유리투명전극 이용 친환경적 고효율 자외선 LED 개발

유리투명전극 이용 친환경적 고효율 자외선 LED 개발

고려대 김태근 교수 "유리투명전극으로 자외선 LED 효율 향상"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 전기가 흐르지 않는 유리에 전류를 균일하게 흐르도록 하는 유리투명전극을 적용한 친환경 고효율 자외선 발광다이오드(LED)를 개발했다.

고려대 전기전자공학부 김태근 교수팀은 질화알루미늄/인듐주석산화물(AlN/ITO)로 구성된 유리투명전극을 이용해 자외선 영역(파장 190∼400㎚)에서 투과율이 높고 우수한 전기적 특성을 확보, 고효율의 자외선 LED 개발하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.


자외선 광원은 정수, 살균, 위폐 감지, 의료기기 등 다양한 분야에 사용된다. 하지만 기존 자외선램프는 수명이 짧고 환경 유해물질인 수은과 카드뮴 등 사용하는 문제가 있어 친환경적이고 효율이 높은 자외선 LED 개발 필요성이 제기돼 왔다.

연구진은 자외선 광전소자 응용 가능성이 있다고 알려진 금속 알루미늄 질화물(AlN) 박막 위에 전기전도도와 투명도가 높은 투명전극 소재인 인듐주석산화물(ITO)을 10㎚(나노미터=10억분의 1ｍ) 이하로 쌓아 투과도 95% 이상이면서 효율이 높은 유리투명전극을 개발했다.

AlN/ITO 유리투명전극을 적용해 제작한 파장 365nm의 자외선 LED는 같은 파장에서 최적화된 ITO로 만든 LED보다 동작전압이 0.2V 낮고 광 출력은 8.6% 향상된 것으로 나타났다.

이는 AlN/ITO 투명전극이 투과도가 높아지면 전기전도도가 떨어지는 '트레이드-오프'(타협) 현상을 극복, 기존 ITO보다 우수한 전기ㆍ광학적 특성을 구현했음을 뜻한다.

김 교수는 "AlN/ITO로 구성된 유리투명전극을 이용해 근자외선 LED의 효율을 향상시켰다"며 "앞으로 1∼2년 안에 심자외선 LED, 마이크로 LED, 유기 LED, 태양전지 등 다양한 광ㆍ전 소자에 적용돼 효율 향상에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 미국화학회(ACS)의 재료공학ㆍ화학 분야 학술지 'ACS 어플라이드 머티리얼즈 & 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces, 2016년 12월 28일자)에 게재됐다.


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