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LED 평판 TV에서는 자외선 안나옵니다
자유게시판 > 상세보기 | 2014-08-27 17:30:41
추천수 10
조회수   903

제목

LED 평판 TV에서는 자외선 안나옵니다

글쓴이

김용민 [가입일자 : ]
내용
아래 자외선 관련 글이 있어 LED -TV에서 LED 구조에 관해 적어봅니다.



백색 LED에서 실제 LED  부분은 GaN-InGaN라는 반도체 접합 구조로 되어있습니다.

GaN는 자외선 영역의 에너지 간극을 갖는 반도체이나 소량의 In을 첨가하여

InGaN 화합물로 만들면 청색 빛을 발광하는 반도체가 됩니다.

GaN와 InGaN를 이종접합하여 양자 우물을 만들면 청색 빛이 나오는 LED를 만들 수 있습니다.



여기에 빛의 삼원색인 청색, 녹색, 적색 빛을 내는 색소들 (형광물질)을 덧씌우면 

백색 LED 가 만들어집니다.

형광물질은 원래 LED에서 1차로 나온  깊은 청색 빛을 흡수한 후

자신의 색깔로 빛을 다시 내는 2차 발광을 하게 됩니다.

따라서 백색 LED를 백라이트로 사용하는 TV는 자외선이 없습니다.

 

이전 CCFL이라는 형광등을 사용하는 LCD TV 역시 백색 빛의 발광 원리는 유사합니다.

형광등 안에 수은 증기 내 전자가 고전압으로 인하여 들뜬 상태에서 다시 원 위치로

돌아가는 과정에서 자외선을 냅니다.

이때 형광등 내부에 발라진 형광물질이 수은 증기에서 1차로 나온 빛을 흡수한 후

재 발광 하며 2차 백색 빛을 냅니다.



형광등 내부에 청-녹-적 색을 내는 각각의 3가지 형광물질을 발라 놓았다면 3파장 램프가 되며

일반 형광등은 온갖 가시영역의 빛을 내는 형광물질을 발라 놓은 것입니다.



따라서 2차 발광을 이용한다는 면에서는 백색 LED와 형광등은 같은 원리입니다.

다만 원 빛을 내는 방식이 완전히 다르다는 면이있지요.



PDP는 형광등을 아주 작은 점광원으로 만들었다 생각하시면 큰 무리는 없습니다.



원래 유리는 가시영역에 가까운 자외선을 통과 시킵니다.

따라서 형광등에서는 다소나마 자외선이 나오게 되지만 백색 LED는 원 광원이

청색이기 때문에 자외선이 나오지 않습니다.



이에 반하여 OLED에서는  백라이트를 사용하지 않고 각각의 청-녹-적 색을 내는

유기 반도체 물질을 사용하여 화소를 구성하기 때문에 자발광 디스플레이라 부릅니다.



CRT에서는 브라운관 안쪽에 발라진 형광 물질에 전자가 와서 부딪히며 빛을 내는 구조입니다.
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최봉환 2014-08-27 18:02:09
답글

음 저는 청색을 중심으로 약간의 자외선이 발생하는 것으로 알고 있었는데..
위의 설명을 보면 아닌가보네요.
좋은 지식 감사드립니다.

그런데 형광 물질에서 2차 발광시에는 형광물질의 특성에 따라 정해진 파장의 빛만 나오는 것인가요?
제가 아는 수준의 물리지식으론 약간은 좀더 높은 파장의 빛도 소량은 발생할 것 같습니다만...
특히 깊은 청색의 경우 약간만 파장이 짧아지면 바로 가시광선을 살짝 벗어난 자외선이 될 것 같아서 여쭤봅니다.

김용민 2014-08-27 18:49:43
답글

형광물질의 경우 정해진 파장의 빛만 나옵니다.
그런데 파장 영역이 레이저처럼 단색광이 아니라 생각보다 대역 폭이 넓습니다.
좁은 대역 폭을 갖는 형광물질이 발광 효율이 높고, 색감이 우수하며, 열 발생이 적어
아직도 많이 연구하고 있는 분야 중 하나입니다.

원 LED 에서 나오는 빛은 대부분 405nm (깊은 보라색) 근방입니다.
GaN-InGaN 구조에서 In의 함량이 적거나 InGaN 양자우물 폭이 좁으면 파장은 짧아질 수 있으나
거의 가시영역 근처에 머무를 것이기 때문에 크게 영향은 안받을 것입니다.

최봉환 2014-08-27 19:05:37
답글

그렇군요. 답변 감사합니다.^^

김용민 2014-08-27 19:18:50
답글

아마존 킨들은 백라이트로 양자점 LED를 사용합니다.
양자점의 경우 크기에 따라 작으면 짧은 파장 크면 긴 파장의 빛을 내기 때문에 적당한 크기로 선택하면
청-녹-적색의 LED를 만들수 있으며 이를 이용하여 백색광을 만들고
이를 백라이츠에 적용한 사례라 하겠습니다.

양자점 LED의 경우 형광물질을 사용하지 않기 때문에 효율면에서 장점이 있습니다.

아이폰7에서 같은 방식을 적용할 것이라는 루머가 있는데
양자점을 만드는 재료에 캐드뮴이 들어가서 이를 대체할 양자점을 이용할 수 없다면
애플의 환경 정책에 어긋나 적용하기 힘들 것입니다.
대안으로 InP 양자점을 이용한 LED 연구가 한참인데 이 물질이 제작에 문제가 많아
아직은 적용 단계가 아닙니다.
삼성도 마찬가지로 동일한 환경정책을 적용하기 때문에 이 분야 연구를 많이 하고 있습니다.

인간에게 좋은 것은 환경에 안좋은 경우가 많지요.

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