LED·OLED 광원

LED와 OLED 개요

LED와 OLED는 전기를 빛으로 바꾸는 고체 광원이다.

LED는 무기 반도체 접합에서, OLED는 유기 박막에서 빛을 낸다. 두 원리를 차례로 본다.

LED 발광 원리

LED는 p형과 n형 반도체를 맞붙인 p-n 접합에서 빛을 내는 소자다.

p형에는 정공, n형에는 전자가 많다. 순방향 전압을 걸면 전류가 흐른다.

두 층의 경계에서 전자와 정공이 재결합하며 에너지가 빛으로 나온다.

빛의 색은 반도체 재료의 밴드갭, 즉 에너지 간격으로 정해진다.

그래서 재료에 따라 자외선부터 적외선까지 색이 달라진다.

OLED 발광 원리

OLED는 유기화합물 박막에 전류를 흘려 발광시키는 자발광 광원이다.

두 전극 사이에 유기층을 여러 겹 쌓고, 발광층에서 전자와 정공이 재결합한다.

발광층이 면 전체에 깔려 면발광이 되고, 자체 발광이라 백라이트가 필요 없다.

얇고 유연한 기판에도 올릴 수 있어 박형 조명과 디스플레이 화소에 쓰인다.

LED와 OLED 비교

두 광원을 같은 기준으로 비교한다.

LED는 칩 단위로 빛을 내 렌즈로 배광을 조절하고, OLED는 면 전체가 빛을 낸다.

수명 정의도 다르다. LED는 광속 70% 유지 시점, OLED는 초기 밝기 대비 감소 기준이다.

두 기준이 다르므로 수명을 비교할 때는 기준을 같게 맞춰야 한다.

광효율과 소비전력 계산

광효율은 입력 전력 대비 광속의 비율이다. 칩과 구동회로 손실이 함께 반영된다.

광속 3,000lm을 15lm/W 백열등과 100lm/W LED 램프로 낼 때의 전력을 비교한다.

소비전력은 광속을 효율로 나눠 구한다. 이 값을 직접 계산해 보자.

실제 램프는 회로 손실이 있으므로 실측 효율로 다시 계산해야 한다.

수명·한계와 시험 포인트

LED 수명은 광속이 초기 값의 70%로 떨어지는 시점으로 정의한다.

OLED 수명은 초기 밝기 대비 일정 비율 감소를 기준으로 정의한다.

LED 램프는 구동회로 손실 때문에 램프 효율이 칩 효율보다 낮다.

시험에서는 발광 원리, 수명 정의, 연색성, 발열 특성을 함께 쓴다.