KR20190040564A - Flexible light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a flexible light emitting device, wherein an inorganic nanorod is grown on a seed layer to be transferred on a flexible substrate and a mask layer including a two-dimensional (2D) substance is used for processing at high temperature and remaining flexible, and a manufacturing method thereof. According to one embodiment of the present invention, the flexible light emitting device comprises: i) a flexible substrate; ii) a first electrode disposed on the flexible substrate; iii) a thin film layer including a 2D substance; the mask layer disposed on the thin film layer, having a through-hole formed thereon, and including the 2D substance; v) the nanorod disposed in the through-hole and having a side surface connected to the mask layer; vi) a light emitting layer disposed on the mask layer and disposed along the nanorod; vii) a semiconductor layer disposed on the mask layer and disposed along the light emitting layer; viii) a peeling layer disposed on the mask layer and connected to the side surface of the semiconductor layer; and ix) a second electrode disposed along the peeling layer and the semiconductor layer, and including convex and concave parts.

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.

또한 유기물을 이용한 발광 소자의 마스크층은 고온 공정이 어려울 수 있으며 마스크층이 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물로 제조될 경우에는 발광 소자가 구부러지면 마스크층이 깨지는 현상이 발생할 수 있다.In addition, when the mask layer of the light emitting device using an organic material is difficult to be formed at high temperature and the mask layer is made of silicon oxide or silicon nitride, the mask layer may be broken when the light emitting device is bent.

본 발명의 일 실시예는 시드층에 무기물 나노로드를 성장시켜 유연한 기판 위에 전사 할 수 있으며 2차원물질을 포함하는 마스크층을 이용하여 고온 공정이 가능하고 휠 수 있는 유연한 발광 소자를 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a flexible light emitting device capable of growing and growing an inorganic nano-rod on a seed layer and transferring the nano-rod onto a flexible substrate and using a mask layer including a two- .

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 위치하는 제1 전극, ⅲ) 2차원물질을 포함하는 박막층, ⅳ) 박막층 위에 위치하고 관통홀을 포함하고 2차원물질을 포함하는 마스크층, ⅴ) 관통홀에 위치하고 측면이 마스크층과 연결되는 나노로드, ⅵ) 마스크층 위에 위치하고 나노로드를 따라 위치하는 발광층, ⅶ) 마스크층 위에 위치하고 발광층을 따라 위치하는 반도체층, ⅷ) 마스크층 위에 위치하고 반도체층의 측면과 연결되는 필링층 그리고 ⅸ) 필링층과 반도체층을 따라 위치하고, 볼록부와 오목부를 포함하는 제2 전극을 포함할 수 있다.A flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention comprises: i) a flexible substrate, ii) a first electrode located on the flexible substrate, iii) a thin film layer comprising a two-dimensional material, iv) A) a nano-rod which is located in the through-hole and whose side is connected to the mask layer, vi) a light-emitting layer located on the mask layer and located along the nano-rod, (Iii) a peeling layer located on the mask layer and connected to the side surface of the semiconductor layer, and (iv) a second electrode located along the peeling layer and the semiconductor layer, the second electrode including the convex portion and the concave portion.

박막층은 박막층과 마스크층 사이에 위치하는 시드층을 포함할 수 있다. 제1 전극 위에 박막층이 위치하고, 제1 전극과 박막층이 서로 수직 방향으로 위치하여, 전류가 수직 방향으로 흐를 수 있다. The thin film layer may include a seed layer positioned between the thin film layer and the mask layer. A thin film layer is located on the first electrode, and the first electrode and the thin film layer are positioned in a perpendicular direction to each other, so that a current can flow in a vertical direction.

박막층이 포함하는 2차원물질과 마스크층이 포함하는 2차원물질은 그래핀(Graphene), 산화그래핀(graphene oxide), 육방정계 질화붕소(h-BN), 플루오르그래핀(fluorographene), BCN, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, 흑린(black phosphorus) 또는 포스포린(phosphorene)을 포함할 수 있다.The two-dimensional material included in the thin film layer and the two-dimensional material included in the mask layer include graphene, graphene oxide, hexagonal boron nitride (h-BN), fluorographene, BCN, MoS2, WS2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, black phosphorus, or phosphorene.

본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 제조 방법은 ⅰ) 지지 기판을 제공하는 단계, ⅱ) 지지 기판 위에 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계, ⅲ) 박막층 위에 2차원물질을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계 ⅴ) 마스크층 위에 절연층을 제공하는 단계, ⅵ) 절연층을 제거하는 단계, ⅶ) 마스크층과 측면이 연결되는 나노로드를 제공하는 단계, ⅷ) 나노로드를 따라 위치하는 발광층을 제공하는 단계, ⅸ) 발광층을 따라 위치하는 반도체층을 제공하는 단계, ⅹ) 마스크층 위에 위치하고 반도체층의 측면과 연결되는 필링층을 제공하는 단계, xi) 필링층과 반도체층을 따라 위치하고, 볼록부와 오목부를 포함하는 제2 전극을 제공하는 단계, xii) 지지 기판을 제거하는 단계, xiii) 유연한 기판을 제공하는 단계, xiv) 유연한 기판 위에 제1 전극을 전사하는 단계, 그리고 xv) 지지 기판을 제거한 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 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 thin film layer comprising a two-dimensional material on a support substrate, iii) Providing a mask layer, v) providing an insulating layer over the mask layer, vi) removing the insulating layer, iii) providing a nano-rod to which the mask layer and the side are connected, and iii) Providing a semiconductor layer located along the light emitting layer, x) providing a peel layer located over the mask layer and connected to a side of the semiconductor layer, xi) providing a light emitting layer along the fill layer and the semiconductor layer Xii) removing the support substrate, xiii) providing a flexible substrate, and xiv) providing a first electrode on the flexible substrate, wherein the second electrode comprises a convex portion and a concave portion, The step of transferring, and may include the step of providing a thin film layer comprising a two-dimensional material to remove xv) a support substrate.

지지 기판 위에 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계는 박막층 위에 시드층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 지지 기판을 제거한 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계는 제1 전극 위에 박막층이 위치하고, 제1 전극과 박막층이 서로 수직 방향으로 위치하여, 전류가 수직 방향으로 흐를 수 있다. Providing a thin film layer comprising a two-dimensional material on a support substrate may comprise providing a seed layer over the thin film layer. In the step of providing the thin film layer including the two-dimensional material from which the supporting substrate is removed, the thin film layer may be positioned on the first electrode, the first electrode and the thin film layer may be positioned perpendicular to each other, and a current may flow in the vertical direction.

박막층 위에 2차원물질을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계는 금속판 위에 2차원물질을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 마스크층 위에 절연층을 제공하는 단계는 절연층에 제1 관통홀을 제공하는 단계, 마스크층에 제2 관통홀을 제공하는 단계, 금속판을 제거하는 단계, 그리고 시드층 위에 마스크층과 절연층을 전사하는 단계를 포함할 수 있다. The step of providing a mask layer comprising a two-dimensional material on the thin film layer may further comprise the step of providing a mask layer comprising a two-dimensional material on the metal plate. Providing an insulating layer over the mask layer comprises providing a first through hole in the insulating layer, providing a second through hole in the mask layer, removing the metal plate, and providing a mask layer and an insulating layer over the seed layer Transferring step.

마스크층 위에 절연층을 제공하는 단계는 금속판을 제거 하는 단계, 그리고 시드층 위에 마스크층과 절연층을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 시드층 위에 마스크층과 절연층을 전사하는 단계는 절연층에 제3 관통홀을 제공하는 단계, 그리고 마스크층에 제4 관통홀을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 지지 기판을 제거하는 단계는 습식 식각 및 리프트 오프 단계, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane)을 이용한 스탬프 단계 또는 레이저 리프트 오프(Laser lift-off) 단계를 포함할 수 있다. The step of providing the insulating layer on the mask layer may further include removing the metal plate, and transferring the mask layer and the insulating layer onto the seed layer. Transferring the mask layer and the insulating layer onto the seed layer may further include providing a third through hole in the insulating layer and providing a fourth through hole in the mask layer. The step of removing the support substrate may include a wet etching and lift-off step, a stamping step using polydimethylsiloxane (PDMS), or a laser lift-off step.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유연한 기판 상에 2차원물질을 포함하는 박막층에 무기물 나노로드 포함하는 구조를 전사하여 굽힘에도 안정성을 가지는 발광 소자를 얻을 수 있으며, 마스크층이 2차원물질을 포함할 수 있으므로 고온 공정 시 마스크층의 붕괴 현상을 미연에 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a structure including inorganic nano-rods may be transferred to a thin film layer including a two-dimensional material on a flexible substrate to obtain a light emitting device having stability to bending. It is possible to prevent the collapse of the mask layer in the high-temperature process.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자의 발광 작동의 단면도이다.
도 3, 4, 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 light emitting operation of a flexible light emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3, 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), 제1 전극(20), 박막층(30), 시드층(40), 마스크층(50), 나노로드(60), 발광층(70), 반도체층(71), 필링층(80) 그리고 제2 전극(90)을 포함할 수 있다.1, a flexible light emitting device 1 includes a flexible substrate 10, a first electrode 20, a thin film layer 30, a seed layer 40, a mask layer 50, a nano rod 60, A light emitting layer 70, a semiconductor layer 71, a filling layer 80, and a second electrode 90.

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 제1 전극(20), 박막층(30), 시드층(40), 마스크층(50), 나노로드(60), 발광층(70), 반도체층(71), 필링층(80) 그리고 제2 전극(90)을 지지 할 수 있다. 유연한 기판(10)은 유연한 특성을 가지므로 굽힘 또는 변형이 자유로울 수 있다.The flexible substrate 10 includes a first electrode 20, a thin film layer 30, a seed layer 40, a mask layer 50, a nano rod 60, a light emitting layer 70, a semiconductor layer 71, 80) and the second electrode (90). The flexible substrate 10 has flexibility and can be free from bending or deformation.

제1 전극(20)은 유연한 기판(10)위에 위치할 수 있다. 제1 전극(20)은 ITO, FTO, 인듐, 금, 니켈, 팔라듐, 백금 또는 알루미늄으로 제조될 수 있다. 제1 전극(20)의 두께는 5nm 내지 100nm일 수 있다. 제1 전극(20)은 전류를 박막층(30)에 전면적으로 고르게 주입할 수 있다.The first electrode 20 may be positioned on the flexible substrate 10. The first electrode 20 may be made of ITO, FTO, indium, gold, nickel, palladium, platinum or aluminum. The thickness of the first electrode 20 may be 5 nm to 100 nm. The first electrode 20 can uniformly and uniformly inject current into the thin film layer 30.

종래에는 전극이 박막층의 측면에서 위치하여 전류가 박막층에 측면을 통해 수평으로 흐르게 되므로 발광 소자의 발광 효율이 낮을 수 있었다.Conventionally, since the electrode is located on the side of the thin film layer and current flows horizontally through the side surface of the thin film layer, the luminous efficiency of the light emitting device can be low.

반면에 유연한 발광 소자(1)는 제1 전극(20)이 박막층(30)에 수직하게 위치하여 전류가 수직 방향으로 흐를 수 있으므로 넓은 표면적 컨택을 이용하여 제1 전극(20)으로부터 도전형 발광층(70)을 향해 수직 방향으로 전자가 이동할 수 있으므로 발광 면적을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, in the flexible light emitting device 1, since the first electrode 20 is vertically positioned in the thin film layer 30 and current can flow in the vertical direction, a large surface area contact is used to form a conductive type light emitting layer Electrons can move in the vertical direction toward the light emitting layer 70, thereby increasing the light emitting area and improving the light emitting efficiency.

박막층(30)은 제1 전극(20) 위에 위치할 수 있다. 박막층(30)은 2차원물질을 포함할 수 있다. 2차원물질은 그래핀(Graphene), 산화그래핀(graphene oxide), 육방정계 질화붕소(h-BN), 플루오르그래핀(fluorographene), BCN, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, 흑린(black phosphorus) 또는 포스포린(phosphorene)을 포함할 수 있다.The thin film layer 30 may be located on the first electrode 20. The thin film layer 30 may comprise a two-dimensional material. The two-dimensional material is selected from the group consisting of graphene, graphene oxide, hexagonal boron nitride (h-BN), fluorographene, BCN, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2 ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, black phosphorus, or phosphorene), ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, . ≪ / RTI >

박막층(30)은 2차원물질로 그래핀을 포함할 수 있다. 이 경우, 박막층(30)은 탄소로 이루어진 단층 구조물로 전기적으로 이차원 탄도 이동(2-dimensional ballistic transport) 특성을 가질 수 있다. 또한 박막층(30)은 서브-마이크론(sub-micron)의 작은 사이즈에서도 매우 작은 전기 저항을 가질 수 있으며 높은 전하이동도(Si의 약 100배) 및 높은 전류밀도(Cu의 약 100배)를 가질 수 있다. 그리고 박막층(30)은 5×103 W/mk 이상의 열전도도를 가질 수 있고, 1000℃ 이상의 고온에서도 특성을 안정적으로 유지할 수 있다. 박막층(30)은 전극 자체로 사용될 수도 있다.The thin film layer 30 may comprise graphene as a two-dimensional material. In this case, the thin film layer 30 may have a two-dimensional ballistic transport characteristic with a monolayer structure made of carbon. The thin film layer 30 can also have a very low electrical resistance even at small sub-micron sizes and have high charge mobility (about 100 times Si) and high current density (about 100 times Cu) . The thin film layer 30 can have a thermal conductivity of 5 x 10 < 3 > W / mk or more and can stably maintain the characteristics even at a high temperature of 1000 DEG C or higher. The thin film layer 30 may be used as the electrode itself.

시드층(40)은 박막층(30) 위에 위치할 수 있다. 시드층(40)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 시드층(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 seed layer (40) may be located on the thin film layer (30). The seed layer 40 may be made of Group III-V or Group II-VI compound semiconductors. The seed layer 40 may be formed of AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, Ga-doped ZnO, IZO ZnO).

시드층(40)의 위에는 나노로드(60)가 위치될 수 있다. 시드층(40)은 습윤층(Wetting Layer) 또는 버퍼층(buffer layer)일 수 있다.On the seed layer 40, a nano-rod 60 may be positioned. The seed layer 40 may be a wetting layer or a buffer layer.

종래에는 탄소층 위에 로드 구조가 위치할 수 있으므로, 탄소층의 표면 결함 부분에서만 소재가 성장할 수 있어 원하는 로드 구조물을 성장시키는 것이 어려울 수 있으며, 탄소층이 마스크층과 절연층의 역할을 동시에 수행하므로, 탄소층 표면이 반응성이 떨어져 탄소층 위에 로드 구조를 성장시키기가 어려울 수 있다.Conventionally, since the rod structure can be located on the carbon layer, it is possible to grow the material only at the surface defects of the carbon layer, and it may be difficult to grow a desired rod structure. Also, since the carbon layer plays a role of a mask layer and an insulating layer , The surface of the carbon layer may become less reactive and it may be difficult to grow the rod structure on the carbon layer.

반면에 유연한 발광 소자(1)는 박막층(30)과 마스크층(50) 사이에 시드층(40)을 포함할 수 있으므로 나노로드(60)의 밀도 조절 및 위치를 조절할 수 있으며 나노로드(60)의 핵 생성과 결정 성장을 용이하게 할 수 있다.The flexible light emitting device 1 may include the seed layer 40 between the thin film layer 30 and the mask layer 50 to control the density and position of the nanorod 60, Can facilitate nucleation and crystal growth of the catalyst.

마스크층(50)은 시드층(40)위에 위치할 수 있다. 마스크층(50)은 2차원물질을 포함할 수 있다. 2차원물질은 그래핀(Graphene), 산화그래핀(graphene oxide), 육방정계 질화붕소(h-BN), 플루오르그래핀(fluorographene), BCN, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, 흑린(black phosphorus) 또는 포스포린(phosphorene)을 포함할 수 있다.The mask layer 50 may be located above the seed layer 40. The mask layer 50 may comprise a two-dimensional material. The two-dimensional material is selected from the group consisting of graphene, graphene oxide, hexagonal boron nitride (h-BN), fluorographene, BCN, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2 ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, black phosphorus, or phosphorene), ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, . ≪ / RTI >

종래에는 마스크층이 유기물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 포함하여 제조 될 수 있으므로, 발광 소자가 구부러지면 마스크층이 깨지는 현상이 발생할 수 있으며 고온 공정이 어려울 수 있었다.Conventionally, since the mask layer can be made of an organic material, silicon oxide, and silicon nitride, if the light emitting device is bent, the mask layer may be broken and a high temperature process may be difficult.

반면에 유연한 발광 소자(1)는 마스크층(50)이 2차원물질로 제조될 수 있으므로, 고온 공정이 가능하고 발광 소자 자체가 구부러진 상태에도 마스크층이 깨지지 않고 정상적인 상태에서 빛을 발광할 수 있어 플렉시블 및 웨어러블 장치에도 적용할 수 있다.On the other hand, in the flexible light emitting device 1, since the mask layer 50 can be made of a two-dimensional material, a high-temperature process is possible and the mask layer is not broken even when the light emitting device itself is bent, It is also applicable to flexible and wearable devices.

마스크층(50)은 복수의 관통홀(51)을 포함할 수 있다. 나노로드(60)는 관통홀(51)에 위치할 수 있다. 나노로드(60)는 복수의 관통홀(51)에 각각 위치할 수 있으므로, 마스크층(50)에 선택적으로 노출된 시드층(40) 위에 위치할 수 있다. 관통홀(51)에는 나노로드(60)가 위치할 경우, 마스크층(50)은 나노로드(60)의 측면과 연결될 수 있다.The mask layer 50 may include a plurality of through holes 51. The nano-rod 60 may be located in the through-hole 51. The nano-rods 60 may be located on the seed layer 40 selectively exposed to the mask layer 50 because the nano-rods 60 may be located in the plurality of through-holes 51, respectively. When the nano-rod 60 is located in the through-hole 51, the mask layer 50 may be connected to the side surface of the nano-rod 60.

나노로드(60)는 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 나노로드(60)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. 나노로드(60)의 직경은 100nm 내지 700㎛ 일 수 있다. 바람직하게는, 나노로드(60)의 직경은 400nm 내지 500㎛ 일 수 있다. 나노로드(60)의 길이는 200nm 내지 1500㎛ 일 수 있다. 바람직하게는, 나노로드(60)의 길이는 1㎛ 내지 1000㎛ 일 수 있다.The nano-rods 60 may be made of Group III-V or Group II-VI compound semiconductors. The nano-rod 60 may be formed of a material selected from the group consisting of AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, Ga-doped ZnO, IZO ZnO). The diameter of the nano-rods 60 may be between 100 nm and 700 mu m. Preferably, the diameter of the nano-rods 60 may be between 400 nm and 500 mu m. The length of the nano-rods 60 may be 200 nm to 1500 탆. Preferably, the length of the nano-rods 60 may be between 1 [mu] m and 1000 [mu] m.

발광층(70)은 마스크층(50) 위에 위치할 수 있다. 발광층(70)은 나노로드(60)를 따라 나노로드(60)를 둘러싸며 위치할 수 있다. 발광층(70)은 은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 발광층(70)은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(Multi Quantum Wells, MQWs)중 하나의 구조를 포함 할 수 있다.The light emitting layer 70 may be located above the mask layer 50. The light emitting layer 70 may be positioned surrounding the nano-rod 60 along the nano-rod 60. The light emitting layer 70 may be made of a silver III-V compound semiconductor. The light emitting layer 70 may comprise a structure of either a single quantum well structure or a multiple quantum well structure (MQWs).

발광층(70)은 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs 또는 GaP/AlGaP을 포함할 수 있다. 발광층(70)이 다중 양자 우물 구조일 경우 In 또는 Al 조성이 서로 다를 수 있다. 발광층(70)은 400nm 내지 600nm 파장의 빛을 발광할 수 있다.The light emitting layer 70 may include AlGaN / AlGaN, InGaN / GaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, GaAs / AlGaAs or GaP / AlGaP. When the light emitting layer 70 has a multiple quantum well structure, In or Al compositions may be different from each other. The light emitting layer 70 may emit light having a wavelength of 400 nm to 600 nm.

반도체층(71)은 마스크층(50) 위에 위치할 수 있다. 반도체층(71)은 발광층(70)을 따라 발광층(70)을 둘러싸며 위치할 수 있다. 반도체층(71)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체로 제조 될 수 있다. 반도체층(71)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 semiconductor layer 71 may be located on the mask layer 50. The semiconductor layer 71 may surround the light emitting layer 70 along the light emitting layer 70. The semiconductor layer 71 may be made of Group III-V or Group II-VI compound semiconductors. The semiconductor layer 71 may be formed of AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, ZnO, ZnMgO, ZnCdO, Ga-doped ZnO, IZO ZnO).

필링층(80)은 마스크층(50) 위에 위치할 수 있다. 필링층(80)은 반도체층(71)의 측면과 연결될 수 있다. 필링층(80)은 복수의 나노로드(60)의 구조 사이에 위치하여 나노로드(60) 사이를 절연시키는 절연체일 수 있다. 필링층(80)은 제2 전극(90)의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다.The peeling layer 80 may be located above the mask layer 50. The peeling layer 80 may be connected to the side surface of the semiconductor layer 71. The filling layer 80 may be an insulator that is disposed between the structures of the plurality of nano rods 60 and insulates the nano rods 60 from each other. The peeling layer 80 may prevent the second electrode 90 from being damaged.

필링층(80)은 폴리메타크릴산메틸(PMMA, polymethyl methacrylate), 스핀 온 글래스(SOG, spin on glass), 스핀 온 인슐레이터(SOI, Spin on insulator), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다. 필링층(80)의 두께는 50nm 내지 2㎛일 수 있다.The filling layer 80 may be formed of a material such as polymethyl methacrylate (PMMA), spin on glass (SOG), spin on insulator (SOI), polyimide or polydimethylsiloxane PDMS, polydimethylsiloxane). The thickness of the peeling layer 80 may be between 50 nm and 2 mu m.

필링층(80)은 유연한 특성을 가질 수 있다. 필링층(80)은 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 peeling layer 80 may have flexible properties. The peeling layer 80 can reduce the expansion and contraction stress caused when the flexible light emitting device 1 is bent and then straightened or bent in the opposite direction, so that damage such as cracking can be prevented.

제2 전극(90)은 필링층(80)과 반도체층(71)을 따라 위치할 수 있다. 제2 전극(90)은 볼록부(91)와 오목부(92)를 포함할 수 있다. 볼록부(91)는 반도체층(71)의 측면을 둘러싸며 위치할 수 있으며, 오목부(92)는 필링층(80)의 위에 위치할 수 있다. 볼록부(91)와 오목부(92)는 필링층(80)과 반도체층(71)을 따라 그 상부에서 교대로 위치하며 이어질 수 있다.The second electrode 90 may be positioned along the semiconductor layer 71 and the peeling layer 80. The second electrode 90 may include a convex portion 91 and a concave portion 92. The convex portion 91 may surround the side surface of the semiconductor layer 71 and the concave portion 92 may be located above the peeling layer 80. [ The convex portion 91 and the concave portion 92 may be alternately positioned and connected to the peeling layer 80 and the semiconductor layer 71 at the upper portion thereof.

제2 전극(90)은 반도체층(71)을 감싸며 위치할 수 있다. 이 경우, 제2 전극(90)은 반도체층(71)의 전면과 연결될 수 있으므로, 제2 전극(90)은 반도체층(71), 발광층(70) 그리고 나노로드(60)에 전면적으로 전류를 고르게 주입할 수 있다.The second electrode 90 may surround the semiconductor layer 71. In this case, the second electrode 90 can be connected to the front surface of the semiconductor layer 71, so that the second electrode 90 can supply current to the semiconductor layer 71, the light emitting layer 70, and the nano- It can be evenly injected.

또한 제2 전극(90)은 반도체층(71)의 하측 단부와 측면을 둘러싸고 있으므로 넓은 표면적이 형성되어 제2 전극(90)으로부터 반도체층(71)으로 전류를 주입 시킬 수 있다. 따라서 제2 전극(90)의 구조를 포함하는 유연한 발광 소자(1)는 발광 면적을 증가시킬 수 있으므로 발광 효율을 향상시킬 수 있다.Since the second electrode 90 surrounds the lower end and the side surface of the semiconductor layer 71, a large surface area can be formed to inject current from the second electrode 90 into the semiconductor layer 71. Therefore, the flexible light emitting device 1 including the structure of the second electrode 90 can increase the light emitting area, thereby improving the light emitting efficiency.

제2 전극(90)은 반도체층(71)을 감싸며 위치할 수 있으므로, 반도체층(71), 발광층(70) 그리고 나노로드(60)의 내에서 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 가두어 증폭시킬 수 있다. 제2 전극(90)은 인듐, 금, 니켈, 팔라듐, 백금 또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 제2 전극(90)은 인듐, 금, 니켈이 순서대로 증착된 전극일 수 있다. 제2 전극(90)은 필링층(80)의 두께에 따라 반도체층(71)의 단부 부분에만 위치할 수도 있고, 반도체층(71)의 측면 부분에도 위치할 수 있다.The second electrode 90 may surround the semiconductor layer 71 so that the light is confined through the recombination of electrons and holes in the semiconductor layer 71, the light emitting layer 70, and the nano- . The second electrode 90 may include indium, gold, nickel, palladium, platinum or aluminum. The second electrode 90 may be an electrode in which indium, gold, and nickel are sequentially deposited. The second electrode 90 may be located only at the end portion of the semiconductor layer 71 or at the side portion of the semiconductor layer 71 depending on the thickness of the filling layer 80.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1)의 발광 작동의 단면도를 나타낸다. 유연한 발광 소자(1)는 나노로드(60) 내에서 전자와 정공의 결합에 의해 빛이 발생되고, 증폭된 빛(L)은 제2 전극(90)의 상부의 사방으로 방출될 수 있다. 이 경우, 제2 전극(90)은 반도체층(71)을 감싸며 위치할 수 있으므로 전자와 정공의 결합 효율이 높아져 방출된 빛(L) 발광 효율이 클 수 있다.Fig. 2 shows a cross-sectional view of the light-emitting operation of the flexible light-emitting device 1 according to the embodiment of the present invention. The flexible light-emitting device 1 generates light by the combination of electrons and holes in the nano-rod 60, and the amplified light L can be emitted to all directions of the upper portion of the second electrode 90. In this case, since the second electrode 90 can surround the semiconductor layer 71, the coupling efficiency of electrons and holes increases, and the efficiency of emitted light (L) can be high.

도 2에 도시한 바와 같이, 유연한 발광 소자(1)는 필링층(80)이 상호 이격된 나노로드(60) 사이를 채워 지지할 수 있으며, 유연한 특성을 가질 수 있으므로 유연한 발광 소자(1)가 구부려 지더라도 나노로드(60)의 붕괴 현상이 발생되지 않을 수 있다.As shown in FIG. 2, the flexible light-emitting device 1 can be filled between the nano-rods 60 spaced apart from each other and the flexible light-emitting device 1 can have a flexible characteristic, The collapse of the nano rod 60 may not occur even if it is bent.

또한 유연한 발광 소자(1)는 마스크층(50)이 2차원물질을 포함할 수 있으므로 유연한 발광 소자(1)의 굽힘 시 발생될 수 있는 마스크층(50)의 깨짐 발생을 미연에 방지하고 굽힘 상태에서도 유연한 발광 소자(1)의 구동이 가능할 수 있다. 따라서 유연한 발광 소자(1)는 구부러진 상태에도 빛을 발광할 수 있어 플렉시블 장치에도 적용될 수 있다.In addition, since the flexible light emitting device 1 may include a two-dimensional material, the mask layer 50 may prevent cracking of the mask layer 50, which may be generated when the flexible light emitting device 1 is bent, The flexible light emitting device 1 can be driven. Therefore, the flexible light-emitting device 1 can emit light even in a bent state and can be applied to a flexible device.

유연한 발광 소자(1)가 굽힘 상태로 발광할 경우, 유연한 기판(10), 제1 전극(20), 박막층(30), 시드층(40), 마스크층(50), 필링층(80) 그리고 제2 전극(90) 이 전체적으로 구부러질 수 있다. 유연한 발광 소자(1)의 굽힘 반경은 ∞ 내지 4mm 일 수 있다. 굽힘 반경이 ∞일 경우, 유연한 발광 소자(1)를 굽히지 않은 상태일 수 있다.The flexible substrate 10, the first electrode 20, the thin film layer 30, the seed layer 40, the mask layer 50, the peeling layer 80, The second electrode 90 can be bent entirely. The bending radius of the flexible light-emitting device 1 may be in a range of from infinite to 4 mm. When the bending radius is infinite, the flexible light emitting device 1 may be in a non-bent state.

도 3, 도 4, 도 5 그리고 도 6은 유연한 발광 소자(1)의 제조 과정을 나타낸다. 도 3, 도 4 그리고 도 6은 일 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1)의 제조 과정을 나타내고, 도 3, 도 5 그리고 도 6은 일 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1)의 또 다른 제조 과정을 나타낸다.FIGS. 3, 4, 5 and 6 show a manufacturing process of the flexible light emitting device 1. FIG. FIGS. 3, 4 and 6 show a manufacturing process of the flexible light emitting device 1 according to an embodiment. FIGS. 3, 5, and 6 show another manufacturing process of the flexible light emitting device 1 according to an embodiment. Process.

먼저, 도 3, 도 4 그리고 도 6의 일 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1)는 도 3의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 지지 기판(11)을 제공하고, 지지 기판(11) 위에 박막층(30)을 제공할 수 있다. 지지 기판(11)은 GaN 기판, Ga2O2 기판, 실리콘 기판 또는 실리콘 카바이드 기판을 포함할 수 있다. 박막층(30)은 2차원물질을 포함할 수 있다. 박막층(30)은 그래핀을 포함할 수 있다. 이 경우 그래핀은 식각 용액에 의한 구리 포일 제거 방법 또는 전사 방법으로 제조될 수 있다. 박막층(30)의 위에는 시드층(40)을 제공할 수 있다.3 (a) and 3 (b), the flexible light emitting device 1 according to one embodiment of FIGS. 3, 4, and 6 includes a support substrate 11, The thin film layer 30 may be provided on the substrate 11. The support substrate 11 may include a GaN substrate, a Ga 2 O 2 substrate, a silicon substrate, or a silicon carbide substrate. The thin film layer 30 may comprise a two-dimensional material. The thin film layer 30 may comprise graphene. In this case, the graphene can be produced by a copper foil removing method or a transfer method by an etching solution. A seed layer 40 may be provided on top of the thin film layer 30.

도 3의 (c)와 (d)에 도시한 바와 같이, 금속판(12) 위에는 마스크층(50)을 제공할 수 있다. 마스크층(50)은 2차원물질을 포함할 수 있다. 마스크층(50)은 그래핀을 포함할 수 있다. 금속판(12)은 Cu foil 또는 Al foil을 포함할 수 있다. 마스크층(50) 위에는 절연층(81)을 제공할 수 있다. 절연층(81)은 폴리메타크릴산메틸(PMMA, polymethyl methacrylate), 스핀 온 글래스(SOG, spin on glass), 스핀 온 인슐레이터(SOI, Spin on insulator), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다.A mask layer 50 may be provided on the metal plate 12, as shown in Figs. 3 (c) and 3 (d). The mask layer 50 may comprise a two-dimensional material. Mask layer 50 may comprise graphene. The metal plate 12 may include Cu foil or Al foil. An insulating layer 81 may be provided on the mask layer 50. The insulating layer 81 may be formed of a material such as polymethyl methacrylate (PMMA), spin on glass (SOG), spin on insulator (SOI), polyimide or polydimethylsiloxane PDMS, polydimethylsiloxane).

도 4의 (e-1)에 도시한 바와 같이, 절연층(81)에는 복수의 제1 관통홀(82)을 제공할 수 있다. 제1 관통홀(82)은 절연층(81) 상에 패턴을 형성하고, 패턴 형상과 맞게 절연층(81)을 식각하여 제조 될 수 있다. 제1 관통홀(82)의 패턴은 전자빔 리소그래피(E-beam lithography), 포토 리소그래피(photo lithography), 또는 나노임프린트(Nanoimprint) 방법으로 제조될 수 있다. 제1 관통홀(82)의 직경은 50nm 내지 500μm 일 수 있다. 복수의 제1 관통홀(82) 간의 사이 간격은 0.5μm 내지 1000μm 일 수 있다.As shown in FIG. 4 (e-1), the insulating layer 81 may be provided with a plurality of first through holes 82. The first through holes 82 may be formed by forming a pattern on the insulating layer 81 and etching the insulating layer 81 to match the pattern shape. The pattern of the first through holes 82 can be manufactured by an E-beam lithography, a photo lithography, or a Nanoimprint method. The diameter of the first through hole 82 may be 50 nm to 500 mu m. The interval between the plurality of first through holes 82 may be between 0.5 μm and 1000 μm.

다음으로 도 4의 (f-1)에 도시한 바와 같이, 마스크층(50)에 복수의 제2 관통홀(52)을 제공할 수 있다. 제2 관통홀(52)은 절연층(81)의 패턴 형상과 맞게 식각하여 제조될 수 있다. 제2 관통홀(52)의 패턴은 RIE 또는 O2 plasma 방법으로 제조될 수 있다.Next, as shown in FIG. 4 (f-1), a plurality of second through holes 52 can be provided in the mask layer 50. The second through holes 52 may be fabricated by etching to match the pattern shape of the insulating layer 81. The pattern of the second through hole 52 can be manufactured by the RIE or O 2 plasma method.

도 4의 (g-1)에 도시한 바와 같이, (f-1)의 구조에서 금속판(12)을 제거할 수 있다. 그리고 금속판(12)을 제거한 구조를 마스크층(50) 및 마스크층(50)의 위에 위치하는 절연층(81)을 시드층(40) 위에 전사할 수 있다. 다음으로 도 4의 (h-1)에 도시한 바와 같이, 절연층(81)을 제거할 수 있다. 절연층(81)은 Acetone 등의 용액으로 제거될 수 있다.The metal plate 12 can be removed from the structure (f-1) as shown in (g-1) of FIG. The structure in which the metal plate 12 is removed can be transferred onto the seed layer 40 with the mask layer 50 and the insulating layer 81 located on the mask layer 50. [ Next, as shown in (h-1) of FIG. 4, the insulating layer 81 can be removed. The insulating layer 81 can be removed with a solution such as Acetone.

유연한 발광 소자(1)의 제조 과정이 도 4의 단계를 포함할 경우, 시드층(40) 위에 이미 제2 관통홀(52)을 식각한 마스크층(50)의 구조를 전사할 수 있으므로, 제2 관통홀(52)의 직경 또는 제2 관통홀(52) 간의 간격 등을 미세하게 제어할 수 있다. 따라서 마스크층(50)의 제2 관통홀(52)에 위치하는 나노로드(60)의 위치를 효율적으로 제어할 수 있다.4, since the structure of the mask layer 50 in which the second through holes 52 are already etched on the seed layer 40 can be transferred, The diameter of the second through hole 52, the distance between the second through holes 52, and the like can be finely controlled. Therefore, the position of the nano-rod 60 located in the second through-hole 52 of the mask layer 50 can be efficiently controlled.

도 6의 (i)와 (j)에 도시한 바와 같이, 시드층(40)의 위에는 나노로드(60)가 제공될 수 있다. 나노로드(60)는 마크스층(50)에 형성된 관통홀에 위치할 수 있으므로, 마스크층(50)에 선택적으로 노출된 시드층(40) 위에 위치할 수 있다. 나노로드(60)의 위에는 발광층(70)을 제공할 수 있다.As shown in FIGS. 6 (i) and 6 (j), a nano-rod 60 may be provided on the seed layer 40. The nano-rods 60 may be located on the seed layer 40 selectively exposed to the mask layer 50 because they may be located in the through-holes formed in the mark layer 50. The light emitting layer 70 may be provided on the nano-rod 60.

발광층(70)은 나노로드(60)를 둘러싸며 위치하고 발광층(70)의 단부는 마스크층(50)과 연결될 수 있다. 발광층(70) 위에는 반도체층(71)을 제공할 수 있다. 반도체층(71)은 발광층(70)을 둘러싸며 위치하고 반도체층(71)의 단부는 마스크층(50)과 연결될 수 있다.The light emitting layer 70 may surround the nano-rod 60 and the end of the light emitting layer 70 may be connected to the mask layer 50. A semiconductor layer 71 may be provided on the light emitting layer 70. The semiconductor layer 71 may surround the light emitting layer 70 and the end of the semiconductor layer 71 may be connected to the mask layer 50.

도 6의 (k)에 도시한 바와 같이, 마스크층(50) 위에는 반도체층(71)의 측면과 연결되는 필링층(80)을 제공할 수 있다. 필링층(80)은 나노로드(60) 구조의 사이에 위치할 수 있다. 필링층(80)의 위에는 반도체층(71)을 둘러싸며 위치하는 제2 전극(90)을 제공할 수 있다. 제2 전극(90)은 필링층(80)과 반도체층(71)을 따라 위치할 수 있다.6 (k), a peeling layer 80 connected to the side surface of the semiconductor layer 71 may be provided on the mask layer 50. [ The filling layer 80 may be located between the nano-rod 60 structures. A second electrode 90 may be provided on the filling layer 80 to surround the semiconductor layer 71. The second electrode 90 may be positioned along the semiconductor layer 71 and the peeling layer 80.

도 6의 (l)에 도시한 바와 같이, (k)의 구조에서 지지 기판(11)을 제거할 수 있다. 지지 기판(11)의 제거는 습식 식각 및 리프트 오프 방식, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane)을 이용한 스탬프 방식 그리고 레이저 리프트 오프(Laser lift-off) 방법을 포함할 수 있다. 다음으로 지지 기판(11)이 제거된 구조를 유연한 기판(10) 위에 위치하는 제1 전극(20) 위에 전사할 수 있다. 따라서 제1 전극(20) 위에 박막층(30)이 위치할 수 있고, 제1 전극(20)과 박막층(30)이 서로 수직 방향으로 위치할 수 있다.The support substrate 11 can be removed from the structure of (k) as shown in Fig. 6 (1). The removal of the supporting substrate 11 may include a wet etching and lift-off method, a stamping method using polydimethylsiloxane (PDMS), and a laser lift-off method. Next, the structure in which the supporting substrate 11 is removed can be transferred onto the first electrode 20 positioned on the flexible substrate 10. Accordingly, the thin film layer 30 may be positioned on the first electrode 20, and the first electrode 20 and the thin film layer 30 may be positioned perpendicular to each other.

이 경우, 제1 전극(20)의 전류가 박막층(30)에 수직 방향으로 흐를 수 있으므로 제1 전극(20)으로부터 도전형 발광층(70)을 향해 수직 방향으로 전자가 이동할 수 있다. 따라서 발광 면적이 증가될 수 있으므로 유연한 발광 소자(1)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유연한 기판(10)에 이미 제조된 구조를 전사할 수 있으므로, 구조의 정확도와 안정성을 높여 유연한 발광 소자(1)의 색 재현성을 높일 수 있다.In this case, since the current of the first electrode 20 can flow perpendicularly to the thin film layer 30, electrons can move in the vertical direction from the first electrode 20 toward the conductive type light emitting layer 70. Therefore, since the light emitting area can be increased, the light emitting efficiency of the flexible light emitting device 1 can be improved. In addition, 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 increased, and the color reproducibility of the flexible light-emitting device 1 can be enhanced.

다음으로, 도 3, 도 5 그리고 도 6의 일 실시예에 따른 유연한 발광 소자(1)의 제조 방법은 전술한 도 3과 도 6에 해당하는 제조 과정이 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.3, 5 and 6, the manufacturing process of the flexible light emitting device 1 according to the embodiment is the same as that of FIGS. 3 and 6, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 3에 도시한 바와 같이, 지지 기판(11)을 제공하고, 지지 기판(11) 위에 박막층(30)을 제공할 수 있다. 박막층(30)의 위에는 시드층(40)을 제공할 수 있다. 금속판(12) 위에는 마스크층(50)을 제공할 수 있고, 마스크층(50) 위에는 절연층(81)을 제공할 수 있다.As shown in Figure 3, a support substrate 11 may be provided and a thin film layer 30 may be provided on the support substrate 11. [ A seed layer 40 may be provided on top of the thin film layer 30. A mask layer 50 may be provided on the metal plate 12 and an insulating layer 81 may be provided on the mask layer 50.

도 5의 (e-2)에 도시한 바와 같이, 도 3의 (d)의 구조에서 금속판(12)을 제거할 수 있다. 금속판(12)은 방법은 식각 용액에 의한 구리 포일 제거 방법을 포함할 수 있다. 그리고 금속판(12)을 제거한 구조인 마스크층(50) 및 마스크층 위에 위치하는 절연층(81)을 시드층(40) 위에 전사할 수 있다. 도 5의 (f-2)에 도시한 바와 같이, 절연층(81)에는 복수의 제3 관통홀(83)을 제공할 수 있다. As shown in Fig. 5 (e-2), the metal plate 12 can be removed in the structure of Fig. 3 (d). The method of the metal plate 12 may include a method of removing copper foil by an etching solution. The mask layer 50 having the structure in which the metal plate 12 is removed and the insulating layer 81 positioned on the mask layer can be transferred onto the seed layer 40. 5 (f-2), a plurality of third through-holes 83 can be provided in the insulating layer 81. As shown in FIG.

제3 관통홀(83)은 절연층(81) 상에 패턴을 형성하고, 패턴 형상과 맞게 절연층(81)을 식각하여 제조 될 수 있다. 절연층(81)의 패턴은 전자빔 리소그래피(E-beam lithography), 포토 리소그래피(photo lithography), 레이저 간섭 리소그래피(Laser interference lithography) 또는 나노임프린트(Nanoimprint) 방법으로 제조될 수 있다.The third through hole 83 may be formed by forming a pattern on the insulating layer 81 and etching the insulating layer 81 to match the pattern shape. The pattern of the insulating layer 81 may be manufactured by E-beam lithography, photo lithography, laser interference lithography, or a Nanoimprint method.

다음으로 도 5의 (g-2)에 도시한 바와 같이, 마스크층(50)에 복수의 제4 관통홀(53)을 제공할 수 있다. 제4 관통홀(53)은 절연층(81)의 패턴 형상과 맞게 식각하여 제조될 수 있다. 다음으로 도 5의 (h-2)에 도시한 바와 같이, 절연층(81)을 제거할 수 있다. 절연층(81)은 Acetone 등의 용액으로 제거될 수 있다. Next, as shown in FIG. 5 (g-2), a plurality of fourth through holes 53 may be provided in the mask layer 50. [ The fourth through-hole 53 may be formed by etching to conform to the pattern shape of the insulating layer 81. Next, as shown in (h-2) of FIG. 5, the insulating layer 81 can be removed. The insulating layer 81 can be removed with a solution such as Acetone.

유연한 발광 소자(1)의 제조 과정이 도 5의 단계를 포함할 경우, 시드층(40) 위에 마스크층(50)의 구조가 제공된 후 제4 관통홀(53)을 식각할 수 있으므로, 박막층(30), 시드층(40) 그리고 마스크층(50)의 층간의 구조적 안정성을 높일 수 있다.5, it is possible to etch the fourth through hole 53 after the structure of the mask layer 50 is provided on the seed layer 40, so that the thin film layer 30, the seed layer 40, and the mask layer 50 can be increased.

도 6에 도시한 바와 같이, 시드층(40)의 위에는 나노로드(60)가 제공될 수 있다. 나노로드(60)는 마크스층(50)에 형성된 관통홀에 위치할 수 있고 나노로드(60)의 위에는 발광층(70)을 제공할 수 있다.As shown in FIG. 6, a nano-rod 60 may be provided on the seed layer 40. The nano-rod 60 may be located in the through-hole formed in the mark layer 50 and the light-emitting layer 70 may be provided on the nano-rod 60.

발광층(70)은 나노로드(60)를 둘러싸며 위치하고 발광층(70)의 단부는 마스크층(50)과 연결될 수 있다. 발광층(70) 위에는 반도체층(71)을 제공할 수 있다. 반도체층(71)은 발광층(70)을 둘러싸며 위치하고 반도체층(71)의 단부는 마스크층(50)과 연결될 수 있다.The light emitting layer 70 may surround the nano-rod 60 and the end of the light emitting layer 70 may be connected to the mask layer 50. A semiconductor layer 71 may be provided on the light emitting layer 70. The semiconductor layer 71 may surround the light emitting layer 70 and the end of the semiconductor layer 71 may be connected to the mask layer 50.

마스크층(50) 위에는 필링층(80)을 제공되고, 필링층(80)의 위에는 반도체층(71)을 둘러싸며 위치하는 제2 전극(90)을 제공할 수 있다. 다음으로, 제조된 구조에서 지지 기판(11)을 제거하고 지지 기판(11)이 제거된 구조를 유연한 기판(10) 위에 위치하는 제1 전극(20) 위에 전사할 수 있다.A second electrode 90 may be provided on the mask layer 50 and a second electrode 90 may be provided on the filler layer 80 to surround the semiconductor layer 71. Next, the structure in which the supporting substrate 11 is removed from the manufactured structure and the structure in which the supporting substrate 11 is removed can be transferred onto the first electrode 20 located on the flexible substrate 10.

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
12. 금속판 20. 제1 전극
30. 박막층 40. 시드층
50. 마스크층 51, 52, 53. 관통홀
60. 나노로드 70. 발광층
71. 반도체층 80. 필링층
81. 절연층 82, 83. 관통홀
90. 제2 전극 91. 볼록부
92. 오목부10. Flexible substrate 11. Support substrate
12. Metal plate 20. First electrode
30. Thin layer 40. Seed layer
50. Mask layers 51, 52, 53. Through-holes
60. Nano rod 70. Light emitting layer
71. Semiconductor layer 80. Peeling layer
81. Insulation layer 82, 83. Through hole
90. Second electrode 91. Convex part
92. Concave

Claims (12)

유연한 기판,
상기 유연한 기판 위에 위치하는 제1 전극,
2차원물질을 포함하는 박막층,
상기 박막층 위에 위치하고 관통홀을 포함하고 2차원물질을 포함하는 마스크층,
상기 관통홀에 위치하고 측면이 상기 마스크층과 연결되는 나노로드,
상기 마스크층 위에 위치하고 상기 나노로드를 따라 위치하는 발광층,
상기 마스크층 위에 위치하고 상기 발광층을 따라 위치하는 반도체층,
상기 마스크층 위에 위치하고 상기 반도체층의 측면과 연결되는 필링층, 그리고
상기 필링층과 상기 반도체층을 따라 위치하고, 볼록부와 오목부를 포함하는 제2 전극
을 포함하는 유연한 발광 소자.Flexible substrates,
A first electrode located on the flexible substrate,
A thin film layer containing a two-dimensional material,
A mask layer disposed on the thin film layer and including a through hole and including a two-dimensional material,
A nano rod located in the through hole and having a side surface connected to the mask layer,
A light emitting layer located on the mask layer and located along the nano-
A semiconductor layer located on the mask layer and located along the light emitting layer,
A peeling layer located above the mask layer and connected to a side surface of the semiconductor layer, and
A second electrode located along the filling layer and the semiconductor layer and including a convex portion and a concave portion,
And a light emitting element. 제1항에서,
상기 박막층은 상기 박막층과 상기 마스크층 사이에 위치하는 시드층을 포함하는 유연한 발광 소자.The method of claim 1,
Wherein the thin film layer comprises a seed layer positioned between the thin film layer and the mask layer. 제2항에서,
상기 제1 전극 위에 상기 박막층이 위치하고, 상기 제1 전극과 상기 박막층이 서로 수직 방향으로 위치하여, 전류가 수직 방향으로 흐르는 유연한 발광 소자.3. The method of claim 2,
Wherein the thin film layer is positioned on the first electrode, the first electrode and the thin film layer are positioned in a direction perpendicular to each other, and a current flows in a vertical direction. 제3항에서,
상기 박막층이 포함하는 상기 2차원물질과 상기 마스크층이 포함하는 상기 2차원물질은 그래핀(Graphene), 산화그래핀(graphene oxide), 육방정계 질화붕소(h-BN), 플루오르그래핀(fluorographene), BCN, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, 흑린(black phosphorus) 또는 포스포린(phosphorene)을 포함하는 유연한 발광 소자.4. The method of claim 3,
Wherein the two-dimensional material included in the thin film layer and the two-dimensional material included in the mask layer are selected from the group consisting of graphene, graphene oxide, hexagonal boron nitride (h-BN), fluorographene MoS2, WSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, TiS3, TiSe3, ZrS3, ZrSe3, MnPS3, FePS3, CoPS3, NiPS3, GaS, GaSe, InSe, MoO3, WO3, TiO2, MnO2, V2O5, TaO3, RuO2, black phosphorus or phosphorene. 지지 기판을 제공하는 단계,
상기 지지 기판 위에 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계,
상기 박막층 위에 2차원물질을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계,
상기 마스크층 위에 절연층을 제공하는 단계,
상기 절연층을 제거하는 단계,
상기 마스크층과 측면이 연결되는 나노로드를 제공하는 단계,
상기 나노로드를 따라 위치하는 발광층을 제공하는 단계,
상기 발광층을 따라 위치하는 반도체층을 제공하는 단계,
상기 마스크층 위에 위치하고 상기 반도체층의 측면과 연결되는 필링층을 제공하는 단계,
상기 필링층과 상기 반도체층을 따라 위치하고, 볼록부와 오목부를 포함하는 제2 전극을 제공하는 단계,
상기 지지 기판을 제거하는 단계,
상기 유연한 기판을 제공하는 단계,
상기 유연한 기판 위에 제1 전극을 전사하는 단계, 그리고
상기 지지 기판을 제거한 상기 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계
를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.Providing a support substrate,
Providing a thin film layer comprising a two-dimensional material on the support substrate,
Providing a mask layer comprising a two-dimensional material on the thin film layer,
Providing an insulating layer over the mask layer,
Removing the insulating layer,
Providing a nano-rod to which the mask layer and the side are connected,
Providing a light emitting layer located along the nanorod;
Providing a semiconductor layer located along the light emitting layer,
Providing a peeling layer overlying the mask layer and connected to a side of the semiconductor layer,
Providing a second electrode located along the filling layer and the semiconductor layer, the second electrode including a convex portion and a concave portion,
Removing the support substrate,
Providing the flexible substrate,
Transferring the first electrode onto the flexible substrate, and
Providing a thin film layer comprising the two-dimensional material from which the support substrate has been removed
Wherein the light emitting layer is formed on the light emitting layer. 제5항에서,
상기 지지 기판 위에 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계는
상기 박막층 위에 시드층을 제공하는 단계를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 5,
Providing a thin film layer comprising a two-dimensional material on the support substrate
And providing a seed layer over the thin film layer. 제6항에서,
상기 지지 기판을 제거한 상기 2차원물질을 포함하는 박막층을 제공하는 단계는
상기 제1 전극 위에 상기 박막층이 위치하고, 상기 제1 전극과 상기 박막층이 서로 수직 방향으로 위치하여, 전류가 수직 방향으로 흐르는 유연한 발광 소자의 제조 방법.The method of claim 6,
Providing a thin film layer comprising the two-dimensional material from which the support substrate has been removed
Wherein the thin film layer is positioned on the first electrode, the first electrode and the thin film layer are positioned in directions perpendicular to each other, and a current flows in a vertical direction. 제7항에서,
상기 박막층 위에 2차원물질을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계는
금속판 위에 2차원물질을 포함하는 마스크층을 제공하는 단계를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Providing a mask layer comprising a two-dimensional material on the thin film layer
Providing a mask layer comprising a two-dimensional material on a metal plate. 제8항에서,
상기 마스크층 위에 절연층을 제공하는 단계는
상기 절연층에 제1 관통홀을 제공하는 단계,
상기 마스크층에 제2 관통홀을 제공하는 단계,
상기 금속판을 제거하는 단계, 그리고
상기 시드층 위에 상기 마스크층과 상기 절연층을 전사하는 단계,
를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Providing an insulating layer over the mask layer
Providing a first through hole in the insulating layer,
Providing a second through hole in the mask layer,
Removing the metal plate, and
Transferring the mask layer and the insulating layer onto the seed layer,
Wherein the light emitting layer is formed on the light emitting layer. 제8항에서,
상기 마스크층 위에 절연층을 제공하는 단계는
상기 금속판을 제거 하는 단계, 그리고
상기 시드층 위에 상기 마스크층과 상기 절연층을 전사하는 단계
를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Providing an insulating layer over the mask layer
Removing the metal plate, and
Transferring the mask layer and the insulating layer onto the seed layer
Wherein the light emitting layer is formed on the light emitting layer. 제10항에서,
상기 시드층 위에 상기 마스크층과 상기 절연층을 전사하는 단계는
상기 절연층에 제3 관통홀을 제공하는 단계, 그리고
상기 마스크층에 제4 관통홀을 제공하는 단계,
를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of transferring the mask layer and the insulating layer onto the seed layer comprises:
Providing a third through hole in the insulating layer, and
Providing a fourth through-hole in the mask layer,
Wherein the light emitting layer is formed on the light emitting layer. 제7항에서,
상기 지지 기판을 제거하는 단계는
습식 식각 및 리프트 오프 단계, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane)을 이용한 스탬프 단계 또는 레이저 리프트 오프(Laser lift-off) 단계를 포함하는 유연한 발광 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
The step of removing the support substrate
A wet etching and lift-off step, a stamping step using polydimethylsiloxane (PDMS), or a laser lift-off step.
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