• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.7
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• pp.3146-3151
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• 2012

For using them as a optical source of inspections equipment for LCD panel, the design ofexcellent backlight system, brightness uniformity and high power and good protection against heat is essential.In this paper, backlight system which is built in the 45 inch side emitting LCD backlight by LED arraystructure and driving circuit were designed and developed. After that, their performances were measured. Itshowed the luminance from 3,000 to 25,000[$cd/m^2$], the mean value x:0.3144, y:0.3076 of x-y chromaticity,dimming range of 27~515[$cd/m^2$], free flicker noise in the 80kHz and black level of 0.7~0.1[$cd/m^2$], thermaltest of cooling system in 20,000[$cd/m^2$] over values.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.463-463
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 Epi wafer공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 제거를 위하여 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만들고 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 코일에 교류전류를 흘려주면 이 코일 안 또는 근처에 있는 도전체에 와전류가 유도되어 가열되는 유도가열 방식은 가열 효율이 높아 경제적이고, 온도에 대한 신속한 응답성으로 인하여 열 손실을 줄일 수 있으며, 출력 온도 제어의 용이성 및 배출 가스 등의 오염 없다는 장점이 있다. 본 연구에서는 유도가열방식의 induction heater를 이용하여 회전에 의한 기판의 온도 균일도 측정을 하였다. 기초 실험으로 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가하였다. 그 결과 gap이 3 mm일 때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$ 에서 불균일도 6.5 %를 얻었으며 이를 바탕으로 induction heater와 graphite susceptor의 간격이 3 mm일 때, 회전에 의한 온도 균일도를 측정을 하였다. 가열원은 induction heater (viewtong, VT-180C2)를 사용하였고, 가열된 graphite 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라(Fluke, Ti-10)을 이용하여 온도를 측정하였다. 기판을 회전하면서 표면 온도의 평균과 표준 편차를 측정한 결과 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$ 에서 가장 좋은 5.5 %의 불균일도를 확인할 수 있었고, 이를 상용화 전산 유체 역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 분석 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.311-311
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• 2014

III-N계 물질로 이루어진 GaN 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 적외선부터 가시광선 및 자외선까지를 포함한 폭 넓은 발광파장 조절이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만, GaN기반의 발광 다이오드는 많은 연구기관들의 오랜 연구에도 불구하고 고출력을 내는데 있어 여전히 많은 문제들이 존재한다. 그 중, 주입전류 증가에 따른 효율감소 현상은 출력을 저해하는 대표적인 요소로 알려져 있는데, 이전의 연구 결과에서 알려진 효율감소 현상의 원인으로 결정결함에 의한 누설전류, Auger 재결합, 이송자 넘침 현상 그리고 p-n접합부의 온도 상승 등의 현상이 알려져 있다 [1-2]. 하지만 여전히 주입 전류 증가에 따른 효율 감소 현상의 원인에 대해 명확한 해답은 없으며 아직도 많은 논의가 이루어 지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GaN기반의 청색 및 녹색 LD와 LED소자를 이용하여 주입전류 밀도의 변화에 따른 자발 발광 영역에서의 효율감소 현상의 원인을 규명하고 한다. 유기금속화학증착법(MOCVD)를 이용하여 c면 사파이어 위에 서로 다른 발광파장을 가지는 InGaN/GaN 다중양자우물구조의 질화물계 LED와 LD 박막을 제작하였으며 성장 구조에 의한 특성으로 인해 발생하는 효율 저하 현상을 방지하고자 InGaN/GaN으로 이루어진 다중양자우물층의 조성만 제어하여 청색과 녹색으로 발광하도록 하였다. 청색 및 녹색 LD 웨이퍼들을 이용하여 주입전류 증가에 따른 발광특성을 조사하기 위해 LD와 LED는 표준 팹 공정에 의해 제작되었다. 전계 발광 측정을 위해 상온에서 직류 전류를 주입하여 GaN계 청색 및 녹색 LED와 LD에 각 5 mA/cm2에서 50 mA/cm2까지 전류밀도를 증가시킴에 따라 LD 및 LED칩 형태에 상관없이 청색 LD와 LED의 파장은 약 465nm에서 약 458nm로 감소하였고 녹색 LD와 LED의 파장은 약 521nm에서 약 511~513 nm까지 단파장화가 발생했다. 이는 동일한 웨이퍼에 동일한 전류 밀도를 주입하였기 때문에 발생하는 것으로 판단된다. 그러나, 청색 LED의 효율은 50 mA/cm2에서 약 70%정도로 감소하고 반면 녹색 LED의 경우 동일한 전류밀도 하에 약 52%정도로 감소하였지만, 청색과 녹색 LD의 경우 동일한 전류 밀도의 범위 내에서 더욱 낮은 효율저하 현상을 나타내었다. 또한, 접합 온도를 측정한 바 청색소자가 녹색 소자에 비하여 낮은 접합 온도를 나타낼 뿐아니라, 청색 및 녹색 LD의 경우 LED 보다 낮은 접합 온도를 나타내고 있었다. 이는 InGaN 활성층의 In 조성이 증가할수록 비발광 센터에 의한 접합온도 상승 뿐 아니라, LD ridge 구조에서 더 많은 열이 방출되어 접합 온도가 감소될 수 있는 것으로 판단된다. 우리는 동일한 웨이퍼에 LED와 LD를 제작하였고, 동일한 전류 주입밀도를 인가하였기 때문에 LD와 LED의 효율 감소 현상의 차이는 이송자 넘침 현상, 결정 결함, 오제 재결합 등이 원인보다 활성층의 접합 온도 상승이 가장 큰 영향이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.25 no.4
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• pp.221-224
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• 2014

We present a method for manufacturing a TIM used for packaging a high-power LED. In this method a mixture of diamond powder and hydrogen peroxide is used as a filler epoxy. The thermal resistance of the TIM with hydrogen peroxide was improved by about 30% over the thermal resistance of the TIM without hydrogen peroxide. We demonstrate that as a result the heat generated from the chip is easily dissipated through the TIM.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.4
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• pp.149-154
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• 2018

This paper describes the fabrication and heat transfer property of 50 watts rated LED array module where multiple chips are mounted on chip-on-board type ceramic-metal hybrid substrate with high heat dissipation property for high power street and anti-explosive lighting system. The high heat transfer ceramic-metal hybrid substrate was fabricated by conformal coating of thick film glass-ceramic and silver pastes to form insulation and conductor layers, using thick film screen printing method on top of the high thermal conductivity aluminum alloy heat-spreading panel, then co-fired at $515^{\circ}C$. A comparative LED array module with the same configuration using epoxy resin based FR-4 PCB with thermalvia type was also fabricated, then the thermal properties were measured with multichannel temperature sensors and thermal resistance measuring system. As a result, the thermal resistance of the ceramic-metal hybrid substrate in the $4{\times}9$ type LEDs array module exhibited about one third to the value as that of FR-4 substrate, implying that at least triple performance of heat transfer property as that of FR-4 substrate was realized.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2015.10a
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• pp.322-323
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• 2015

Traditional rotation type large beacon was characterized by frequent failure, long repair time and high cost etc. These problems are caused by traditional light sources(metal halide lamps or tungsten halogen lamps). In order to solve these problems, IALA standards-based(efficiency and reliability) large LED beacon technologies are needed. we developed by applying a LED. The object of the this project, to design a reflective optics and the high power LED lighting engine module. And to develop a rotational speed control system for controlling flash pattern of beacon. As a result, to develop of LED beacon for landfall mark that distance to reach the light 20NM to 27NM.

• Smart Media Journal
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• v.11 no.9
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• pp.21-29
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• 2022

Ultra Violet(UV) is gradually being replaced with LED instead of general UV lamps. However, the light efficiency of UV LED is still lower than that of the general lamp, and the light efficiency is also low. Due to the current environment and technical problems of UV lamps, the LED replacements are gradually being made. In this study, a new package design and analysis were performed to increase the lifetime and performance of UV LEDs. A new packaging for UV LED were designed and implemented. The new packaging for UV LED was constructed to improve light efficiency. And the electrical and optical characteristics were analyzed respectively. To improve the optical efficiency in UV LED package, the Al has been used based on high reflectivity and applying the optimal lens focusing. Compared to the existing silver Ag, the light efficiency was improved by about 30% or more, and it was confirmed that the light output degradation characteristic was improved by about 10% in the newly applied optical device chip.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.29 no.2
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• pp.116-120
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• 2019

We prepared $Y_3Al_5O_{12};Ce^{3+},Pr3^{+}$ transparent ceramic phosphor using a solid state reaction method. By XRD pattern analysis and SEM measurement, our phosphors reveal an Ia-3d(230) space group of cubic structure, and the transparent ceramic phosphor has a polycrystal state with some internal cracks and pores. In the Raman scattering measurement with an increasing temperature, lattice vibrations of the transparent ceramic phosphor decrease due to its more perfect crystal structure and symmetry. Thus, low phonon generation is possible at high temperature. Optical properties of the transparent ceramic phosphor have broader excitation spectra due to a large internal reflection. There is a wide emission band from the green to yellow region, and the red color emission between 610 nm and 640 nm is also observed. The red-yellow phosphor optical characteristics enable a high Color Rendering Index (CRI) in combination with blue emitting LED or LD. Due to its good thermal properties of low phonon generation at high temperature and a wide emission range for high CRI characteristics, the transparent ceramic phosphor is shown to be a good candidate for high power solid state white lighting.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.24 no.5
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• pp.224-230
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• 2013

Laser Lift-Off (LLO) is a process that removes a GaN or AIN thin layer from a sapphire wafer to manufacture vertical-type LEDs. It consists of a light source, an attenuator, a mask, a projection lens and a beam homogenizer. In this paper, we design an attenuator and a projection lens. We use the 'ZEMAX' optical design software for analysis of depth of focus and for a projection lens design which makes $7{\times}7mm^2$ beam size by projecting a beam on a wafer. Using the 'LightTools' lighting design software, we analyze the size and uniformity of the beam projected by the projection lens on the wafer. The performance analysis found that the size of the square-shaped beam is $6.97{\times}6.96mm^2$, with 91.8 % uniformity and ${\pm}30{\mu}m$ focus depth. In addition, this study performs dielectric coating using the 'Essential Macleod' to increase the transmittance of an attenuator. As a result, for 23 layers of thin films, the transmittance total has 10-96% at angle of incidence $45-60^{\circ}$ in S-polarization.