​유리투명 전극 기술 적용한 고효율 LED 개발

아주경제 김봉철 기자 = 국내 연구진이 유리 등의 부도체에 전류를 흐르게 하는 ‘유리투명 전극 기술’을 적용해 발광다이오드(LED)의 효율을 극대화하는데 성공했다.

미래창조과학부는 고려대 전기전자공학부 김태근 교수 연구팀이 이러한 연구 성과를 냈다고 20일 밝혔다.

특히 이번 연구 결과는 차세대 조명과 디스플레이용 광원의 효율 향상을 위한 기술적 돌파구를 마련한 것으로 평가된다.

전극을 아래위로 배치한 대면적 수직형 LED의 효율을 높이려면 전류의 주입·분산이 효과적으로 이뤄져야 하는데 금속전극과 반도체가 직접 접촉하는 기존 전류 주입 방식은 대면적화할 경우 소자의 발광특성이 떨어지는 단점이 있었다.

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이를 해결하고자 기존에는 반도체와 금속패드 사이에 산화인듐전극(ITO)이나 그래핀과 같은 전도성 투명물질을 삽입하는 연구가 진행됐지만 광흡수와 전기적 특성 저하로 큰 성과를 거두지 못했다.

연구팀은 수직형 LED 반도체 표면에 질화규소(SiNx) 박막을 입히고 외부전압을 넣어 전도성 채널을 만드는 유리투명 전극 기술을 적용해 고효율 LED를 구현했다.

연구팀이 실험한 LED는 같은 전류를 흘려주었을 때 기존 LED에 비해 광출력은 9% 높은 반면에 전력소모는 크게 준 것으로 나타났다.

연구팀은 전도성 채널이 전극에서 반도체로 전류를 효과적으로 주입·분산시켰기 때문이라고 설명했다.

김태근 교수는 “유리 투명전극을 실제 소자에 적용해 그 우수성을 입증한 첫 사례로 LED는 물론 유기발광다이오드(OLED), 태양전지 등 다양한 형태의 광전소자의 효율 향상에 기여할 것”이라고 말했다.

한편 미래부 중견연구자지원사업 과제인 이번 연구 성과는 지난달 25일 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트지(Scientific Reports)에 실렸다.