’04년 경영전략

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(JBE Vol. 21, No. 5, September 2016) (Regular Paper) 21 5, (JBE Vol. 21, No. 5, September 2016) ISS

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2013년 중소기업 플러스 제4호.hwp

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CD실행표지

기사전기산업_33-40

가. 회사의 법적, 상업적 명칭 당사의 명칭은 주성엔지니어링 주식회사라고 표기합니다. 또한 영문으로는 JUSUNG Engineering Co., Ltd. 라 표기합니다. 나. 설립일자 및 존속기간 당사는 반도체, FPD, 태양전지, 신재생에너지, LED 및 OLED 제

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Vol August KCC Inside Special Theme KCC Life KCC News 04 KCC 하이라이트Ⅰ KCC 울산 신공장 준공식 거행 06 KCC 하이라이트Ⅱ 김천공장 통전식 및 안전 기원제 실시 08 KCC

Microsoft Word - IT부품정보.doc

12.2 Molecular Spectroscopy ( 분자분광학 ) 분자에전자기복사선을쪼여주면분자가낮은에너지상태에서높은에너지상태로이동하게되며, 이때특정흡수진동수를이용하여분자의구조를알아낼수있다. Figure 12.1 : Absorption of energy in elec

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한국전지학회 춘계학술대회 Contents 기조강연 LI GU 06 초강연 김동욱 09 안재평 10 정창훈 11 이규태 12 문준영 13 한병찬 14 최원창 15 박철호 16 안동준 17 최남순 18 김일태 19 포스터 강준섭 23 윤영준 24 도수정 25 강준희 26

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대표이사등의 확인, 서명 I. 회사의 개요 1. 회사의 개요 가. 회사의 법적, 상업적 명칭 당사의 명칭은 '엘아이지에이디피주식회사'('LIG에이디피주식회사'라 칭하며), 영문으 로는 'LIG ADP Co.,Ltd.'(약호 LIG ADP)라 표기합니다. 나. 설립일자

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[Summary] 다양한 IT 기기발전에따라최적의디스플레이를적용하기위한개발경쟁치열 1인치이하의초소형디스플레이에서부터 200인치이상의초대형디스플레이적용을위한디스플레이산업의경쟁가속 초소형크기의 LED 소자를디스플레이로활용하기위한마이크로 LED 기술에주목 칩크기가마이크로미터

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머 리 말 우리 나라에서 한때 가장 인기가 있었던 직업은 은행원이었다 년대만 하더라도 대학 졸업을 앞둔 학생들은 공사 公 社 와 더불어 은행 을 가장 안정적인 직장으로 선망했다 그러나 세월은 흘러 구조조정이 상시화된 지금 은행원 은 더이상 안정도 순위의 직업이 아니다

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TIMELINE 독창적인 아이템의 완성은, 아프리카TV BJ 활동에서 STATE 6월 팀 빌딩 2013년 10월 카이트창업가재단 투자 0.5억 원 엔젤투자매칭펀드 0.5억 원 노바토 설립 직원 5명 2013년 9명 2014년 1일 평균 메시지 발생 건수 2014년 10

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종합 2014년 9월 2일 화요일 2 올해 정기국회 첫 본회의 개막 신임의원선서 사무총장 임명승인 오는 12월9일까지 100일간 회기 올해 정기국회 첫 본회의가 열린 1 일 7 30 국회의원 재보궐선거에서 당 선된 신임의원들이 의원선서를 박형준 국회 사무총장 임명 승인

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THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Mar.; 28(3),

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Contents SKKU OASIS' News 03 인사말 04 사진으로 읽는 뉴스 SKKU RIS-RIC의 2014년 08 방문을 환영합니다! 10 인물포커스 반도체&MEMS팀 김윤식 팀장 14 참여기관 탐방 반월도금사업협동조합 Cover Story 5월 15일(목)

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Transcription:

미래기술교육연구원 (2009. 4. 3) LED 광소자기술로드맵및 R&D 전략 백종협 LED 소자팀장한국광기술원 Korea Photonics Technology Institute()

내용 1 LED 기술개요 2 LED 광소자개발동향 3 LED 광소자기술로드맵 2/54

참고자료 기획보고서 LED 산업경쟁력분석및성장동력화방안연구 LED 반도체조명학회유영문외 59 명, 2008. 7.1. ~ 2008. 12.31. 전략기술분과 LED 광소자소분과참여위원 유영문 (LED 반도체조명학회, 한국광기술원 ) 심종인 ( 한양대 ) 노동욱 ( 에피밸리, 현우리조명소속 ) 시상기 ( 더리즈 ) 유영노 ( 서울반도체, 현광성전기산업소속 ) 박익성 ( 알티전자 ) 김태근 ( 고려대 ) 장자순 ( 영남대 ) 백종협 ( 한국광기술원 ) 3/54

LED 응용의다양성 광범위전방산업에 LED 조명 다양한기능의칩요구 일반조명 수송기기조명 건축 / 환경 Task light BLU( 중소형 ) 고효율백색광원 Sign/Display BLU ( 중대형 ) 감성 / 심리조명 농수산업용 ( 재배 / 양식 ) Full color 제어 Wide bandgap(uv) 살균 / 정화 / 촉매 DNA 센서 위폐감지 고분자 Curing Body treatment 변조기능 적외선통신 (IrDA) 가시광 / 조명통신 (VLC) Covert communication 4/54

LED 산업분류 LED 산업은 LED 광소자, LED 응용 ( 융합 ), LED 조명으로구성 메가트랜드 산업의수직계열화 LED 응용 ( 융합 ) 휴대전화, LCD BLU, 자동차 / 조선, 정보가전, 농업, 수산업, 항만, 의료, 환경, 정보통신, 군사 광학기구설계 / 제작 LED 조명실내조명, 실외조명, 도로조명, 건축 / 디스플레이조명, 시스템 LED 제어구동회로 Ⅱ 광원모듈조립 Ⅲ 광원모듈 패키지공정 Standard, S/V, H/P PKG, Array PKG 형광체 패키징 LED 칩공정 에피성장 (In,Al)GaN( 청, 녹,UV), InAlGaP( 적, 황 ), AlGaAs ( 적,IR) 소자 Ⅰ 기판 Sapphire, GaN, SiC, Si, GaAs GaN/sapphire GaN/SiC 5/54

LED ecological chain 기술난이도 시장규모 6/54

고휘도 LED market breakout (2008) LED 단품패키지시장 Lighting 9% Other 16% Mobile Appliance 43% Signals 1% Automotive 15% Signs/Displays 17% Total: USD 5.1B (2008) 출처 : Strategies in Light (Santa Clara 2009.2) 7/54

고휘도 LED market breakout (2008) LED 칩시장동향 고출력칩의점유율상승 ASP: discrete package 평균판매단가 B? 출처 : Strategies in Light (Santa Clara 2009.2) 8/54

LED 광소자 network in Korea Universities(17), Research Institute (7), Company (13) B 3 2 A 1 Univ Institute Company 4 5 A B 1 2 3 4 5 ETRI (epi, PKG) KRICT (phosphor, substrate) KRISS (standardization) KIST (epi, nano) KETI (epi, chip) KANC (epi, chip) GIST (epi&chip) Chonnam Univ. (epi) Chosun Univ. (photonic crystal) Sunchon Nat l Univ. (phosphor, metal) Chonbuk Nat l Univ. (epi&chip) KAIST (photonic crystal, characterization) Chungnam Nat l Univ. (epi&chip design) Seoul Nat l Univ. (epi) Korea Univ. (TCO, nano) Dongguk Univ. (epi) Korea Polytechnic Univ. (epi) Ajou Univ.(nano) Kyungpook Nat l Univ. (epi) Postech (epi, metal) Youngnam Univ. (chip) Nation l Kumho Inst. of Tech (chip) Korea Maritime Univ. (epi) SEMCO, LG Innotek, LG Elite, SAIT, Epi Plus, Epi Valley, SOD, Ninex, Itswell, Theleds, Verticle Wavesquare, Woori 9/54

LED 기판 ( 질화물계 LED) Substrate cost for LED 12 8 2 1 4 4 6 9 16 36 (area) (Cost: USD) Size( ) 2 4 6 8 12 Sapphire 15 100 500 1500 SiC 380 1,050 GaN 6,000 Si 12 16 20 40 80 Source: 하이쏠라, Yole Development(2008) 10/54

LED 기판시장 LED Substrate Market Share In 2008, nitride LEDs are 89% on Sapphire 11% on SiC Source: Yole Development(2008) 11/54

LED 기판시장 Substrate Size (sapphire) In 2008, 77% on 2 sapphire sub 3 most by Nichia Source: Yole Development(2008) 12/54

LED 기판시장 Substrate Size(SiC) In 2008, 56% on 4 SiC sub Source: Yole Development(2008) 13/54

LED 칩구조 GaN on sapphire GaN on SiC p-electrode Sapphire p-layer Active layer n-layer n-sic Current n-electrode 전기부도체 수평전류흐름 전류밀집효과 낮은열전도율 큰격자부정합 고비용 dicing 아직은고가 (sapphire 대비 10배 ) Near UV 영역에서광손실 -E g = 3.02 ev (411nm) Micro pipe 가존재 ( 거의해결 ) 기판의굴절율이큼-낮은추출효율 14/54

질화물계 LED 용기판특성 Substrate Materials for Nitride LED 10 Thermal Expansion Coefficient (10-6 /K @1000 o C) 5 0-5 β-ga 2 O 3 SiC <010> γ-lialo 2 <100> ZrB 2 LiGaO 2 <001> ZnO GaN (Absolute value) sapphire Si <111> -10-5 0 5 10 15 Degree of lattice mismatch (%) 15/54

GaN 기판 laser lift-off(llo) N 2 evaporation GaN GaN(HVPE) Lift-off Sapphire hν Pulse laser injection E g (GaN) < hν < E g (Sapphire) 상용화의어려움 Wafer warping : Curvature ~12-15 m High price : > $6,000/ea (2 ) DLD still high : -10 7 /cm 2 (LED grade)~ 10 5 /cm 2 (LD grade) 16/54

내용 1 LED 기술개요 2 LED 광소자개발동향 3 LED 광소자기술로드맵 17/54

LED 기술수준 Efficacy (lm/w) 우리나라의 LED 기술위치 250 200 150 100 50 Nichia Nichia, Product R&D record (small) Cree Osram Lumileds 백색 LED(discrete pkg) 기준 Nichia, R&D Nichia, Product Osram, Lab Lumileds, Lab Korea, Lab Korea, Product Cree, R&D Korea, NTRM Change? OIDA(2007) Korea, Product (80 lm/w) 21 st C Lighting in Japan 0 2000 2005 2010 2015 : 21st century Lighting in Japan : 70lm/W(2005), 120 lm/w(2010) : OIDA : Optoelectronics Industry Development Association, 2002 18/54

이론적발광효율 Calculation from I(λ)KmV(λ)S(λ)dλ I(λ): Spectrum intensity KmV(λ): Spectral luminous efficacy(683lm/w @ λ=555nm) S(λ): Stoke Loss (Phosphor) I(λ)dλ = 1W, if WPE is 100% 이론최대치 형광등 154 lm/w 405nm-based white LED 203 lm/w Blue-based white LED 263 lm/w Nichia, ICNS 2007 (Las Vegas, 2007. 9.) 19/54

LED 칩발광효율 칩기술 LED 효율 = η internal η extraction η injection η PKG 외부양자효율 (external quantum efficiency) E c E v P e - e - Non-radiative η internal h + h + h h + h h + + + Transfer e e e - - - e - Radiative Recombination N η injection Injection e - η extraction Drive IC, P/S Light λ g (μm) = 1.24/E g (ev) UV IR 380nm 460nm 520nm 590nm 660nm 760nm 20/54

LED 칩의효율 LED 칩의광손실흐름도광 internal e - injection extraction hν LED 선진사현재최고수준 Chip 성능의한계 100 % 1120 mw (0.35A, 3.2V) 외부양자효율 η injection 84% 93% 1020 mw (0.35A, 2.9V) 941 mw η internal 72% 90% 949 mw 678 mw η extraction 75% 90% 854 mw 최종효율 45% 508 mw (45%) 769 mw (75%) Loss: 55% Loss: 25% 현재수준의 1.6 배까지상승가능 21/54

고휘도 LED 칩기술개발이슈 칩 ( 추출효율 ), Extraction efficiency p-gan roughening Chip shaping LED on patterned sapphire substrate Vertical chip Photonic crystal Micro/Nano structure Patterned substrate Lateral overgrowth Homo epitaxy Non-polar epi Surface plasmon 고효율 LED n-gan, n-face 오믹 ( 수직형 LED) p-gan doping profile 전극 geometry 나노구조오믹 (PC LED, SP LED) 에피 ( 내부양자효율 ), Internal quantum efficiency 오믹전극 (Injection efficiency) 22/54

무분극 (Non-polar LED) - 내부양자효율 (Internal efficiency) 개선 23/54

Non-polar 에피 분극현상 (Polarization) Carrier distribution + - Spontaneous and piezoelectric polarization cause: 1. band bending 2. charge separation in QW Red shift of the emission Low recombination efficiency High threshold current Crystal orientation and nonpoloar nitride should solve these problems 24/54

Non-polar 에피 무극성또는반극성기판을사용한에피의특성 Polar ( 극성 ) c Semi-polar ( 반극성 ) Non-polar ( 무극성 ) < 무분극 LED 의장점 > a, m 극성의소멸로양자효율증가 고농도 p-type 가능 (~ 7x10 18 /cm 3 ) 편광빔방출 LCD BLU 에서유효빔 40~70% 증가 출력에따른파장변화없음 < 에피성장의어려움 > 3 차원에피표면형상 Stacking fault 생성 Dislocation 다량발생 25/54

칩공정기술광추출효율 (Extraction efficiency) 전류주입효율 (Injection efficiency) 26/54

전반사 (total internal reflection) 현상 부분반사 / 부분투과 전반사 포톤 QW ( 발광층 ) 칩 (n s ) 공기 (n o ) n s > n o 27/54

탈출콘 (escape cone) 탈출콘 Sin θ C = n 0 /n s θ C = 24 o for chip/air θ C = 37 o for chip/epoxy (n=1.5) T=0% T=85% η c 2 P 1 escape θ c 1 = 1 1 = Psource 2 2 θ 4 2 c = 1 4 n n 2 o 2 s n 0 R=100% n s θ C R=15% Escape efficiency of chip (n s =2.5 for GaN) : 8% for air (n o =1) : 11% for epoxy (n o =1.5) : 16% for sapphire (n o =1.9) 굴절율차가적을수록전반사임계각이크다. 전반사임계각이클수록탈출콘의면적이넓다. 28/54

Surface roughening - Texturing Normal surface p-gan roughened surface 탈출 발광층 θ c θc 전반사에의한광자의궤적 표면산란에의한전반사확률감소 발광층 ( 흡수층 ) 으로되돌아갈확률감소 29/54

Surface roughening - Texturing 20% epistar P-roughening (during growth) N-roughening (PEC etching) 30/54

Patterned sapphire substrate(pss) p-electrode P-GaN p-algan InGaN/GaN n-electrode n-gan (0001) Sapphire Substrate - Light scattering at Sapphire-GaN interface - Breaking TIR condition 31/54

Chip shaping Lumileds TIP (truncated inverted pyramid) chip η extraction = 55% OSRAM Shaping Flip chip η extraction 25% 52% 60% 75% 32/54

Vertical LED 칩유형비교 전류주입방식 Horizontal Vertical 구조 본딩 (+) 전극 p-gan MQW Active n-gan Sapphire YAG Ni/Au (+) 투명전극 n(-) 전극 n-gan MQW Active p-gan Receptor wafer n(-) 전극 Reflector p(+) 전극 Wire bonding 수 2-wire bonding 1-wire bonding 고휘도공정 TCO, PSS, roughening Wafer bonding, reflector, roughening, electrode design 신뢰성 Good? Scale 칩사이즈축소에한계점도달유효발광면적의증가, 수량의증가 상용화 중저가형, Side view, Flash module, 자동차 / 특수조명 (large chip) 고출력적색 LED( 신호등, 자동차 ) 상용화신뢰성검증중 33/54

Vertical LED 수직형칩공정기본개념도 Light n(-) 전극 기본공정 - wafer bonding 단위공정 <2 GaN Epi growth> <Trench Etching> <P-Contact + Reflector> <Wafer bonding> p-gan P전극 Receptor 기판 n-gan Sapphire n-gan MQW 발광층 p-gan Receptor 기판 Bonding/Reflector p(+) 전극 단위공정 <Laser Lift Off> Wafer transfer <u-gan Etching> <N-metal depo.> <Chip 분리 > P 전극 34/54

Vertical LED 광추출효율 -ray optics model LED on Sapphire 수직형칩 수직형칩 (R 90%, roughened surface) QW QW QW R 90% Sapphire 기판 반사막 Receptor 기판 반사막 Receptor 기판 Photon outside 32.8 % 24.6% ( 반사율 60%) 56.2 % ( 반사율 90%) 69.8 % (w/ micro rougheness) 73.5 % (w/ nano rougheness) 35/54

Vertical LED 수직형칩제조공정기술이슈 모든단위공정의최적화요구 Sapphire Wafer Removal a. Removal technologies b. Mechanical Thinning (Grind/Polishing) c. Chemical Thinning (Etching) GaN Layer Patterning for LLO a. Residual stress isolation Metal Reflector a. Ohmic Contact (Diffusion Barrier) b. Reflectivity Bonding Metal a. Thermo-compressive Bond (Au/Au) b. Eutectic Bond (Au:Sn, Pd:In) Receptor Wafer a. Thermal conductivity b. Electrical conductivity c. Mechanical hardness 36/54

융복합구조 (Wafer transfer) Laser lift-off Ion cut lift-off Physical lift-off Metal buffered lift-off Ohmic & Reflector Selective etched lift-off Ohmic & Reflector Chemical lift-off GaN LED GaN LED Sapphire Metal Buffer (CrN, ZrN ) Sapphire n+-gan buffer 37/54

나노기술의접목 PC LED Embedded PC LED Scattering point 나노패터닝공정 LED Outside Inside Sapphire NC LED 나노구조 LED SP LED η internal 광결정 나노입자도입 플라즈몬 38/54

내용 1 LED 기술개요 2 LED 광소자개발동향 3 LED 광소자기술로드맵 39/54

LED 지원 History 02.12 광주광산업 2 단계기획착수 04.12 광주광산업 2 단계집중육성분야선정 ( 국내첫 LED 중장기지원, 국책 R&D 7 개, 기반구축 1 개착수 ) 06.7 산자부성장동력산업선정 ( 디스플레이분야 ) - OLED, PDP 에최종순위밀려지원제외 ------------------------------------------- 08.3 지경부, 미래핵심부품소재선정 08.5 지경부, 신성장동력산업선정 (CEO 간담회 ) 08.8 국가정책, 녹색에너지선정 08.9 VIP 신성장동력산업국민보고대회 09.1 VIP 집중육성지시 ( 단기상품화 ) 09.1 범부처녹색뉴딜과제 LED응용 선정 09.2 범부처신성장동력 17개산업선포 40/54

LED 조명제품성능로드맵 LED 조명의효율향상목표 ( 미국, DOE) LED 광소자광효율 (lm/w) LED 조명기기광효율 (lm/w) 상용화수준 07 10 12 15 실험실 120 160 176 200 상용 (cool 白 ) 84 147 164 188 상용 (warm 白 ) 59 122 139 163 가격 ($/klm) 25 10 5 2 한국로드맵 ( 상용 ) 70 120 160 190 광원모듈효율 (lm/w, cool 白 ) 84 147 164 188 열효율 (%) 85 89 91 95 Driver 효율 (%) 85 89 91 95 Fixture 효율 (%) 77 84 88 95 조명기기총효율 (%) 56 66 73 86 한국로드맵 ( 상용 ) 40 90 130 170 수명 5 만시간, 1 mm 2 칩, 350 ma, cool white Ra 80, warm 85 기준 41/54

매크로로드맵 핵심제품 개발칩 성능목표 LED 광소자 디스플레이 조명 통신 환경의료바이오 2008 2009 UV-A LED (405~340 nm 2010 2011 2012 2013 2014 2015 중대형 LCD BLU Mobile projector 백열전구 / 할로겐 / 형광등일부대체 UV-B LED(340~280 nm) 2016 2017 대형 LCD BLU (high definition) Mobile projector (palm top) 가정용 / 사무실용, 형광등전량 /HID 대체 수송 ( 항공, 선박, 자동차 ) 서치라이트, 군사, 항공, 선박심해정, 항공우주선 산업조명 ( 도로, 항만, 경기장, 공항, 부두, 터널, 교량 ) 초단거리유선통신 RCLED 근거리 / 초단거리무선통신 IRLED 은밀암호통신초단거리 UV LED 위폐감지, 고분자경화, 수질정화, 선탠, vitamin D 합성, 광촉매, 외과수술용조명, 이미지센서광원 R/G/B/Y 4 종가시광 LED(430 ~ 650 nm) IR LED(700 ~ 1560 nm) RC LED(R/G/B/NUV/W) 근거리 / 초단거리유선통신 RCLED 근거리 / 초단거리무선통신 IRLED 은밀암호통신근거리 UV LED 바이오센서, DNA 검출, 살균, 하천정화, 광합성 UV-C LED(280~100 nm) lm/w 80 100 120 140 160 170 180 190 195 200 η ex (%) 33 41 50 58 66 70 74 78 80 82 42/54

매크로로드맵 LED 부품소재 핵심제품 기판 형광체 봉지제 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 4 inch 사파이어웨이퍼 6inch 사파이어단결정 2 inch GaN 기판 4 inch GaN 기판 황 / 녹색마이크로형광체 (QE > 85 %) 적색마이크로형광체 (QE > 50 %) 고내열성 / 저열팽창율봉지제 양자점 / 나노 /Glass ceramic 형광체 고열전도성접착제 황 / 녹색마이크로형광체 (QE > 95 %) 적색마이크로형광체 (QE > 65 %) 고내구성렌즈제 고방열재료 고방열금속 PCB 고열전 filler 및복합소재 PCB UTI(Ultra Thin Insulator) 기판 선택적하이브리드방열기판 43/54

UV LED 산업수요 USD 10B( 광원만 ), 2005년춘계물리학회박윤수교수발표 Wavelength [nm] 100 Partially realized Not realized 200 UV C Mercury & Metal Halide lamp for UV light sources Sterilizer UV knife 280 320 UV B UV A Purifier Covert communication Treatment of skin disease DNA analyzer Sensor 400 Visible Dental curing Discriminate bills Gas decomposer Molecular tweezers http://www.jst.go.jp/pr/info/info270/index.html 44/54

UV LED 기술수준 External Quantum Effciency (%) 10 1 0.1 X 10 AlN 기반에피 에피품질의불량 극심한스트레인 전류주입의어려움 도핑의어려움 250 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) Yale NTT Nichia Lumileds SET/lumileds Cree Mitsubishi A.Khan Meijo Uni. Sandia Texas Tech. U.Tokusima Boston Uni. Northwestern Kansas Uni. RIKEN 45/54

UV 비질화물계 LED 산업수요 질화물계 LED GaN/Al 2 O 3 GaN/SiC InGaAlP/GaAs AlGAs/GaAs 380nm 460nm 520nm 590nm 660nm 760nm ~ 1550nm RCLED (650 nm) 비질화물계 LED AlGaAs/GaAs INGaAs/GaAs InGaAsP/InP NIR 가시광통신 (450 ~ 650 nm) 근자외선건조기 (1,300 nm) 종교행사 (Gold) RGB module (610~650 nm) Auto focusing (AF) LED (700nm) IrDA (850~1550nm) 블루투스 46/54

비질화물계 LED 기술수준 InGaN/InGaN 47/54

매크로로드맵 핵심제품 개발칩 성능목표 LED 광소자 디스플레이 조명 통신 환경의료바이오 2008 2009 UV-A LED (405~340 nm 2010 2011 2012 2013 2014 2015 중대형 LCD BLU Mobile projector 백열전구 / 할로겐 / 형광등일부대체 UV-B LED(340~280 nm) 2016 2017 대형 LCD BLU (high definition) Mobile projector (palm top) 가정용 / 사무실용, 형광등전량 /HID 대체 수송 ( 항공, 선박, 자동차 ) 서치라이트, 군사, 항공, 선박심해정, 항공우주선 산업조명 ( 도로, 항만, 경기장, 공항, 부두, 터널, 교량 ) 초단거리유선통신 RCLED 근거리 / 초단거리무선통신 IRLED 은밀암호통신초단거리 UV LED 위폐감지, 고분자경화, 수질정화, 선탠, vitamin D 합성, 광촉매, 외과수술용조명, 이미지센서광원 R/G/B/Y 4 종가시광 LED(430 ~ 650 nm) IR LED(700 ~ 1560 nm) RC LED(R/G/B/NUV/W) 근거리 / 초단거리유선통신 RCLED 근거리 / 초단거리무선통신 IRLED 은밀암호통신근거리 UV LED 바이오센서, DNA 검출, 살균, 하천정화, 광합성 UV-C LED(280~100 nm) lm/w 80 100 120 140 160 170 180 190 195 200 η ex (%) 33 41 50 58 66 70 74 78 80 82 48/54

마이크로로드맵 R/G/B/Y 가시광 LED Blue LED 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 극성제어에피기술비사파이어기판제조기술 ZnO/GaN 하이브리드에피기술 모노리틱다파장에피기술 원천기술 기술적 priority 응용기술 실현 probability 극성프리에피기술 고 저 Green LED Red LED Yellow LED 고인듐조성제어에피기술 (In>25%) 고방열, 가둠형에피기술 저차원활성층에피기술 선택성장고효율고출력에피기술 저구동전압, 저누설전류에피기술 고신뢰성내환경에피기술 대면적칩전극기술 나노구조패터닝기술 투명기판에피기술 GaAs 기반고효율에피기술 저차원활성층에피기술 GaN 기반고인듐조성제어기술 기판 direct bonding 기술 고균질, 고인듐조성에피기술 (In>40%) 저저항전극기술 성능목표 lm/w 130 180 lm/w 150 180 49/54

마이크로로드맵 UV-A LED (405~340 nm) UV-B LED (340~280 nm) UV-C LED (280~100 nm) 성능목표 자외선 LED ex (%) η ex (%) 원천기술 응용기술 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 AlGaN 버퍼층에피기술 AlGaN 기반 EBL-HBL 에피기술 저구동전압 p-algan 도핑기술 저저항 p-전극형성기술 자외선A계투명전극증착기술 자외선A계고반사막증착기술 AlN 버퍼층에피기술 에피스트레스제어기술 Al(Ga)N 도핑기술 UV-A 펌핑 UV-B LED 공정기술 자외선 B계투명전극증착기술 고방열플립칩공정기술 AlN 기반 EBL-HBL 에피기술 저저항 p- 전극형성기술 기술적 priority 실현 probability 자외선 B 계고반사막증착기술 고 저 저가형기판분리및가공기술 저결함 AlN 에피기술 AlN 기반 EBL-HBL 에피기술 에피스트레스제어기술 저밀도전극공정기술 UV-A 펌핑 UV-C LED 공정기술 자외선 C계투명전극증착기술 고방열플립칩공정기술 자외선 C 계고반사막증착기술 저가형기판분리및가공기술 A365 20 30 B315 5 10 C280 3 50/54

마이크로로드맵 정보 / 통신 / 가전 LED 적외선 LED (700~1560 nm) 적외선 LED (>700 nm) 원천기술 응용기술 기술적 priority 실현 probability 고 저 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 InGaAlP 기반 700nm 대역에피기술 실시간파장제어에피기술 <2 um 근적외선 LED 에피기술 GaAs 기반 850nm 대역에피기술고품위 Al(Ga)As 활성층저차원에피 InP 기반 >1000nm 대역에피기술 고품위 In(Ga)As(P) 활성층저차원에피 Auger 결합최소화활성층에피 고품위 InGaAlP 활성층저차원에피 GaAs/Si 에피기술 >2 um 원적외선 LED 에피기술 (Intraband emission) 적외선 LED (700~1560 nm) RC LED ( 적, 청, 자, 녹 ) 성능목표 Mbps η ex (%) 고반사질화물 DBR 에피기술 고반사 AlGaAs 기반 DBR 에피기술 실시간 stop band 제어에피기술 고속변조용질화물활성층성장기술 저전류 III-V 활성층성장기술 고속변조용 III-V 활성층성장기술 저밀도질화물전극공정기술 저전류질화물활성층성장기술 저밀도 III-V 전극공정기술 300 500 51/54

마이크로로드맵 공통기반기술 질화물계에피기반기술 질화물계공정기반기술 웨이퍼레벨칩스케일공정 소자설계기술 성능목표 원천기술 응용기술 기술적 priority 실현 probability 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 고효율활성층성장기술 차원제어에피기술 저구동전압 p-clad 도핑기술 도판트확산방지에피기술 고내정전압에피기술 이온주입 ELOG/SAG 기술 고밀도전류확산칩디자인 고내정전압칩공정기술 가시광고반사막공정기술 저가형기판분리및접합가공기술 나노결정증착및공정기술 저가형나노패턴형성기술 저결함 template 에피기술급준계면에피기술에피스트레스제어기술 칩스케일웨이퍼레벨패키징공정 COB type 패키징 fab 공정 마이크로옵틱스 fab 공정 Optical bench 공정기술 패키지프레임반사막공정 열해석 나노구조창조설계 칩스케일 AC LED 공정 고 저 표면플라즈몬공정기술 N-face N-GaN 오믹전극공정 나노패턴오믹전극공정 고내부양자효율저차원우물설계고내부양자효율에피구조설계 고확산전극설계 고효율전류주입설계 고추출효율칩구조설계 스펙트럼제어, FFP, beam shape 설계 52/54

요약 국내 LED 광소자인프라 - 광주광산업으로 initiation, 전국적인확산추세 - 모듈, 시스템산업에치중, 소자부분은상대적규모의열세 - 전문인력의부족 ( 대학교육의수적열세, 이공계기피 ) - 최근정부의 LED 신성장동력화사업선정으로지원확대 기술동향및제언 - 융합기술도입추세 (NT, IT, BT) - 단순, 강건구조지향 ( 저가형고성능소자 ) - IP 분쟁을우려, 특허회피기술발굴에만너무민감 - 파장의다변화미리준비 - 장기적설계에의한광소자개발필요 ( 원천기술투자, 장비국산화등 ) 53/54

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