LED 원리와 제조공정, LED조명산업 시장전망

소개글

LED 원리와 제조공정, LED조명산업 시장전망에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<1 부> LED 조명의 원리와 이론
1. LED 조명의 특장점
2. 조명의 발전단계
3. LED 란 ?
4. LED 발광원리
5. 화합물 반도체의 종류
6. LED 칩의 구조
7. LED 화합물 종류와 칼라
8. 백색LED 구현 방법
9. LED 램프의 구조
10. LED 램프의 종류
11. 조명의 단위
12. 색 온도와 연색성 지수
13. CIE 색좌표
14. 파장의 종류와 색
15. 백열등과 형광등의 발광원리
16. 발광원리에 따른 조명등의 종류


<2 부> LED 제조 기술 개요
1. LED 제조 단계
2. LED 제조 공정
3. 광 출력 증가와 패키지의 변화
4. LED칩 설계의 주요 이슈
5. 광 추출 효율
6. LED 광 효율 인자
7. 웨이퍼별 열 전도율


<3 부> LED 시장분석과 정책
1. LED 조명의 응용 분야
2. 조명등의 발전 과정
3. 백색 LED의 시장 전망
4. 하이츠의 법칙
5. LED칩의 수요시장 변화
6. LED 수요기기별 시장변화
7. LED 정책 동향
8. 주요 LED 공급업체
9. 주요 LED업체의 시장 점유율
10. LED 특허 공동 사용과 제휴망
11. LED산업 신성장 동력화 발전 전략
12. 주요국가의 LED 전략
13. LED 국가전략

본문내용

다이오드와 LED
전기전도도에 따라 물질을 분류하면 크게 도체, 반도체, 부도체로 나뉜다. 반도체는 순수한 상태에서 부도체와 비슷한 특성을 보이지만 불순물이 첨가되면 전기전도도가 늘어나기도 하고 빛이나 열에너지에 의해 일시적으로 전기전도성을 갖기도 한다.순수한 반도체는 주기율표의 14족 원소로 이루어져 모든 전자가 공유결합을 이룬다. 여기에 15족 원소를 첨가하면 잉여전자가 발생하여 n형 반도체가 되며, 13족 원소를 첨가하면 반대로 전자가 부족하게 되어 정공으로 이루어진 p형 반도체가 된다. n형 반도체와 p형 반도체를 붙여놓으면 p형 반도체에서 n형 반도체 방향으로는 전류가 잘 흐르며 반대방향으로는 거의 흐르지 않는 정류작용이 일어난다. 이러한 소자를 다이오드(diode)라고 하며 이것이 반도체 소자의 기본이 된다.

주기율표상에 14(4)족에 위치하는 저머늄(Ge), 실리콘(Si) 등이 대표적인 반도체이다. 초창기에는 Ge가 주로 사용되었지만 현재는 Si에 13(3)족의 붕소(B)나 15(5)족의 인(P)등을 첨가하여 사용한다.
최근에는 13족과 15족의 화합물반도체라 하여 갈륨질소(GaN), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP) 등이 있는데 순방향으로 전압을 가하면 n형 반도체의 전자가 p형 반도체 정공으로 이동하고 이때의 전위차 에너지(Bandgap Energy)가 빛과 열로 전환하여 발광이 일어난다. 이러한 다이오드를 LED(Light Emiting Diode)라 한다.

즉 LED(Light Emitting Diode)는 pn 접합 다이오드의 일종이 되는 것이다.
여기서 pn 접합이란 P형 반도체와 N형 반도체의 접합 형태를 의미한다.

p형 반도체는 –전하의 자리가 비어있는 빈 공간, 즉 정공 (Hole)이 존재하는 반도체이다. 4족 원소인 실리콘의 경우 pn접합 구조에서 순방향 전압을 가해주게 되면 p형 반도체의 정공과 n형 반도체의 전자는 상호 반대 방향으로 이동하여 접합면에서 만나게 된다.
전자와 정공 사이의 인력으로 n형 반도체의 자유전자는 전도대(Conduction Band: 높은 궤도 = 높은 에너지)에서 p형 반도체의 정공이 위치한 가전대(Valence Band: 낮은 궤도 = 낮은 에너지)로 떨어져 재결합 한다.

전도대와 가전대 사이의 에너지 차이를 에너지준위차(Energy Band Gap)라고 하는데 이에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하게 되는데 이 에너지는 열과 빛으로 방출된다.

에너지 방출은 여러 형태로 이루어지는데 광자(photon) 입자가 방출될 경우 빛이 생성된다. 하지만 모든 pn 접합 반도체가 빛을 생성하는 것은 아니다. 실리콘의 경우 에너지는 phonon (음향양자)입자로 방출되어 전기에너지는 ‘열’에너지로 전환된다.
빛 생성 여부는 다이오드의 화합물에 의해 좌우되는데 화합물마다 에너지준위차가 달라 생성되는 빛의 파장이 상이하다. 여기서 빛의 파장은 곧 빛의 색을 의미한다. 즉, LED에서 생성되는 빛의 색은 구성 화합물의 종류와 조성비에 따라 결정되는 것이다. (그림 참조)

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