LED의 정의 및 응용분야

소개글

LED의 정의 및 응용분야에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. LED의 정의 및 특징 1
1-1. LED의 정의 1
1-2. LED의 특징 2
1) 장단점 2
2) 전통조명과의 비교 3
1-3. LED의 발전과정 3

2. LED의 종류 및 응용분야 5
2-1. LED의 종류 5
2-2. LED의 주요 응용분야 사례 6
1) 백라이트(Back Light) 유닛용 6
2) LED 교통 신호기 7
3) 가로등 7
4) 자동차용 8
5) 간판(디스프레이)용 8
6) 항공기 등 수송용 9
7) 주택용 조명 10

3. LED의 제조공정 10
3-1. 제조공정 10
3-2. LED 기술, 제품의 서플라이 체인 11

본문내용

red Data Association : 적외선 데이터 통신을 위한 규격) 등에 사용되고 있으며, 시장규모는 전체 LED 시장의 5% 수준으로 알려져 있다.
- 적외선 LED는 LED파장대가 증가하면서 광통신, 검출기(자동개폐기), 적외선 사진기, 감정, 위조, 근육치료, 농산품건조기, 공기정화, 탈취 등 다양한 수요시장이 새롭게 형성되고 있으며, 특히 근거리 광통신용 IR LED는 적은 비용으로 인해 크게 주목받을 것으로 예상되고 있다.
○ 자외선 LED는 살균, 피부치료 등 생물 보건 분야 등에 사용되고 있으며, 시장규모는 2% 미만을 차지하고 있는 것으로 추정된다.
- 자외선 LED는 파장대가 과거의 405nm에서 현재 200~405nm으로 확대되면서 응용시장도 확대되고 있다.
- 아직 수요시장은 초기 단계이지만, 향후 살균(물,공기),피부병치료,의료용,섬유화학산업,폐수처리,탈취, 위폐감별, 환경센서 등 생활 보건 분야를 중심으로 응용분야가 확대될 것으로 예상되고 있다.
<표> 백색광원의 에너지 분포
자료: (주)일루텍
2-2. LED의 주요 응용분야 사례
1) 백라이트(Back Light) 유닛용
○ LED는 휴대폰을 비롯한 모바일 기기 분야에서 소형 백라이트(Back Light), 휴대폰의 키패드(Keypad) 및 플래시(Flash)등에 활용되고 있다.
- 2009년 이후 본격적으로 대형 LCD및 노트북용으로 시장이 확대되고 있으며, 핸드폰용의 비율은 감소중이다.
<소형 백라이트용 LED> <키패드용 LED>
2) LED 교통 신호기
○ LED 교통 신호기는 이전의 전구 신호등에 비해 에너지 효율이 월등히 높고, 소비 전력량이 차량용은 70W에서 12W로 1/6정도, 보행자용은 60W 에서 12W로 1/5로 감소시킨다.
○ 신호등 1개에는 약 1,500개의 고휘도 LED가 필요한 것으로 보인다.
3) 가로등
○ 조도를 확보하기 위해 많은 광속이 필요한 가로 등에도 LED의 고출력화 기술이 이용되어 최근 LED가 탑재된 가로등이 개발되고 있다.
4) 자동차용
○ 자동차에서는 자동차용 광원의 '에너지절약, 리사이클, 수명장기화'라는 흐름에 따라 하이마운트 스톱램프나 각종 미터류의 백라이트와 같이 많은 광량을 필요로 하지 않는 제품을 중심으로 LED가 사용되어 왔다.
- 그러나 최근에는 그 범위를 넓혀 후미등에도 LED를 탑재한 차종이 증가하고 있다. 또한 출력과 효율성이 높아짐에 따라 헤드램프에 LED를 사용하는 차종도 많아지고 있다.
○ 자동차 분야에서 LED는 방향지시등, 브레이크등, 실내 계기판 백라이트 등 차량용 내외장 램프로 장착되고 있다.
- 최근에는 높은 광량(光量)을 필요로 하는 전조등(Head light)에도 적용될 전망이다.
○ 서유럽에서는 많은 차종에 LED 장착이 확산되고 있다. 지금까지는 브레이크 보조등, 계기판, 실내등, 후미등 세트, 시그널 등에 일부 사용을 하였으나, 앞으로 출시될 차량에는 LED를 광원으로 하는 램프체제가 도입될 전망이다.
○ 독일의 Volkswagen사는 LED 전조등을 탑재한 Golf 모델을 2008년에 선보였고, Audi사의 A6 모델 같은 고급차에는 LED를 탑재한 중형차가 지난해 제네바모터쇼에 선보였다. 설계나 부피 면에서 장점이 있는 LED 기술개발로 인해 자동차 디자인이 대폭 심플해지고 창조적이게 될 전망이다.
5) 간판(디스프레이)용
○ 새로운 기술을 사용한 다양한 영상 디바이스가 등장하고 있지만 낮에도 옥외 에서 사용 가능한 제품으로 향후 10년간은 풀컬러 LED 디스플레이를 뛰어넘는 제품은 출현되지 못할 것으로 보인다. 또한 LED는 에너지와 유지비가 절약돼 네온을 대신한 새로운 광원으로 그 사용이 증가하고 있다.
- 조명분야에서 LED는 현재 건축조명, 환경조명, 간접조명 등 특수 용도에 주로 사용되고 있으나, 점차 일반조명용으로 시장이 확대될 전망이다.
- LED의 빠른 응답속도와 다양한 컬러는 특수효과를 구현하는데 유리하며, LED의 긴 수명은 유지보수 비용을 낮출 수 있다.
6) 항공기 등 수송용
○ 제품의 긴 수명, 작은 크기, 경량, 에너지 절약성 과 같은 LED의 특성을 살려 철도차량, 항공기, 선박 등 이동 수단에서도 적극적으로 활용될 것 으로 보인다.
7) 주택용 조명
○ 주택분야에도 LED 조명의 보급이 확산되고 있다. 처음에는 발밑 조명, 옥외 조명 등으로 사용되었으나 최근에는 다운라이트나 스폿라이트 기구 등에서 기존의 백열전구를 대체함으로 써 소비전력을 줄이고 에너지절약에 공헌하는 상품이 출시되고 있다.
3. LED의 제조공정
3-1. 제조공정
○ LED 제조공정은 에피(Epi)웨이퍼 제조→칩 생산→패키징→모듈제작으로 진행된다.
<그림> LED 제조공정-1
에피웨이퍼는 기초소재인 단결정 웨이퍼에 단결정 박막을 성장시킨 것.
칩 생산 공정은 전극을 형성하고 개별 칩으로 절단하는 단계.
패키징 공정은 제조된 칩과 리드(Lead)를 연결하고 빛이 최대한 외부로 방출 되 도록 패키징 하는 단계.
모듈 공정은 패키징이 완료된 LED를 이용하여 일정한 프레임에 LED를 부착시키 는 단계.
○ LED 제조공정은 단계별로 매우 다른 성격의 기술이 필요고, LED생산에 사용되는 기판은 주로 Sapphire, GaN, SiC, GaAs기판들이 웨이퍼로 사용되며 이들 기판 중 가격경쟁력이 있는 사파이어와 SiC가 주로 사용되고 있다.
※ LED 제조 프로세스
- 1단계(웨이퍼 제조) :LED의 종류에 따라 갈륨비소, 사파이어 등의 소재 사용
기초소재인 단결정 웨이퍼에 단결정 박막을 성장시킨 것
- 2단계 (칩 가공):도금, 세척, 절단, 검사 등을 수행하는 공정, 검사 공정에 대 규모 인력 필요.전극을 형성하고 개별 칩으로 절단하는 단계
- 3단계 (패키징) : 접착, 배선 등을 통해 LED칩을 LED램프 등으로 만드는 공정
제조된 칩과 리드를 연결하고 빛이 최대한 외부로 방출되도록 패키징하는 단계
- 4단계 (모듈) : 패키징이 완료된 LED를 이용하여 일정한 프레임에 LED를 부착시 키는 단계
<그림> LED 제조공정-2
3-2. LED 기술, 제품의 서플라이 체인

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