[생활TECH] LED는 어떻게 빛날까?
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[생활TECH] LED는 어떻게 빛날까?
  • 김지윤 기자
  • 승인 2019.03.31 23:06
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[테크월드=김지윤 기자] 반짝반짝 조명에도, 수 많은 디스플레이에도 LED가 쓰이곤 한다. LED는 정확히 무엇일까? 무슨 장점 때문에 다양한 곳에 사용될까?

LED란?

LED(Light Emitting Diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. 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.

원리는?

출처: ROHM

LED는 전자(마이너스 성질)이 많은 N형(- : negative) 반도체와 정공(플러스 성질)이 많은 P형 (+: positive) 반도체를 접합한 것이다. 이 반도체에 순방향 전압을 인가하면, 전자와 정공이 이동해 접합부에서 재결합하고, 이러한 재결합 에너지가 빛이 돼 방출된다. 

전기 에너지를 일단 열 에너지로 변환시키고, 그 후 빛 에너지로 변환시키는 기존의 광원에 비해, 전기에너지를 직접 빛 에너지로 변환하기 때문에 전기 에너지가 낭비되지 않아 고효율의 빛을 얻을 수 있다.

LED, 어디에 쓰이는가?

LED는 TV 등의 디스플레이, 신호등, 자동차 라이트, 공연장 조명, 응원도구, 컴퓨터 본체에서 하드디스크가 돌아갈 때 깜빡이는 작은 불빛, 도심의 빌딩 위에 설치된 대형 전광판, TV 리모컨 버튼을 누를 때마다 TV 본체에 신호를 보내는 눈에 보이지 않는 광선 등을 만들 때 필요하다. 현재는 미용을 위한 분야에서도 쓰임이 활발핟. 젤 네일아트를 위한 LED 램프나 피부를 위한 LED 마스크에도 사용되고 있다.

LED의 장점은?

LED는 작고 견고하고 수명도 길며, 밝기도 더 밝고 전력 소모량도 훨씬 낮다. 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있어, 에너지 효율이 5% 정도밖에 되지 않는 백열등ㆍ형광등을 대체할 수 있다. 

상당히 작게 만들어질 수 있어서 얇은 핸드폰에도 들어갈 수 있고, 쉽게 필라멘트가 타버리는 백열구나 유리가 깨질 위험이 있는 형광등에 비해 내구성이 높다. 어쩌다 강한 충격이나 압력이 가해져도 기판이 망가져 빛이 꺼지는 데 그쳐 안전한 편이다.

일반적으로 동일하고 작은 LED 여러 개를 묶은 집적형태로 조명기구가 만들어지기 때문에 한 두 개가 나가더라도 고장난 부분만 갈아주면 되므로 유지관리 측면에서 경제적이다. 구조가 간단해서, 대량생산이 가능하다.

미용까지도 영역을 넓혀간 LED. 앞으로 어떤 새로운 분야들에서 LED의 능력이 발휘될 지 기대된다.

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