이성남 한국공대 교수팀, 모노리식 풀컬러 LED 개발

모노리식 풀컬러 LED 소자 기술을 개발한 이성남 한국공대 교수./사진제공=한국공대

한국공학대학교는 최근 이성남 나노반도체공학과 교수 연구팀이 적색에서 녹색을 거쳐 청색까지 발광할 수 있는 풀컬러 모노리식 질화물계 반도체 발광다이오드(LED) 소자 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

차세대 풀컬러 LED 디스플레이를 구현하기 위해서는 세 가지 웨이퍼에서 각각 적색, 녹색, 청색 LED를 하나의 디스플레이 패널에 결합시켜야 한다. 이는 매우 복잡하고 어려운 공정으로 차세대 디스플레이 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다.

이 교수팀은 하나의 InGaN LED의 표면에 2차원 나노 구조를 형성해 적·녹·청색을 동시에 발광할 수 있는 박막 성장법과 파장별 발광세기의 차이를 억제하는 파장 제어 기술을 개발했다.

일반적인 LED는 연속 주입 전류 조건으로 구동되지만 이 교수팀은 동일 전류에서 펄스 주입 조건을 조작해 발광 파장과 세기를 제어했다. 하나의 LED에서 다양한 파장을 발생시킬 수 있게 된 것이다.

이 교수는 "기존 LED 공정을 활용할 수 있는 2차원 형태의 표면 나노 구조에서 적색과 청색까지 발광 가능한 기술을 확보했다"며 "동일 작동 전류에서 펄스 주입 조건만을 조작해 다양한 파장과 발광 세기를 제어할 수 있게 됐다. 이는 차세대 LED 디스플레이는 물론 다기능성 다파장 LED 광원에도 응용할 수 있을 것"이라고 설명했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 '중견연구과제'의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 광학·재료 분야 학술지 '첨단 광학 재료'(Advanced Optical Materials, IF=10.05) 온라인판에 게재됐다.

이성남 교수 연구팀의 연구 자료 이미지./사진제공=한국공대

권태혁 기자 taehkd@mt.co.kr