LED(발광다이오드, Light-Emitting Diode)
홀로니악이 가시광선을 방출하는 최초의 LED를 만들다.
LED(발광다이오드, Light-Emitting Diode)는 반도체 장치로, 모든 반도체는 내부 구조의 불순물(미량의 화학 첨가물로 인해 발생) 때문에 전류를 전도하는 다양한 능력을 보유한다. N타입 불순물은 반도체에 여분의 전자를 추가하고 P타입 불순물은 ‘정공’을 생성한다. 음전기를 띤 입자인 전자는 자연적으로 전자가 많은 곳(음성)에서 전자가 적은 곳(양성)으로 이동하게 된다.
다이오드 내부에는 N타입 물질이 P타입 물질 옆에 놓이며, 이 둘은 전극 사이에 위치하면 이러한 구조는 전류가 N타입 쪽 전극으로부터 P타입 쪽 전극으로 한 방향으로만 흐르게 한다. 정공으로 빠지는 순간 전자는 광자의 형태로 에너지를 내보내며, 그 결과 전자들이 다이오드의 한 쪽에서 다른 쪽으로 움직일 때 빛이 발산된다. 반도체에 사용된 물질의 종류에 따라 다양한 빛의 파장들이 생성된다.
1962년 닉 홀로니악(1928년 출생)은 합성 갈륨비소인(gallium arsenide phosphide) 결정으로 구성된 다이오드를 만들었는데, 이 다이오드는 가시광선을 생성하였기 때문에 최초의 가시 스펙트럼 LED가 되었다. 그는 또한 유사한 원리를 사용하여 오늘날 CD 판독 레이저의 전신이 된 반도체 레이저 원형을 고안하였다.
LED는 디지털 벽시계, 손목시계, 텔레비전, 교통 신호등, 디스플레이 화면 등 수많은 전자 제품에 쓰이고 있으며 또한 기존의 전구보다 열 에너지를 적게 소비하기 때문에 효율적 에너지 조명 시스템, 램프, 회중 전등에도 사용되고 있다.
“나는 가시 스펙트럼을 관찰하고 싶었는데, 다른 모든 사람이 적외선에 집중하고 있었다.”
닉 홀로니악
[네이버 지식백과] LED (죽기 전에 꼭 알아야 할 세상을 바꾼 발명품 1001, 2010.1.20, 마로니에북스)
칼륨, 인, 비소 등을 재료로 한 다이오드(diode)로 전류를 흘리면 빛을 발한다. 각종 파일럿 램프를 비롯해서 숫자·문자표시기, 카메라의 자동초점용 광원, 광통신용 등 응용범위가 넓다. LED는 텅스텐전구나 네온램프 등 다른 발광 소자와 비교해서 전기→빛의 변환효율이 양호하며 열을 발하지 않고 소형 경량이기 때문에 수명이 긴 것이 특징이다. 또 전류가 흐르기 시작하고부터 발광하기까지의 시간이 짧고 응답특성도 좋아 갖가지 모양으로 제작이 가능하지만 전구와 같이 대형물, 대광량인 것은 만들기 어려운 측면이 있다. 발광색(발광파장)은 인화칼륨의 경우에는 적, 칼륨비소는 적외, 칼륨인은 녹, 셀레늄 아연·유산아연에는 청 등 사용하는 반도체의 재료에 따라 달라진다. 현재는 적, 녹에 비해서 청의 발광휘도가 낮으며 제품가격도 비싸다. 적색 LED는 가장 휘도가 높다. 초고휘도제품도 개발되고 있다. 청색 LED의 고휘도화가 추진되면 3원색이 갖추어지기 때문에 벽걸이형 텔레비전 제품도 선보이게 될 것이다.
[네이버 지식백과] 발광 다이오드 [LED] (매스컴대사전, 1993.12., 한국언론연구원(현 한국언론진흥재단))
발광다이오드(LED)란 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체소자로, m 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 소수캐리어(전자 또는 정공)를 주입하고 이들의 재결합에 의하여 발광시킨다. LED는 컴퓨터 본체에서 하드디스크가 돌아갈 때 깜빡이는 작은 불빛, 도심의 빌딩 위에 설치된 대형 전광판, TV 리모콘 버튼을 누를 때마다 TV 본체에 신호를 보내는 눈에 보이지 않는 광선 등을 만들 때 필요하다. 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있어, 에너지 효율이 5% 정도밖에 되지 않는 백열등ㆍ형광등을 대체할 수 있는 차세대 광원으로 주목되고 있다. LED는 아래 위에 전극을 붙인 전도물질에 전류가 통과하면 전자와 정공이라고 불리는 플러스 전하입자가 이 전극 중앙에서 결합해 빛의 광자를 발산하는 구조로 이루어져 있는데, 이 물질의 특성에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
1968년 미국에서 적색 LED가 개발된 이후 황색, 녹색, 청색, 백색 LED가 우리생활 곳곳에서 쓰이고 있다. 백색 LED는 실내 조명기구로 사용이 가능한 것으로 일본의 니치아, 미국의 HP, 독일의 오스람만이 생산하였는데 2000년 2월 광주과학기술원의 박성주 교수팀이 개발하였다. 박성주 교수팀은 2001년 4월 비정질(amorphous) 실리콘 양자점(quantum dot)을 이용한 LED를 세계 최초로 개발하는 데 성공한 바 있다. 비정질 실리콘 양자점을 이용한 LED는 양자점의 크기를 자유롭게 조절하는 방법으로, 양자점의 크기만을 조절하면 총천연색 빛을 자유자재로 구현할 수 있어 이를 발광소자로 제작한 것이다.
한편 LED TV는 기술적인 측면에서 패널 뒤편에 LED를 골고루 펼쳐서 정면으로 빛을 보내는 방식인 직하형과 화면 아래 위 여유공간에 LED BLU(백라이트 유닛)를 선상으로 배열하고 중앙부로 빛을 보내면 도광판으로 반사시켜 정면으로 빛을 보내는 에지형으로 나뉜다.
[네이버 지식백과] LED [light emitting diode] (시사상식사전, 박문각)
