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1. 개요

기존 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 거의 반영구적으로 사용할 수 있는 차세대 광원 ‘발광다이오드(LED)’가 서서히 그 빛을 발하고 있다. LED의 한계였던 휘도(밝기) 문제가 최근 크게 개선되면서 응용시장이 산업 전반으로 확산, 본격적인 LED시대를 예고하고 있다. 특히 미국의 이라크 공격이 임박했다는 소식으로 유가가 폭등, 에너지 절감이 국가적인 화두로 등장하면서 전력 소모량을 대폭 줄일 수 있는 LED 및 응용 제품에 대해 산업계의 이목이 집중되고 있다. 실제 세계 각국이 주 에너지원으로 사용하는 석유자원은 수십 년 정도가 지나면 바닥을 드러낼 것으로 예상된다. 따라서 선진국들은 새로운 에너지원을 찾는 데 박차를 가해왔다. 특히 한정된 석유 자원을 효율적이고도 장시간 사용할 수 있는 새로운 발광원을 찾는 데 심혈을 기울였다. LED산업이 급부상하는 이유가 바로 이 때문이다.


2. LED의 발광원리

‘Light Emittion Diode’의 머리글자인 LED는 지난 1960년대 초 연구되기 시작해 60년대 후반부터 상용화가 이뤄졌다. LED는 등장하자마자 우수한 내진동성, 고신뢰성, 저전력 소모량 등의 뛰어난 특성을 바탕으로 주목받았다. 그러나 엄청난 가격 부담으로 인해 초기엔 우주선 내의 표시램프 등 극소수 분야에서 사용됐다.
LED의 발광원리는 간단히 말해 LED 안쪽에 위치한 발광소자에 전기에너지가 가해지면 발광소자가 전기에너지를 빛으로 변환해 출력하는 것이다. 모든 물질은 원자로 이루어져 있으며 원자 내부에는 핵이 있다. 그 주위를 돌고 있는 전자는 궤도를 형성하면서 회전하는데 궤도가 핵에서 멀어질수록 궤도를 돌고 있는 전자는 많은 에너지를 가지고 있어야만 한다. 낮은 궤도에서 돌고 있던 전자가 외부로부터 에너지를 받으면 높은 궤도로 뛰어 올라가게 되며, 높은 궤도에서 불안하게 머물러 있는 전자는 궤도로 내려갈 때 에너지를 내놓는다. 이때 발산되는 에너지를 빛의 형태로 조절하는 것이 바로 LED다.