국내 연구진이 청색 LED 발광 효율을 증가시킬 수 있는 원천 기술을 개발했다.

교육과학기술부는 21일 광주과학기술원 정건영 교수팀이 산화아연 나노막대 광도파로(빛이 지나가는 길)현상을 이용해 차세대 조명 광원인 InGaN(인듐갈륨나이트라이드:LED 활성층 구성물질)청색 LED 발광 효율을 최고 30% 이상 증가시킬 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈' 4월호에 표지논문으로 실렸다.

연구팀은 청색 LED의 ITO(인듐틴옥사이드:전기와 빛을 투과시키는 투명전극재료) 전극층 위에 저온 수열합성법(반응물을 물에 녹이고 100도 이하로 가열하면서 합성하는 방법)으로 산화아연 막대를 성장시켰다. 그리고 LED 발광시 산화아연 막대를 통해 빛이 잘 지나가고 있는 것을 확인했다. 이때 산화아연 막대를 온도 및 산도(PH)조절,촉매제 투입 등으로 적절히 처리해 형태를 변경시키면 빛 추출 효율을 31%까지 끌어올릴 수 있다는 점을 확인했다.

지금까지는 LED의 빛 추출 효율을 향상시키기 위해 물리적으로 ITO전극층을 깎아내는'패터닝'공정 등을 거쳤으나 이는 장기적으로 전극층의 저항증가로 LED의 수명을 단축시키는 점이 단점으로 지목돼 왔다.

정건영 교수는 "산화아연 막대를 저온에서 LED 전극 구조에 영향을 주지 않고 성장시켜 발광 효율을 획기적으로 향상시킨 것"이라며 "나노 기술과 융합하면 2015년 1100억달러에 이를 것으로 예상되는 세계 LED 조명 시장에 국내 기술이 우위를 점할 수 있을 것"이라고 말했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com