음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자
Light emitting diode with increased carrier concentration using negative charged graphene oxide and process for fabricating the same
특허 요약
본 발명은 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자에 관한 것으로, 기판과; 상기 기판 위에 형성된 n형 반도체층과; 상기 n형 반도체층 위에 형성되어 빛을 발생시키는 활성층과; 상기 활성층 위에 형성된 p형 반도체층과; 상기 p형 반도체층 위에 형성된 투명 전극층; 그리고, 음전하를 가지는 산화그래핀을 상기 투명전극층의 상면 또는 하면에 도포하여 형성되고, 상기 p형 반도체층에 산화그래핀에 의한 이중극장(dipole field)을 형성시켜 활성층으로 이동되는 정공 농도를 증가시키는 이중극장 형성층;을 포함하여 형성되는 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자를 기술적 요지로 한다. 이에 따라, p형 도펀트(dopant)로서 산화그래핀을 도입하여 고출력 발광소자를 제작하는 것이 가능하며, 기존의 발광소자의 p형 반도체 층에 형성되어 있는 에너지 밴드의 휘어짐에 의한 정공(hole)의 고립을 산화그래핀의 이중극장(dipole field) 형성을 통해 와해시킴으로써, 평평한 에너지 밴드의 복귀를 유도시킬 수 있다. 이를 통하여 p형 반도체 층의 정공농도를 증가 시킴으로서 발광이 형성되는 활성층인 다중양자샘(multi quantum well) 층에서 전자(electron)와 정공의 방사 재결합(radiative recombination)을 촉진시켜 발광 ...(이하생략)
청구항
번호청구항
1

기판과; 상기 기판 위에 형성된 n형 반도체층과;상기 n형 반도체층 위에 형성되어 빛을 발생시키는 활성층과;상기 활성층 위에 형성된 p형 반도체층과; 상기 p형 반도체층 위에 형성된 투명 전극층; 그리고, 상기 p형 반도체층에 산화그래핀에 의한 이중극장(dipole field)을 형성시켜 활성층으로 이동되는 정공 농도를 증가시키도록 음전하를 가지는 산화그래핀을 이용하여 상기 투명전극층의 상면 또는 하면에 도포 형성되는 이중극장 형성층;을 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자.

2

제1항에 있어서, 상기 산화 그래핀은, 분말상태의 그래파이트 플레이크(flake)를 산처리하여 분말상태의 산화 그래파이트 플레이크를 합성시키는 제 1단계와; 상기 제 1단계의 산화그래파이트 플레이크를 용매 내에 분산 및 박리 시킴으로서 산화그래핀을 형성시키는 제 2단계와; 상기 2단계의 산화그래핀의 크기를 조절하기 위해 원심분리시키는 제3단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자.

3

제2항에 있어서, 상기 제3단계를 통하여 형성된 산화그래핀의 크기는 10nm~10um 임을 특징으로 하는 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자.

4

제1항에 있어서, 상기 도포는 스프레이(spray), 디핑(dipping), 스핀코팅(spin coating), 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 패드 프린팅, 나이프 코팅, 키스 코팅, 그라비아 코팅 중에서 선택된 하나의 방법이 이용됨을 특징으로 하는 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자.

5

제1항에 있어서, 상기 투명 전극층은, ITO, FTO, CNT, 그래핀, 은나노와이어, 은나노입자 중 하나가 됨을 특징으로 하는 음전하를 가지는 산화 그래핀을 이용한 전하 농도가 증가된 발광소자.