최근 수정 시각 : 2019-12-08 23:20:03

LED

디스플레이
발광형닉시관VFD
CRTPDPLED(OLED/AMOLED)
수광형LCD(TN/VA/IPS)
반사형전자종이
투광형프로젝터(DLP, 레이저 프로젝터)
기타

파일:나무위키+유도.png   다른 의미의 LED에 대한 내용은 LED(동음이의어) 문서를, 작곡가에 대한 내용은 L.E.D. 문서를 참조하십시오.파일:external/upload.wikimedia.org/Orange_LED_emitting.png
1. 개요2. 원리3. 제조사와 시장상황4. 장단점
4.1. 장점4.2. 단점
5. 용도


Light Emitting Diode
발광 다이오드

1. 개요

전류의 방향이 일정 전극 방향과 일치하면 불빛이 나는 다이오드. 1962년 10월 9일, 닉 홀로니악(Nick Holonyak)이 발명하였다. 지금은 지속된 연구와 개량으로 인해 성능이 이전에 비해 많이 향상되었다. 형광등과 함께 불빛의 주요 시장이 되어가고 있다.

LED는 크게 정보 표시용의 저휘도 LED와 조명용의 고휘도 LED로 나뉘어진다. 가격은 저휘도 LED일 경우 개당 100원 이하(도매가 기준), 고휘도 LED는 300원쯤 한다. 조명용 백색 고휘도 LED는 물론 상당히 비싸다.

낱개로 구매할 때보다 100개 단위로 대량구매하면 엄청나게 싸다. 20mA 일반 LED의 경우 100개당 1300원, 1W의 130루멘대 LED는 100개당 3300원 정도 한다. 대량구매가 훨씬 싸다는 사실은 모든 전자부품에 해당되는 사항.

여담으로 공구상가 등에서 LED를 대량구매하면 하나씩 개수를 세는 게 아니라 무게로 달아 파는 모습을 볼 수 있다.

2. 원리

p-n 접합에 그 기초를 두고 있으며 작동원리는 전자와 양공이 만나면 가지고 있던 에너지 차이, 즉 에너지 밴드 갭에 해당하는 파장의 빛을 내는 구조이다. 고등학교에서 물리2을 배웠다면 E=hνE=h\nu를 떠올려 보자. 이는 하 뉴 이다. 근데 고등학교 과정에서는 E=hfE=hf라고 배운다.

이 과정에서 사용하는 원소를 다르게 하면 방출되는 에너지의 양이 달라지는데 이러한 에너지의 양의 차이에 따라 빛의 파장의 길이가 결정되고 다른 색을 낼 수 있게 된다. 빨간색은 주로 GaAs를, 초록색파란색은 주로 GaN를 기반으로 한다. 밴드위스상 초록색은 GaP로 만들지만 실제로는 GaN에 Al이나 In 등의 도핑을 다르게 해서 사용하는 경우가 많다. 셋 다 인듐 등의 원소 첨가량을 바꾸며 밴드 갭을 조절한다. 적외선이나 자외선을 내는 LED도 있는데, 적외선은 AlGaAs, 자외선은 무색투명한 탄소 덩어리로 만들 수 있다. 심지어는 RGB를 모두 소화하는 단일 LED도 나오고 있다.[1]

양자점 LED라는 방식도 있는데, 이는 물질의 크기가 작아지면 양자역학에서 말하는 양자제한효과가 일어나 유효 밴드갭(띠틈)이 변화하는 것을 이용한다. 따라서 동일한 물질을 가지고 입자의 크기만 달리해서 발광하는 색을 달라지게 할 수 있는데, 이를 이용하면 고효율 단색 LED로 품질 높은 백색 LED를 만들 수도 있다. OLED보다 색 순도가 매우 높고 무기물인 데다가 OLED처럼 작게 만들 수도 있고, LED보다 싸므로 차세대 광원 및 디스플레이용으로 각광받는 연구분야이다. 기존에는 CdS가 주로 사용되었으나 최근에는 이를 InP로 대체하여 유해성을 제거하는 연구가 진행되고 있다.

흰색 LED는 일반적인 디스플레이의 구현법과 같이 R, G, B 3원색의 LED[2]로 묶거나, 파란색 LED에 노란색 빛을 내는 형광 물질을 도포[3]하여 제작하는데 단가가 싸므로 저성능 LED부터 고성능 LED까지 가장 많이 사용되는 방법이다.[4] 눈에 편한 흰색을 구현하기 위해 UV LED에 R, G, B 형광물질을 이용하는 방법도 있다.[5]

실리콘으로도 만들 수 있지만 간접천이형이라 직접천이형인 위 물질들에 비해 효율이 극히 떨어진다. 덕분에 실리콘 기반 LED는 거의 사장되었고 이렇게 효율이 떨어지는 건 태양전지도 마찬가지이다. 다만 태양 전지의 경우 CIGS 등 직접천이면서 흡수 파장대가 넓은 물질이 비싸서 실리콘 기반 태양 전지가 쓰이고 있다.

여기에 사용되는 에너지 띠 그래프의 x축은 브릴루앙 영역인데[6] 전도대역이 최소값을 가지는 x값과 가전자대역이 최대값을 가지는 x값이 같으면 직접천이형으로 밴드 갭에 해당하는 에너지가 모두 빛으로 나오지만 x값이 다르면 간접천이형으로 밴드 갭에 해당하는 에너지가 모두 빛으로 나오지 않고 일부가 포논이 되므로 격자 진동을 일으켜 열로 소모된다. 더 자세히 알고 싶다면 고체물리를 공부하면 된다.

LED 조명의 여명기에는 청색과 백색 LED는 비싸다는 단점이 있었지만, 그마저도 중국의 힘으로(...) 기존 조명에 쓰일 만한 정도의 저성능 LED는 대량 생산에 성공해 매우 싼 가격에 구할 수 있게 되었다. 고성능 LED는 예전엔 Cree사나 오스람사, 니치아사 정도에서나 생산되는지라 수요에 비해 공급이 딸릴 지경이지만, 지금은 LG이노텍, 삼성전자, 서울반도체같이 고성능 LED를 찍어내는 회사가 좀 늘어나긴 했다.

청색과 백색이 비쌌던 건 당시에는 바로 나온 지 얼마 안 지났기 때문이기도 하고 증착하기가 매우 어렵기 때문이다. 반도체 물질의 받침으로 주로 사용되는 사파이어 기판과 격자상수가 차이가 좀 많이 나서 그냥 증착하면 계면이 쩍쩍 갈라지는 헬게이트가 열리므로, 증착에 앞서 기판에 버퍼층을 두거나 기판을 바꾸거나 하는 방법으로 격자상수 차이를 완화해야 한다. 실제로 시판되는 청색 LED들은 계면에서 이런 헬게이트를 방지하고자 10여 층의 단결정 박막이 증착된다. 이러니까 비싸지

백색은 앞에서 볼 수 있듯이 청색을 기반으로 형광 물질을 도포하는 경우가 대다수이다.[7] 정확히 말하면, 청색이 좀 늦게 나왔다. 옛날 컴퓨터들의 본체에 쓰인 발광체들을 보면 알 수 있지만 예전에 주로 쓰이던 LED 색상은 적색과 노란녹색. 청색은 SiC를 기반으로 한 간접천이형이나 적색 LED에 청색 형광 물질을 사용하여 구현했으나 효율이 극히 떨어졌다. GaN이 청색을 발광하는 성질이 있다는 것은 이전에도 알려져 있었지만 위의 격자상수 문제 때문에 실험실 수준에서만 제조가 가능할 뿐이었다. 그러다 일본에서 결함을 일부러 만들어내는, 통념을 깨는 방식으로 접근해 청색 LED의 반도체 물질인 GaN의 실용적인 증착법을 개발하고, 순수 청색과 동시에 백색을 구현하는 데 성공한 것이다.

결국 청색 LED의 개발의 공로를 인정받아 아카사키 이사무, 아마노 히로시, 나카무라 슈지가 2014년 노벨물리학상을 공동 수상하였다. 이 가운데 GaN의 실용적인 증착법을 개발한 나카무라 슈지는 자신의 회사에 대해 소송을 제기하여 직무발명 분야의 기념비적인 판결을 세운 것으로도 유명하다. 그리고 이 판결의 결과는 나카무라 슈지가 5억 엔 또는 8억 엔을 받는 것으로 마무리가 되었다. 참고로, 이 엄청난 기술을 개발한 그에게 준 보상금은 고작 2만 엔(!!)이다. 쉽게 말해서, 청색 LED라는 황금알을 낳는 거위를 제작한 인재에게 겨우 20만 원 남짓을 쥐여줬다는 거다!

3. 제조사와 시장상황

파일:led_ranking_2018.jpg
2018년 점유율 순위는 1위 니치아, 2위 오스람, 3위 루미레즈(Lumileds, 필립스가 팔아치운 led 사업부), 4위 서울반도체, 5위 MLS(중국 1위 업체), 6위 삼성, 7위 에버라이트, 8위 크리2018년 업체별 매출순 점유율

파일:omTbjcS.jpg
중국의 미친 물량공세를 보라
청색 LED를 개발한 나카무라 슈지가 다니던 니치아란 회사가 현재 1위를 하고 있다. 한때 대한민국에서 이 분야 본좌 기업은 서울반도체라는 벤처기업이었다. 과거 저가 LED칩을 직접적으로 생산하지는 않고 타사에서 공급받은 칩을 패키징했으며 MOCVD(metal-organic chemical vapor deposition), 유기금속화학증착 생산설비를 보유하며 아크리치 같은 교류·고전압 LED 같은 고부가가치 하이엔드 시장을 공략하고 있다. 하지만 자본이 넘사벽인 삼성전자LG이노텍 같은 대기업들이 점유율을 확대하면서 MOCVD 생산 설비보유는 서울반도체가 이미 국내 3위로 밀려났다. 그 외에 타이탄코리아, 마이크로하이테크 등 LED를 패키징하거나 저가칩을 생산하는 업체들이 국내에도 몇몇 있다. 다만 저가 LED칩 생산은 중국발 저가칩들이 엄청나게 쏟아져 들어오며 치킨게임를 벌이고 있어 대기업과 기술력을 가진 기업 외에는 위기를 겪고있다. 삼성전자 LED 관련 기사.

4. 장단점

4.1. 장점


LED를 이용한 1000 와트/90000 루멘짜리 휴대용 조명

민간에 있어서는 대개 조명계의 혁명 정도로 받아들여진다. 특히 LED를 이용한 손전등 방면에서는 일대 혁명을 일으켰다. 휴대성을 중시한 소형 손전등이 이전까지 아무리 날고 기어봤자 20루멘의 영역을 못 벗어났다면 LED 도입 이후의 손전등은 새끼손가락만 한 게 100루멘, 엄지손가락 만 한 게 350루멘, 한손에 여유있게 잡고 쓸 만한 건 무려 1000루멘을 넘고 2000루멘까지도 넘보는 경지에 이르렀다.(...) 또한, 고효율이라 건물 내에서 태양 없이 식물을 경작하기도 한다. 여기에는 적색과 청색 LED를 사용하는데 식물이 이 파장대의 빛을 광합성에 가장 많이 사용하는 원리를 이용한다.

전구형광등에 비해 LED는 작고 견고하고 등기구가 제대로 만들어진 경우 수명도 길며, 밝기도 더 밝고 전력 소모량도 훨씬 낮다.[8] 괜히 조명계의 혁명이라 불리는 게 아니다. 백열등의 단점으로 인해 대한민국에서는 2010년대 초중반에 백열전구가 절판되었고, 대부분 형광등이나 LED로 옮겨가는 추세이다.

크기로는 먼지만큼 작아질 수 있어서 얇은 핸드폰에도 일찌감치 들어갈 수 있었으며, 쉽게 필라멘트가 타버리는 백열구나 유리가 깨질 위험이 있는 형광등에 비해 조그마한 플라스틱 덩어리라 비교할 수 없이 내구성이 높다. 어쩌다 강한 충격이나 압력이 가해져도 기판이 망가져 빛이 꺼지는 데 그치고 잘해야 플라스틱 쪼가리가 떨어져 나오는 정도니 날카로운 유리 파편을 흩뿌리는 백열전구나 형광등에 비할 바가 아니다. 그리고 적절한 환경에서 사용할 경우 백열구(수백 시간)나 형광등(수천 시간)에 비해 천배 만배 (수십만 시간) 가까운 수명을 자랑한다. 또한 일반적으로 동일하고 작은 LED 여러 개를 묶은 집적형태로 조명기구가 만들어지기 때문에 LED 한두 개가 나가버린다고 조명이 한꺼번에 없어지지 않으며 수리할 때도 고장난 부분 한두 개만 갈아주면 되므로 유지관리 측면에서 경제적이다. 또한 형광등은 수은이 들어가기 때문에 환경 문제가 있지만[9] LED는 그런 거 없다.

TV의 적외선 리모콘 수신부가 형광등의 전자식 안정기에서 나오는 전자기파의 간섭을 받아 오동작 하는 경우가 있는데, LED 등은 그런 점이 없다는 부수적인 장점이 있다.

기술의 발전과 LED등의 개량에 힘입어 연색성은 다른 조명에 필적할 정도로 개선하는 데 성공했고[10] 회로도 계속해서 상향평준화가 이루어지고 있기 때문에 저가 제품군도 평균적인 질이 좋아지고 있다.

가격 역시 2009년 이후 중국제 LED 조명의 약진[11]으로 품질을 유지하면서 계속 단가를 떨어트리는 데 성공해서, 민간시장에 있어 LED는 더이상 비싼 조명기구가 아니다. 오히려 휴대용 조명분야에서 LED가 아닌 다른 조명들은 HID 정도를 제외하면 다 사장되어가는 분위기다.(...)

사진이나 영화 촬영 현장에서도 조금씩 도입되고 있는 추세라고 한다.

4.2. 단점

일반인에겐 익숙하지 않은 불빛이라 거부반응도 있다. 연색성[12]이 다른 조명에 비해 상대적으로 떨어지고[13] 조명으로 사용할 경우 점광원이기 때문에 눈이 부시므로 광확산 PC나 광확산필름 같은, 빛을 분산시키기 위한 부품이 필요하다.[14] 문제는 싸구려 LED기구의 경우 이런 빛 분산 부품 또한 반투명 플라스틱 쪼가리가 전부이므로 밝기 효율이 떨어지는 문제가 벌어진다.

싸구려 저가형 LED 조명 중에서는 회로가 시원찮아서 60 Hz(교류) 주파수에 따라 옛날 형광등처럼 깜빡거리는 LED도 있다. 눈이 쉽게 피로해지고 카메라에서는 플리커링 현상이 일어나서 매우 안 좋은데도 은근히 시중에 함정같이 많이 깔려 있으므로 주의. 대부분의 저가형 LED등이 싸구려 커패시터와 브릿지다이오드 하나(요즘은 다이오드에 몇가지 기능을 추가해 스마트 드라이버IC라고 칭한다), 저항 2개로 구성된 아주 단순한 회로를 사용하기 때문에 플리커링이 매우 심하고 전원환경에 민감해 잘 고장난다. 이 중에서 콘덴서가 전압을 평활화 시켜주어[15] 어느 정도 플리커링 현상을 완화할 수 있는데, 진짜 싸구려 등기구는 안그래도 저품질이라[16] 저렴한 RCD방식의 회로에서 또 원가를 절감하겠다고 콘덴서마저 빼버린다. 파일:전원부원가절감.jpg콘덴서가 있어야 할 C1, C2 자리만 뻥뻥 비어있는 것이 보이는가? 이러면 진짜로 답이 없다. 1초에 120번씩 깜빡이면서 당신의 집을 클럽으로 만들어 줄 것이다.[17]

또한 이런 회로[18]가 장착된 LED등은 보통 1년이 안 되어 빛이 약해지거나 고장난다. 거기다가 LED가 직렬로 연결되어 있어 LED 하나가 고장나면 회로가 끊어져 모든 LED가 다 꺼진다. (플리커링은 직접 켜보고 테스트 한 후 사면 되는데, 플리커링이 있는 램프에 핸드폰 카메라를 갖다대면 세로줄이 생긴다. 스마트폰의 셔터 닫히는 주기와 LED가 깜빡거리는 주기가 달라서 생기는 현상으로, 집에서 동영상 촬영을 자주 한다면 절대 사지마라.)[19] 요즘은 플리커링 없는 고품질 회로도 제품 경쟁력 중 하나라 보는지 잘 알려지지 않은 제조사에서는 플리커링 없는 제품은 알아서 "플리커링 현상이 없다" 또는 "SMPS 전원부를 사용했다"며 홍보를 한다. 반대로, 제품에 플리커링 현상이 없다는 등의 문구가 없다면 100% 플리커링 당첨. 다만 필립스나 국내 대기업 LED 등기구에는 고품질 회로를 사용함에도 이런 말이 없다. 품질에 자신이 있다는 뜻. 문제는 고품질 회로를 사용한 기구들은 그에 걸맞게 가격도 높아 가성비를 떨어뜨리며, 어떤 제품이 어떤 회로를 채용했는지는 분해해 보기 전에는 모른다는 것.

유럽에서는 법적으로 플리커링이 있는 싸구려 등기구는 판매가 금지되어있는데, 우리나라에서는 플리커링이 시력에 악영향을 주는데도 통 관심이 없다. 상식적으로 1초에 120번씩[20] 깜빡깜빡 거리는 전구가 시력에 좋을 리는 만무하며, 연구결과로도 그 악영향이 검증되었다.

저가제품은 방열처리가 제대로 되어있지 않거나 전원부가 부실해서 기존에 쓰던 형광등에 비해 더 빨리 고장나는 경우가 많다. 다른 전자제품도 마찬가지지만 저가의 제품은 폭발할 수도 있다.

천장에 다는 형태의 등기구 대부분은 방열판이 없이 오로지 회로기판이 LED에서 나오는 모든 열을 소화하는 구조로 되어있다. 구입할 때 직접 등기구 뒤를 확인해보는 것도 좋다.파일:20190210_044943-1.jpg 이런 식으로 알루미늄 덩어리 대신 회로기판만 보인다면 천장이 통풍이 매우 잘 되지 않는 이상 수천 시간도 못 쓰고 고장날 확률이 매우 높다. 사진에서 LED가 있는 부분만 갈색으로 열화되어 있는 것을 본다면 LED의 발열이 얼마나 심각한지 짐작할 수 있다. 방열판이 없는 경우 그 발열은 80~100도 정도 된다. 이 상태로는 1년도 못 간다. 아파트 형광등 수거장에 버려져있는 LED 등기구를 보면 제조된 지 1~2년 남짓한 물건들이 많다. 수명 10,000시간은 개뿔.

LED 구조상 열에 상대적으로 매우 약하다. 물론 발광에 필수적으로 열이 필요한 백열등이 발열량은 훨씬 많지만, LED는 형광등을 오래 켜둔 정도의 온도조차 치명적이라는 것.[21] LED 자체는 발열이 크진 않지만 220볼트의 교류 전류를 직접 LED에 공급할 순 없기에[22] 따라서 어댑터(직류 변환기)를 장착하게 되는데 이 어댑터에서 나온 열이 LED에 영향을 미치기 때문에 문제가 된다. 시중에 파는 백열전구 대체형 LED 전구가 무거운 방열판을 덕지덕지 달아둔 이유가 바로 그것. 적정한 온도에서의 LED 수명은 수십만 시간이지만, 온도가 조금씩 더 올라갈수록 수명은 제곱분의 1로 깎인다. 100도가 넘는 상황이라면 수천 시간도 못쓸 수 있으니 주위 여건을 신경써야 한다. 요즘 형광등은 수명이 8000시간 이상인데 아직도 개당 가격차가 많다는 걸 생각해보면 비싼 전등 사서 오히려 손해를 보는 셈. 욕실처럼 밀폐형 전등갓을 쓰는 곳엔 설치할 수 없다.

LED가 형광등보다 광효율이 좋긴 한데, 홍보에서 주장하는 것처럼 월등하지는 않다. 싸고 흔해빠진 길쭉한 T8 형광등 효율이 12–15%인데, 일반적인 LED는 잘 나오는 게 25%#. 그나마 값비싼 고효율 제품으로 가야 20%~25%의 효율이 나오는데 그만큼 더 비싸서 의미가 있는지는 의문[23]

값싼 T5/T8 직관 형광등+ 전자식 안정기도 요즘은 효율이 80-105 lm/W 가 나오는데 전구형 LED 램프는 70-80 lm/W 가 나오는 저가형 제품이 흔하고 고휘도 고효율을 자랑하는 고가제품에서야 형광들을 어느 정도 뛰어넘는 효율을 달성했으니 요즘의 개선된 형광등보다 효율이 썩 좋다고 볼 수는 없다. 값은 LED 등이 아직은 월등히 비싼데 효율은 현재의 형광등과 큰 차이가 없다. 게다가 언급한 빛 분산부품에서 그 효율조차 까먹는 경우도 많다. 상업조명이라면 고효율 메탈할라이드 전구나 무전극등이 LED보다 효율도 좋고 값도 싸고 수명도 충분하다. 더구나 가로등 등 환경 조명용으로는 메탈 할라이드 효율의 150-200 lm/W급인 LED제품이 최근에 나오긴 했으나 보급이 느리다. 남은 장점은 긴 수명 정도뿐이지만 그나마도 중국산 저가 LED 제품은 고장이 잦고 수명도 짧아 경제적이라고 말하기 어렵다.

특히 수명이 짧다는 것은 치명적인데 형광등의 경우 수명이 다 하면 등만 교체하면 되며 이는 일반인도 쉽게 할 수 있다. 안정기 등 형광등 기구의 수명은 5~10년 정도인데 이 또한 표준화가 되어 있어 설령 수명이 다해도 안정기만 사서 교체할 수도 있다.[24] 하지만 LED 제품은 고장나면 전체를 갈아야 한다. 등(LED)만 교체할 수도 없고, 회로기구 또한 전등마다 제각각이라서 교체가 어렵다. 결국 통째로 갈아야 하는데 등기구의 가격도 가격이지만 교체 기사의 인건비가 등기구의 가격보다 더 크다.[25] 즉 한 번 고장나면 비용이 엄청나다는 것. 다만 이 문제는 기존 백열등, 형광등 슬롯에 사용 가능한 제품도 나오고있어 줄어들고 있다.[26]

환경 측면에서 형광등은 머지않아 퇴출될 예정이라는 기사들이 떴었으나 제대로 파악하지도 않고 낸 기사들이 돌고 돈 것이다. 2013년 스위스 제네바에서 세계 140여 개 나라가 국제수은협약에 합의함에 따라 2020년까지 수은이 들어간 배터리, 조명기기, 화장품, 온도계의 제조·수출입이 금지되었다는 내용인데, 최소한 형광등 부문에서는 잘못된 내용이다. 30와트 이하의 컴팩트 형광등 중에서도 수은이 많이 들어간 것만 금지한다는 것이다(Compact fluorescent bulbs of 30 watts or less will be banned by 2020 if they exceed 5 milligrams of mercury. ) 이미 유럽에서는 그보다 더 엄격한 기준이 적용되어 있기 때문에 유럽에서 팔리고 있는 수많은 제품들은 전혀 퇴출 대상이 아니다.

이 조약을 빌미로 정부는 2020년까지 모든 조명의 60%를 LED 조명으로 바꿀 계획이라고 2013 설레발을 쳤으나# 불과 1년도 채 안남은 2019년 초에도 계획 달성은 요원하다.

최악의 단점으로는 반도체이기 때문에 전원환경에 매우 민감하다는 것이다. 누전, 고전압, 정전기 등 찰나의 충격에 한 방에 훅하고 고장나는 일이 많다. (RCD방식만 해당, SMPS 방식은 관계없음)

다만 이건 기술 노하우가 쌓이지 않은 일부 제조업체가 처음부터 잘못 만들어서 문제가 되는 경우거나, 저출력의 싸구려 LED를 여러 개 갖다붙인 형식의 전구일 경우 부하를 이기지 못하고 고장나는 경우가 꽤 있다.

노란색 입자도 잘 안보일 정도의 싸구려 LED 수십개 갖다붙인 형식은 나중에 고장날 염려도 크기 때문에 오랫동안 쓸 생각은 하지 않는 것이 좋다. 쓰다보면 슬슬 LED가 하나 둘씩 고장나서 못 쓰게 되어가는 경우가 있다. 물론 이건 그만큼 싸기 때문에 딱히 금전적으로 손해볼 일은 별로 없기는 하다.

게다가 싸구려 기구의 경우 여러 칩을 직렬연결 하도록 회로구성을 한 경우도 많다. 당연히 칩 하나가 나가면 한 라인의 LED가 다 꺼진다. LED제조사에서는 직렬로 길게 연결하거나 병렬로 연결하는것을 금하고 있는 경우가 많다. 그러나 시중에 파는 대부분의 등기구가 직렬연결을 사용한다. 이유는 간단, 직렬연결이 단가가 저렴하기 때문이다. LED는 반도체 부품이므로 개당 사용전압은 10V 이하인데 가정용 전압은 220V이다. 전압변환회로 없이 예시한 초간단 회로구성을 하면 10~20여개의 LED를 직렬연결해서 걸리는 전압을 DC 200V대로 맞출 수밖에 없다. 그 외 병렬연결시 선 개수가 늘어나는 문제도 있지만 대개가 선이 아닌 PCB에 납땜하는 형태로 만들어지므로 큰 차이는 없다. 물론 전체를 병렬연결하려면 전류가 커져서 PCB도 고전류형으로 써야 하지만 이런 제품은 시중에 없다.

라디오로 FM방송을 듣는데 LED등을 사용하고 있다면 전파방해가 일어난다(...)[27] 참 해결법은 LED등[28]을 끄거나 DSP수신기(디지털수신기)를 사용하는 것밖에 없다. 전등과 라디오 둘 다 포기할 수 없다면 SMPS(LED 안정기, 어댑터라 써있는 경우도 있다)를 절연처리한 다음에 호일로 꽁꽁 감싸고, SMPS에서 LED로 가는 전선에 노이즈필터와 인덕터를 달아 주면 직류전류는 그대로 흐르되 교류전류는 상쇄되어 전자기파 노이즈가 줄어들게 된다. 근데 이런 짓 할 바에 그냥 처음부터 검증된 브랜드의 제품을 사라. EMI인증을 받았다거나.

자전거에 전조등으로 거치할 수 있는 겸용 플래시라이트의 경우, 무선 속도계에 전파 간섭을 일으켜 속도가 잘못 기록되는 일이 있다. 자전거가 시속 100km/h를 넘는 것으로 기록되기도 한다. 유선 속도계로 바꾸거나, LED 플래시를 앞바퀴 축이나 포크에 브라켓으로 설치해 속도계 본체와 떨어뜨리면 된다.

그렇지만 기술이 발전되면서 전력에 대한 통제가 잘 되어 갈수록 무결점 완전체가 되어가고 있다. 사실 위의 단점 대부분은 LED 자체의 단점이 아니라 LED 기구에 관한 문제이며, 조금이라도 더 원가절감 하려는 업자들의 문제가 더 크다. 고급 전원부와 방열판을 사용한다면 광고하는대로 수십만 시간의 수명을 뽑아낼 수 있다. 그러나 그렇게 만들면 가격 또한 크게 치솟으며 방열판은 육안으로 관찰이 된다 쳐도[29] 전원부가 어떤지는 전기 전문가가 분해해 보기 전에는 모르며,[30] 수명이나 플리커 문제는 장착해서 써보기 전에는 알 방법이 없으니 고급 전원부라고 광고하고 실제로는 싼 부품을 썼는지도 모르는, 악화가 양화를 구축하는 전형적인 예가 된다. 따라서 산업용이나 전문가용 제품을 제외하고는 딱 기준에 맞는 수준의 저렴한 부품을 사용하여 만들고 소비자들도 얼마 못 쓴다는 것을 알고 구매하는 것이 현실이다.

5. 용도

한국에서는 신호등, LED광고판, 자동차의 , 그리고 아래의 2. 등에서 사용하고 있으며, 백색 LED의 개발에 따라 형광등을 대체할 조명기구로 각광받고 있다.

소니에서는 화소로 LED를 이용한 LED TV를 발표하기도 했으나 전시회 출품용으로, 실제 판매될지는 알 수 없다. 좋은 색 재현성이나 빠른 화면 응답 속도 등은 장점이지만 문제는 이미 LCD, LED 백라이트[31], PDP 등이 치열하게 경쟁하는 상황이었고 LED BLU[32] 또한 소니에서는 OLED(=유기발광다이오드)를 이용한 TV를 출시하기는 했지만 48인치 짜리가 1000만 원으로 말 그대로 프로토타입인 셈이었으나, 기술발전이 매우 빨라 2014년 기준으로 OLED TV는 55인치가 300만 원대에 팔리고 있다.

대형 전광판은 LED로 화면을 만드는 경우가 많으며, 각종 스포츠 경기에서도 광고판으로 사용하고 있다. 자세한 내용은 LED 광고판 참조.

라이브 공연장에서 조명으로 애용하고 있다. 더 밝고 전기료가 적게 드는 기존의 장점은 물론이고 안 뜨겁다는 예상 못한 장점이 부각되면서 공연자들로부터 환영받았다. 카게야마 히로노부는 과거 라이브 때 조명이 너무 뜨거워서 힘들었는데 LED로 바뀌면서 온도가 낮아져 땀도 덜 나고 체력소모도 줄어서 좋다며 극찬했다.

자동차에서도 여러 군데 사용 중이다. 가장 많이 쓰이는 곳이 각종 등화류들. 순정 자동차를 기준으로 계기판 및 실내 스위치 조명을 시작으로 보조제동등(테일램프의 브레이크등과 같이 들어오는 것), 사이드미러의 방향지시등, 테일램프의 브레이크등[33], 최근에는 주간주행등과, 방향지시등[34], 심지어 옵션이지만 전조등까지 사용되고 있다. [35] (2017년 이후는 오히려 LED 전조등이 대세이다. 밝기, 원가, 효율, 내충격성, 수명 등 거의 모든 면에서 필라멘트 방식 전구를 능가하기 때문, 다만 내부에 불빛을 확산, 집중시키는 프리즘이나 렌즈 구조가 들어가며, 그것이 화려하고 복잡하기 때문에 가격이 더 싸지는 않다. )단, 순정으로 달려나온 차량이 아닌데 장착할 경우 문제가 생길수 있는데, 대표적으로 안개등의 경우 순정이 할로겐전구인 차량에 대놓고 LED를 심으면 자동차종합검사에 걸린다. 규격에 맞지 않는 LED 주간주행등을 구조변경허가 없이 장착해도 검사에서 빠꾸를 먹으니 LED 좋다고 막 심는것은 주의가 필요하다. 한때는 번호판등도 걸린다는 소문이 있었는데 현재도 그런지는 불명.

각종 응원기구나 장난감 안에 쓰이는 전구도 LED 전구인 경우가 많다. 아무리 흔들고 떨어트리고 막 다뤄도 웬만해선 안 망가지는 어마무시한 내구성과 전기를 적게 먹는다는 장점 등으로 여러 기구들의 발광 부분에 쓰이는 경우가 많다. 귀이개라든가 USB Micro-B 단자에도 들어가는 경우도 있다.

또한 촛불시위 현장에서도 위험성을 가지고 있는 진짜 양초보다는 점점 이 LED를 이용한 각종 기구들을 들고 나오는 때가 많아졌다. 이게 극대화 된 경우가 김진태촛불 관련 망언으로 인해 카운터로 나온 LED 촛불. 원래는 일본에서 집집마다 있는 불단의 화재 방지용으로 개발된 것인데[36] 한국으로 건너와서 참 유용하게 쓰였다.

실제로 박근혜 퇴진 범국민행동 촛불집회 때 광화문 시위 현장 근처에 가면 1000원에서 3000원 선에 LED 촛불을 구매할 수 있다. 다만 이 중에는 진짜 LED 전구로 된 초가 있고 필라멘트로 된 가짜 LED 초도 있으니 주의할 것. 시중에 나와있는 전기 양초들을 보면 대개 초 옆면에 스위치가 붙어있는 경우는 필라멘트 전구 양초고, 촛불 자체를 눌러서 켜고 끄는 경우는 LED양초다. 가격도 후자가 두 배가량으로 비싼 편. 물론 필라멘트 양초도 촛불시위 용도로 쓰기에는 아무 문제 없다. 다만 건전지 소모량이 2시간가량으로 오래가질 못해서 그 이상 켜둘 거면 여분의 건전지를 챙겨야 한다. 사실 같은 주황색이라도 필라멘트 전구와 LED의 밝기, 연색성 자체가 워낙 차이 나기 때문에 LED에 익숙한 사람은 불빛만 보고도 대충 구별할수 있다.

코레일에서도 효율성을 고려해 2016년부터 기존 백열등인 철도 차량들의 라이트를 LED로 교체하는 작업이 진행 중이다. 황색 빛을 내던 기존 백열등과는 달리 이 차량용 LED는 눈이 부시는백색 빛을 내며, 다이오드의 점등 수를 줄이거나 늘림으로써 밝기를 조절할 수 있다.

2010년 중후반기에 RGB를 한개의 소자로 쓸 수 있는 LED가 개발되어 조립식 컴퓨터에서 튜닝용으로 거의 모든 부품들에서 징하게 쓰이고 있다. 케이스 부터 시작해서 CPU쿨러[37], 램, 그래픽 카드, 파워 서플라이, 메인보드 등등 심지어 파워 연장 케이블에도 RGB LED가 들어간다. 또한 메인보드 제조사에서 이런 RGB LED를 제어하는 기술도 만들었다[38]. PC부품 외 주변기기에도 LED가 들어가는데 키보드와 마우스는 기본이요, 모니터에도 RGB LED가 들어간 제품이 있으며 마우스패드, 심지어 게이밍 의자에도 LED가 들어간 제품이 있다. 마우스에 장착된 LED의 경우 RGB 밝기를 100%로 설정하여 항상 켜짐 상태로 두면 따뜻해져서 겨울철 마우스를 사용하는 데 도움이 된다.

단점에서 언급되었다시피 LED의 푸른색 파장을 방출하는 성질을 이용해 포충기에서는 이 파장으로 곤충들을 유인해서 포충할 수 있다.

여담으로 작고 빛나기에 공대개그로 종종 쓰인다. 예를 들면 이런 거


[1] 이건 구조상 4극관이라 정확히는 LET(Light Emitting Tetrode)이다.[2] LED를 사용한 전광판은 이렇게 서브픽셀을 구현해서 디스플레이의 역할을 한다.[3] 이렇게 하면 파란색 빛과 노란색 빛이 섞이는데, 이 두 색은 보색이기 때문에 두 빛이 섞인 빛은 우리 눈에는 흰색으로 보인다. 다만, 이렇게 만든 흰색 LED는 연색성이 낮고(종이에 불을 쬐어 보면 그 부분이 퍼렇게 나온다), 청색광 때문에 상대적으로 눈을 피로하게 하는 경향이 있다.[4] 주로 YAG 계열의 형광 물질이 사용된다.[5] 초고가의 전문가용 LED 모니터에 사용된다.[6] 역격자 공간에서 결정격자가 가지는 주요 방향을 의미한다.[7] 빨간색 LED와 청록색 형광 물질로, 또는 녹색 LED와 분홍색 형광 물질로도 만들 수는 있다고 한다.[8] 전구는 전력의 약 10%도 안 될 정도의 적은 양만 빛으로 바꾼다. 수명도 그리 길지 않다. 형광등은 훨씬 나아서 전력의 약 70% 정도를 빛으로 바꾸며 수명도 나쁘지 않다. 다만 수은이 들어간다. 이에 비해 고효율의 LED는 전력의 90% 이상을 빛으로 바꾸며, 수명도 1만 시간 이상 간다. 하지만 역률이 낮으면 오히려 형광등보다 전기효율이 떨어져서 열의 형태로 전기가 손실된다. 따라서 제품을 고를 때 역률을 봐야한다.LED 조명이 전기 더 소모한다? 역률의 역설[9] 국제수은협약에 의해 2020년에 퇴출 예정이다. 2018년 시점에서 2년밖에 안 남은 시한부 조명인 셈.[10] 오히려 자유자재로 색온도를 조절할 수 있는 정도까지 다다랐다. 비결은 LED에 특정 형광 물질을 섞어서 색온도를 인위적으로 떨어트리는 것. 이 덕분에 LED로도 기존 할로겐등이나 전구등의 빛색상을 그대로 재현할 수 있게 되었다.[11] LED 방면에서만큼은 중국제가 기존의 싸구려 중국산 제품이 아니라 오히려 유럽제보다 훨씬 싼 데다가 품질마저 유럽제를 뛰어넘는 경우까지 생겨서 현재 LED 조명은 중국산이 독점하다시피 하고 있다. 하지만 LED칩의 품질이 좋더라도 중국산 조명은 전원부가 엉망이라, 플리커링 현상은 거의 모든 중국산 조명에 일어나고 1년도 안되어 고장나는 경우가 흔하다. 물론 전원부가 고장 나는 것.[12] 조명을 받은 대상이 얼마나 자연색(태양아래 색)에 가까운지를 의미하는 수치.[13] LED 스탠드 상품 설명을 보면 연색지수(CRI)가 90을 넘는다고 광고하는데 광고의 사실유무를 떠나서 형광등은 대부분 90을 넘고 할로겐이나 백열전구는 거의 100에 가깝다. 다만 백열등은 CRI지수가 높더라도 청색광이 부족하기 때문에 청색 표현력이 떨어진다.[14] 다만 손전등계에서는 오히려 면광원 취급을 받는다. (사실 면광원의 본좌인 형광등을 제외하면 LED는 조명계에서도 그다지 점광원 취급도 못 받는다) 손전등에 쓰이는 광원중에서는 가장 넓은 발광면적을 지니기 때문. HID가 아크 발광으로부터 극단적인 점광원을 얻어서 비교를 불허하는 집광성을 자랑하는 것에 비하면 LED는 빛이 광범위하게 퍼져서 SMO 반사경을 사용하더라도 웬만하면 조사거리가 500m대를 잘 못 벗어난다.[15] 콘덴서와 축전기는 같은 것으로, 매우 빠르게 충전되고 방전되는 배터리라고 생각해라. 핸드폰에 충전기를 연결해서 사용하다가 충전기를 분리한다고 핸드폰이 작동을 멈추지는 않는다. 이는 핸드폰에 어느 정도 충전되어 있던 배터리가 전력을 유지하는 것과 마찬가지로, 교류전원의 전압이 사인파 형태로 오르락 내리락 변화하더라도 콘덴서에 충전되어 있던 전하가 전압을 거의 일정하게 유지시켜 준다. 이를 전압의 평활화라고 한다. 물론 전압이 완전히 평탄해지지는 않는다.[16] 모든 RCD방식이 싸구려라는 것은 아니다. 하지만 고품질의 RCD 전원부를 사용하면 가격 경쟁력이 사라지므로 시중에서는 거의 볼 수 없다.[17] 물론 깜빡이는 게 잘 보이지는 않으나 빛이 일렁이는 것은 분명히 느낄 수 있다. 못 믿겠다면 램프에 손을 갖다대고 흔들어보아라.[18] RCD 방식. 저항, 콘덴서, 브릿지 다이오드의 준말.[19] 충격적이게도 시중의 LED등 절반 이상이 플리커링 현상이 매우 심하다. 업자가 설치해주는 등은 99%확률로 플리커 현상이 있다. 오스람, 히포, 금호전기, 코콤, 시그마 같은 회사의 제품이 싸구려 회로를 사용한다. 따라서 저렴하다.[20] 파일:브릿지다이오드.png 교류는 0V가 되는 부분이 한 주기당 2번 존재하므로 브릿지 다이오드를 통해 직류로 바꾸더라도 정류하기 전 1Hz의 시간동안 2번, 즉 120번 깜빡거리게 된다.[21] 백열전구는 LED에 비해 열에 매우 강하고 발열 면적도 넓다. 그러나 LED는 좁쌀만한 작은 크기에서 열이 발생하고 구조상 열발산이 잘 안 된다. 열발산을 위한 방열판이 필요한 것. 나중에는 쿨러도? 농담이 아니라 자동차용 LED 전구에는 진짜 쿨러가 달려 있다.[22] 다이오드에 극성이 있다는 것을 상기해 보자. 극성의 반대 방향으로 무리하게 전류가 들어올 경우 버티지를 못하고 개발살난다. 그리고 교류는 그런 극성 변화가 1초에 수십(한국은 60)번 일어난다.[23] 이는 LED가 역전압을 걸어주면 그냥 파괴되는 특성상 AC를 그대로 쓰기 어렵기 때문. 2006년에 아크로치(AC-LED)라고 하는 AC를 그대로 쓰는 신형 LED가 개발되긴 했지만 10년이 지났는데도 보급까지는 아직 멀었다. AC-DC 변환회로가 의외로 수명이 짧은 것들이 많아 저가형 LED 조명기구의 경우 1~2년 사이에 고장나는 경우도 허다하다. 이 때문에 LED의 긴 수명과는 달리 LED 등기구의 수명은 의외로 백열전구기구만 못 한 것도 많다.[24] 몇몇 제품들은 등기구를 떼지 않고 안정기만 교체할 수도 있다. 이러면 분해장착 난이도가 무척 내려간다.[25] 원칙적으로 전기 관련 자격증이 없는 일반인은 교체가 불가능하다. 자격증 없이 교체한다 해도 어느 정도 전기에 대해 아는 사람만 가능하다. 그런 사람이라도 기구 전체 교체는 형광등 갈아끼우는것과는 비교하기 어려울 정도의 노동이다. 게다가 오래된 주택의 경우 기구 고정나사 장착이 어려워 한번 등기구를 분해하면 특수장비 없이 교체장착이 불가능한, 즉 일반인은 도저히 할 수 없는 곳들도 많다. 운이 좋으면 나사 박힌 곳의 석고가루를 마시고, 운이 보통이면 등기구가 탈락해 전기줄에 주렁주렁 매달려 있는 모습을 보며, 운이 나쁘면 자고있는 당신 머리 위로 등기구가 낙하할 것이다.[26] 엄밀히 말하면 이 문제는 LED자체의 문제라기보단 LED조명이 대중화 되는 과정의 과도기적 문제로 봐야한다. 전구나 형광등은 수명이 길지않다보니 교체하기 용이하게끔 조명을 소켓에 장착하는 형태로 만들어졌는데 LED는 수명이 길다보니 교체를 고려하지않고 시공해버리는 일이 많은 것이다.[27] 아마 단가 후려치기 등의 원인으로 불요파 대책을 법적 기준치 내로만 나오게 KC 인증에 검사 항목 좀 강화해라 해서 그렇다. 사실 라디오 주파수대 밖까지 따지고 보면 전신주, TV, LED전광판 등 일반적인 전자기기에서도 나온다. 참고로 LED전광판의 불요파 발생원인은 SMPS 때문이니 아마 LED등도 비슷한 원인일지도 모른다. 참고하길 바람.[28] 특히 거실. 등의 크기가 크고 아름답기 때문에 거실등이 켜지면 일부 대역에서 전파방해가 있다.[29] 이것 또한 설계를 잘못하면 있으나 마나다.[30] 일반인들은 분해해 봐도 모른다.[31] 액정 뒤쪽에서 LED가 비춰주는 것. 따지고 보면 LCD의 종류 중 하나이지만 원래 쓰이던 백라이트와 차이가 있기 때문에 LED가 백라이트인 것을 따로 표시한다.(화소가 LED인 것과 헷갈리는 경우가 많다. 대부분의 LED TV는 이쪽.[32] Backlight Unit.[33] 최근에는 면발광을 사용하는 경우가 많다.[34] 주간주행등이 있으면 2way LED를 사용하는 경우가 많다.[35] 최신 차량들이나 지금까지 판매되는 자동차들은 기본사양은 아닐지라도 LED 램프 옵션이 없는 경우가 거의 없다.[36] 불단에는 대개 향이나 촛불을 켜두는데 이게 사람 없을 때 쓰러지기라도 하면 바로 화재로 연결된다. 일단 불단부터가 목재로 되어 있고 일본 집의 상당수는 경량목이나 중목구조의 목조주택인 데다 철근 콘크리트라도 일반 가정집 내장재의 내화성은 대개 좋지 않다.[37] 라이젠 기쿨에서 LED가 들어간다(프리즘 쿨러)[38] 아수스 오로라 싱크, MSI 미스틱라이트 RGB, 기가바이트 RGB퓨전, 에즈락 폴리크롬 등등

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