• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.615-622
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• 2015

반도체 제조기술의 발달로 고효율 및 고휘도의 LED가 개발됨에 따라 재래식 조명들로부터 LED를 이용한 조명으로 조명산업이 이동하는 추세이다. LED 조명등은 에너지 효율이 재래식 조명보다 뛰어나지만 많은 열이 발생한다는 단점이 있다. 특히 대형 LED 조명등에서는 이러한 발열문제가 심각한 실정으로, LED에 의한 메탈기판의 열은 납땜 부분을 열화시켜 조명등의 수명을 단축시키는 주된 원인이 된다. 따라서 대형 조명등을 개발하기 위해서는 이러한 열 문제를 해결하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 대형 LED 조명등에서 열문제를 해결하기 위한 방법을 제시하였고, 제시한 방식으로 1200W급 LED 조명등을 개발하였다. 본 연구에서 이용한 방법은 LED 조명등에 워터재킷을 설치하여 냉각수를 채웠으며, 소형의 수중펌프를 이용하여 냉각수를 순환시키는 방법을 이용하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.92-93
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• 2019

항로표지 사용하는 육지초인용 전구식 대형 등명기의 메탈할라이드 램프는 수명이 1,000시간으로 LED 광원과 비교하여 매우 짧은 수명으로 유지관리에 어려움이 발생하고 있으며 전구식 회전형 대형 등명기는 고압방전등 및 AC 모터를 사용하고 있어 고장 발생 빈도가 높고 긴급수리에 장시간이 소용되어 기능 유지가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 회전형 대형등명기의 렌즈를 사용하고 자동절환이 가능한 광원부 기구 개선 및 광원을 고출력 LED로 대체하고 기존 회전형 대형등명기의 렌즈에 적합한 고효율 LED 반사판을 설계·제작하여 광학특성을 측정하고 분석하였다. 또한 광학특성에 적합한 연안등대에 시범설치를 통하여 성능 검증 및 운영 개선을 통한 실용화 연구를 수행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1722-1723
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• 2011

LED는 광학적 특성을 유지하기 위해서는 방열설계가 매우 중요한 문제로 요구된다. 대부분의 반도체 소자의 고장 원인은 85%정도가 열로 인한 것이며 고출력 LED의 인가된 에너지는 20%정도가 광으로 출력되며 나머지 80%정도가 열로 전환된다. 이러한 이유 때문에 LED소자의 신뢰성과 효율 향상을 위한 방열성능의 극대화가 필요하다. 본 연구에서는 AI MCPCB 기판에 기반을 둔 COB Type의 고출력 LED모듈의 구조를 제안 하였으며, LED Chip과 금속base 사이의 절연층 유무의 관점에서의 비교 열 시뮬레이션을 통해 결과를 분석하여 고출력 COB LED모듈의 방열 특성을 최적화 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.157-159
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• 2014

현재 국내 등명기는 대부분 국내 관련업체의 연구개발에 의하여 국산화 하고 있으나 LED 광원을 적용하는 기술 수분에는 해양선진국에 크게 미치지 못하는 상황이다. 특히 대형등명기에 LED 광원을 적용하는 경우 고출력 LED를 적용한 고용량 LED 광원을 사용하여 광량을 확보하여야 하며 이를 구동하기 위한 LED 드라이버모듈 개발이 필요하다. 또한 고용량 LED광원의 안정적인 구동을 위하여 고용량 LED 모듈의 모니터링 및 제어기술이 동반되어 개발되어야 한다. 이에 고출력 LED 모듈을 안정적으로 구동할 수 있는 LED 드라이버를 설계하고 LED 드라이버를 모듈화하여 안정적인 전원공급과 효율적인 제어가 가능한 LED 대형등명기용 LED 드라이버 모듈을 개발하고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.19-19
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• 2003

에디슨 전구가 발명된 지 1 세기가 지난 지금, 반도체 기술에 의해 또 다른 빛의 혁명이 시작되고있다. 고출력 백색 LED를 이용한 반도체 조명이 그 주역이다. 종래의 단순 표시기에서 사용되었던 저휘도 LED가 이제는 빛의 3원색인 적색, 녹색 및 청색뿐만 아니라, 모든 가시광선의 영역과 나아가서는 자외선 영 역까지 고출력 LED 구현이 가능하게 되었고, 또한 빛의 3원색을 결합시킨 백색 LED의 광효율이 획기적으로 증가함에 따라 차세대 조명기기에의 응용이 눈앞에 다가오고 있는 실정이다. 이와 같은 기술의 변화의 파라다임은 과거 진공관 시대가 트랜지스터 시대로 변모되었고, 현재 CRT 모니터 시대에서 LCD 모니터 시대로 급변하는 것과 같이, 미래에는 백열전구 시대에서 LED 반도체 조명 시대로 바뀌게 될 것을 기대 할 수가 있을 것이다. LED 반도체 조명은 무엇보다도 기존의 조명기기보다 전력 소모가 매우 적고 10년 이상의 수명을 갖고 있어서 유지보수 측면에서의 효용성, 내구성과 견고성과 더불어 다양한 직접화 및 디자인 등의 많은 장점을 갖고 있어서 빛이 필요한 모든 다양한 분야에서 사용이 가능하기 때문에 그 중요성이 새삼 강조되고 있다. 따라서 현 정부에서는 차세대 성장 동력 산업 38개 사업 중 LED 사업을 그 중 하나의 산업으로 지정만 바가 있다. 본 논문에서는 LED의 개발 역사와 선진국들의 고휘도 및 고출력 LED 신기술 동향을 고찰하며, 시장의 다양한 응용의 예와 LED 반도체 조명을 구현하기 위해 극복해야 할 기술들을 전체적으로 분석하여 제시하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.203-204
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• 2014

본 논문은 넓은 출력범위를 갖는 LED 조명을 위한 하프-브릿지 제타 컨버터를 통합한 고효율 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 넓은 출력 범위에서 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 낮은 시비율에서 동작하기 때문에 영전압 스위칭이 어려워 전 출력 범위에서 높은 효율을 획득하기 어렵다. 또한, 하프-브릿지 LLC 컨버터는 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖지만 큰 코어 손실로 높은 효율을 획득하는데 한계가 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 문제를 해결하기 위해 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터의 스너버 다이오드를 스위치로 변경한 새로운 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 낮은 출력범위에서는 스너버 스위치를 꺼서 기존의 비대칭 하프-브릿지로 동작시키며, 높은 출력 범위에서는 스너버 스위치를 켜서 하프-브릿지 제타 컨버터로 동작시켜 전 출력 범위에서 고효율을 달성 할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.22-26
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• 1979

LED나 laser diode와 optical fiber의 coupling efficiency를 높이기 위해서는 lens의 곡율반경을 작게 하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 heating and pulling 반경에 의한 tapered lens를 고안함으로써 최적 size의 lens 제작을 용이하게 하였으며, taper의 특성을 이용하여 고효율 coupling을 가능하게 하였다. 이론적 계산에 의하여 90%까지의 light coupling이 가능함을 보였으며, 실험결과 flat end에 대한 improvement factor는 LED에서 3dB, laser diode에서 6dB까지 증가시킬 수 있었다. epoxy를 사용하여 LED에 pigital을 부착한 결과 온도특성 및 기계적 안정성에서 실용화에 충분할 정도로 우수하였다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.97-102
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• 2014

현재 고효율 백색 발광다이오드(light emitting diode, LED) 구현을 위한 고점도 형광체 토출에 대한 많은 연구가 진행 중이다. 백색 발광다이오드에서 제품성능에 영향을 미칠 수 있어 고점도 형광체의 정량토출은 중요하다. 그러나 기존 연구에서 고점도 형광체 정량토출의 어려움이 있었다. 고점도 형광체의 정량토출을 위해서 본 연구에서는 다양한 점도에서 미세토출이 가능한 정전기력 프린팅 기술을 적용하였다. 전압 변화에 따른 요구 적출형(drop on demand, DOD) 토출 실험을 진행하여 토출 시 노즐의 메니스커스 각도와 토출 도트 직경 사이의 상관관계를 도출하였다. 토출 전압이 증가함에 따라, 토출 메니스커스 각도는 증가하고 토출 도트 직경은 감소하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.165.1-165.1
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• 2016

표면활성화 접합은 이종 소재의 표면을 제어하여 직접 접합하는 기술이다. 본 연구에서는 표면활성화 접합을 이용하여 고 방열특성의 LED용 히트스프레더(heat spreader)를 제작하기 위하여 $Al-Al_2O_3$ 복합소재를 제조하였다. LED 제품의 히트스프레더는 LED에서 발생하는 열을 한 곳으로 집중하는 것을 막아 열을 분산하는 금속판을 의미한다. 최근의 LED 제품은 고출력화에 의한 발열량의 급증으로 MCL(Metal Clad Laminate)를 이용하여 LED 칩에서 발생된 열을 외부로 배출하는 모듈구조를 나타내는 경우가 대다수이다. LED에서 열이 증가하게 되면 LED의 효율이 감소하고, 수명이 줄어드는 현상을 보이기 때문에 방열특성은 매우 중요하다. 따라서 고출력화되어 LED 칩에서 발생되는 열을 제어하는 기술이 이슈화 되고 있다. 기존의 히트스프레더 구조는 통상적으로 Al/절연층(폴리머)/Al으로 폴리머의 열전도율이 1W/mk로 고출력화에 의해 급증하는 LED의 발열량을 충분히 해소시키기 어렵다. 본 연구에서는 급증하는 LED의 방열량을 해소시키기 위해서 기존의 Al/폴리머/Al의 구조를 $Al/Al_2O_3/Al$의 구조로 개발하기 위해서 HV-SCDB 기술을 이용한 $Al-Al_2O_3$ 복합소재 제조 및 접합특성에 관하여 연구하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.426-427
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• 2010

커패시터 소자와 브릿지 다이오드만을 사용한 교류전원 LED 구동회로를 분석하여, 초저손실 고효율 특성과 더불어 입력전류의 고조파 및 역률특성이 양호해지는 동작점을 찾아내었다. 커패시터 소자는 교류전원에 직렬로 연결되어 전력손실 없이 LED 전류를 제한하는 역할을 하게 되며, 브릿지 다이오드 정류회로는 LED 어레이를 교류전원의 2배 주파수로 구동시키게 한다. 분석결과, 제안된 LED 구동회로는 LED 어레이의 전압강하가 입력 교류전압 최대치의 절반이 될 때 역률특성과 효율이 최고가 되며, 동작온도 변화에 따른 LED 어레이 전압 변동에 대해 출력이 변하지 않는 특징을 갖는다. 이러한 LED 구동회로는 스윗칭 레귤레이터나 IC 등이 없이 단순 수동소자만을 사용함으로써 제품원가 최소화와 효율향상을 동시에 달성할 수 있으며, 실험을 통해 특성이 확인되었다.