[아시아경제 박지성 기자]삼성전자 종합기술원은 10일 세계 최초로 비정질 유리기판 위에 단결정 수준의 GaN(질화갈륨)을 성장시키고 이를 이용해 유리 기판 상에 GaN 발광다이오드(LED)를 구현하는데 성공했다고 발표했다. 이는 GaN LED가 향후 대형 사이즈의 조명과 디스플레이용 컬러표시소자 등 옵토 일렉트로닉스(opto electronics) 분야에 확대 적용되는데 기반이 될 전망이다.
유리 기판은 대면적으로 만들기 쉽고 가격 경쟁력을 확보 할 수 있다는 점에서 최적의 기판 재료로 꼽혀 왔다. 다만 비정질(규칙성이 없는 형태)로 돼 있어 유리 기판 상에 단결정(원자 배열이 3차원적으로 큰 범위까지 반복적 수준으로 일어나는 것) GaN LED를 구현 하는 것은 어렵다는 것이 업계의 평가였다.
삼성전자는 이러한 상식을 넘어 GaN와 결정 특성·구조가 유사한 티타늄 박막을 유리기판 위에 도입함으로써 비정질 유리 기판에 결정성을 부여했다.
연구를 주도한 최준희 삼성전자 종합기술원 전문연구원은 "상용화 될 경우 실리콘 기판 대비 100배 면적의 기판을 만들 수 있다"며 "이 기판이 사파이어 등 기존 기판보다 싸다고 입증되지는 않았지만 사이즈가 커지면 가격 경쟁력이 높아지는 것이 일반적"이라고 말했다.
이어 "사파이어 기판의 경우 상용화까지 24년 정도 걸렸고 90년대 초 개발돼 아직 양산에 들어가지 못한 실리콘 기판도 양산까지 약 20년이 걸릴 것으로 추산되고 있다"며 "유리 기판의 상용화 기간은 약 10년 정도로 본다"고 언급했다.
최 연구원은 "현재는 선단 연구 수준이지만 10년 후에는 유리창이 곧 조명이나 디스플레이로 활용돼 건물이 자신만의 표정을 갖게 될 것"이라며 "대면적화로 하나의 기판에서 많은 LED칩을 만들 수 있을 뿐 아니라 유리에 바로 빛을 쏠 수 있어 여러 부문에 기술을 적용할 수 있다"고 설명했다.
이번 연구결과는 세계적 권위의 국제 학술지인 '네이처 포토닉스 (Nature Photonics)' 인터넷판(10일자)에 게재됐다. 삼성전자는 이번 기술에 대한 특허 출원을 완료한 상태로 추후 연구 개발에도 박차를 가한다는 방침이다.
박지성 기자 jiseong@
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