과제명 : 고품질 색재현을 위한 풀칼라(R > 2W, G > 1.6W, B> 1.4W) 레이저 광원개발(원천)

가. 개요

□ 개념 및 정의

o 가시광 RGB (red, green, blue) 레이저는 자연을 표현할 수 있는 완벽한 빛으로서, 차세대 디스플레이를 이끌고 나갈 핵심 광원인 동시에 신시장 창출에 기여할 수 있는 핵심 부품임

o 레이저 기술은 123대 전략기술의 하나로서, 이를 통한 신시장 창출, 신개념 제품 발굴 및 기존 한국 먹거리 산업인 반도체/전자, 디스플레이 분야에서 선도국 지위를 지속적으로 지켜줄 기술로서, 이 중 시장적 가장 큰 파급을 가져올 수 있는 실감형 TV, 2D/3D 디스플레이, real 3D 홀로그래피를 가능하게 하는 유일한 광원 기술임

o 레이저 영상 신산업 창출: 편광, 간섭성, 직진성 등의 레이저 고유 특성으로 인해 차별화되면서도 경쟁력 있는 신제품 개발이 가능하게 함. 새로운 개념의 레이저 TV 및 레이저 LCD BLU, 3D 프로젝터, 3D 영상기, 대화면 2D/3D 홈씨어터 등의 신시장 창출과, 디스플레이의 최종 궁극적 목표인 홀로그래피 영상을 가능하게 하는 광원인 동시에, 타 파장으로의 응용을 통해 의료 산업, 반도체/전자 산업, 자동차/조선 산업 그리고 국방 산업으로까지의 파급을 유발하는 기술임

나. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표 및 내용

o 최종 목표

- 풀칼라(R, G, B) 레이저 광원 개발

(red > 2 W, green > 1.6 W, blue > 1.4 W, 변조 속도 > 100 kHz)

o 확보기술 내용

- 자체개발 기술

․Red 다이오드 레이저 (>2 W)

‥ Multi chip array 기술

‥ LD 발진파장 : 635±10nm

․Green 레이저 (>1.6 W) :  SHG 또는 반도체레이저 방식

‥ 고출력 green 레이저 발진 기술

‥ High gain medium 설계 및 공정 기술

‥ 고출력용 공진기 구조 설계 및 개발

‥ 고출력 LD 칩 공정 기술 개발

‥ Green 생성 기술 개발

‥레이저 발진 파장 : 525±10nm

․Blue 반도체 레이저다이오드 (>1.4 W)

‥ 고출력 blue 레이저다이오드 에피설계 및 성장기술

‥ 고출력 laser diode chip 설계 및 제작 기술

‥ Multi chip array 기술

‥ LD 발진 파장 : 450±10nm

- 기존기술 활용

․Red 다이오드레이저 제작기술

* Red 파장용 epi 설계 기술, 고출력 LD chip process 개발, 공진기 구조 설계 및 공정 기술 개발, Single chip 출력 > 200 mW

․반도체 레이저 structure(waveguide) 설계 및 epitaxial layers 성장기술

․반도체 레이저 단위공정 및 FAB process 기술

․Epitaxial structure 분석 및 특성평가

․High quantum efficiency를 위한 Quantum Well(QW) 최적화기술

․Wet etching을 이용한 grating 형성기술

․반도체 레이저 electrode 형성기술

․레이저 에피 성장 및 공정 기술

․비선형 결정 도파로 확산 기술 및 주기적  분극 반전 형성 기술

․레이저 모듈 패키징 및 집적 광 정렬 기술

․레이저 다이오드 공정 활용(Epi, fab, Pkg)

․비흡수 AR/HR Facet Coating 기술

․레이저 다이오드 신뢰성 평가

□ 연도별 목표 및 내용

<추진 마일스톤>

구 분	2011년	2012년	2013년
연도별 연구목표	□ Red 레이저 다이오드 - Red 다이오드 laser Array - 광출력 : 1W(MM)@RT - 파장 : 635±10nm - 동작온도 : -10~55℃	□ Red 레이저 다이오드 - Red 다이오드 laser Array - 광출력 : 2W(MM)@RT - 파장 : 635±10nm - 동작온도 : -10~35℃	-
	□ Green 레이저 - Green 레이저 모듈 설계 - Green 레이저용 에피 설계 및 제작 - Green 레이저 모듈 용 부품 설계 및 제작	□ Green 레이저 - Green 레이저 발진 - 발진파장 : 525±10nm	□ Green 레이저 - 광출력 > 1.6 W - 발진파장 : 525±10nm
	□ Blue 레이저 다이오드 - Blue LD 설계 - Blue LD 에피 설계 및 성장 - Blue LD 칩 설계 및 제작 - Blue LD 발진 : 450±10nm	□ Blue 레이저 다이오드 - 광출력 > 300 mW - 발진파장 : 450±10nm - 동작전압 < 10 V	□ Blue 레이저 다이오드 - 광출력 > 1.4 W - 발진파장 : 450±10nm - 동작전압 < 10 V
연도별 연구내용	□ Red 레이저 다이오드 - Array화 기술 개발 → Fill factor, Beam pitch등 - Array Pakg 기술개발 - Watt급 레이저 측정 평가 기술 - 신뢰성 향상관련 기술 개발	□ Red 레이저 다이오드 - Array화 기술 개발 → Fill factor, Beam pitch등 - Array Pakg 기술개발 - Watt급 레이저 측정 평가 기술	-
	□ Green 레이저 - Green 레이저 모듈 설계 기술 - Green 레이저용 에피 설계 및 제작 기술 - Green 레이저 모듈 용 부품 설계 및 제작 기술	□ Green 레이저 - Green 레이저 발진 기술 - 발진 파장 확장을 위한 레이저 모듈 최적화 기술	□ Green 레이저 - Green laser 출력 향상 기술 - Green laser 효율 향상 기술 - 레이저 모듈 최적화 기술 - 레이저 모듈 크기 최소 패키지 기술
	□ Blue 레이저 다이오드 - Blue LD 에피 설계 및 성장기술 - Blue LD 칩 설계 및 제작 기술	□ Blue 레이저 다이오드 - Blue LD 에피 설계 및 성장기술 - Blue LD 칩 설계 및 제작 기술 - Blue LD 효율 및 출력 향상기술	□ Blue 레이저 다이오드 - Blue LD 효율 및 출력 향상기술 - Blue LD array 기술 - LD 모듈 패키징 기술
연도별 주요결과물	- Red 다이오드 레이저 : 1W laser diode array	- Red 다이오드 레이저 : 2W laser diode array - Blue 다이오드 레이저 : 광출력 300mW single chip LD	- Green 레이저 : 광출력 1.6 W green 레이저 - Blue 다이오드 레이저 : 광출력 1.4 W blue LD
TRL	3 단계	4 단계	5 단계

다. 추진체계

□ 주관기관 : 제한없음

□ 참여기관 : 제한없음

※ 주관기관 또는 참여기관에 산업체는 필수

라. 연구기간 및 연구비

□ 연구기간 : 2011년 ~ 2013년 (3년간)

□ 정부출연한도 : 2011년도 10.68억원 이내