화학뉴스

국내 연구진이 유리 등의 부도체에 전류를 흐르게 하는 유리투명 전극기술을 적용해 LED(Light Emitting Diode) 효율을 극대화하는데 성공했다.
차세대 조명과 디스플레이용 광원의 효율 향상을 위한 기술적 돌파구를 마련한 것으로 평가되고 있다.
미래창조과학부는 고려대학교 전기전자공학부 김태근 교수팀이 발광특성 저하를 막는 고효율 LED 구현 기술을 개발했다고 8월21일 발표했다.
전극을 위아래로 배치한 대면적 수직형 LED의 효율을 높이기 위해서는 전류의 주입·분산이 효과적으로 이뤄져야 하는데 금속전극과 반도체가 직접 접촉하는 기존 전류 주입방식은 대면적화하면 소자의 발광특성이 저하되는 단점이 있었다.
특성 저하문제를 해결하기 위해 반도체와 금속패드 사이에 ITO(Indium Tin Oxide)나 그래핀(Graphene) 등 전도성 투명물질을 삽입해 개선하려는 연구가 진행됐지만 광흡수와 전기적 특성저하로 성과를 거두지 못했다.
연구팀은 수직형 LED 반도체 표면에 질화규소(Silicon Nitride) 박막을 입히고 외부전압을 넣어 전도성 채널을 만드는 유리투명 전극 기술을 적용해 고효율 LED를 구현했다.
연구팀이 개발한 LED 실험 결과 같은 전류를 흘렸을 때 기존 LED에 비해 광출력이 9% 높은 반면 전력소비량은 대폭 줄어든 것으로 나타났다.
김태근 교수는 “전력소비량이 크게 줄어든 것은 전도성 채널이 전류를 효과적으로 주입·분산시켰기 때문”이라며 “유리 투명전극을 실제 소자에 적용해 성능을 입증한 첫 사례로, LED를 비롯해 OLED(Organic Light Emitting Diode), 태양전지 등 다양한 형태의 광전소자의 효율 향상에 기여할 수 있을 것”이라고 강조했다.