KR20200121708A - Lighting structure and fabricating method of the same - Google Patents

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KR20200121708A
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Abstract

A manufacturing method of a light emitting structure which emits light in a visible region is provided. According to the present invention, the manufacturing method of the light emitting structure comprises the steps of: preparing a substrate; etching the substrate to prepare a base structure in which a plurality of pores are formed in the substrate; providing a metal source to the base structure to prepare a light emitting structure in which functional particles including metal are deposited in the plurality of pores included in the base structure; and heat treating the light emitting structure. The method may include a step of controlling a wavelength band of light emitted from the light emitting structure according to the heat treatment temperature of the light emitting structure.

Description

발광 구조체 및 그 제조 방법 {Lighting structure and fabricating method of the same}Light-emitting structure and manufacturing method thereof {Lighting structure and fabricating method of the same}

본 발명은 발광 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가시광대 영역의 빛을 발광하는 발광 구조체 및 그 제조 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to a light-emitting structure and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a light-emitting structure for emitting light in a visible light band, and a method for manufacturing the same.

최근 실리콘은 고기능성 재료로서 각광을 받은 이후 현재에 이르러서는 거의 모든 산업분야에서 사용되고 있을 정도로 높은 성장률을 지속하고 있다. 또한 실리콘은 그 특성이 우수한 반면 다른 화공재료보다는 가격이 높다는 것을 부인할 수는 없다. 이러한 요인으로 실리콘은 점차 고기능화를 요구하는 산업분야에 응용 되고 있다. Recently, silicon has been in the limelight as a high-functional material and has continued to grow high enough to be used in almost all industrial fields. In addition, while silicone has excellent properties, it cannot be denied that the price is higher than that of other chemical materials. Due to these factors, silicon is gradually being applied to industrial fields that require high functionality.

실리콘 나노 포토닉스 기술은 나노기술을 이용하여 실리콘 집적소자 기술에 초고속 광통신 기술을 적용하여 RC delay와 발열 문제를 해결하고, 이를 바탕으로 광소자에 실리콘 공정기술과 인프라를 활용하여 집적된 고기능/저단가의 광소자 개발을 가능케 하는 실리콘 집적회로 기술과 광통신 기술 각각에 새로운 발전 패러다임을 창조하는 융합기술이라 할 수 있다. Silicon nanophotonics technology uses nanotechnology to solve the RC delay and heat problem by applying ultra-high-speed optical communication technology to silicon integrated device technology, and based on this, high-function/low-cost integrated by utilizing silicon process technology and infrastructure in optical devices. It can be said that it is a convergence technology that creates a new development paradigm for each of the silicon integrated circuit technology and optical communication technology that enable the development of optical devices in

벌크 실리콘은 발광 효율이 매우 낮은 것으로 알려졌기 때문에 디스플레이나 초고속 회로 제작을 가능하게 할 광전소자 분야에서의 연구는 거의 전무하였다. 이러한 이유 때문에 디스플레이 및 레이저와 초고속 통신을 위해서 GaAs, InP나 GaN 등과 같은 비실리콘 계통의 반도체 연구를 이용한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 이러한 화합물 반도체들은 발광효율은 매우 높으나, 실리콘에 비해 비용이 많이 들고, 실리콘 미세 칩 상에 집적화하기가 어려울 뿐만 아니라 실리콘 기판 상에 양질의 화합물반도체 박막을 성장하기가 매우 어려운 것으로 알려져 있기 때문이다. 이에 따라, 실리콘의 발광 특성을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 지속적으로 연구 및 개발되고 있다. Since bulk silicon is known to have very low luminous efficiency, there has been little research in the field of optoelectronic devices that will enable display or ultra-high-speed circuit fabrication. For this reason, research using non-silicon semiconductors such as GaAs, InP or GaN has been actively conducted for ultra-high-speed communication with displays and lasers. These compound semiconductors have very high luminous efficiency, but are more expensive than silicon, are difficult to integrate on a silicon microchip, and are known to be very difficult to grow a high-quality compound semiconductor thin film on a silicon substrate. Accordingly, various technologies for improving the light emitting characteristics of silicon are continuously researched and developed.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 가시광 영역대의 빛을 발광하는 발광 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting structure that emits light in a visible region and a method of manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 간단한 공정으로 제조 가능한 발광 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting structure that can be manufactured by a simple process and a manufacturing method thereof.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 공정 시간이 감소된 발광 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting structure with reduced process time and a manufacturing method thereof.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 발광 구조체의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method of manufacturing a light emitting structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판을 식각하여, 상기 기판 내에 복수의 기공이 형성된 베이스 구조체를 제조하는 단계, 상기 베이스 구조체에 금속 소스를 제공하여, 상기 베이스 구조체가 포함하는 상기 복수의 기공 내에, 상기 금속을 포함하는 기능성 입자가 증착된 발광 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 발광 구조체를 열처리하는 단계를 포함하되, 상기 발광 구조체의 열처리 온도에 따라, 상기 발광 구조체로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the light emitting structure includes: preparing a substrate, etching the substrate, and manufacturing a base structure having a plurality of pores formed in the substrate, and providing a metal source to the base structure , In the plurality of pores included in the base structure, comprising the step of manufacturing a light emitting structure in which functional particles containing the metal are deposited, and heat treatment of the light emitting structure, according to the heat treatment temperature of the light emitting structure And controlling a wavelength band of light emitted from the light emitting structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체의 열처리 온도가 증가함에 따라, 상기 발광 구조체가 포함하는 상기 기능성 입자의 크기가 증가하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, as the heat treatment temperature of the light emitting structure increases, the size of the functional particles included in the light emitting structure may increase.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 입자의 크기에 따라, 상기 발광 구조체로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, it may include controlling a wavelength band of light emitted from the light emitting structure according to the size of the functional particles.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체가 400℃ 또는 600℃로 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체는 청색 파장대의 빛을 발광하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the light emitting structure is heat-treated at 400°C or 600°C, the light emitting structure may include emitting light in a blue wavelength band.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체가 400℃, 600℃, 800℃, 또는 1000℃로 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체는 적색 파장대의 빛을 발광하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the light-emitting structure is heat-treated at 400°C, 600°C, 800°C, or 1000°C, the light-emitting structure may include emitting light in a red wavelength band.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조체 상에 제공되는 상기 금속 소스는, 스퍼터링(sputtering) 방법으로 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the metal source provided on the base structure may include one provided by a sputtering method.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조체 제조 단계는, 강산을 포함하는 식각 용액을 준비하는 단계, 상기 식각 용액 내에 상기 베이스 구조체를 침지시키는 단계, 및 침지된 상기 베이스 구조체에 전류를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the manufacturing of the base structure includes preparing an etching solution containing a strong acid, immersing the base structure in the etching solution, and applying a current to the immersed base structure. can do.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 발광 구조체를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a light emitting structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체는 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하는 다공성 베이스 구조체, 및 상기 베이스 구조체가 포함하는 복수의 기공 내에 배치되고, 금속을 포함하는 기능성 입자를 포함하되, 상기 기능성 입자는 나노미터 크기를 갖는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the light-emitting structure includes a porous base structure including silicon oxide (SiO x ), and a functional particle including a metal and disposed in a plurality of pores included in the base structure, the functional particle May include those having a nanometer size.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조체는, 상기 베이스 구조체 및 상기 기능성 입자가 접촉되는 제1 영역, 및 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역으로 구분되되, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 결정성이 서로 다른 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the base structure is divided into a first area to which the base structure and the functional particles are in contact, and a second area excluding the first area, wherein the first area and the second area are determined. May include those with different surnames.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역은 결정질(crystalline) 특성을 나타내고, 상기 제2 영역은 비정질(amorphous) 특성을 나타내는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first region may have a crystalline characteristic, and the second region may include an amorphous characteristic.

일 실시 예에 따르면, 상기 금속은, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the metal may include any one of Ag, Au, Pt, or Pd.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체는, 가시광 영역대의 빛을 발광하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the light emitting structure may include emitting light in a visible region.

본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판을 식각하여, 상기 기판 내에 복수의 기공이 형성된 베이스 구조체를 제조하는 단계, 상기 베이스 구조체에 금속 소스를 제공하여, 상기 베이스 구조체가 포함하는 상기 복수의 기공 내에, 상기 금속을 포함하는 기능성 입자가 증착된 발광 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 발광 구조체를 열처리하는 단계를 포함하되, 상기 발광 구조체의 열처리 온도에 따라, 상기 발광 구조체로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 열처리 온도를 제어하는 간단한 방법으로, 발광되는 빛의 파장대를 용이하게 제어할 수 있는 발광 구조체의 제조 방법이 제공될 수 있다. A method of manufacturing a light emitting structure according to an embodiment of the present invention includes preparing a substrate, etching the substrate, and manufacturing a base structure having a plurality of pores in the substrate, and providing a metal source to the base structure. , In the plurality of pores included in the base structure, comprising the step of manufacturing a light emitting structure in which functional particles containing the metal are deposited, and heat treatment of the light emitting structure, according to the heat treatment temperature of the light emitting structure And controlling a wavelength band of light emitted from the light emitting structure. Accordingly, as a simple method of controlling the heat treatment temperature, a method of manufacturing a light emitting structure capable of easily controlling the wavelength band of emitted light can be provided.

또한, 상기 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법 중, 상기 발광 구조체를 제조하는 단계는, 비용액(non-solution) 공정으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 공정 과정이 간소화되고 공정 시간 또한 감소된 발광 구조체의 제조 방법이 제공될 수 있다. In addition, in the manufacturing method of the light emitting structure according to the embodiment, the manufacturing of the light emitting structure may be performed by a non-solution process. Accordingly, a method of manufacturing a light emitting structure in which a process process is simplified and a process time is also reduced can be provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법 중 베이스 구조체 제조 단계를 구체적으로 설명하는 순서도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 5및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 구조체를 촬영한 사진이다.
도 7 및 도 8은 열처리 전 상태의 발광 구조체를 촬영한 사진이다.
도 9는 열처리 후 상태의 발광 구조체를 촬영한 사진이다.
도 10은 열처리 전 및 열처리 후 상태의 발광 구조체의 결정성을 비교하는 그래프이다.
도 11은 열처리 전 및 열처리 후 상태의 발광 구조체의 발광 특성을 비교하는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체가 포함하는 은 나노입자를 구체적으로 촬영한 사진이다.
도 13은 400℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자를 촬영한 사진이다.
도 14는 400℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자의 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 15는 600℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자를 촬영한 사진이다.
도 16은 600℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자의 크기 분포를 나타내는 그래프이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light emitting structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart specifically illustrating a manufacturing step of a base structure in a method of manufacturing a light emitting structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing a manufacturing process of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are photographs of a base structure according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are photographs of the light emitting structure before heat treatment.
9 is a photograph of a light emitting structure after heat treatment.
10 is a graph comparing crystallinity of a light emitting structure before and after heat treatment.
11 is a graph comparing light emission characteristics of light emitting structures before and after heat treatment.
12 is a photograph specifically photographed silver nanoparticles included in the light emitting structure according to an embodiment of the present invention.
13 is a photograph of silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C.
14 is a graph showing the size distribution of silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C.
15 is a photograph of silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C.
16 is a graph showing the size distribution of silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, in the present specification,'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, elements, or a combination of the features described in the specification, and one or more other features, numbers, steps, and configurations It is not to be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in the present specification, "connection" is used to include both indirectly connecting a plurality of constituent elements and direct connecting.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Further, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법 중 베이스 구조체 제조 단계를 구체적으로 설명하는 순서도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a light emitting structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart specifically illustrating a manufacturing step of a base structure in a method of manufacturing a light emitting structure according to an embodiment of the present invention. 3 and 4 are views showing a manufacturing process of a light emitting structure according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판(100)이 준비된다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은, 실리콘 반도체 기판, 화합물 반도체 기판, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판 중 어느 하나일 수 있다. 1 to 4, a substrate 100 is prepared (S100). According to an embodiment, the substrate 100 may include silicon (Si). For example, the substrate 100 may be any one of a silicon semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate, a glass substrate, or a plastic substrate.

상기 기판(100)이 식각되어, 베이스 구조체(200)가 제조될 수 있다(S200). 구체적으로, 상기 베이스 구조체(200) 제조 단계(S200)는, 강산을 포함하는 식각 용액을 준비하는 단계(S210), 상기 식각 용액 내에 상기 기판(100)을 침지시키는 단계(S220), 및 침지된 상기 기판(100)에 전류를 인가하는 단계(S230)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 식각 용액은 48wt% 농도의 HF, 에탄올, 및 물이 1:2:2의 vol% 비율로 혼합된 용액일 수 있다. The substrate 100 may be etched to produce the base structure 200 (S200). Specifically, the manufacturing step (S200) of the base structure 200 includes preparing an etching solution containing a strong acid (S210), immersing the substrate 100 in the etching solution (S220), and It may include applying a current to the substrate 100 (S230). For example, the etching solution may be a solution in which 48wt% of HF, ethanol, and water are mixed in a vol% ratio of 1:2:2.

즉, 상기 기판(100)이 전기화학적 식각(electrochemical anodic etching)되어, 상기 베이스 구조체(200)가 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(100) 상에 복수의 기공(H)이 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 베이스 구조체(200)는 복수의 기공(H)이 형성된 상기 기판(100)으로 정의될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 구조체(200)는 다공성(porous) 구조를 가질 수 있다. That is, the substrate 100 may be subjected to electrochemical anodic etching, so that the base structure 200 may be manufactured. In this case, a plurality of pores H may be formed on the substrate 100. In other words, the base structure 200 may be defined as the substrate 100 in which a plurality of pores H are formed. Accordingly, the base structure 200 may have a porous structure.

상기 베이스 구조체(200)가 다공성 구조를 갖는 경우, 후술되는 발광 구조체 제조 단계에서, 기능성 입자가 상기 베이스 구조체(200) 상에 용이하게 증착될 수 있다. 구체적으로, 상기 베이스 구조체(200)가 다공성 구조를 갖는 경우, 다공성 구조를 갖지 않는 구조체와 비교하여, 상대적으로 표면적이 넓을 수 있다. 또한, 다공성 구조의 형성을 위해 전기화학적 식각 공정이 수행되는 경우, 상기 기판(100) 상에 인가된 전류 및 식각 용액에 의하여, 상기 기판(100)의 표면이 활성화될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 기능성 입자가, 상기 베이스 구조체(200) 상에 용이하게 증착될 수 있다. When the base structure 200 has a porous structure, functional particles may be easily deposited on the base structure 200 in the manufacturing step of the light emitting structure to be described later. Specifically, when the base structure 200 has a porous structure, compared to a structure not having a porous structure, the surface area may be relatively large. In addition, when an electrochemical etching process is performed to form a porous structure, the surface of the substrate 100 may be activated by the current and the etching solution applied to the substrate 100. Accordingly, functional particles, which will be described later, can be easily deposited on the base structure 200.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조체(200)가 제조된 이후 및 후술되는 발광 구조체(300) 제조 이전, 진공 상태에서 상기 베이스 구조체(200) 상에 비활성 기체가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 비활성 기체는 아르곤(Ar) 가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 아르곤(Ar) 가스는 2000 sccm의 유속으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 구조체(200)의 표면 산화 현상이 예방될 수 있다. According to an embodiment, an inert gas may be provided on the base structure 200 in a vacuum state after the base structure 200 is manufactured and before the light emitting structure 300 to be described later. For example, the inert gas may be argon (Ar) gas. For example, the argon (Ar) gas may be provided at a flow rate of 2000 sccm. Accordingly, oxidation of the surface of the base structure 200 may be prevented.

상기 베이스 구조체(200)에 금속 소스가 제공되어, 발광 구조체(300)가 제조될 수 있다(S300). 일 실시 예에 따르면, 상기 금속 소스는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. A metal source is provided to the base structure 200, so that the light emitting structure 300 may be manufactured (S300). According to an embodiment, the metal source may include a metal. For example, the metal may include any one of silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), or palladium (Pd).

상기 베이스 구조체(200)에 상기 금속 소스가 제공되는 경우, 상기 베이스 구조체(200) 상에 기능성 입자(FP)가 증착될 수 있다. 구체적으로, 상기 기능성 입자(FP)는, 상기 베이스 구조체(200)가 포함하는 복수의 기공(H) 내에 증착될 수 있다. 상기 기능성 입자(FP)는 상기 금속을 포함할 수 있다. 즉, 상기 금속 소스가 포함하는 금속이, 상기 베이스 구조체(200) 상에 증착되어, 입자(particle) 형태를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 구조체(300)는, 상기 기능성 입자(FP)가 증착된 상기 베이스 구조체(200)로 정의될 수 있다. When the metal source is provided to the base structure 200, functional particles FP may be deposited on the base structure 200. Specifically, the functional particles FP may be deposited in a plurality of pores H included in the base structure 200. The functional particles FP may include the metal. That is, the metal included in the metal source may be deposited on the base structure 200 to exhibit a particle shape. Accordingly, the light emitting structure 300 may be defined as the base structure 200 on which the functional particles FP are deposited.

상기 발광 구조체(300)는, 상기 베이스 구조체(200) 및 상기 기능성 입자(FP)에 의하여, 빛을 발광할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조체(300)는 가시광 영역대의 빛을 발광할 수 있다. The light emitting structure 300 may emit light by the base structure 200 and the functional particles FP. For example, the light emitting structure 300 may emit light in a visible light region.

구체적으로, 상기 베이스 구조체(200) 및 상기 기능성 입자(FP)는 결정질(crystalline) 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 구조체(200) 및 상기 기능성 입자(FP) 사이에는 밴드갭(Band Gap) 차이가 발생될 수 있다. 이 경우, 상기 베이스 구조체(200) 및 상기 기능성 입자(FP) 사이의 밴드갭 차이에 의하여, 상기 발광 구조체(300)는 빛을 발광할 수 있다. Specifically, the base structure 200 and the functional particles FP may exhibit crystalline characteristics. Accordingly, a difference in band gap may occur between the base structure 200 and the functional particles FP. In this case, due to a difference in the band gap between the base structure 200 and the functional particle FP, the light emitting structure 300 may emit light.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체(300)는 비용액(non-solution) 공정으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조체(300)는 스퍼터링(sputtering) 공정으로 제조될 수 있다. 이 경우, 용액 공정으로 제조된 발광 구조체와 비교하여, 상기 기능성 입자(FP)의 크기가 상대적으로 작을 수 있다. 구체적으로, 용액 공정을 통해 상기 발광 구조체(300)가 제조되는 경우, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 기능성 입자(FP)는 마이크로미터(μm)의 크기를 가질 수 있다. 이와 달리, 스퍼터링 공정을 통해 상기 발광 구조체(300)가 제조되는 경우, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 기능성 입자(FP)는 나노미터(nm)의 크기를 가질 수 있다. According to an embodiment, the light emitting structure 300 may be manufactured by a non-solution process. For example, the light emitting structure 300 may be manufactured by a sputtering process. In this case, compared to the light emitting structure manufactured by the solution process, the size of the functional particles FP may be relatively small. Specifically, when the light emitting structure 300 is manufactured through a solution process, the functional particles FP included in the light emitting structure 300 may have a size of micrometers (μm). In contrast, when the light emitting structure 300 is manufactured through a sputtering process, the functional particles FP included in the light emitting structure 300 may have a size of nanometers (nm).

또한, 용액 공정을 통해 상기 발광 구조체(300)가 제조되는 경우, 상기 베이스 구조체(200)의 제조 과정에서 사용된 상기 식각 용액의 잔류물에 의하여, 다양한 부산물(byproducts)이 생성될 수 있다. 상술된 부산물은, 상기 기능성 물질의 증착률을 저하시키는 등 다양한 문제점을 발생시킬 수 있다. 이와 달리, 스퍼터링 공정을 통해 상기 발광 구조체(300)가 제조되는 경우, 용액 공정을 통해 제조된 상기 발광 구조체(300)와 비교하여, 상술된 부산물의 생성 확률이 현저히 감소될 수 있다. In addition, when the light emitting structure 300 is manufactured through a solution process, various byproducts may be generated by the residue of the etching solution used in the manufacturing process of the base structure 200. The above-described by-products may cause various problems such as lowering the deposition rate of the functional material. In contrast, when the light emitting structure 300 is manufactured through a sputtering process, compared to the light emitting structure 300 manufactured through a solution process, the probability of generating the above-described by-product may be significantly reduced.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체(300)가 제조된 이후 및 후술되는 발광 구조체(300) 열처리 이전, 상기 발광 구조체(300) 상에 비활성 기체가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 비활성 기체는 아르곤(Ar) 가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 아르곤(Ar) 가스는, 2000 sccm의 유속으로 30분 동안 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 베이스 구조체(200) 및 상기 기능성 입자(FP)의 산화 현상이 예방될 수 있다. According to an embodiment, an inert gas may be provided on the light emitting structure 300 after the light emitting structure 300 is manufactured and before heat treatment of the light emitting structure 300 to be described later. For example, the inert gas may be argon (Ar) gas. For example, the argon (Ar) gas may be provided for 30 minutes at a flow rate of 2000 sccm. Accordingly, oxidation of the base structure 200 and the functional particles FP included in the light emitting structure 300 may be prevented.

상기 발광 구조체(300)는 열처리될 수 있다(S400). 상기 발광 구조체가 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 기능성 입자(FP)의 크기가 제어될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체(300)의 열처리 온도가 증가함에 따라, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 기능성 입자(FP)의 크기가 증가할 수 있다. The light emitting structure 300 may be heat-treated (S400). When the light-emitting structure is heat-treated, the size of the functional particles FP included in the light-emitting structure 300 may be controlled. According to an embodiment, as the heat treatment temperature of the light emitting structure 300 increases, the size of the functional particles FP included in the light emitting structure 300 may increase.

상기 기능성 입자(FP)의 크기가 제어되는 경우, 상기 발광 구조체(300)로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어될 수 있다. 즉, 상기 기능성 입자(FP)의 크기에 따라, 상기 발광 구조체(300)로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기능성 입자(FP)의 크기가 제어되는 경우, 상기 기능성 입자(FP) 및 상기 베이스 구조체(200) 사이의 밴드갭 차이가 조절됨에 따라, 상기 발광 구조체(300)로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어될 수 있다. 결과적으로, 상기 발광 구조체(300)의 열처리 온도에 따라, 상기 발광 구조체(300)로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어될 수 있다. When the size of the functional particles FP is controlled, a wavelength band of light emitted from the light emitting structure 300 may be controlled. That is, according to the size of the functional particles FP, the wavelength band of light emitted from the light emitting structure 300 may be controlled. More specifically, when the size of the functional particles (FP) is controlled, the light emitted from the light emitting structure (300) as the band gap difference between the functional particles (FP) and the base structure 200 is adjusted The wavelength band of can be controlled. As a result, the wavelength band of light emitted from the light emitting structure 300 may be controlled according to the heat treatment temperature of the light emitting structure 300.

예를 들어, 상기 발광 구조체(300)가 400℃ 또는 600℃로 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체(300)는 청색 파장대의 빛을 발광할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 발광 구조체(300)가 400℃, 600℃, 800℃, 또는 1000℃로 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체(300)는 적색 파장대의 빛을 발광할 수 있다. For example, when the light emitting structure 300 is heat-treated at 400°C or 600°C, the light emitting structure 300 may emit light in a blue wavelength band. For another example, when the light emitting structure 300 is heat-treated at 400°C, 600°C, 800°C, or 1000°C, the light emitting structure 300 may emit light in a red wavelength band.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 구조체(300)가 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 베이스 구조체(200)의 일부는 산화될 수 있다. 이에 따라, 열처리된 상기 발광 구조체(300)는 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)이 실리콘(Si)을 포함하는 경우, 상기 발광 구조체(300)는 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the light emitting structure 300 is heat treated, a part of the base structure 200 included in the light emitting structure 300 may be oxidized. Accordingly, the heat-treated light emitting structure 300 may include an oxide. For example, when the substrate 100 includes silicon (Si), the light emitting structure 300 may include silicon oxide (SiO x ).

이 경우, 상기 발광 구조체(300)가 포함하는 상기 베이스 구조체(200)는 제1 영역 및 제2 영역으로 구분될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역은, 상기 베이스 구조체(200) 및 상기 기능성 입자(FP)가 접촉되는 영역으로 정의될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 영역은, 상기 제1 영역을 제외한 영역으로 정의될 수 있다. 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 결정성이 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 영역은 결정질(crystalline) 특성을 나타낼 수 있다. 반면, 상기 제2 영역은 비정질(amorphous) 특정을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 기능성 입자(FP) 및 이와 접촉하는 결정질 상태의 상기 제1 영역 사이의 밴드갭 차이에 의해, 상기 발광 구조체(300)로부터 빛이 방출될 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 열처리 온도에 따라 조절되는 상기 기능성 입자(FP)의 크기에 따라서, 상기 기능성 입자(FP) 및 결정질 상태의 상기 제1 영역 사이의 밴드갭 차이가 조절되어, 결과적으로 열처리 온도에 따라서 다양한 색상의 빛이 방출될 수 있다.In this case, the base structure 200 included in the light emitting structure 300 may be divided into a first area and a second area. According to an embodiment, the first region may be defined as a region in which the base structure 200 and the functional particles FP come into contact. Alternatively, the second area may be defined as an area other than the first area. The first region and the second region may have different crystallinity. Specifically, the first region may exhibit crystalline properties. On the other hand, the second region may exhibit amorphous characteristics. Accordingly, light may be emitted from the light emitting structure 300 due to a difference in the band gap between the functional particle FP and the first region in a crystalline state in contact with the functional particle FP. In addition, as described above, according to the size of the functional particles (FP) adjusted according to the heat treatment temperature, the difference in the band gap between the functional particles (FP) and the first region in a crystalline state is adjusted, resulting in heat treatment Various colors of light may be emitted depending on the temperature.

본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법은, 상기 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 기판(100)을 식각하여, 상기 기판(100) 내에 복수의 기공(H)이 형성된 상기 베이스 구조체(200)를 제조하는 단계, 상기 베이스 구조체(200)에 상기 금속 소스를 제공하여, 상기 베이스 구조체(200)가 포함하는 상기 복수의 기공(H) 내에, 상기 금속을 포함하는 상기 기능성 입자(FP)가 증착된 상기 발광 구조체(300)를 제조하는 단계, 및 상기 발광 구조체(300)를 열처리하는 단계를 포함하되, 상기 발광 구조체(300)의 열처리 온도에 따라, 상기 발광 구조체(300)로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 열처리 온도를 제어하는 간단한 방법으로, 발광되는 빛의 파장대를 용이하게 제어할 수 있는 발광 구조체의 제조 방법이 제공될 수 있다. The method of manufacturing a light emitting structure according to an embodiment of the present invention includes preparing the substrate 100, etching the substrate 100, and forming a plurality of pores H in the substrate 100. The step of manufacturing 200, by providing the metal source to the base structure 200, the functional particles (FP) containing the metal in the plurality of pores (H) included in the base structure 200 ), including the step of manufacturing the light-emitting structure 300 on which the light-emitting structure 300 is deposited, and heat-treating the light-emitting structure 300, and light emission from the light-emitting structure 300 according to the heat treatment temperature of the light-emitting structure 300 It may include that the wavelength band of the light to be controlled. Accordingly, as a simple method of controlling the heat treatment temperature, a method of manufacturing a light emitting structure capable of easily controlling the wavelength band of emitted light can be provided.

또한, 상기 실시 예에 따른 발광 구조체의 제조 방법 중, 상기 발광 구조체(300)를 제조하는 단계는, 비용액(non-solution) 공정으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 공정 과정이 간소화되고 공정 시간 또한 감소된 발광 구조체의 제조 방법이 제공될 수 있다. In addition, in the manufacturing method of the light emitting structure according to the embodiment, the manufacturing of the light emitting structure 300 may be performed by a non-solution process. Accordingly, a method of manufacturing a light emitting structure in which a process process is simplified and a process time is also reduced can be provided.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체 및 그 제조 방법의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. In the above, a light emitting structure and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention have been described. Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation results of the light emitting structure and the manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described.

실시 예에 따른 베이스 구조체 제조Manufacturing base structure according to the embodiment

실리콘(Si) 기판 및 식각 용액이 준비된다. 식각 용액은, 48wt% 농도의 HF, 에탄올, 및 물을 1:2:2의 vol% 비율로 혼합하여 제조하였다. 이후, 식각 용액 내에 실리콘 기판을 침지시키고, 50 mA/cm2의 전류 밀도로 60분의 시간 동안 전류를 인가하여 베이스 구조체를 제조하였다. A silicon (Si) substrate and an etching solution are prepared. The etching solution was prepared by mixing HF, ethanol, and water at a concentration of 48 wt% in a vol% ratio of 1:2:2. Thereafter, the silicon substrate was immersed in the etching solution, and a current was applied at a current density of 50 mA/cm 2 for 60 minutes to prepare a base structure.

실시 예에 따른 발광 구조체 제조Manufacturing of light-emitting structure according to the embodiment

상술된 실시 예에 따른 베이스 구조체가 준비된다. 준비된 베이스 구조체를, 10 mA의 환경에서 1분의 시간 동안, 은(Ag)을 포함하는 금속 소스를 이용하여 DC스퍼터링(sputtering) 처리하였다. 이에 따라, 베이스 구조체 상에 은(Ag) 나노입자가 증착되었다. 이후, 베이스 구조체에 증착된 은(Ag) 나노입자의 크기를 제어하기 위해, 열처리 공정을 수행하여, 실시 예에 따른 발광 구조체를 제조하였다. A base structure according to the above-described embodiment is prepared. The prepared base structure was subjected to DC sputtering using a metal source containing silver (Ag) for a period of 1 minute in an environment of 10 mA. Accordingly, silver (Ag) nanoparticles were deposited on the base structure. Thereafter, in order to control the size of the silver (Ag) nanoparticles deposited on the base structure, a heat treatment process was performed to manufacture the light emitting structure according to the embodiment.

도 5및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 구조체를 촬영한 사진이다. 5 and 6 are photographs of a base structure according to an embodiment of the present invention.

도 5및 도 6을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 베이스 구조체를 서로 다른 각도 및 배율에서 SEM(Scanning Electron Microscopy) 촬영하여 나타내었다. 도 5 및 도 6에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 베이스 구조체는 복수의 기공을 포함하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 상기 실시 예에 따른 베이스 구조체는 다공성 구조를 갖는다는 것을 알 수 있었다. 5 and 6, the base structure according to the embodiment is shown by photographing SEM (Scanning Electron Microscopy) at different angles and magnifications. As can be seen in FIGS. 5 and 6, it was confirmed that the base structure according to the embodiment includes a plurality of pores. That is, it was found that the base structure according to the above embodiment has a porous structure.

도 7 및 도 8은 열처리 전 상태의 발광 구조체를 촬영한 사진이다. 7 and 8 are photographs of the light emitting structure before heat treatment.

도 7 및 도 8을 참조하면, 열처리 전 상태의 발광 구조체가 포함하는 은 나노입자를 SEM 촬영하여 나타내었다. 도 7의 (a) 내지 (c) 및 도 8의 (a) 내지 (c)는 각각, 발광 구조체 내의 서로 다른 위치에 배치된 은 나노입자를 촬영하여 나타낸 사진들이다. 도 7 및 도 8에서 확인할 수 있듯이, 발광 구조체 내에 은(Ag) 입자가 나노미터(nm)의 크기로 증착되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 발광 구조체가 포함하는 복수의 은(Ag) 나노입자들은, 서로 크기 및 형상이 다르게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 7 and 8, silver nanoparticles included in the light emitting structure before heat treatment were photographed by SEM. 7A to 7C and FIG. 8A to 8C are photographs taken by photographing silver nanoparticles disposed at different positions in the light emitting structure. As can be seen in FIGS. 7 and 8, it was confirmed that silver (Ag) particles were deposited in a nanometer (nm) size in the light emitting structure. In addition, it was confirmed that the plurality of silver (Ag) nanoparticles included in the light emitting structure were formed in different sizes and shapes from each other.

도 9는 열처리 후 상태의 발광 구조체를 촬영한 사진이다. 9 is a photograph of a light emitting structure after heat treatment.

도 9의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 열처리 후 상태의 발광 구조체를 HRTEM(High-resolution Transmission electron microscopy) 촬영하여 나타내었다. 도 9의 (a) 내지 (c)에서 확인할 수 있듯이, 발광 구조체 상에 증착된 은(Ag) 나노입자는 다결정(polycrystalline) 구조를 갖고, SiOx로 구성된 베이스 구조체 대부분의 영역은 비정질(amorphous) 구조를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 베이스 구조체의 영역 중, 베이스 구조체와 은(Ag) 나노입자가 접촉되는 부분은, 단결정(single-crystal) 구조를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 열처리된 발광 구조체가 포함하는 베이스 구조체의 경우, 베이스 구조체와 은(Ag) 나노입자가 접촉되는 제1 영역, 및 제1 영역을 제외한 제2 영역으로 구분되며, 제1 및 제2 영역의 결정성이 서로 다른 것을 알 수 있었다. Referring to FIGS. 9A to 9C, the light-emitting structure after heat treatment was photographed by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). As can be seen from (a) to (c) of FIG. 9, the silver (Ag) nanoparticles deposited on the light emitting structure have a polycrystalline structure, and most of the base structure composed of SiO x is amorphous. It was confirmed that it had a structure. However, it was confirmed that the portion of the base structure where the base structure and the silver (Ag) nanoparticles are in contact has a single-crystal structure. That is, in the case of the base structure including the heat-treated light emitting structure, it is divided into a first area in which the base structure and the silver (Ag) nanoparticles contact, and a second area excluding the first area, and the first and second areas It can be seen that the crystallinity is different.

도 10은 열처리 전 및 열처리 후 상태의 발광 구조체의 결정성을 비교하는 그래프이다. 10 is a graph comparing crystallinity of a light emitting structure before and after heat treatment.

도 10을 참조하면, 열처리 전 상태의 발광 구조체(a), 400℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(b), 600℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(c), 800℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(d), 및 1000℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(e) 각각에 대해 XRD(X-ray diffraction) 분석을 수행하여 나타내었다. Referring to FIG. 10, a light-emitting structure (a) before heat treatment, a light-emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C (b), a light-emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C (c), and light emission heat-treated at a temperature of 800°C It is shown by performing XRD (X-ray diffraction) analysis on each of the structure (d) and the light-emitting structure (e) heat-treated at a temperature of 1000°C.

도 10에서 확인할 수 있듯이, 열처리된 발광 구조체의 경우(b, c, d, e) 30.2°, 32.3°, 및 54.7°에서 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 발광 구조체가 비정질 특성을 갖는 것을 나타낸다. 또한, 열처리된 발광 구조체의 경우(b, c, d, e) 38.1°에서 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 발광 구조체가 결정질 특성을 갖는 것을 나타낸다. 즉, 도 10을 통해, 열처리된 발광 구조체가 비정질 특성 및 결정질 특성을 모두 갖는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 10, in the case of the heat-treated light emitting structure (b, c, d, e), it was confirmed that peaks appeared at 30.2°, 32.3°, and 54.7°. This indicates that the light emitting structure has an amorphous property. In addition, in the case of the heat-treated light emitting structure (b, c, d, e), it was confirmed that a peak appeared at 38.1°. This indicates that the light emitting structure has crystalline properties. That is, through FIG. 10, it was confirmed that the heat-treated light emitting structure had both amorphous characteristics and crystalline characteristics.

도 11은 열처리 전 및 열처리 후 상태의 발광 구조체의 발광 특성을 비교하는 그래프이다. 11 is a graph comparing light emission characteristics of light emitting structures before and after heat treatment.

도 11을 참조하면, 열처리 전 상태의 발광 구조체(P-Si), 400℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(P-Si Ag 400℃), 600℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(P-Si Ag 600℃), 800℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(P-Si Ag 800℃), 및 1000℃의 온도로 열처리된 발광 구조체(P-Si Ag 1000℃) 각각이 발광하는 빛의 특성을 측정하여 나타내었다. Referring to FIG. 11, a light-emitting structure (P-Si) before heat treatment, a light-emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C (P-Si Ag 400°C), and a light-emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C (P-Si Ag 600℃), the light-emitting structure heat-treated at 800℃ (P-Si Ag 800℃), and the light-emitting structure heat-treated at 1000℃ (P-Si Ag 1000℃) respectively Indicated.

도 11에서 확인할 수 있듯이, 400℃ 또는 600℃의 온도로 열처리된 발광 구조체의 경우, 청색 파장대의 빛을 발광하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 400℃, 600℃, 800℃, 또는 1000℃의 온도로 열처리된 발광 구조체의 경우, 적색 파장대의 빛을 발광하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 발광 구조체를 열처리하는 온도를 제어함에 따라, 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 11, in the case of the light emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C or 600°C, it was confirmed that light in the blue wavelength band was emitted. In addition, in the case of the light-emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C, 600°C, 800°C, or 1000°C, it was confirmed that light in the red wavelength band was emitted. Accordingly, it was confirmed that the wavelength band of the emitted light was controlled by controlling the temperature at which the light emitting structure was heat treated.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 구조체가 포함하는 은 나노입자를 구체적으로 촬영한 사진이다. 12 is a photograph specifically photographed silver nanoparticles included in the light emitting structure according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 발광 구조체 내에 서로 다른 위치에 배치되어 있는 은(Ag) 나노입자들을 TEM 촬영하여 나타내었다. 도 12에서 확인할 수 있듯이, 발광 구조체 내에 배치된 은(Ag) 나노 입자들은, 3.5 nm 부터 20 nm까지 다양한 크기로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 12, silver (Ag) nanoparticles disposed at different positions in the light emitting structure according to the embodiment are shown by TEM photographing. As can be seen in FIG. 12, it was confirmed that the silver (Ag) nanoparticles arranged in the light emitting structure were formed in various sizes from 3.5 nm to 20 nm.

도 13은 400℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자를 촬영한 사진이고, 도 14는 400℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자의 크기 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 13 is a photograph of silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C, and FIG. 14 is a size of silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at 400°C. It is a graph showing the distribution.

도 13을 참조하면, 400℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자를 TEM 촬영하여 나타내었다. 도 13에서 확인할 수 있듯이, 발광 구조체가 포함하는 베이스 구조체의 기공 내에 은(Ag) 나노입자가 배치되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 13, silver (Ag) nanoparticles included in the light-emitting structure heat-treated at a temperature of 400° C. were photographed by TEM. As can be seen in FIG. 13, it was confirmed that silver (Ag) nanoparticles were disposed in the pores of the base structure included in the light emitting structure.

도 14를 참조하면, 400℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자의 크기 분포를 나타내었다. 도 14에서 확인할 수 있듯이, 5 nm크기의 은(Ag) 나노입자들이 가장 많은 비중을 차지하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 14, the size distribution of silver (Ag) nanoparticles included in the light emitting structure heat-treated at a temperature of 400°C is shown. As can be seen in FIG. 14, it was confirmed that the 5 nm-sized silver (Ag) nanoparticles occupied the most weight.

도 15는 600℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자를 촬영한 사진이고, 도 16은 600℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자의 크기 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 15 is a photograph of silver (Ag) nanoparticles included in a light-emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C, and FIG. 16 is a size of silver (Ag) nanoparticles included in a light-emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C. It is a graph showing the distribution.

도 15를 참조하면, 600℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자를 TEM 촬영하여 나타내었다. 도 15에서 확인할 수 있듯이, 발광 구조체가 포함하는 베이스 구조체의 기공 내에 은(Ag) 나노입자가 배치되어 있는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 15, silver (Ag) nanoparticles included in a light emitting structure heat-treated at a temperature of 600° C. were photographed by TEM. As can be seen in FIG. 15, it was confirmed that silver (Ag) nanoparticles were disposed in the pores of the base structure included in the light emitting structure.

도 16을 참조하면, 600℃의 온도에서 열처리된 발광 구조체가 포함하는 은(Ag) 나노입자의 크기 분포를 나타내었다. 도 14에서 확인할 수 있듯이, 12.5 nm크기의 은(Ag) 나노입자들이 가장 많은 비중을 차지하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 16, it shows the size distribution of silver (Ag) nanoparticles included in the light emitting structure heat-treated at a temperature of 600°C. As can be seen in FIG. 14, it was confirmed that the 12.5 nm-sized silver (Ag) nanoparticles occupied the most weight.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired ordinary knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention.

100: 기판
200: 베이스 구조체
300: 발광 구조체100: substrate
200: base structure
300: light emitting structure

Claims (12)

기판을 준비하는 단계;
상기 기판을 식각하여, 상기 기판 내에 복수의 기공이 형성된 베이스 구조체를 제조하는 단계;
상기 베이스 구조체에 금속 소스를 제공하여, 상기 베이스 구조체가 포함하는 상기 복수의 기공 내에, 상기 금속을 포함하는 기능성 입자가 증착된 발광 구조체를 제조하는 단계; 및
상기 발광 구조체를 열처리하는 단계를 포함하되,
상기 발광 구조체의 열처리 온도에 따라, 상기 발광 구조체로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
Preparing a substrate;
Etching the substrate to manufacture a base structure in which a plurality of pores are formed in the substrate;
Providing a metal source to the base structure to produce a light emitting structure in which functional particles including the metal are deposited in the plurality of pores included in the base structure; And
Including the step of heat-treating the light emitting structure,
A method of manufacturing a light-emitting structure, comprising controlling a wavelength band of light emitted from the light-emitting structure according to the heat treatment temperature of the light-emitting structure.
 제1 항에 있어서,
상기 발광 구조체의 열처리 온도가 증가함에 따라, 상기 발광 구조체가 포함하는 상기 기능성 입자의 크기가 증가하는 것을 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
The method of claim 1,
As the heat treatment temperature of the light-emitting structure increases, the size of the functional particles included in the light-emitting structure increases.
 제2 항에 있어서,
상기 기능성 입자의 크기에 따라, 상기 발광 구조체로부터 발광되는 빛의 파장대가 제어되는 것을 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
The method of claim 2,
According to the size of the functional particles, a method of manufacturing a light emitting structure comprising controlling a wavelength band of light emitted from the light emitting structure.
 제1 항에 있어서,
상기 발광 구조체가 400℃ 또는 600℃로 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체는 청색 파장대의 빛을 발광하는 것을 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
The method of claim 1,
When the light-emitting structure is heat-treated at 400° C. or 600° C., the light-emitting structure emits light in a blue wavelength band.
 제1 항에 있어서,
상기 발광 구조체가 400℃, 600℃, 800℃, 또는 1000℃로 열처리되는 경우, 상기 발광 구조체는 적색 파장대의 빛을 발광하는 것을 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
The method of claim 1,
When the light-emitting structure is heat-treated at 400° C., 600° C., 800° C., or 1000° C., the light-emitting structure emits light in a red wavelength band.
 제1 항에 있어서,
상기 베이스 구조체 상에 제공되는 상기 금속 소스는, 스퍼터링(sputtering) 방법으로 제공되는 것을 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
The method of claim 1,
The metal source provided on the base structure is a method of manufacturing a light emitting structure comprising being provided by a sputtering method.
 제1 항에 있어서,
상기 베이스 구조체 제조 단계는,
강산을 포함하는 식각 용액을 준비하는 단계;
상기 식각 용액 내에 상기 베이스 구조체를 침지시키는 단계; 및
침지된 상기 베이스 구조체에 전류를 인가하는 단계를 포함하는 발광 구조체의 제조 방법.
The method of claim 1,
The manufacturing step of the base structure,
Preparing an etching solution containing a strong acid;
Immersing the base structure in the etching solution; And
A method of manufacturing a light emitting structure comprising applying a current to the immersed base structure.
 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하는 다공성 베이스 구조체; 및
상기 베이스 구조체가 포함하는 복수의 기공 내에 배치되고, 금속을 포함하는 기능성 입자를 포함하되,
상기 기능성 입자는 나노미터 크기를 갖는 것을 포함하는 발광 구조체.
A porous base structure including silicon oxide (SiO x ); And
Arranged in a plurality of pores included in the base structure, including functional particles containing a metal,
The light emitting structure comprising the functional particles having a nanometer size.
 제8 항에 있어서,
상기 베이스 구조체는, 상기 베이스 구조체 및 상기 기능성 입자가 접촉되는 제1 영역, 및 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역으로 구분되되,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 결정성이 서로 다른 것을 포함하는 발광 구조체.
The method of claim 8,
The base structure is divided into a first area to which the base structure and the functional particles are in contact, and a second area excluding the first area,
The light emitting structure comprising the first region and the second region have different crystallinity.
 제9 항에 있어서,
상기 제1 영역은 결정질(crystalline) 특성을 나타내고, 상기 제2 영역은 비정질(amorphous) 특성을 나타내는 것을 포함하는 발광 구조체.
The method of claim 9,
Wherein the first region exhibits a crystalline characteristic, and the second region exhibits an amorphous characteristic.
 제8 항에 있어서,
상기 금속은, Ag, Au, Pt, 또는 Pd 중 어느 하나를 포함하는 발광 구조체.
The method of claim 8,
The metal is a light-emitting structure comprising any one of Ag, Au, Pt, or Pd.
 제8 항에 있어서,
상기 발광 구조체는, 가시광 영역대의 빛을 발광하는 것을 포함하는 발광 구조체.
The method of claim 8,
The light-emitting structure includes emitting light in a visible light region.
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JP2000138026A (en) * 1998-08-26 2000-05-16 Matsushita Electric Works Ltd Manufacture of field emission type electron source, field emission type electron source, planar light emission device, and display device

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