빛의 양자적 특성과 응용

목차

1. 서론

2. 빛과 전자

3. 빛의 양자적 특성

4. 홀로그래피

5. LED

6. 디스플레이

7. 결론

8. 참고 문헌

본문내용

다. 그리고 렌티쿨러판을 이용한 스티커, 홀로그래피 광학소자, 홀로그램 메모리, 다중 홀로그램의 방법을 이용한 데이터 기록장치 등에 응용할 수 있다. 앞으로 홀로그램은 건축물 또는 인쇄물도 광범위하게 이용될 것으로 보이며, 이들을 이용한 새로운 형태의 표현예술에도 선보일 수 있을 것으로 전망된다. 또한 3차원 영상을 기록할 수 있을 뿐 아니라 정보를 저장하는 능력이 대단하므로 홀로그램 데이터 저장장치로 이용될 것으로 전망된다.
둘째, LED는 기본적으로 p형과 n형 반도체의 접합으로 이루어져 있으며, 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자 소자이다. LED의 확대는 소형광원 및 색설계가 가능하고 소비 전력이 적어지며 수명이 길고, 특정색을 발광할 수 있는 있으며 응답이 빠르다는 장점이 바탕이 되고 있다. LED는 단순 가시광선이 아니라 자외선부터 적외선까지 넓게 실용화되고 있다. 향후의 동향에서 주목할 만한 것은 발광 표시부분이며 특히 조명기 개발 분야는 응용분야가 급격히 증가할 것으로 보여 진다. 그 외에 정보통신 분야, 광고효과 바이오테크놀로지 분야 등에도 이용 가능성이 많다.
셋째, 전자디스플레이는 전자기기로부터 다양한 정보를 시각을 통해 인간에 전달하는 전자 장치를 말하고, 발광형 표시장치와 수광형 표시장치로 분류할 수 있다. 그 중 현재 많은 가정에서 사용되는 CRT, LCD, PDP이다. CRT는 음극선관을 말하며 일명 브라운관이라고도 하는데, 전기신호를 전자빔으로 형광면에 쏘아 광학상으로 변환하여 표시하는 장치를 말한다. 가장 널리 사용되고 있는 표시장치로서 표시품질과 가격성능비가 우수하다는 장점을 가지고 있어 일반용의 화상표시장치로 사용되고 있다. 하지만 부피의 소형화와 화면의 대형화에 LCD, PDP에 비해 경쟁력이 떨어진다. LCD는 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입해 상하 유리판 위 전극의 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다. 1990년대 들어 10인치 TFT LCD의 양산화가 실현되면서 노트북PC의 대표적인 디스플레이로 자리 잡고 CRT를 대체하는 디스플레이 중 하나로 각광받고 있다. 전자시계, 전자계산기, 액정TV, 노트북PC 등 전자제품에서 자동차, 항공기의 속도표시판 및 운행시스템 등에 폭넓게 사용되고 있다. PDP는 전면유리와 배면유리 및 그 사이의 칸막이에 의해 밀폐된 유리사이에 Ne+Ar, Ne+Xe 등의 가스를 넣어 양극과 음극의 전극에 의해 전압을 인가하여 네온광을 발광시켜 표시광으로 이용하는 전자표시장치를 일컫는다. PDP는 발광형으로 선명한 대형표시가 가능하기 때문에 종래에 공장자동화용이나 티켓자동판매기, 주유 유랑계 등에 사용해 왔으나 표시장치의 소형경량화·고성능화와 함께 퍼스널컴퓨터 등 사무자동화용으로 많이 활용하고 있으며 대형 패널로 표시품위가 높을 뿐 아니라 응답속도가 빠르면서 신뢰성이 높고 수명이 길기 때문에 랩톱컴퓨터의 디스플레이로 채용되면서 수요가 급증하고 있다.
현재는 위의 세 가지가 디스플레이 시장을 대부분을 차지하고 있지만, 앞으로 기존의 디스플레이를 대체할 차세대 디스플레이로는 유기EL, FED, 3D 디스플레이 등이 있다. 유기 EL이란 전기 에너지를 빛으로 바꾸는 전환 매체로서 유기 물질을 이용하며, 발광 메커니즘으로서는 발광 다이오드에 가깝고, 정류 작용하는 것이다. 이것은 전력 소모가 적고 자체 발광으로 시야각이 넓으며 응답 속도가 빠른 장점이 있는 반면에, 발광체의 수명이 짧고 밝은 빛 아래에서는 볼 수 없으며 대형 화면을 만들기 어려운 단점도 있다. MP3나 휴대폰, 카메라, 휴대용 멀티미디어 플레이어 등 휴대용 영상 기기에서 액정 표시 장치를 빠르게 대체해 가고 있다. FED는 두께가 얇은 디스플레이 방식의 하나로 브라운관이 1개의 전자총으로부터 전자 빔을 발사하는 것에 대해서 전계 방출 디스플레이는 픽셀마다 전자축을 설치해서 형광체에 비친다. 작동 방식이 기존 브라운관과 유사하면서도 평판으로 되어 있어 차세대 평판 브라운관이라고도 한다. FED의 음극판 패널은 전자를 방출하는 마이크로 칩으로 구성되어 있고, 양극판 패널은 형광체가 도포되어 사람이 볼 수 있는 영상을 나타내는 부분이다. 박형, 저전력 소비, 저공정 비용, 뛰어난 온도 특성, 고속 동작 등의 고른 장점을 갖추고 있어 소형 컬러 텔레비전부터 산업용 제품과 컴퓨터 등에 이르기까지 광범위하게 활용되고 있으며 가장 큰 수요처는 노트북 컴퓨터와 모니터, 텔레비전이 꼽힌다. 3D Display는 '인위적으로 3D화면을 재생시켜 주는 시스템의 총체'라고 할 수 있다. 가상 3D 디스플레이 하드웨어 시스템의 종류로는 디스플레이 장치에 추가적으로 관찰자가 시스템에 필요한 안경을 착용할 필요가 있는가에 따라 안경방식과 무안경 방식으로 나누며, 하나의 화면을 가지고 동시에 얼마나 다양한 각도의 입체를 표현할 수 있는가에 따라서는 2안방식과 다안방식으로 나누어진다. 3D 디스플레이는 문화와 오락분야, 교육 및 통신, 의료, 설계, 군사, 항공, 우주 등의 분야에서 다양하게 활용될 것으로 전망되고 있다.
지금까지 빛의 특성에 대한 전반적인 내용과 응용분야에 대해 정리해보았다. 우리의 삶을 조금 더 편리하게 해주는 빛을 이용한 분야는 무한하다. 앞으로도 빛에 대한 연구와 응용분야에 대해 지속적으로 개발되어야 할 것이다.
9. 참고 문헌
(1) 키도 준지 저, 유기EL (光文閣, 2004)
(2) 방승철 저, 셸 관점 이진의 컴퓨터 형성 홀로그램에 관한 연구 (광운대학, 1985)
(3) 윤재선 저, 기초광학 (다성출판사, 2002)
(4) Hecht 저, 광학 (대웅, 1996)
(5) Jones / Childers 저, 대학 일반물리학 (북스힐, 2001)
(6) 이준신 / 김도영 저, 평판 디스플레이 공학 (홍릉과학출판사, 2005)
(7) Kenneth Krane 저, 현대물리학 (汎韓書籍, 1998)
(8) 리차드 바이스 저, 빛의 역사 (끌리오, 1999)

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