지난 시간엔 UV경화에 대해 알아봤습니다. UV경화에 대해 이해는 좀 되셨나요?
요즘 정부 사업 차원에서 가로등, 관공서 내부등을 LED로 변경한다는 얘기를 많이 듣습니다. 이렇게 LED로 변경을 하는 이유가 무엇일까요? LED의 특성을 알면 왜 굳이 LED로 교체를 하는지 알 수가 있습니다. 그럼 LED에 대해 간단하게 알아봅시다.
LED(발광다이오드, Light-Emitting Diode)는 반도체 소자로, 음의 성질인 N타입 불순물이 반도체에 여분의 전자를 추가하고, 양의 성질인 P타입 불순물은 ‘정공’을 생성합니다. 다이오드 내부에는 N타입 물질이 P타입 물질 옆에 놓이며, 이 둘이 전극 사이에 위치하는 구조가 됩니다. 이 때 전류가 N타입 쪽 전극으로부터 P타입 쪽 전극으로 한 방향으로만 흐르게 됩니다.
전자가 정공과 만나는 순간 전자는 광자의 형태로 에너지를 내보내며, 그 결과 빛이 발산됩니다. 반도체에 어떤 물질이 사용되는지에 따라 UV를 비롯한 다양한 빛의 파장들이 생성됩니다.
LED의 발전 과정은 다음과 같습니다.
ⓐ 1962년 GE가 GaAsP( 갈륨 아세나이드 필스퍼러스(갈륨-비소-인))를 이용한 적색 LED를 발명했으며, 1968년부터 양산함.
ⓑ 1980년대에는 AlGaAs( 알루미늄갈륨비소 )기술을 이용한 고휘도 적색 LED가 개발되면서 sign, signal, display 분야로 응용되기 시작됨
ⓒ 1992년 InGaAlP (인듐갈륨알루미늄포스파이드)기술을 이용한 초고휘도 적색 LED가 개발되면서 교통신호등, 자동차 램프 등으로 활용되기 시작함.
ⓓ 질화물 반도체는 1986년 일본의 아카사키 교수가 AlN 버퍼층을 이용하여 고품위 GaN 결정을 성장시켜 Mg 도핑후 LEEBI (low-energy electron beam irradiation) 후처리를 이용하여 2×10의 16승에 세제곱센티미터의 정공 농도로 얻은 결과를 바탕으로 1991년에 p-n 접합식의 GaN LED 개발.
ⓔ 1993년에는 니치아 화학 공업의 나카무라 슈지 박사가 저온에서 성장된 GaN 버퍼를 사용하여 양질의 질화물계 박막을 성장하였고, 그 후 InGaN/GaN 다중양자 우물층을 활성층으로 한 고휘도 청색 LED가 개발됨.
ⓕ 2000년 InGaAlP 적색 LED 방사효율이 100 lm/W를 기록하면서 형광등(80 lm/W)을 능가하는 효율을 보임. 2000년 전후로 RGB 및 백색 LED의 효율과 출력이 빠른 속도로 증가하면서 휴대용 단말기 LCD 백라이트, 자동차, 전광판, 특수 조명분야 등 응용범위가 넓어지기 시작함
현재 LED 산업 및 구조를 보면 크게 LED 광소자, LED 응용(융합), LED 조명 3가지로 분류가 됩니다.
일반 램프에 비해 LED는 여러가지 장점이 있는데 특히 칩의 크기가 작아 응용하는 제품 사이즈가 크게 줄어들 수 있고 긴수명, 고효율 등의 장점이 있습니다.
차후에 설명할 UV-LED 또한 이같은 LED의 특성을 고스란히 가지고 있어 점차 UV경화 시장에서의 점유율을 높여가고 있습니다.
이번 시간엔 LED에 대해 간단하게 알아봤는데요.
다음 시간엔 UV-LED에 대해 알아보겠습니다.
