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백색 LED의 구조와 특징

전문가 제언: ○ 발광다이오드(LED)는 순방향으로 전압을 인가했을 때 발광하는 반도체 소자로서 전계발광(Electroluminescence) 효과를 이용하고 있다. 수명도 백열전구보다 매우 길다. 발광색은 사용하는 재료에 따라 다르며 자외선영역에서 가시광선, 적외선 영역까지 발광하는 것을 제조할 수 있다. 1962년 미국 일리노이대학에서 최초로 개발하였으며 향후 형광등이나 조명 전구를 대체할 광원으로 기대되고 있다.

○ LED는 구조가 간단하기 때문에 대량생산이 가능하고 저렴하다. 전구처럼 필라멘트를 사용하지 않기 때문에 소형이며 진동에 강하고 수명이 길고 고장확률이 낮다. 제품에 따라 직접 보면 눈에 나쁜 영향을 줄 우려가 있다.

○ 발광되는 빛의 파장(색)은 PN 접합을 형성하는 반도체 소자의 밴드갭의 크기와 연관이 있다. 발광다이오드는 근적외선이나 가시광선, 자외선에 이르는 파장에 대응하는 재료가 이용된다. 일반적으로 발광 다이오드에는 발광재결합 확률이 높은 직접 천이형의 반도체가 적합하고 일반적인 반도체 재료인 규소(실리콘)나 겔마늄과 같은 간접 천이형 반도체에서는 전자나 정공이 재결합할 경우에 빛을 방출하기 어렵다.

○ 발광다이오드는 저전력으로 구동할 수 있는 광원이기 때문에 디스플레이에 응용이 기대되고 있다. 자체 수명은 길지만 사용 목적에 따라서 수지(樹脂)의 퇴화에 의한 조도 저하의 진행이 신속하므로 교환이 필요한 정도까지 조도가 떨어졌을 때 기판 교환을 포함하여 대규모 보수가 필요하게 되는 것이 앞으로의 과제이다.

저자: Keiichi Shimizu
자료유형: 학술정보