LED

LED(Light Emitting Diode)란?

LED (Light Emitting Diode) 는 빛을 방출하는 반도체인 발광다이오드의 약자입니다. 다이오드는 P형, N형 반도체를 접합시켜 전기를 한쪽 방향으로 흐르게 만든 반도체 소자입니다. 이 LED가 빛을 내는 원리는 전기 에너지가 반도체 결정 안에서 직접 빛으로 전환되는 것입니다.

LED의 구조는 사파이어와 같은 재료를 이용한 기판, 다이오드인 반도체소자와 전극으로 구성되며, 빛을 내는데 가장 중요한 다이오드 소자는 전극, 전자와 정공을 균일하게 퍼지게 하는 P형 GaN 과 N형 GaN, 그리고 다중양자우물 (MQW) 로 이루어져 있습니다. P형, N형 GaN 반도체를 접합한 다이오드에 순방향 전압을 인가하게 되면 전자(electron) 와 정공(hole)이 발광층에서 재결합하면서 빛을 방출하게 됩니다. 방출되는 빛의 파장은 MQW의 에너지 밴드갭 (energy bandgap) 에 따라 변화하며, 이 밴드갭은 반도체의 조성, 구조에 의해서 결정됩니다.

우리는 이러한 파장이 변화되는 원리를 이용하여 여러 색 또는 파장을 띄는 LED칩을 제작하여 사용할 수 있게 됩니다. LED 칩의 제작 공정은 크게 나누어 에피공정과 Fab공정으로 분류할 수 있습니다.

LED 장점
  • 전기적으로 높은 효율
  • 50,000시간 이상의 긴 수명
  • 램프에 비해 작은 크기와 튼튼한 구조
  • 환경친화적이며 적은 유지비
  • 빠른 점등과 소등

백색 LED

가장 일반적으로 활용이 많이 되는 것은 백색LED로 청색의 LED에 형광체를 사용하여 자연색에 가까운 백색을 구현합니다.

일반적으로 백색LED의 성능은 효율, 자연광, 연색성, 정확한 색표현 등의 인자들로 평가됩니다. 백색 LED의 형성방법은 하기의 여러 가지 방법이 있습니다.

백색 LED의 형성 방법
청색 LED + 황색 발광 형광체
청색 LED + 황, 적 발광 형광체
자외선 LED + 청, 녹, 적 발광 형광체
청색 LED + 녹색 LED + 적색 LED
양자점 (Quantum dot) LED
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