LED (발광다이오드)

소개

LED에 대한 기본적인 원리,응용, 제조방법, 향후전망..

목차

<인공조명의 발달>
1.원리
2.응용
LED업계의 동향
LED의 응용기술 및 특징
LED광원의 특징
3.제조방법
4.향후 기술개발 방향 및 과제

본문내용

<인공조명의 발달>
1.원리
“반도체의 발광 원리”, 무척 어려운 얘기 같지만 사실 거창하고 어려운 얘기만은 아니다. 좀 더 쉽게 이해하기 위하여 먼저 반도체란 무엇인가를 알아보자. 요즘 뉴스에서반도체 산업이 이렇고 저렇고, DRAM 가격이 떨어지고 올라가고 SRAM이 어쩌고 하는 소리들을 귀가 따갑게 들었을 것이다. 그럼 반도체가 RAM인가? 그건 정답이 아니다. RAM은 단지 반도체 중 실리콘(Si)이라는 물질로 만들 수 있는 하나의 전자 소자일 뿐이다. 그럼 반도체란 무엇일까? 한자나 영어단어를 보면 정의는 금방 알 수 있다. 반도체-半導體-Semi(절반)conductor(도체) 전기를 전하는 성질이 도체와 부도체의 중간 정도인 물질? 좀 헛갈리는 정의이다. 잘 알다시피 도체란 철사나 구리선같이 전기가 잘 통하는 것을 말하고, 부도체는 유리, 고무 등과 같이 전기가 통하지 않는 것을 말한다. 그럼, 반도체는 전기가 반만 통한다? 조금만 통한다? 그건 아니다. 사실순수한 반도체는 부도체와 마찬가지로 전기가 흐르지 않는다. 하지만, 부도체와는 달리 빛이나 열, 또는 불순물 등의 외부적인 자극을 가해주면 전기가 통하게 되고, 이 전기의 흐름을 인위적으로 조절할 수 있는 것이다. 이것을 반도체라 하고 대표적인 순수물질로는 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)이 있다. 그렇다면, 왜 물질 안에서 전기의 흐름이 이와 같이 도체, 부도체, 반도체로 나뉠 수 있는 것일까? 이 이유를 알기 위해서 물질 안에 좀 더 작은 세계, 원자의 세계로 들어가 보자. 원자의 내부를 자세히 살펴보면 중심에 있는 원자핵(atomicnucleus) 주변을 전자(electron)가 돌고 있다. 그런데, 전자는 아무 곳이나 마음대로 돌아다닐 수 있는 것이 아니라 자기가 달려야 할 길이 정해져 있다. 이 길을 전자궤도라고 부르고 안쪽의 궤도는 비교적 낮은 에너지를 가지고 있고 바깥의 궤도는 높은 에너지를 가지고 있다. 이것은 단 한 개의 원자 모양이다. 그럼 우리가 지금 실제로 보고 있는 물질이 되려면 몇 개의 원자가 모여야 할까? 탄소 12그램이면 이 안에 원자의 수는 6×1023개 (아보가드로수)나 된다. 도대체 이게 얼마나 되는 숫자인지는 감이오질 않겠지만 정말 많은 것은 분명하다. 이렇게 원자가 많아지면 전자들의 길이 쉽게 이길 이내 길, 저 길이 네 길하고 나눠지기는 만무하다. 그래서 대충 비슷한 길(궤도)에 있는 전자들을 모아 띠 모양으로 표현하게 되는데 이것을 유식한 말로 에너지 띠(energy band)라는 것이다. 좀 더 쉽게 말하면 에너지띠란 ‘힘(에너지)이 비슷한 전자들이 모인 방’인 것이다. 전자는 외부로부터의 자극이 없다면 그 방안에서만 돌아다닐 수 있다. 이 개념을 이해한다면 물질이 도체, 부도체, 반도체를 구별되는 원인도 쉽게 이해할 수 있다.
<도체, 부도체, 반도체의 밴드구조>

참고자료

· 반도채 고학, 세라믹스총론