide solution.

앞에서 제조된 산화 그래핀 용액을 기판(130) 상에 도포하여 산화 그래핀막을 형성한다. 이때, 산화그래핀 용액을 도포하는 방법으로는 스핀코팅(spin coating)법을 사용한다. The graphene oxide solution prepared above is applied onto the substrate 130 to form a graphene oxide film. In this case, a spin coating method is used as a method of coating the graphene oxide solution.

다음, 도 2를 참조하면, 산화 그래핀막(20)에 레이저(laser)를 조사하여 그래핀막을 제조한다. 보다 자세히 설명하면, 그래핀막은 챔버(40) 내에서 제조된다. 챔버(40)의 일측에는 기판(130)이 장착되는 스테이지(42)와, 스테이지(42)를 회전시키는 로테이터(44)가 구비된다. 그리고, 챔버(40)의 다른 일측에는 챔버(40) 내에 공기를 빼내어 진공을 만드는 펌프(46)가 구비된다. 챔버(40)의 또 다른 일측에는 챔버(40) 내에 분위기 가스가 주입되는 제1 밸브(48)와 반응 가스가 주입되는 제2 밸브(50)가 구비된다. 그리고, 스테이지(42)와 대향하는 챔버(40)의 일측에는 레이저 장치(52)로부터 조사된 레이저(laser)가 구면렌즈(54)를 통해 챔버(40) 내의 기판(130)으로 조사되는 레이저 조사부(56)가 구비된다. Next, referring to FIG. 2, a graphene film is manufactured by irradiating a laser to the graphene oxide film 20. In more detail, the graphene film is manufactured in the chamber 40. One side of the chamber 40 is provided with a stage 42 on which the substrate 130 is mounted, and a rotator 44 for rotating the stage 42. The other side of the chamber 40 is provided with a pump 46 which draws air into the chamber 40 to create a vacuum. Another side of the chamber 40 is provided with a first valve 48 into which the atmosphere gas is injected into the chamber 40 and a second valve 50 into which the reactive gas is injected. In addition, a laser irradiation part irradiated to the substrate 130 in the chamber 40 through the spherical lens 54 a laser irradiated from the laser device 52 on one side of the chamber 40 facing the stage 42. 56 is provided.

위와 같이 구성된 챔버(40)를 이용하여 산화 그래핀막(20)을 그래핀막으로 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 챔버(40) 내의 스테이지(42)에 앞서 산화 그래핀막이 형성된 기판(130)을 장착하고, 기판(130) 상에 차단영역(32)과 투과영역(34)이 구비된 마스크(30)를 정렬한다. 마스크(30)의 차단영역(32)은 레이저를 차단하는 영역이고, 투과영역(34)은 레이저가 투과되는 영역으로 작용하며, 레이저가 조사될 영역을 원하는 설계대로 제조한다.Referring to the method of manufacturing the graphene oxide film 20 as a graphene film using the chamber 40 configured as described above are as follows. Prior to the stage 42 in the chamber 40, the substrate 130 having the graphene oxide film formed thereon is mounted, and the mask 30 having the blocking region 32 and the transmission region 34 is aligned on the substrate 130. do. The blocking region 32 of the mask 30 is a region for blocking the laser, the transmission region 34 serves as a region through which the laser is transmitted, and manufactures a region to be irradiated with the laser according to a desired design.

이어, 펌프(46)를 작동하여 기판(130)이 장착된 챔버(40) 내를 진공 분위기로 형성한다. 그 다음, 진공 분위기가 형성된 챔버(40) 내에 제1 밸브(48)를 통해 분위기 가스인 질소(N2) 가스를 주입하고, 제2 밸브(50)를 통해 반응 가스인 탄소 가스를 주입한다. 이때, 탄소 가스로는 메탄(CH4) 또는 에탄(C2H6)가스를 사용할 수 있다. 부가적으로 수소 가스를 더 첨가할 수 있다. 여기서, 분위기 가스로 질소 가스를 사용하는 것은 산화 그래핀이 공기 중에 산소와 만나 CO2 및 CO로 버닝(burning)되는 것을 막기 위함이고, 반응 가스로 탄소가스를 사용하는 것은 산화그래핀의 손상된 부분을 보완하기 위함이다.Subsequently, the pump 46 is operated to form the inside of the chamber 40 on which the substrate 130 is mounted in a vacuum atmosphere. Next, nitrogen (N 2 ) gas, which is an atmospheric gas, is injected into the chamber 40 in which the vacuum atmosphere is formed, and carbon gas, which is a reactive gas, is injected through the second valve 50. In this case, methane (CH 4 ) or ethane (C 2 H 6 ) gas may be used as the carbon gas. In addition, hydrogen gas may be further added. Here, the use of nitrogen gas as an atmosphere gas is to prevent the graphene oxide from meeting with oxygen in the air and burning to CO 2 and CO, and the use of carbon gas as the reaction gas is a damaged portion of the graphene oxide. This is to supplement the problem.

이어, 반응 가스와 분위기 가스가 주입되고 진공이 형성된 챔버(40)에 레이저를 조사한다. 레이저는 레이저 장치(52)에서 발진되어 구면렌즈(54)를 통해 레이저 조사부(56)를 투과하여 산화 그래핀막(20)에 조사된다. 이때, 레이저는 Nd:YAG, KrF 또는 He:Ne 레이저 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 산화 그래핀막(20)에 레이저가 조사되면, 산화 그래핀막(20)의 표면의 온도가 순간적으로 800 내지 3000K 까지 상승하게 되며, 이때의 고열에 의해 산화 그래핀이 그래핀으로 환원된다. Subsequently, a laser is irradiated to the chamber 40 in which the reaction gas and the atmosphere gas are injected and the vacuum is formed. The laser oscillates in the laser device 52 and passes through the laser irradiator 56 through the spherical lens 54 and is irradiated onto the graphene oxide film 20. At this time, the laser may use any one selected from Nd: YAG, KrF or He: Ne laser. When the laser is irradiated to the graphene oxide film 20, the temperature of the surface of the graphene oxide film 20 is instantaneously raised to 800 to 3000K, the graphene oxide is reduced to graphene by high heat at this time.

도 2에 관한 설명은 레이저를 이용하여 산화 그래핀을 그래핀으로 환원시키는 방법을 설명하기 위한 것으로, 이에 한정되지 않는다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법에서는 산화 그래핀막(20) 전체를 그래핀막으로 환원하기 때문에 마스크(30)가 사용되지 않을 수 있다. 따라서, 기판(130) 상에 그래핀막(140)을 최종 형성한다. 한편, 본 발명에서는 레이저를 이용한 그래핀 환원 방법을 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 하이드라진(hydrazine) 반응 가스를 이용한 방법을 사용할 수도 있다. 2 is for explaining a method of reducing graphene oxide to graphene using a laser, but is not limited thereto. In particular, in the method for manufacturing the graphene quantum dot according to the embodiment of the present invention, since the entire graphene oxide film 20 is reduced to the graphene film, the mask 30 may not be used. Thus, the graphene film 140 is finally formed on the substrate 130. Meanwhile, although the graphene reduction method using a laser has been described in the present invention, the present invention is not limited thereto, and a method using a hydrazine reaction gas may be used.

다시, 도 1d를 참조하면, 그래핀막(140)이 형성된 기판(130) 상에 PDMS 몰드(85)를 정렬하고, 약간의 압력을 주면, PDMS 몰드(85) 내의 상부 PDMS층(110b), 하부 PDMS층(110a), PDMS패턴(115) 및 PS층(120)이 프린팅된다. 이와 같은 방법을 임프린팅(imprinting)이라 한다. Referring again to FIG. 1D, when the PDMS mold 85 is aligned on the substrate 130 on which the graphene film 140 is formed, and a little pressure is applied, the upper PDMS layer 110b and the lower portion of the PDMS mold 85 are placed. The PDMS layer 110a, the PDMS pattern 115, and the PS layer 120 are printed. This method is called imprinting.

이어, 도 1e를 참조하면, PDMS패턴(115)만을 남기기 위한 공정들이 수행된다. 자세하게는, 하부 PDMS층(110a)을 제1 에칭하여 제거한다. 이때, 제1 에칭은 CF4 반응 가스를 이용하여 하부 PDMS층(110a)을 제거한다. 그리고, O2 가스를 이용한 플라즈마 처리를 수행하여 PS층(120)을 제거한다. 이때, O2 가스에 의해 PDMS패턴(115)은 산화되어 산화 PDMS패턴(117)으로 형성된다. Next, referring to FIG. 1E, processes for leaving only the PDMS pattern 115 are performed. In detail, the lower PDMS layer 110a is removed by first etching. In this case, the first etching removes the lower PDMS layer 110a using a CF 4 reaction gas. In addition, the PS layer 120 is removed by performing a plasma treatment using O 2 gas. At this time, the PDMS pattern 115 is oxidized by the O 2 gas to form an oxidized PDMS pattern 117.

다음, 도 1f를 참조하면, 상부 PDMS층(110b)을 제2 에칭하여 제거한다. 이때, 제2 에칭은 CF4 반응 가스를 이용하며, 산화 PDMS패턴(117)은 이전에 산화되었기 때문에 제거되지 않고 남아있게 된다. 이어서, O2 가스를 이용한 플라즈마 처리를 수행하여 산화 PDMS패턴(117)을 마스크로 하여 그래핀막(140)을 식각하여 패터닝한다. Next, referring to FIG. 1F, the upper PDMS layer 110b is removed by a second etching. At this time, the second etching uses a CF 4 reaction gas, and the oxide PDMS pattern 117 remains unremoved because it was previously oxidized. Subsequently, the graphene film 140 is etched and patterned by performing a plasma treatment using an O 2 gas using the PDMS pattern 117 as a mask.

전술한 그래핀막(140)의 패터닝에 따라, 도 1g에 도시된 바와 같이, 그래핀 패턴(145)들이 형성된다. 본 발명에서는 그래핀들이 양자점으로 작용할 수 있도록 다양한 형상으로 패터닝한다. 마지막으로, 도 1h를 참조하면, 그래핀 패턴(145)들을 형성한 이후에, 상기 산화 PMDS패턴(117)을 제거한다. 이때, 산화 PDMS패턴(117)을 제거하는 단계는 BOE 에천트를 사용할 수 있다. According to the above-described patterning of the graphene film 140, as illustrated in FIG. 1G, graphene patterns 145 are formed. In the present invention, the graphene is patterned in various shapes to act as quantum dots. Finally, referring to FIG. 1H, after the graphene patterns 145 are formed, the oxide PMDS pattern 117 is removed. In this case, the step of removing the oxidized PDMS pattern 117 may use a BOE etchant.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법은 블록 공중합체를 이용한 그래핀막을 패터닝함으로써, 그래핀 양자점의 제조가 용이한 이점이 있다. 또한, 레이저 조사를 이용하여 산화 그래핀을 환원시켜 그래핀을 제조함으로써, 그래핀의 제조가 용이하고 신뢰성이 우수한 그래핀을 제조할 수 있는 이점이 있다.As described above, the method for manufacturing a graphene quantum dot according to an embodiment of the present invention has an advantage of easily manufacturing the graphene quantum dot by patterning a graphene film using a block copolymer. In addition, by producing graphene by reducing the graphene oxide using a laser irradiation, there is an advantage in that it is easy to manufacture graphene and excellent graphene can be produced.

이하, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법을 이용한 양자점 발광소자의 제조방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a quantum dot light emitting device using the graphene quantum dot manufacturing method according to an embodiment of the present invention described above will be described.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광소자의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이다. 3A to 3C are diagrams illustrating a method of manufacturing a quantum dot light emitting device according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 발광소자의 제조방법은 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 상에 하부 기능층들을 형성하는 단계, 상기 하부 기능층들 상에 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계, 상기 그래핀 양자점 상에 상부 기능층들을 형성하는 단계 및 상기 상부 기능층들 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Method of manufacturing a quantum dot light emitting device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a first electrode on the substrate, forming a lower functional layer on the first electrode, graphene quantum dots on the lower functional layers Forming an emission layer, forming upper functional layers on the graphene quantum dots, and forming a second electrode on the upper functional layers.

보다 자세하게, 도 3a를 참조하면, 기판(200) 상에 제1 전극(210)을 형성한다. 제1 전극(210)은 애노드 전극으로, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ICO(Indium Cerium Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide)와 같은 일함수가 높고 빛이 투과할 수 있는 투명도전물질로 형성할 수 있다. 제1 전극(210)은 스퍼터링법(Sputtering), 증발법(Evaporation), 기상증착법(Vapor Phase Deposition) 또는 전자빔증착법(Electron Beam Deposition)을 사용하여 형성할 수 있다. 도시하지 않았지만, 기판(200)에는 박막트랜지스터가 형성될 수 있으며, 제1 전극(210)은 박막트랜지스터와 전기적으로 연결될 수도 있다. In detail, referring to FIG. 3A, the first electrode 210 is formed on the substrate 200. The first electrode 210 is an anode, and has a high work function such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium cerium oxide (ICO), or zinc oxide (ZnO), and is transparent to allow light to pass through. It may be formed of a conductive material. The first electrode 210 may be formed using a sputtering method, an evaporation method, a vapor phase deposition method, or an electron beam deposition method. Although not shown, a thin film transistor may be formed on the substrate 200, and the first electrode 210 may be electrically connected to the thin film transistor.

이어, 제1 전극(210) 상에 정공주입층(220)을 형성한다. 정공주입층(220)은 제1 전극(210)으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 정공주입층(220)은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있으며, 정공주입층(220)의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. Subsequently, a hole injection layer 220 is formed on the first electrode 210. The hole injection layer 220 may play a role of smoothly injecting holes from the first electrode 210 into the light emitting layer, and may include cupper phthalocyanine (CuPc), poly (3,4) -ethylenedioxythiophene (PEDOT), and polyaniline (PANI). ) And NPD (N, N-dinaphthyl-N, N'-diphenyl benzidine), but may be made of any one or more selected from the group consisting of, but not limited thereto. The hole injection layer 220 may be formed using an evaporation method or a spin coating method, and the thickness of the hole injection layer 220 may be 1 to 150 nm.

다음, 정공주입층(220) 상에 정공수송층(230)을 형성한다. 정공수송층(230)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 정공수송층(230)은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있으며, 정공수송층(230)의 두께는 5 내지 150nm일 수 있다. Next, the hole transport layer 230 is formed on the hole injection layer 220. The hole transport layer 230 serves to facilitate the transport of holes, NPD (N, N-dinaphthyl-N, N'-diphenyl benzidine), TPD (N, N'-bis- (3-methylphenyl) -N , N'-bis- (phenyl) -benzidine), s-TAD and MTDATA (4,4 ', 4 "-Tris (N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine) The hole transport layer 230 may be formed using an evaporation method or a spin coating method, and the thickness of the hole transport layer 230 may be 5 to 150 nm.

이어, 정공수송층(230) 상에 그래핀막(240)을 형성한다. 상기 그래핀막(240)은 전술한 그래핀막의 제조방법에서 모두 설명하였으므로, 그 설명을 생략하기로 한다. Subsequently, the graphene film 240 is formed on the hole transport layer 230. Since the graphene film 240 has been described in the above-described manufacturing method of the graphene film, the description thereof will be omitted.

다음, 도 3b를 참조하면, 그래핀막(240) 상에 PDMS 몰드를 이용하여 상부 PDMS층(110b), 하부 PDMS층(110a), PDMS패턴(115) 및 PS층(120)을 프린팅하여 도 3c에 도시된 바와 같이 그래핀 패턴으로 이루어진 그래핀 양자점 발광층(247)을 형성한다. PDMS 몰드를 이용한 그래핀 패턴의 제조방법은 전술한 그래핀 양자점의 제조방법에서 모두 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 한다. Next, referring to FIG. 3B, an upper PDMS layer 110b, a lower PDMS layer 110a, a PDMS pattern 115, and a PS layer 120 are printed on the graphene film 240 using a PDMS mold. A graphene quantum dot light emitting layer 247 having a graphene pattern is formed as shown in FIG. Since the graphene pattern manufacturing method using the PDMS mold has been described in the graphene quantum dot manufacturing method described above, the description thereof will be omitted.

계속해서, 도 3c를 참조하면, 그래핀 양자점 발광층(247) 상에 전자수송층(250)을 형성한다. 전자수송층(250)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전자수송층(250)은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있으며, 전자수송층(160)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 3C, the electron transport layer 250 is formed on the graphene quantum dot emission layer 247. The electron transport layer 250 serves to facilitate electron transport, and may be made of any one or more selected from the group consisting of Alq3 (tris (8-hydroxyquinolino) aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq, and SAlq. However, the present invention is not limited thereto. The electron transport layer 250 may be formed using an evaporation method or a spin coating method, and the thickness of the electron transport layer 160 may be 1 to 50 nm.

이어, 전자수송층(250) 상에 전자주입층(260)을 형성한다. 전자주입층(260)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, MgF2, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF 및 CaF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전자주입층(260)은 10 내지 30Å의 두께로 이루어질 수 있다. Subsequently, the electron injection layer 260 is formed on the electron transport layer 250. The electron injection layer 260 serves to facilitate the injection of electrons, and may be any one or more selected from the group consisting of MgF 2 , LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, and CaF 2 , but is not limited thereto. . The electron injection layer 260 may be formed to a thickness of 10 to 30 kPa.

마지막으로, 전자주입층(260) 상에 제2 전극(270)을 형성한다. 제2 전극(270)은 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 따라서, 그래핀 양자점 발광층을 구비한 양자점 발광소자를 제조한다.Finally, the second electrode 270 is formed on the electron injection layer 260. The second electrode 270 may be made of magnesium (Mg), calcium (Ca), aluminum (Al), silver (Ag), or an alloy thereof having a low work function. Therefore, a quantum dot light emitting device having a graphene quantum dot light emitting layer is manufactured.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 그래핀 양자점을 나타낸 도면이다. 전술한 본 발명의 실시예에 따라 그래핀 양자점을 제조한 결과, 도 4a 및 도 4b에 나타나는 바와 같이, 10nm 및 20nm의 사이즈를 가지는 그래핀 양자점이 일정 간격으로 배열되어 제조된 것을 확인할 수 있었다. 4A and 4B are graphs showing graphene quantum dots manufactured according to an embodiment of the present invention. As a result of manufacturing the graphene quantum dot according to the embodiment of the present invention, as shown in Figures 4a and 4b, it was confirmed that the graphene quantum dots having a size of 10nm and 20nm are arranged at a predetermined interval.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 양자점의 제조방법 및 이를 이용한 양자점 발광소자의 제조방법은 블록 공중합체를 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝함으로써, 그래핀 양자점의 제조가 용이한 이점이 있다. 또한, 레이저 조사를 이용하여 산화 그래핀을 환원시켜 그래핀을 제조함으로써, 그래핀의 제조가 용이하고 신뢰성이 우수한 그래핀을 제조할 수 있는 이점이 있다.As described above, the graphene quantum dot manufacturing method and the method for manufacturing a quantum dot light emitting device using the same according to an embodiment of the present invention by using a block copolymer as a pattern by patterning the graphene film, it is easy to manufacture graphene quantum dots There is an advantage. In addition, by producing graphene by reducing the graphene oxide using a laser irradiation, there is an advantage in that it is easy to manufacture graphene and excellent graphene can be produced.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

200 : 기판 210 : 제1 전극
220 : 정공주입층 230 : 정공수송층
247 : 그래핀 양자점 발광층 250 : 전자수송층
260 : 전자주입층 270 : 제2 전극200: substrate 210: first electrode
220: hole injection layer 230: hole transport layer
247: graphene quantum dot light emitting layer 250: electron transport layer
260: electron injection layer 270: second electrode

Claims (16)

PDMS 몰드를 형성하는 단계;
상기 PDMS 몰드 내에 PS-PDMS 블록 공중합체를 도포하고 열처리하여, PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 형성하는 단계;
상기 PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 그래핀막 상에 임프린팅하는 단계;
상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 PDMS패턴을 형성하는 단계; 및
상기 PS패턴을 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝하는 단계를 포함하는 그래핀 양자점의 제조방법.
Forming a PDMS mold;
Coating and heat treating a PS-PDMS block copolymer in the PDMS mold to form a PS layer, a PDMS layer, and a PDMS pattern;
Imprinting the PS layer, the PDMS layer, and the PDMS pattern on a graphene film;
Removing the PS layer and the PDMS layer to form a PDMS pattern on a graphene film; And
Method of manufacturing a graphene quantum dot comprising the step of patterning a graphene film using the PS pattern as a mask.
제1 항에 있어서,
상기 PS층, 상기 PDMS층 및 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는,
상기 PS-PDMS 블록 공중합체막에 열처리하여, 상부 PDMS층과 하부 PDMS층 사이에 PDMS패턴과 PS층을 형성하는 단계를 포함하는 그래핀 양자점의 제조방법.
The method according to claim 1,
Forming the PS layer, the PDMS layer and the PDMS pattern,
Heat-treating the PS-PDMS block copolymer film to form a PDMS pattern and a PS layer between the upper PDMS layer and the lower PDMS layer.
제2 항에 있어서,
상기 열처리는 100 내지 200℃의 온도에서 수 분 내지 수 시간 동안 수행되는 그래핀 양자점의 제조방법.
The method of claim 2,
The heat treatment is a method for producing a graphene quantum dot is carried out for several minutes to several hours at a temperature of 100 to 200 ℃.
제2 항에 있어서,
상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는,
제1 에칭하여 상기 하부 PDMS층을 제거하는 단계;
상기 PS층과 PDMS패턴을 플라즈마 처리하여, 상기 PS층을 제거하고 산화 PMDS패턴을 형성하는 단계; 및
제2 에칭하여 상기 상부 PDMS층을 제거하는 단계를 포함하는 그래핀 양자점의 제조방법.
The method of claim 2,
Removing the PS layer and the PDMS layer to form the PDMS pattern on the graphene film,
First etching to remove the lower PDMS layer;
Plasma processing the PS layer and the PDMS pattern to remove the PS layer and form an oxide PMDS pattern; And
And etching the second PDMS layer by second etching.
제4 항에 있어서,
상기 제1 에칭 및 상기 제2 에칭은 CF4 반응 가스를 이용하는 그래핀 양자점의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The first etching and the second etching method of manufacturing a graphene quantum dot using a CF 4 reaction gas.
제4 항에 있어서,
상기 플라즈마 처리는 O2 플라즈마인 그래핀 양자점의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The plasma treatment is a method for producing a graphene quantum dot O 2 plasma.
제1 항에 있어서,
상기 그래핀막을 패터닝하는 단계 이후에,
상기 산화 PMDS패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 그래핀 양자점의 제조방법.
The method according to claim 1,
After patterning the graphene film,
The method of manufacturing a graphene quantum dot further comprising the step of removing the oxide PMDS pattern.
제7 항에 있어서,
상기 산화 PDMS패턴을 제거하는 단계는 BOE 에천트를 사용하는 그래핀 양자점의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
Removing the oxidized PDMS pattern is a graphene quantum dot manufacturing method using a BOE etchant.
제1 항에 있어서,
상기 그래핀막의 제조는,
기판 상에 산화 그래핀막을 형성하는 단계;
상기 기판을 챔버 내에 장착하는 단계;
상기 챔버 내에 질소(N2) 가스와 탄소 가스를 주입하는 단계; 및
상기 산화 그래핀막에 레이저를 조사하여 상기 산화 그래핀막을 그래핀으로 환원시키는 단계를 포함하는 그래핀 양자점의 제조방법.
The method according to claim 1,
Preparation of the graphene film,
Forming a graphene oxide film on the substrate;
Mounting the substrate in a chamber;
Injecting nitrogen (N 2 ) gas and carbon gas into the chamber; And
Irradiating a laser to the graphene oxide film manufacturing method of the graphene quantum dot comprising the step of reducing the graphene oxide film to graphene.
제9 항에 있어서,
상기 산화 그래핀막에 레이저를 조사하는 단계는,
상기 산화 그래핀막의 표면 온도를 1000 내지 3000K로 상승시키는 그래핀 양자점의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Irradiating a laser to the graphene oxide film,
Method of manufacturing a graphene quantum dot to increase the surface temperature of the graphene oxide film to 1000 to 3000K.
기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극 상에 하부 기능층들을 형성하는 단계;
상기 하부 기능층들 상에 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계;
상기 그래핀 양자점 상에 상부 기능층들을 형성하는 단계; 및
상기 상부 기능층들 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계는,
PDMS 몰드를 형성하는 단계;
상기 PDMS 몰드 내에 PS-PDMS 블록 공중합체를 도포하고 열처리하여, PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 형성하는 단계;
상기 PS층, PDMS층 및 PDMS패턴을 그래핀막 상에 임프린팅하는 단계;
상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 PDMS패턴을 형성하는 단계; 및
상기 PS패턴을 마스크로 이용하여 그래핀막을 패터닝하고 상기 그래핀 양자점 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 양자점 발광소자의 제조방법.
Forming a first electrode on the substrate;
Forming lower functional layers on the first electrode;
Forming a graphene quantum dot light emitting layer on the lower functional layers;
Forming upper functional layers on the graphene quantum dots; And
Forming a second electrode on the upper functional layers,
Forming the graphene quantum dot light emitting layer,
Forming a PDMS mold;
Coating and heat treating a PS-PDMS block copolymer in the PDMS mold to form a PS layer, a PDMS layer, and a PDMS pattern;
Imprinting the PS layer, the PDMS layer, and the PDMS pattern on a graphene film;
Removing the PS layer and the PDMS layer to form a PDMS pattern on a graphene film; And
And forming a graphene film and forming the graphene quantum dot light emitting layer using the PS pattern as a mask.
제11 항에 있어서,
상기 하부 기능층들은 정공주입층 및 정공수송층을 포함하고, 상기 상부 기능층들은 전자수송층 및 전자주입층을 포함하는 양자점 발광소자의 제조방법.
12. The method of claim 11,
And the lower functional layers include a hole injection layer and a hole transport layer, and the upper functional layers comprise an electron transport layer and an electron injection layer.
제11 항에 있어서,
상기 PS층, 상기 PDMS층 및 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는,
상기 PS-PDMS 블록 공중합체막에 열처리하여, 상부 PDMS층과 하부 PDMS층 사이에 PDMS패턴과 PS층들을 형성하는 단계를 포함하는 양자점 발광소자의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Forming the PS layer, the PDMS layer and the PDMS pattern,
Heat-treating the PS-PDMS block copolymer film to form a PDMS pattern and a PS layer between an upper PDMS layer and a lower PDMS layer.
제13 항에 있어서,
상기 PS층 및 상기 PDMS층을 제거하여, 그래핀막 상에 상기 PDMS패턴을 형성하는 단계는,
제1 에칭하여 상기 상부 PDMS층과 상기 PS층들을 제거하는 단계;
상기 PDMS패턴을 플라즈마 처리하여 산화 PMDS패턴으로 형성하는 단계; 및
제2 에칭하여 상기 하부 PDMS막을 제거하는 단계를 포함하는 양자점 발광소자의 제조방법.
The method of claim 13,
Removing the PS layer and the PDMS layer to form the PDMS pattern on the graphene film,
First etching to remove the upper PDMS layer and the PS layers;
Plasma treating the PDMS pattern to form an oxide PMDS pattern; And
And removing the lower PDMS layer by second etching.
제11 항에 있어서,
상기 그래핀막을 패터닝하는 단계 이후에,
상기 산화 PMDS패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 양자점 발광소자의 제조방법.
12. The method of claim 11,
After patterning the graphene film,
The method of manufacturing a quantum dot light emitting device further comprising the step of removing the oxide PMDS pattern.
제11 항에 있어서,
상기 그래핀막의 제조는,
상기 상부 기능층들이 형성된 기판 상에 산화 그래핀막을 형성하는 단계;
상기 기판을 챔버 내에 장착하는 단계;
상기 챔버 내에 질소(N2) 가스와 탄소 가스를 주입하는 단계; 및
상기 산화 그래핀막에 레이저를 조사하여 상기 산화 그래핀막을 그래핀으로 환원시키는 단계를 포함하는 양자점 발광소자의 제조방법.12. The method of claim 11,
Preparation of the graphene film,
Forming a graphene oxide film on the substrate on which the upper functional layers are formed;
Mounting the substrate in a chamber;
Injecting nitrogen (N 2 ) gas and carbon gas into the chamber; And
And irradiating the graphene oxide film with a laser to reduce the graphene oxide film to graphene.
KR1020110140500A 2011-12-22 2011-12-22 Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same KR101881165B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110140500A KR101881165B1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110140500A KR101881165B1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130072885A true KR20130072885A (en) 2013-07-02
KR101881165B1 KR101881165B1 (en) 2018-08-27

Family

ID=48987452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110140500A KR101881165B1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101881165B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441221A (en) * 2013-09-16 2013-12-11 东南大学 Graphene-based flexible quantum dot light emitting diode device and manufacturing method thereof
KR101406085B1 (en) * 2013-07-11 2014-06-11 전남대학교산학협력단 A method for preparing graphene/pdms composite and graphene/pdms composite prepared by the same
CN104291321A (en) * 2014-07-28 2015-01-21 长春工业大学 Preparation method for graphene quantum dot film
KR20190086953A (en) * 2018-01-15 2019-07-24 한국기계연구원 Manufacturing apparatus and method for test sample of quantum dot based polymer composite

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210004748A (en) 2019-07-05 2021-01-13 삼성전자주식회사 Light emitting device and display device including the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531958A (en) * 1998-11-27 2002-09-24 マイスナ−、ディ−タ− Organic solar cells or light emitting diodes
KR20080077530A (en) * 2007-02-20 2008-08-25 고려대학교 산학협력단 Method for preparing led
KR20090003526A (en) * 2007-06-14 2009-01-12 삼성전자주식회사 Infrared rays emitting device using graphene
KR20090083091A (en) * 2008-01-29 2009-08-03 삼성전자주식회사 Method of forming fine pattern using block copolymer
KR20110081519A (en) * 2010-01-08 2011-07-14 한국과학기술원 Method for preparing graphene nano structures using self-assembling material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531958A (en) * 1998-11-27 2002-09-24 マイスナ−、ディ−タ− Organic solar cells or light emitting diodes
KR20080077530A (en) * 2007-02-20 2008-08-25 고려대학교 산학협력단 Method for preparing led
KR20090003526A (en) * 2007-06-14 2009-01-12 삼성전자주식회사 Infrared rays emitting device using graphene
KR20090083091A (en) * 2008-01-29 2009-08-03 삼성전자주식회사 Method of forming fine pattern using block copolymer
KR20110081519A (en) * 2010-01-08 2011-07-14 한국과학기술원 Method for preparing graphene nano structures using self-assembling material

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101406085B1 (en) * 2013-07-11 2014-06-11 전남대학교산학협력단 A method for preparing graphene/pdms composite and graphene/pdms composite prepared by the same
CN103441221A (en) * 2013-09-16 2013-12-11 东南大学 Graphene-based flexible quantum dot light emitting diode device and manufacturing method thereof
CN103441221B (en) * 2013-09-16 2016-02-03 东南大学 Based on the flexible quanta LED device and preparation method thereof of Graphene
CN104291321A (en) * 2014-07-28 2015-01-21 长春工业大学 Preparation method for graphene quantum dot film
KR20190086953A (en) * 2018-01-15 2019-07-24 한국기계연구원 Manufacturing apparatus and method for test sample of quantum dot based polymer composite

Also Published As

Publication number Publication date
KR101881165B1 (en) 2018-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7477203B2 (en) Methods of patterning coatings on surfaces and devices containing patterned coatings - Patents.com
KR101881165B1 (en) Method for manufacturing of graphene quantum dot, method for manufacturing of quantum dot light emitting device using the same
TWI376980B (en) Organic light emitting diode having high efficiency and process for fabricating the same
Hwang et al. Multilayered graphene anode for blue phosphorescent organic light emitting diodes
KR101388695B1 (en) Graphene transparent electrode and method for manufacturing the same
EP1063196B1 (en) Carbonaceous complex structure and manufacturing method therefor
CN102515135A (en) Method of preparing carbon thin film, electronics comprising carbon thin film, and electrochemical device comprising carbon thin film
WO2005089028A1 (en) Highly efficient organic light-emitting device using substrate or electrode having nanosized half-spherical convex and method for preparing
JP2012502411A5 (en)
EP3098198B1 (en) Production method of graphene foil with a pre-defined number of graphene layers
JP6195266B2 (en) Manufacturing method of electronic device
KR20200092567A (en) Method of preparing nanonet transition metal dichalcogenide thin film and phototransistor including nanonet transition metal dichalcogenide thin film thereby
KR101289214B1 (en) Graphene transparent electrode and method for manufacturing the same
CN107104129A (en) OLED manufacture method, OLED and display panel
KR101941957B1 (en) Method for manufacturing of graphene layer, method for manufacturing of touch device using the same
JP6923288B2 (en) Resonant tunnel diode manufacturing method
KR101802946B1 (en) Process for formation of metal oxide film on graphene
KR102442672B1 (en) Carbon-based thin film shadow mask and its manufacturing method
JP4139085B2 (en) Organic EL device and manufacturing method thereof
WO2020227928A1 (en) Display panel, manufacturing method thereof, and display apparatus
KR20090113995A (en) Board for the use of electroplating including metal catalyst layer and metal seed layer, and fabrication method of printed circuit board using the board
TW201210105A (en) Organic light-emitting diode employing mixed host and method for fabricating the same
JP2015088604A (en) Method for manufacturing bored dielectric layer, and method for manufacturing device including bored dielectric layer
TWI270316B (en) Methods for fabricating an organic electro-luminescence device and a carbon-enriched film
TWI321856B (en) Method for manufacturing nano pattern and application thereof for light-emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant