• 한국광학회지
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• 제22권1호
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• pp.53-57
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• 2011

본 논문에서는 통상적인 LED 구조 위에 추가적으로 상부 층을 형성하여 LED의 광 추출 효율을 개선하였다. 상부 층의 두께 및 굴절률 변화에 따른 LED의 광 방출 특성을 전산모사하였고 광 추출 효율이 개선되는 조건을 분석하였다. 약 1.05~1.40의 굴절률 범위에서 LED의 광방출이 증가하였다. 또한, 이 범위에서 두께가 증가할수록 광방출이 증가하였다. 굴절률이 1.30@589.3 nm인 인덱스 매칭 액체를 실제 LED의 상부 층으로 형성하여 LED의 광 추출 효율이 약 22% 정도 향상됨을 실험적으로 보였다. 이렇게 LED 위에 상부 층을 형성하는 개념은 간단하게 LED의 광 추출 효율을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.104-104
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• 2011

ZnO는 3.37 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 투명 전도성 반도체이며 우수한 전기적, 광학적 특성으로 인해 광원소자 개발을 위한 새로운 물질로 많은 주목을 받아왔다. 더욱이, ZnO는 쉽게 나노구조 형성이 가능하기 때문에 이를 응용한 가스센서, 염료감응태양전지, 광검출기 등의 소자 개발이 활발히 이루어지고 있다. 최근에는 GaN 기반 발광다이오드 (light emitting diode, LED)의 광추출 효율을 향상시키기 위한 ZnO 나노구조 응용에 관한 연구가 보고되고 있다. GaN 기반 LED의 경우 반도체 물질과 공기 사이의 높은 굴절률 차이로 인하여 낮은 광추출 효율을 나타낸다. 이를 해결하기 위한 방법으로 표면 roughening, texturing 등 에칭공정을 이용해 광추출 효율을 개선하려는 연구들이 보고되고 있으나, 복잡한 공정과정을 필요로 하고 에칭공정에 의한 소자 표면 손상으로 전기적 특성이 나빠질 수 있다. 반면 전기화학증착법으로 성장된 ZnO 나노구조를 이용할 때, 보다 간단한 방법으로 쉽고 빠르게 나노구조를 형성할 수 있고 낮은 공정온도를 가지기 때문에 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 주지 않는다. 수직방향으로 잘 정렬된 ZnO 나노구조를 갖는 LED의 경우 내부 Fresnel 반사 손실을 효과적으로 줄여 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서, ZnO 나노구조의 성장제어 및 성장특성을 분석하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 ITO glass 위에 ZnO 나노구조를 성장하고 그 특성을 분석하였다. ITO glass 기판 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 Al 도핑된 ZnO (AZO)를 얇게 증착한 후 전기화학증착법으로 ZnO 나노구조를 성장하였다. 농도, 인가전압, 공정시간 등 다양한 공정조건을 변화시키면서 성장 메커니즘을 분석하였고, scanning electron microscope (SEM) 및 X-ray diffraction (XRD)을 통하여 구조 및 결정성 등을 분석하였다. 또한, UV-Visible-NIR spectrophotometer를 사용하여 투과율을 실험적으로 측정하여 ZnO 나노구조의 광학적 특성을 분석하였고, rigorous coupled wave analysis (RCWA) 방법을 사용하여 계면에서 발생하는 내부 반사율을 계산함으로써 나노구조의 효과를 이론적으로 분석하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.12-12
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• 2021

최근 길어진 여름 및 이상고온 현상이 지속됨에 따라 심화되는 광노화 피부의 특징으로는 건조, 굵고 깊은 주름, 탄력저하 및 불균일한 색소침착 등이 나타나게 됨. 화장품 소재는 기존 광노화 관련 화학물질인 Retinol 등을 대체하기 위해 자연 유래 성분을 적용한 신소재 연구를 진행하고 있음. 흰목이버섯(Tremella fuciformis)은 흰목이목에 속하는 버섯류로 자실체는 한천질로서, 주름이 되어 갈라져 있거나 또는 귓불 모양을 이루고 있으며, 크기는 10 cm 정도이다. 중국에서는 보양식의 주재료로 쓰일 만큼 탁월한 항노화 효능이 알려져 있다. 본 연구에서는 흰목이버섯의 자실체에서 추출하여 정제한 β-Glucan의 성분 확인, in vitro 수준의 피부 항노화 효과, 동물대체 독성 시험을 통한 피부독성 확인 및 인체 피부유효성 평가를 통한 항노화 효과를 확인하였다. 흰목이에서 추출, 정제 후 Bio-LC를 통한 유리당 분석 결과 Mannose, Fucose, Glucose를 확인하였으며, Human Keratinocyte에 UVB를 조사하여 광노화를 유발한 피부세포에 피부 자극 및 탄력저하 인자인 IL-6, TNFa 및 MMP-1을 평가한 결과 농도 의존적으로 현저히 개선됨을 확인하였다. 또한 보습 및 피부장벽 개선 인자인 Filaggrin과 Involucrin 생성효능을 평가한 결과 매우 높이 생성됨을 확인하였다. 본 연구결과를 토대로 광독성, 피부감작성 및 안점막 동물대체 독성시험을 실시한 결과 무독성임을 확인하여 피부에 안전하면서 효능이 우수한 것을 in vitro 수준에서 확인하였고, 피부 홍반완화, 주름개선, 탄력개선 및 보습증가 등 광노화 예방효과를 인체를 대상으로 평가한 결과 유의적인 홍반완화, 주름개선, 탄력 및 보습증가효과를 확인하였다. 본 연구결과를 종합하여 볼 때 흰목이버섯에서 추출, 정제한 β-Glucan은 in vitro 수준에서 자외선으로 인한 피부 트러블 완화, 탄력 및 보습개선을 확인하였고 독성시험을 통해 무자극임을 판정하였으며, 인체유효성 평가를 통해 광노화 예방효과를 확인하였으며 본 결과를 통해 아시아 및 글로벌 시장으로 천연유래 항노화 소재로 확장하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.507-507
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• 2013

유리기판으로 투과되는 빛들 중에는 내부 전반사나 wave-guided mode로 인하여 손실이 일어나 일반적으로 20%의 광추출 효율을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구에는 Photonic Crystal과 같은 주기적인 나노 구조물이 있는데 이러한 구조물을 제작하기 위한 마스크 공정 과정은 대부분 복잡하거나 비싼 단점이 있다. 이에 본 발표에서는 마스크 없이 비정질소다라임 유리의 구조물 생성으로 광 추출 효율이 상승하는지 보고자 하였다. M-ICP (Magnetized-Induced Coupled Plasma)란 용량 결합형 플라즈마와 유도 결합형 플라즈마 두 가지 방식의 플라즈마를 이용한 것인데 용량 결합형 플라즈마를 이용해 이온이 sheath에 의해 가속되어 유리표면에 부딪히고 그에 따라 유리가 식각되는 물리적 식각을 이용하였다. 또한 이온의 밀도를 조절하기 위해 유도결합형 플라즈마 방식을 이용하여 식각률을 높였다. 화학적 식각을 위해서는 CF4와 O2혼합 가스를 이용해 F가 Si와 결합하여 SiF4가 되어 사라지고 탄소잔여물인 C는 O2와 반응하여 제거하였다. 그 결과, 랜덤한 분포를 가지는 미세한 구조물(stochastic sub-wavelength structure)을 유리 표면에 형성할 수 있었고, 또한 다양한 가스 종류와 압력, source power와 bias power, 그리고 시간을 바꿔가며 미세 구조물들을 관찰하였다. 실험 결과, 가시광선 파장 이하의 높이를 갖고 수 마이크로미터의 너비를 갖는 구조물이 전반사되는 빛을 효율적으로 추출하는 것을 산란되는 빛의 정도인 diffusive transmittance 가 기존 0%에서 15% 정도로 증가하는 것으로 스펙트로포토미터 측정을 통해 확인하였다. 이러한 유리 기판 위 구조물 생성방법을 OLED에 적용한다면 적은 비용으로 소자의 효율을 크게 향상 시킬 수 있을 것이다. 또한 본 처리 과정의 장점은 기존의 방법에 필요한 스퍼터링이나 RTA 처리 과정이 필요 없어 공정 단가 절감과 제조 공정의 단순화로 높은 생산성을 얻을 수 있으며 대면적화에도 유리하다.

• 한국광학회지
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• 제23권4호
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• pp.143-146
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• 2012

본 논문에서는 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier)의 교차 진폭 변조 현상을 이용하여 광 컴퓨팅이나 광통신에서 데이터의 패킷 교환, 데이터 리셋 혹은 추가나 제거에 필수적인 전광 데이터 추출을 시뮬레이션하고 실험적으로 구현하였다. 전광 데이터 추출의 실험적 시뮬레이션에는 상용 프로그램인 VPI Tool을 사용하였으며 기본적으로 두 개의 반도체 광 증폭기(SOA)를 사용하여 AND 논리를 구성한 후 이를 이용하여 데이터를 추출하였다. 또한 높은 집적성과 효율로 고속으로 연산할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제35권3호
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• pp.193-202
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• 2009

본 연구에서는 in vivo 광독성 시험을 대체할 수 있는 방법에 관한 연구를 수행하였다. 인체 유래의 섬유아세포를 활용하여 광독성 물질(promethazine, chlorpromazine chlortetracycline, 8-methoxypsoralen, neutral red, bithionol)과 비광독성 물질(cinnamic aldehyde, p-aminobenzoic acid, sodium lauryl sulfate, L-cysteine)을 평가하였다. 세포 생존율은 neutral red uptake (NRU)로 평가하였다. NRU 광독성 시험 결과 bithionol를 제외한 화합물에서 모두 in vivo 실험결과와 유사한 결과를 보였다. 같은 방법으로 화장품 성분인 $Medimin^{(R)}$ A, $Medimin^{(R)}$ D, $LG^{(R)}$ 106W, $Phytoclear^{(R)}$ EL-1, 단삼동 추출물, 미인초 추출물, 산거울 추출물, $Parsol^{(R)}$ MCX와 $Parsol^{(R)}$ 1789를 평가 하였다. 평가 결과 단삼동 추출물을 제외한 원료에서 광독성이 없는 것으로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1514-1519
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• 2009

400nm 파장을 방출하는 GaN LED를 제조하여, n-GaN층과 p-GaN층의 위에 있는 ITO층 표면에 패턴을 만들어 광 추출 효율을 향상시켰다. 추가적으로, n과 p패드 아래와 칩의 바닥면에 각각 광반사 금속을 설치하였다. 광 추출 효율은 20mA에서 n-GaN의 텍스쳐링에 의해 20% 증가되었고 ITO의 텍스쳐링에 의해 18% 증가되었다. 표면 처리가 않된 LED와 비교해서 n-GaN와 ITO를 함께 표면 텍스쳐링 했을때의 광 추출 효율은 20mA에서 32% 증가되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권12A호
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• pp.1279-1284
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• 2004

본 논문에서는 광 인터리버를 이용하여 부반송파 다중화 (subcarrier multiplexed; SCM)된 레이블을 광학적인 방법으로 검출할 수 있는 새롭고 간단한 광 레이블 검출 기술을 제안하였다. 광 레이블 검출기로 사용한 광 인터리버의 통과포트 (through-pass per)로는 부반송파가 억압되어 기저대 패킷 신호만 출력되며, 광 부반송파 추출포트 (optical SCM extaction port)에서는 기저대 패킷 신호가 억압되기 때문에 부반송파에 실린 레이블만 출력된다. 제안된 구조는 종래의 광 레이블 검출기 구조들에 반드시 필요한 광 서큘레이터를 사용하지 않기 때문에 삽입 손실이 작아 파워 페널티가 낮고 광 인터리버의 주기적인 전달함수 특성 때문에 파장 다중화된 입력 신호로부터 다수 개의 부반송파 채널들을 동시에 추출할 수 있다. 10-GHz SCM 광 레이블 검출기를 제작하여 155-Mb/s ASK변조된 9.79-GHz 부반송파 신호를 성공적으로 검출하였으며, 광 스펙트럼과 BER 측정을 통해 이를 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.157-157
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• 2010

본 논문에서는 OLED (organic light-emitting device)의 광추출효율을 향상시키기 위한 마이크로 렌즈를 개발하였다. 차세대 평판디스플레이 및 차세대 면광원으로 주목받고 있는 OLED는 자발광소자이며, 빠른 응답속도와 넓은 시야각, 낮은 구동 전압등의 장점을 가지고 있다. 하지만 OLED는 아직까지 해결해야할 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 특히, 휘도와 수명 특성은 OLED의 운명을 좌우한다. OLED의 발광층에서 생성된 빛은 내부에서의 웨이브 가이드 효과 등으로 인하여 약 25%정도만이 외부로 방출되는 것으로 알려져 있다. 내부에서 반사되어 소멸되거나 측면으로 방출되는 빛을 OLED 전면으로 방출시키기 위한 마이크로 렌즈를 제작하였고 광추출향상율은 8%이었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.150-150
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• 2008

고효율 LED를 얻기 위해서는 LED의 내부 양자효율과 외부 양자효율이 높아야 한다. 현재 GaN-Based LED의 내부 양자효율은 결정의 질의 개선 및 이중이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 거의 100%에 가까워졌다. 그러나 외부 양자효율은 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 외부로 탈출하지 못하고 내부로 전반사 되어 반도체 내부에 갇히게 되는데 이처럼 갇힌 빛은 반도체와 중간 Interface에 TIR(total internal reflection) 또는 반사판에 의해 계속적으로 반사 된다. 그러므로 이를 해결하기 위한 플립칩 구조, 포토닉 크리스탈 등의 여러 가지 방법들이 제시되고 있지만 아직도 더 높은 외부 양자 효율의 개선을 요구하고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 반사판(Al) 즉 p-GaN과 반사판 사이의 interlayer로 반사판과의 오믹 접촉을 고려한 Embo type의 NiO를 구현하여 반사된 빛의 방향을 내부반사를 줄일 수 있는 방향으로 변화시킴으로써 광 추출 효율의 향상을 기대할 수 있게 되었다.