한국산업기술대학교(총장 안현호)는 나노-광공학과 이성남 교수 연구팀이 발광다이오드(LED) 항복 현상을 이용해 n형 전극 없이 p형으로만 구성된 신개념 LED와 이를 이용한 교류 LED를 세계 최초로 개발했다고 12일 밝혔다.
연구팀은 일반적인 LED에서 역방향 바이어스 인가에 따라 발생하는 소자 항복파괴 현상을 역으로 이용해 매우 작은 항복 전도성 채널 형성법을 제안했다. 또 이에 착안해 항복 전도성 채널 형성과 새로운 전류 흐름 경로에 대한 메커니즘을 해석했다.
또 n형에서 p형으로 전류가 흐르면 발광되는 LED 소자 기본 원리에서 벗어나 항복 전도성 채널을 포함한 p형 전극에서 이 채널을 통해 전류가 다른 p형 전극으로 흐를 수 있는 새로운 LED 전극 구조를 구현했다.
고효율 LED 제작이 가능해 제조공정을 간소화하고 기존 구조와 완전히 다른 구조 소자로 접근이 가능해졌다. 또 항복 전도성 채널을 두 p전극에 형성해 교류-직류 변환기와 드라이버 IC 없이 교류전원에서 바로 LED를 구동할 수 있게 됐다. 이 원천기술로 LED 가격 경쟁력과 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.
이성남 교수는 “이번 연구에서 다이오드 항복현상을 역이용해 기존 n·p형 전극구조에서 벗어난 신개념 전극구조를 형성할 수 있다”면서 “p형 전극만을 이용해 직류-교류 변환기 없이 교류 LED를 제작할 수 있는 원천기술을 세계 최초로 개발했다”고 말했다.
연구는 삼성전자 미래기술육성센서 ICT 창의과제로 지원받아 수행됐으며 네이처 자매저널 '사이언티픽 리포트'에 지난 8일 게재된 바 있다.
이준희기자 jhlee@etnews.com
