LED 종류

LED의 종류와 특징

1 GaP:ZnO 적색 LED
GaP 적색 LED는 1970년경부터 생산되어 LED의 주축이 되었고 현재의 가시 LED 램프에서 GaP가 차지하는 비율은 매우 높다. 이 LED는 고전류 밀도영역에서의 발광효율에 한계가 있고 저전류에서의 사용에 적합하기 때문에 표시소자는 포터블 타입을 비롯해 옥내용 각종 기기에 많이 이용되고 있다.

2 GaP:N 녹색 LED
ZnO 적색 LED와 마찬가지로 GaP이며, GaP 기판 결정 위에 LPE법을 이용해 p-n접합을 형성하여 제작하는 LED로 옥외용 디스플레이로도 사용되고 있다.

3 GaAsP계 적색 LED
GaAsP 결정은 GaAs1-XPX의 성분비 x를 바꿈으로써 적외선(x=0)부터 녹색(x=1)까지 발광한다.

4 GaAsP계 등황색.황색 LED
GaAsP의 등황색 LED는 기판결정에 GaP를 이용하여 VPE법에 의해 발광용 p-n접합을 형성한다. GaAs1-XPX의 조성비 x를 적색 LED보다 크게 취함으로써 단파장화한다. x값이 0.65 및 0.75에서는 각각의 발광 피크파장이 630㎚ 및 610㎚의 등황색 LED로 된다.

5 GaAlAs계 LED
GaAlAs는 x<0.35의 범위(직접천이영역)에서 Al과 As의 조성비를 바꿈으로써 발광파장을 640㎚부터 900㎚까지 변화시킬 수 있다. 차재용 high mount stop lamp나 도로표시판, 광고간판등 각종 옥외용 표시소자로 응용이 확대되고 있다.

6 InGaAIP계 등황색.황색 LED
InGaAIP는 근래 실용화된 혼합결정재료인데 직접 천이형 BAND 구조를 가져 등황색.황색 LED의 휘도 향상이 가능하다. 이 InGaAIP를 이용해 고휘도(광도 1000mcd이상) 등황색(약 620㎚)의 LED가 개발되고 있다.

7 GaN계 청색 LED
고휘도 청색 LED의 출현에 의해 옥외에서의 LED 디스플레이의 풀컬러화가 촉진될 것이다. 또한 청녹색 LED는 백열전구를 대신하는 신호기의 광원으로 유명하다.

8 SiC 청색 LED
SiC는 일찍 시판된 청색 LED의 재료인데 이유는 다른 재료와 달리 P형 결정을 비교적 용이하게 얻을 수 있기 때문이다. 최근 오프 기판결정을 이용해 1700℃ 전후에서 p-n접합을 형성해서 결정성을 향상시키고 질소 도너와 Al 억셉터에 의한 D.A 페어 발광중심을 제어성이 좋게 형성함으로써 신뢰성의 향상과 함께 발광효율을 비약적으로 개선하여 30mcd(20mA)의 고휘도를 달성하고 있다.

9 II-VI족 청색 LED
Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체인 ZnSe, ZnS는 각각 실온에서 2.7eV 및 3.7eV의 밴드 갭을 가지며 직접 천이형 재료이므로 고발광 효율의 청색 LED재료로서 유망해 최근 현저한 진보를 볼 수 있다.

10 풀 컬러 LED
풀 컬러 LED에 의한 디스플레이는 이제까지의 SiC 혹은 GaN 청색 LED와 다른 재료에 의한 적.녹색 LED를 조합시킨 하이브리드형의 풀 컬러 LED 램프를 제작하고 있는데 앞에서 기술한 높은 발광효율의 SiC청색 LED와 GaP 적색 및 녹색 LED를 램프화하여 순백색 발광을 포함한 다수 발광이 가능한 풀 컬러 LED가 제작되었다.

11 적외 LED
적외선 LED의 재료는 주로 GaAs로 양성불순물인 Si를 이용하여 LPE결정 성장조건으로 그 치환위치(Ga 또는 As원자)를 제어함으로써 p-n접합을 형성한다. 일반적인 포토 커플러, 포토 아이솔레이터등의 복합광소자로서 가장 많이 이용된다. 최근에는 카메라의 오토 포커스등 고출력을 요하는 것이나 장거리 리모트 컨트롤용 광원으로서 GaAlAs에 의한 DH 구조의 고출력 타입 적외선 LED가 이용되고 있다.

LED Application
정보통신의 발달과 더불어 화합물 반도체 기술의 발전은 새로운 빛의 혁명을 예고하고 있다.
LED로 잘 알려진 발광다이오드는 전기를 통해주면 전자가 에너지 레벨이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면서 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체에 의해 만들어진 기본 소자이다.

적색 및 녹색 발광다이오드는 수십 년 전에 개발되어 디스플레이 및 광원용 장치등에 폭넓게 쓰이고 있으나 청색(Blue), 순녹색(Pure green)의 빛을 내는 LED의 개발이 어려워 오랫동안 총천연색을 구현하지 못하였다.

하지만 1990년대에 일본 S.NAKAMURA가 이끄는 Nichia Chemical의 연구팀을 필두로 HP,Cree, Toyota Gosei 등 세계 최고의 기술을 가진 몇몇 반도체 회사에 의해 질화갈륨을 이용한 청색 발광다이오드가 개발되었고 이에 총천연색의 구현을 갈망하던 램프 및 디스플레이 장치 산업과 짧고 안정된 파장을 요구하는 광 메모리 장치등 여러 led 응용분야로부터 청색 및 순녹색 LED의 수요는 폭발적으로 증가하게 되었다.

이러한 청색 LED의 생산 역시 고난도의 기술과 고가의 장비가 필요한 분야로서 양산을 하는데 에는 막대한 비용과 시간이 걸리며 기하급수적으로 늘어나는 시장의 수요를 공급이 감당치 못하고 있는 형편이다.

또한 청색 LED에 Phpsphor를 도팅하여 백색광을 구현하는 White LED역시 고부가가치 상품으로 소형기기의 광원 및 전구를 대체할 차기 조명시장의 주역으로 떠오르며 시장의 수요는 폭발적으로 늘어날 전망이다.

표시장치분야(LED full color diaplay)

청색 발광다이오드의 등장으로 기존의 적녹색계열의 전광판들은 사라져가고 현재의 총 천연색 전광판이 등장하게 되었다. 전광판 한 개를 만들기 위해서는 수백만개의 LED Lamp가 필요하며 전세계적으로 급증하는 총천연색 전광판의수요에 따라 청색 및 순녹색 LED의 수요도 기하 급수적으로 증가하고 있으며 기존의 멀티전광판이Full color 전광판으로 교체되는 상태이다.

신호등 / 자동차 부속품 분야

청색 발광다이오드의 등장으로 기존의 적녹색계열의 전광판들은 사라져가고 현재의 총 천연색 전광판이 등장하게 되었다. 전광판 한 개를 만들기 위해서는 수백만개의 LED Lamp가 필요하며 전세계적으로 급증하는 총천연색 전광판의수요에 따라 청색 및 순녹색 LED의 수요도 기하 급수적으로 증가하고 있으며 기존의 멀티전광판이Full color 전광판으로 교체되는 상태이다.

기타 : 핸드폰 Back light, 데이터 저장장치, 정보통신분야 etc

청색 발광다이오드의 등장으로 기존의 적녹색계열의 전광판들은 사라져가고 현재의 총 천연색 전광판이 등장하게 되었다. 전광판 한 개를 만들기 위해서는 수백만개의 LED Lamp가 필요하며 전세계적으로 급증하는 총천연색 전광판의수요에 따라 청색 및 순녹색 LED의 수요도 기하 급수적으로 증가하고 있으며 기존의 멀티전광판이Full color 전광판으로 교체되는 상태이다.

LED 응용제품 구분

구분	Display용	Traffic Sign용	전장용	광원용	통신용
Set	옥내외 전광판	도로/철도교통 신호동 도로상태 경보등 도로상태 안내등 도로지명 표시등		산업용 특수조명
Module & Array	옥내전광판 문자전광판 옥외전광판	도로교통 신호용 모듈 철도교통 신호용 모듈	Stop Lamp 방향지시등 브레이크등 Dash Board	정밀과학기기 특수조명 의료용장비	IrDA IrDA-Array
Unit	가전제품 산업기기용 표시창 전광판 Pixel 완구류			전구형 Unit 형광등형 Unit Back light (LCD, 단말기, 디지털카메라)	핸드폰 발광 안테나

기타응용 사례

차량용 경광등	경광등	객석유도등	유도등
신호봉	자동차 디스플레이	헤드랜턴	손전등