LED   Light Emitting Diode   발광 다이오드

(2015-06-16)
1. LED (Light Emitting Diode)반도체 기반의 광원(발광소자)으로써 많은 장점을 지닌 소자
     - 저 가격, 장 수명, 소형화, 무수은 폐기물처리가 용이하여 환경친화적이고,
     - 에너지 저 소모적, 고 효율, 직선성이 우수함


2. LED 원리전자정공재결합에 의한 발광 (자연방출)
     - 반도체 p-n 접합에 순방향 바이어스 전류를 흘려주면, 주입된 전자정공이 재결
       합되면서 이 발생(전기발광효과,Electroluminescence,전류-빛 변환)       
     - p-n 재결합에 의해 광자를 만들고, 여러 층의 p-n,n-n 접합으로 발광을 집중시킴

  ㅇ 전기적으로는 pn 접합 다이오드


3. LED 종류 

  ㅇ 방출 방향/형태에 따른 분류
     - 표면방출 LED
        . 표면위 180˚로 발광. 경제적이지만 낮은 광출력. 상대적으로 동작속도 느림
     - 측면방출 LED
        . 측면 좁은 영역에서만 빛의 발광이 가능하여, 광섬유와의 결합효율이 좋음.
          표면방출에 비해 빠른 동작속도. 온도에 다소 민감함. 스펙트럼폭이 작음

  ㅇ 재료에 따른 분류 (발광색을 결정함)
     -  SiC, GaP, GaAlAs, GaAs,GaInP, InGaAs, InGaAsP 등
        . GaAlAs계 LED : 조성비 조절하여 피크 파장을 660~900 nm (적색~적외선)
        . GaP:ZnO 적색 LED : 70년대부터 상용화되어 산업전반에서 활용됨 (적색)

  ㅇ 표시 방식에 따른 분류
     - 숫자/문자/어레이 표시형, 도트 매트릭스형, 모놀리식형, 하이브리드형 LED 등


4. LED 특징

  ㅇ 발광 스펙트럼 파장 영역
     - 대략 800 ~ 900 ㎚ 정도임 
        . 반도체 PN 접합금지대폭(에너지갭)에 좌우됨
           .. 금지대폭이 클수록 파장 짧음

  ㅇ 광 출력
     - 광 출력은 레이저와는 달리 임계전류 없이 주입전류에 거의 선형적으로 비례

  ㅇ 선폭
     - 방출 광 스펙트럼 폭(20~120 nm 정도)이, 레이저(<5nm)에 비해 넓음
     - 장 파장대 : 20~50 nm, 단 파장대 : 50~100nm

  ㅇ 스위칭 속도
     - 최대 10~100 MHz 정도 (중저속 동작)
     - 켜질 때 보다 꺼질 때 시간이 오래걸림 (LED 캐리어재결합 수명이 김)

  ㅇ 온도 변화에 심하게 요동치지만, 극한온도 영역까지 동작 가능 (군용 활용)
     - 짧은 파장일수록 온도에 따른 출력변화가 작음
     - 온도가 상승함에 따라 광출력은 낮아짐
     - 온도에 따라 출력 파장도 변함

  ㅇ 에너지 효율이 매우 높음
     - 조명산업 전반에 걸쳐 응용범위가 넓음
     - 저 소비전력, 긴 수명, 발광효율이 매우 높음, 총천연색 구현, 소형화 가능 등
        . 발광 효율 : 접합 구조(동종접합,이종접합)에 따라 주로 결정

  ㅇ LED 진화 방향
     - 고 휘도화, 대형 면적
5. 광통신용 LED 레이저 다이오드(LD)에 비해 광출력의 광섬유와의 결합효율 면 등에서는 떨어지지만,
     - 단거리 국간중계용 등 간단한 광통신시스템에 많이 사용

  ※ ☞  LED 및 LD 비교 참조


6. 조명(Lighting)용 LED 

  ※ 차세대 대체 조명으로 널리 주목 받고 있음 (에너지 절감형)

     - 효율이 백열전구 보다 앞서고 형광등과 비슷(백열등에 비해 전기효율 90% 향상)
     - 다양한 색상 구현이 가능 (백색 LED 구현으로 형광등 대체 예상)
     - 긴 수명(5만 시간 이상)
     - 형광등과 달리 수은이 없는 친환경
     - 디지털 제어기술에 의해 빛을 통제하기가 쉬움
     - 기존 전등에 비해 가격이 다소 높으나 긴 수명으로 교체비용 저렴


7. 디스플레이용 LED영상 정보 표시
     - 도트 매트릭스형, 세그멘트형


[발광 다이오드(LED)] 1. LED 2. OLED

 
        최근수정     요약목록     참고문헌