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KR101651872B1 - 나노 결정 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents

나노 결정 발광 다이오드 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101651872B1
KR101651872B1 KR1020150056928A KR20150056928A KR101651872B1 KR 101651872 B1 KR101651872 B1 KR 101651872B1 KR 1020150056928 A KR1020150056928 A KR 1020150056928A KR 20150056928 A KR20150056928 A KR 20150056928A KR 101651872 B1 KR101651872 B1 KR 101651872B1
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KR
South Korea
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nanocrystal layer
nanocrystal
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undoped
doped
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Application number
KR1020150056928A
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Inventor
주영구
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
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Abstract

나노 결정 발광 다이오드 제조 방법이 개시된다. 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법은, 기판 위에 제1 나노 결정층을 형성하는 단계, 제1 나노 결정층 위에 도핑되지 않은 나노 결정층을 형성하는 단계, 도핑되지 않은 나노 결정층 위에 제2 나노 결정층을 형성하는 단계, 제1 나노 결정층, 도핑되지 않은 나노 결정층 및 제2 나노 결정층을 스핀 코팅(spin coating)하는 단계 및 제1 나노 결정층, 도핑되지 않은 나노 결정층 및 제2 나노 결정층을 제1 온도 또는 제2 온도에서 어닐링하는 단계를 포함한다.

Description

나노 결정 발광 다이오드 및 그 제조 방법{NANO-CRYSTAL LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 나노 결정 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 융착 공정을 이용하여 제조된 나노 결정 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
나노 결정은 뛰어난 스펙트럼 특성으로 인하여 LED용 형광체, 바이오 이미징과 센싱, 디스플레이, 광통신, 양자 암호화 기술에서 응용될 것으로 기대되며 많은 관심과 연구의 대상이 되어 왔다.
나노 결정은 기본적으로 나노 사이즈의 반도체 알갱이이며 양자 효과에 의해서 물질 고유의 밴드갭 크기가 변화되는 특성을 가지고 있다. 나노 결정은 화학적으로 합성하며 합성 조건이나 시간에 따라 크기 조절이 가능하고 대량 생산이 가능하다. 나노 결정의 크기를 조절하게 되면 나노 결정의 밴드갭이 변화하고, 밴드갭의 변화는 광 흡수 파장이나 방출 파장의 변화를 가져온다. 따라서 동일한 반도체 물질을 가지고, 크기를 조절함으로써 스펙트럼 특성 변화를 줄 수 있는 장점이 있다.
지금까지 LED(light emitting diode)나 반도체 레이저를 만들기 위해서는 사파이어나 GaAs 또는 InP와 같은 결정화된 기판 위에 MBE(Molecular beam epitaxy)나 MOCVD(Metal organic chemical vapor deposition)과 같은 기법을 사용하여 에피탁시 성장(epitaxial growth)을 통해 광원의 능동매질을 만들어야 했다. 이러한 에피탁시 성장 기법은 광학적 특성이 우수하고 기계적 강도나 열적 특성이 상대적으로 우수하지만 기판에서 성장할 수 있는 능동 매질의 파장은 결정의 격자 부적합(lattice mismatch)에 의해서 제한받을 수밖에 없었다. 결국 특정한 파장의 반도체 광원을 개발하기 위해서는 결정 성장 기법을 먼저 개발해야 하고 많은 시간과 투자를 필요로 한다. 현재 LED나 LD(laser diode)가 특정한 파장에서만 생산되는 것도 같은 이유이다.
나노 결정은 이러한 면에서 스펙트럼 특성에 대한 자유도를 가지고 있으며, 기판의 종류에 상관없이 유리판이나 실리콘 기판에도 제작이 가능할 수 있다. 또한 나노 결정을 함유하고 있는 호스트 물질의 종류에 따라 박막이나 도파로, 광섬유 형태 등 여러 가지 형태로 성형이 가능하기 때문에 기존에 개발된 여러 구조의 광소자 개발이 용이하다.
도 1을 참조하면, 최근 발표된 나노 결정 LED는 나노 결정을 PDMS(polydimethylsiloxane) stamp 기법을 사용하여 패터닝하고 나노 결정층 주위에 TFB(폴리머 종류)와 TiO2층을 HTL(hole transport layer)과 ETL(electron transport layer)로 사용하였다. 그리고 양극과 음극으로는 ITO와 Al을 사용하였다.
최근 개발된 나노 결정 LED의 전력 효율은 기존의 나노 결정 LED 또는 QDLED(quantum dot LED)에 비해 많이 향상되었으나 여전히 4.25 lm/W 정도로서 현재 반도체 기반 백색 LED가 보이는 150 lm/W와는 많은 차이를 보이고 있다. 나노 결정 효율이 아직 1% 내지 2%정도로서 III-V 화합물 반도체의 효율과 비교하면 30-50배의 차이를 가지고 있다.
기존의 나노 결정 LED는 저항이 매우 높기 때문에 높은 전류가 주입될 때 에너지 손실도 증가할 수 있다. 또한 양자 효율이 낮다는 것은 주입되는 전자 정공 쌍이 빛으로 변환되는 효율이 낮다는 것으로, 비방사 재결합(non-radiative recombination)이 많이 일어나거나 능동 매질에서 전류 누설 경로(current leakage path)가 있을 수 있다.
기존에 개발된 나노 결정 LED의 구조는 OLED(organic light emmitting diode) 구조와 유사하며 빛을 내는 능동 매질이 나노 결정으로 대치된 형태라고 볼 수 있다. 기존의 III-V 화합물에 기반한 LED의 특성이 훨씬 우수함에도 불구하고 OLED 방식을 따르는 것은 무기 LED 방식이 반도체 기판 위에 에피탁시 성장을 이용하기 때문에 유리 기판에 적용할 수 없기 때문이다.
이에 따라 기존의 나노 결정 LED는 양자 효율이 낮고, 높은 저항으로 인하여 전류 주입 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은, 나노 결정을 어닐링하여 융착시킨 나노 결정층을 포함하는 나노 결정 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법은, 기판 위에 제1 나노 결정층을 형성하는 단계, 상기 제1 나노 결정층 위에 도핑되지 않은 나노 결정층을 형성하는 단계, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 위에 제2 나노 결정층을 형성하는 단계, 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층을 스핀 코팅(spin coating)하는 단계 및 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층을 어닐링(annealing)하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 어닐링하는 단계는, 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층을 제1 온도에서 어닐링하며, 상기 제1 온도는 200도 내지 1000도일 수 있다.
여기서, 상기 어닐링하는 단계는, 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도에서 어닐링하며, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 낮은 온도일 수 있다.
여기서, 상기 기설정된 압력은 1 기압 내지 100 기압일 수 있다.
또한, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층, 상기 제1 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층은, CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, InAs, InP, GaP, InGaP, ZnS, ZnSe, CuInSSe 및 GaAs 중 적어도 하나의 나노 입자로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층은, CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, InAs, InP, GaP, InGaP, ZnS, ZnSe, CuInSSe 및 GaAs 중 적어도 두 개의 나노 입자의 코어-쉘 구조로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층은, 동일한 종류의 나노 입자로 구성되며, 상기 제1 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층의 나노 입자의 크기 각각은 상기 도핑되지 않은 나노 결정층의 나노 입자의 크기와 다를 수 있다.
또한, 상기 제1 나노 결정층은, n-도핑된 나노 결정층이고, 상기 제2 나노 결정층은, p-도핑된 나노 결정층일 수 있다.
또한, 상기 제1 나노 결정층은, p-도핑된 나노 결정층이고, 상기 제2 나노 결정층은, n-도핑된 나노 결정층일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드는, 기판, 제1 나노 결정층, 도핑되지 않은 나노 결정층 및 제2 나노 결정층을 포함하고, 상기 기판, 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층은, 순차적으로 배열되며, 상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층은, 스핀 코팅되어 어닐링된 나노 결정층이다.
여기서, 상기 제1 나노 결정층은, n-도핑된 나노 결정층이고, 상기 제2 나노 결정층은, p-도핑된 나노 결정층일 수 있다.
또한, 상기 제1 나노 결정층은, p-도핑된 나노 결정층이고, 상기 제2 나노 결정층은, n-도핑된 나노 결정층일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 나노 결정을 어닐링하여 융착시킨 나노 결정층을 이용하여 나노 결정 발광 다이오드를 제조하므로 나노 결정 발광 다이오드의 양자 효율 및 전류 주입 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기존의 나노 결정 발광 다이오드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 융착 전후의 나노 결정을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드에 융착 공정을 적용하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 융착 공정이 적용된 나노 결정 발광 다이오드를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판에 압력을 가하여 융착 공정을 적용하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드의 구성을 나타내는 도면이다.
나노 결정 발광 다이오드(100)는 기판(110), 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130), 제2 나노 결정층(140), 제1 전극(150) 및 제2 전극(160)을 포함한다.
나노 결정층(120, 130, 140)은 융착 공정을 적용하여 생성할 수 있다. 여기서, 융착 공정은 에너지를 공급하여 분자들이 강한 결합을 하도록 유도하는 것을 의미한다. 즉, 나노 결정 사이에 에너지를 공급하여 나노 결정 표면에 있는 분자들이 강한 결합을 하도록 유도할 수 있다. 이를 위해 열 에너지를 공급하거나 압력을 가할 수 있다.
나노 결정층(120, 130, 140)은 나노 결정을 기판(110)에 스핀 코팅한 후에 건조하고 퍼니스(furnace)와 같은 RTA(rapid thermal anealing) 장치 내부에 넣고 고온에서 어닐링(anealing)하여 생성할 수 있다.
또한, 나노 결정층(120, 130, 140)은 나노 결정을 기판(110)에 스핀 코팅한 후 고에너지 레이저를 집속하여 순간적으로 레이저가 집속된 부분의 온도를 높여서 생성하거나 나노 결정을 기판(110)에 스핀 코팅한 후 다른 기판으로 압력을 가하면서 어닐링하여 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 융착 전후의 나노 결정을 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 나노 결정은 기판(110)에 스핀 코팅된 후 약하게 연결되어 있는 반면, 도 3의 (b)와 같이, 나노 결정이 융착된 후에는 나노 결정의 표면(320)이 연결되어 강한 결합을 생성할 수 있다.
융착된 나노 결정의 경우, 나노 결정의 표면(320)이 하나의 결정으로 연결되기 때문에 전자나 정공이 훨씬 더 쉽게 이동할 수 있는 효과가 있다.
또한, 도핑되지 않은 나노 결정층(130)은 적어도 두 가지 나노 입자의 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 코어-쉘 구조는 나노 결정의 표면(320)에서 융착이 일어나더라도 나노 결정의 코어(310)에 있는 나노 사이즈에 변화가 없으므로 밴드갭을 좀 더 안정적으로 유지할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 기판(110) 위에 제1 나노 결정층(120)을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. 우선, 기판(110) 위에 도핑된 나노 결정을 스핀 코팅한다. 나노 결정을 도핑하는 방식의 일 예로, CdS 나노 결정은 제조 과정에서 양이온으로 Cd을 사용하지만 Mn을 포함한 용액을 미량 첨가하면 최종 나노 결정에 불순물이 첨가되어 도핑될 수 있다. 또한, 도핑된 나노 결정층은 도핑되지 않은 나노 결정층에 확산이나 임플란트(implant) 공정을 적용하여 생성할 수 있다. 이러한 도핑된 제1 나노 결정층(120)은 p-도핑된 나노 결정층 또는 n-도핑된 나노 결정층일 수 있다.
기판(110) 위에 도핑된 나노 결정을 스핀 코팅한 후, 도핑된 나노 결정층을 제1 온도에서 어닐링하거나 도핑된 나노 결정층에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도에서 어닐링할 수 있다. 여기서, 제1 온도는 200도에서 1000도 사이의 온도이며, 제2 온도는 제1 온도보다 낮은 온도일 수 있고, 기설정된 압력은 1기압 에서 100기압 사이의 압력일 수 있다. 즉, 기설정된 압력을 가하면서 어닐링하는 경우, 압력을 가하지 않는 경우보다 낮은 온도에서 어닐링할 수 있다.
도 5는 제1 나노 결정층(120) 위에 도핑되지 않은 나노 결정층(130)을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
기판(110) 위에 제1 나노 결정층(120)을 형성한 후, 도핑되지 않은 나노 결정을 스핀 코팅한다. 이후, 도핑되지 않은 나노 결정층(130)을 제1 온도에서 어닐링하거나 도핑되지 않은 나노 결정층(130)에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도에서 어닐링할 수 있다.
도 6은 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 위에 제2 나노 결정층(140)을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
제1 나노 결정층(120) 위에 도핑되지 않은 나노 결정층(130)을 형성한 후, 도핑된 나노 결정을 스핀 코팅한다. 이후, 도핑된 제2 나노 결정층(140)을 제1 온도에서 어닐링하거나 도핑된 제2 나노 결정층(140)에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도에서 어닐링할 수 있다. 이러한 도핑된 제2 나노 결정층(140)은 p-도핑된 나노 결정층 또는 n-도핑된 나노 결정층일 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드에 융착 공정을 적용하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a는 나노 결정 발광 다이오드(100)에 압력을 가하지 않고, 제1 온도로 어닐링하는 방법을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 기판(110) 위에 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140)을 형성한 후, 기판(110), 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140) 전부를 제1 온도로 어닐링하거나 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140) 각각을 제1 온도로 어닐링할 수 있다.
도 7b는 나노 결정 발광 다이오드(100)에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도로 어닐링하는 방법을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 기판(110) 위에 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140)을 형성한 후, 기판(110), 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140) 전부에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도로 어닐링할 수 있다. 또한, 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140) 각각에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도로 어닐링할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 융착 공정이 적용된 나노 결정 발광 다이오드를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 나노 결정층(120)은 n-도핑된 나노 결정층이고, 제2 나노 결정층(140)은 p-도핑된 나노 결정층이며, 제1 전극(150)은 p-전극, 제2 전극(160)은 n-전극일 수 있다.
또한, 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140)을 구성하는 나노 결정은 CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, InAs, InP, GaP, InGaP, ZnS, ZnSe, CuInSSe 및 GaAs 중 적어도 하나의 나노 입자로 구성될 수 있다. 이 경우, 도핑되지 않은 나노 결정층(130)은 CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, InAs, InP, GaP, InGaP, ZnS, ZnSe, CuInSSe 및 GaAs 중 적어도 두 가지의 나노 입자의 코어-쉘 구조로 구성될 수 있다. 코어-쉘 구조는 나노 입자의 표면에서 융착이 일어나더라도 나노 입자의 코어에 있는 나노 사이즈에는 변화가 없으므로 밴드갭을 좀 더 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 나노 결정층(120), 도핑되지 않은 나노 결정층(130) 및 제2 나노 결정층(140)이 동일한 종류의 나노 입자로 구성되는 경우, 제1 나노 결정층(120) 및 제2 나노 결정층(140)의 나노 입자의 크기 각각을 도핑되지 않은 나노 결정층(130)의 나노 입자의 크기와 다르게 하여, 밴드갭을 제어할 수 있다. 즉, 제1 나노 결정층(120) 및 제2 나노 결정층(140)의 나노 입자의 크기 각각을 도핑되지 않은 나노 결정층(130)의 나노 입자의 크기와 다르게 하는 경우, 제1 나노 결정층(120) 및 제2 나노 결정층(140)의 밴드갭과 도핑되지 않은 나노 결정층(130)의 밴드갭이 달라지므로 나노 결정 발광 다이오드(100)의 전기적 특성 및 굴절률을 조절할 수 있다.
또한, 제1 나노 결정층(120) 및 제2 나노 결정층(140)의 나노 입자는 도핑되지 않은 나노 결정층(130)의 나노 입자와 각각 다른 종류의 나노 입자로 구성될 수 있다. 이 경우, 나노 입자의 크기가 다른 경우와 마찬가지로, 밴드갭이 다른 복수의 나노 결정층을 구성할 수 있게 되므로 나노 결정 발광 다이오드(100)의 전기적 특성 및 굴절률을 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판에 압력을 가하여 융착 공정을 적용하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 기판 위에 p+GaN 층을 형성한 후, 도핑되지 않은 나노 결정을 스핀 코팅한다. 이후, n+GaN층이 형성된 다른 기판으로 스핀 코팅된 나노 결정층에 압력을 가하고, 제2 온도에서 어닐링할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노 결정 발광 다이오드의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10에 도시된 나노 결정 발광 다이오드의 제조 방법에 따르면, 우선 기판 위에 제1 나노 결정층을 형성하고(S910), 제1 나노 결정층 위에 도핑되지 않은 나노 결정층을 형성한 후(S920), 도핑되지 않은 나노 결정층 위에 제2 나노 결정층을 형성한다(S930).
이후, 제1 나노 결정층, 도핑되지 않은 나노 결정층 및 제2 나노 결정층을 제1 온도 또는 제2 온도에서 어닐링한다(S940).
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 나노 결정을 어닐링하여 융착시킨 나노 결정층을 이용하여 나노 결정 발광 다이오드를 제조하므로 나노 결정 발광 다이오드의 양자 효율 및 전류 주입 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제조 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
일 예로, 기판 위에 제1 나노 결정층을 형성하는 단계, 제1 나노 결정층 위에 도핑되지 않은 나노 결정층을 형성하는 단계, 도핑되지 않은 나노 결정층 위에 제2 나노 결정층을 형성하는 단계, 제1 나노 결정층, 도핑되지 않은 나노 결정층 및 제2 나노 결정층을 스핀 코팅(spin coating)하는 단계 및 제1 나노 결정층, 도핑되지 않은 나노 결정층 및 제2 나노 결정층을 제1 온도 또는 제2 온도에서 어닐링하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 나노 결정 발광 다이오드 110: 기판
120: 제1 나노 결정층 130: 도핑되지 않은 나노 결정층
140: 제2 나노 결정층 150: 제1 전극
160: 제2 전극

Claims (13)

  1. 기판 위에 도핑된 제1 나노 결정을 스핀 코팅한 후 어닐링하여 제1 나노 결정층을 형성하는 단계;
    상기 제1 나노 결정층 위에 도핑되지 않은 제2 나노 결정을 스핀 코팅한 후 어닐링하여 도핑되지 않은 나노 결정층을 형성하는 단계;
    상기 도핑되지 않은 나노 결정층 위에 도핑된 제3 나노 결정을 스핀 코팅한 후 어닐링하여 제2 나노 결정층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층을 어닐링(annealing)하여 융착하는 단계;를 포함하고,
    상기 어닐링하여 융착하는 단계는,
    상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층의 표면을 하나의 결정으로 연결하고,
    상기 제1 나노 결정층은, n-도핑된 나노 결정층 및 p-도핑된 나노 결정층 중 하나이고,
    상기 제2 나노 결정층은, n-도핑된 나노 결정층 및 p-도핑된 나노 결정층 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어닐링하여 융착하는 단계는,
    상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층을 제1 온도에서 어닐링하여 융착하며,
    상기 제1 온도는 200도 내지 1000도인 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어닐링하여 융착하는 단계는,
    상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층에 기설정된 압력을 가하면서 제2 온도에서 어닐링하여 융착하는 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기설정된 압력은 1 기압 내지 100 기압인 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도핑되지 않은 나노 결정층, 상기 제1 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층은,
    CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, InAs, InP, GaP, InGaP, ZnS, ZnSe, CuInSSe 및 GaAs 중 적어도 하나의 나노 입자로 구성된 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도핑되지 않은 나노 결정층은,
    CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, InAs, InP, GaP, InGaP, ZnS, ZnSe, CuInSSe 및 GaAs 중 적어도 두 개의 나노 입자의 코어-쉘 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 나노 결정층, 상기 도핑되지 않은 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층은, 동일한 종류의 나노 입자로 구성되며,
    상기 제1 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층의 나노 입자의 크기 각각은 상기 도핑되지 않은 나노 결정층의 나노 입자의 크기와 다른 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 나노 결정층 및 상기 제2 나노 결정층의 나노 입자는 상기 도핑되지 않은 나노 결정층의 나노 입자와 각각 다른 종류의 나노 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노 결정 발광 다이오드 제조 방법.
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