이성남 한국산기대 교수팀, 고효율 평판형 LED 원천 기술 개발
이성남 한국산기대 교수팀, 고효율 평판형 LED 원천 기술 개발
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차세대 고효율 마이크로 LED 디스플레이용 신개념 평판형 LED 원천 기술 선점
​기존의 n, p형 전극을 형성한 n-p LED(좌) 및 n형 전극이 없이 p형 전극만으로 구성된 평판형 p*-p LED (우) 개략도, p*는 항복 전도성 채널이 형성된 p-전극​
​기존의 n, p형 전극을 형성한 n-p LED(좌) 및 n형 전극이 없이 p형 전극만으로 구성된 평판형 p*-p LED (우) 개략도, p*는 항복 전도성 채널이 형성된 p-전극​

[한국대학신문 신지원 기자] 한국산업기술대학교(총장직무대행 박철우, 이하 산기대)는 이성남 나노광공학과 교수 연구팀 (참여핵심연구원: 백승혜, 이현진)은 반도체 발광다이오드(이하 LED)의 역 전압 항복 파괴 현상을 이용해 형성된 전도성 채널에서 전류 흐름에 대한 메커니즘을 규명하고, 이를 이용해 n형 전극이 존재하지 않는 고효율의 신개념 평판형 LED에 대한 원천 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

일반적인, 반도체 LED에서 역방향 전압 인가에 따라 LED 소자의 항복 파괴 현상이 발생해 소자를 사용하지 못하게 되는 특성을 나타내고 있다. 따라서 대부분의 연구 그룹에서는 항복 현상을 억제하는 기술을 개발하는 연구를 집중적으로 진행하고 있으나, 이번 연구에서는 이 역전압 항복 파괴 프로세스 중에 반도체 박막을 구성하는 전도성 금속이 분해와 재증착을 통한 우수한 전기적 특성을 나타내는 전도성 채널이 형성되는 메커니즘을 세계 최초로 규명했다.

역전압 항복 파괴 영역을 이용한 전류 흐름에 대한 전도성 메커니즘을 규명함으로 평판형 LED 소자의 저항을 감소시킬 수 있는 기반 기술을 확보했으며, 이는 기존의 LED 조명 및 차세대 마이크로 LED 디스플레이의 LED 광원으로 기존 기술을 완벽히 대체할 수 있는 기술임을 확인했다.

이성남 교수는“이번 연구 성과는 반도체 발광 다이오드의 역전압 항복 파괴 현상을 역으로 이용해 신개념 평판형 LED 구조를 형성할 수 있는 핵심 기술을 개발했다”며 “이 기술은 고효율 신개념 평판형 LED 소자에 대한 원천 기술을 세계 최초로 개발한 것에 큰 의미가 있다”고 말했다.

한편, 이 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 ICT 창의과제와 한국연구재단의 기본연구과제 지원을 받아 수행됐으며 세계적으로 권위 있는 네이처의 자매 저널인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 9월 20일자에 게재됐다.


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