마이크로 LED는 칩 크기가 기존 LED의 10분의 1 이하인 초소형 LED로, 차세대 디스플레이 기술로 주목받는다. LED칩 자체가 화소로 활용되기 때문에 기존 LED로 불가능했던 플렉서블 디스플레이가 가능하고 밝기·해상도·반응속도 등이 우수할 것으로 기대를 모은다. 디스플레이 업계가 상용화에 박차를 가하고 있는 가운데 국내 연구진이 마이크로 LED의 전기·광학적 효율을 높인 기술을 개발했다.
김태근 고려대 교수(사진)팀은 금속 이온을 전기화학적으로 입히는 방법을 통해 마이크로 LED의 전기·광 효율을 높인 고효율 투명전극을 개발했다.
마이크로 LED 디스플레이를 구현하려면 작은 크기의 픽셀에 전류를 효과적으로 주입해 빛의 추출을 극대화해야 한다. 그동안 관련 연구가 광원 구조에 집중하다 보니 전기적 특성을 높이는 연구는 미진했다.
마이크로 LED는 일반 LED에 비해 불투명한 p-금속전극에 가려지는 면적이 상대적으로 많아 활성층에서 만들어진 빛이 외부로 나가지 못하는 비중이 크다. 연구팀은 가시광 영역에서 투과도가 매우 높은 질화알루미늄 물질 내부에 인듐과 주석금속 기반의 전류주입 경로를 만들어 높은 투과도는 유지한 채 효과적인 전류주입이 가능하도록 했다.
이 투명전극을 적용한 마이크로 LED는 기존 인듐주석산화물(ITO) 투명전극을 채택한 마이크로 LED보다 전류밀도는 13%, 광출력은 5% 향상됐다.
김태근 교수는 "이 연구는 다양한 유·무기 반도체를 고효율 광전소자로 활용할 수 있는 전류주입 기술을 개발한 것"이라며 "질화물 반도체 기반의 발광소자뿐 아니라 유기물 기반의 발광소자, 태양전지 등 다양한 산업 분야로 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(리더연구)을 통해 이뤄졌으며, 연구결과는 나노 및 마이크로 과학 분야 국제학술지 '스몰'(Small) 4일자에 게재됐다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr
