LED에 대하여

소개

LED에 대해 전반적으로 조사한 것입니다

목차

1. LED의 원리
2. LED의 종류
3. 응용분야
4. 향후개발방향
5. 느낀점
6. 참고문헌

본문내용

일반적인 LED의 동작원리를 살펴보면, 단자간에 전압을 가하면 전류가 흘러 p-n접합 부근 혹은 활성층에서 전자와 홀의 결합에 의해 빛을 방출하는 것이 원리인데, 반도체의 고유특성인 에너지 밴드갭의 변화에 따라 다양한 색(파장)의 구현이 가능하다.
일반적인 LED의 재료는 집적천이형(direct transition)과 간접천이형(indirect transition) 반도체로 구별된다.
간접천이형은 열과 진동으로 수평천이가 포함되어 있어, 효율 좋은 발광 천이를 이루기에는 부적당하고, 직접천이형은 모두 발광으로 이루어지기 때문에 LED재료로써 좋은 재료라 할 수 있다. 수직천이가 일어나는 에너지 폭은 반도체 결정 구조의 고유한 특성인 에너지갭(Eg)에 따라 결정된다. 일반적으로 다음과 같은 관계식을 사용하여 에너지갭과 발광 파장과의 관계를 표현한다.
λ= hc/Eg≈1240/Eg(nm)

단, λ는 발광 파장(nm), h는 Plank 상수, c는 광속도, Eg는 반도체의 에너지갭(eV)이다. 발광시키고자 하는 영역에서 직접천이형 반도체 결정이 존재하지 않았던 LED 발전 초창기에는 간접천이형 반도체에 특별한 불순물을 첨가하여 발광 파장을 어느 정도 변화시켜 발광 영역을 맞추어 왔다. 그러나, 고휘도 LED를 구현하기 위해서는 직접천이형 반도체의 사용이 필수적이며 III-V족, II-VI족 화합물 반도체가 이에 해당된다.
또한, 빛의 삼원색인 R(적색), G(녹색), B(청색)를 발광시킬 경우, 적색 LED에서는 GaAlAs와 같은 3원계, 혹은 InGaAlP와 같은 4원계 조성의 화합물 반도체 박막성장이 필요하며, 녹색 LED의 경우 처음에는 GaP에 불순물을 주입하여 구현하였으나, 이는 간접천이형 재료로써 실용적인 순녹색 발광이 얻어지지 않았다. 그러나 이후 InGaN의 박막성장이 성공하게 됨에 따라 고휘도 청색 및 녹색 LED의 구현이 가능하게 되었다.
GaN은 에너지 밴드갭이 3.4eV로 AlN은 6.2eV, InN은 현재 약 0.7eV 사이로 알려졌다.

참고자료

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