산기대, 신개념 LED 원천기술 구현
산기대, 신개념 LED 원천기술 구현
  • 신효송 기자
  • 승인 2018.11.12 15:12
  • 댓글 0
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p형 전극으로만 구성된 기술 개발·선점

[대학저널 신효송 기자] 한국산업기술대학교(이하 산기대, 총장 안현호) 나노-광공학과 이성남 교수 연구팀(참여 핵심연구원: 한상현, 백승혜, 이현진, 전북대 김현수 교수)이 발광 다이오드의 항복 현상을 이용해 n형 전극이 존재하지 않고, p형 전극으로만 구성된 신개념 구조의 발광다이오드(LED)와 이를 이용한 교류 발광다이오드를 세계 최초로 개발했다.

연구팀은 일반적인 발광 다이오드에서 역방향 바이어스 인가에 따라 발생하는 소자의 항복 파괴 현상을 역으로 이용해 매우 작은 항복 전도성 채널 형성법을 제안했다. 또 이에 착안해 항복 전도성 채널 형성 및 새로운 전류 흐름 경로에 대한 메커니즘을 해석했다.

이를 기반으로 n형에서 p형으로 전류가 흐르면 발광이 되는 LED 소자의 기본 원리에서 벗어나 항복 전도성 채널을 포함한 p형 전극에서 이 채널을 통해 전류가 다른 p형 전극으로 흐를 수 있는 새로운 전극 구조의 발광다이오드의 구조를 구현했다.

이로써 고효율의 발광 다이오드 제작이 가능해 제조 공정을 간소화할 뿐 아니라 기존의 구조와는 완전히 다른 구조의 소자로의 접근이 가능해졌다. 또한 항복 전도성 채널을 두 p전극에 형성해 교류-직류 변환기 및 드라이버 IC 없이 교류 전원에서 바로 발광 다이오드를 구동할 수 있는 원천기술로 발광다이오드의 가격 경쟁력과 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다.

이성남 교수는 “이번 연구에서 다이오드의 항복 현상을 역 이용하여 항복 유도 전도성 채널을 다이오드에 형성함으로써 기존의 n형 및 p형 전극 구조에서 벗어난 신개념 전극 구조를 형성할 수 있다"며 “p형 전극만을 이용해 직류-교류 변환기 없이 교류 발광 다이오드를 제작할 수 있는 원천 기술을 세계 최초로 개발한 것에 큰 의미가 있다”라고 말했다.

한편 이 연구는 삼성전자 미래기술육성센서의 ICT 창의과제로 지원을 받아 수행됐다. 세계적으로 권위 있는 네이처의 자매 저널인‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 11월 8일 자에 게재됐다.


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