• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.238-238
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• 2016

백색 발광다이오드(LED)는 기존 조명(백열등, 형광등)에 비하여 월등히 에너지를 절약할 수 있어 이미 상업적, 정책적으로 교체가 진행 중이다. 현재의 백색 LED를 만들기 위해서는 필연적으로 형광체를 사용해야 한다. 그러나 이 형광체에 의한 (a)Stocks 에너지변환에 의한 효율감소, (b)높은 공정비용, (c) 열적 안정성 저하를 피할 수 없다. 우리는 유기금속화학증착(MOCVD)과 선택적성장(selective-area epitaxial growth)방법을 이용하여 형광체를 쓰지 않고 3차원 구조체를 이용하여 백색 LED를 제작하여 전기구동하였고 전류의 세기를 변화하여도 지속적으로 동일한 백색광을 유지함을 보였다. 광학적 분석(cathodoluminescence)과 구조적 분석(scanning electron microscope, transmission electron microscope)을 진행하여 구조를 살피고 백색 발광의 원인을 분석하였다. 또한, 고배율 대물렌즈를 사용한 공간분해 광학적 분석실험(photoluminescence와 electroluminescence 데이터를 비교)으로부터 국소적 운반자의 주입효율을 분석하는 방법을 고안하여 실험하였다.[1] 향후 이 방법은 3차원 구조체 LED뿐 아니라 2차원 LED에도 응용하여 LED의 주입효율을 분석하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.356-356
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• 2012

InGaN/GaN로 제작된 Blue chip의 파장에 따른 백색 LED의 성능 저하를 전기적, 광학적 특성을 고려하여 조사하였다. 4가지 파장으로 제작된 백색 LED Sample들은 60 mA, 75 mA, 90 mA의 주입 전류로 장 시간동안 스트레스를 주었다. 또한 형광체가 없는 상태와 있는 상태를 구분하여 패키지의 감쇠 특성을 확인하였다. Blue 피크 파장 437 nm, 주입전류 90 mA, 형광체가 있는 상태와 형광체가 없는 상태에서 패키지의 출력 광세기는 각각 20%, 36%까지 감소하였다. 이는 Blue Chip에서 출력되는 단파장이 페키지 몰드의 노화(황변)현상에 직접적인 영향을 주기 때문이다. 전기적 특성은 Blue chip의 파장영역에 의존하지 않고, 스트레스 시간에 따른 LED내부 저항이 커지는 현상을 확인하였다. 따라서 InGaN/GaN로 제작된 백색 LED의 장 수명을 얻기 위해서는 Blue chip의 출력 파장 영역과 페키지 몰드 재료 특성의 신뢰성 관계가 중요하다.

• 기계와재료
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• 제21권2호
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• pp.110-118
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• 2009

최근 유력한 차세대 광원으로 떠오르고 있는 발광 다이오드(LED, light emitting diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기를 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 전환시키는 반도체 소자로 에너지 효율이 매우 높고, 수명이 길어 교체 비용이 적으며, 진동이나 충격에도 강하고, 수은 등 유독물질의 사용이 불필요하기 때문에 에너지 절약, 환경보호, 비용절감 차원에서 매우 유리하다. 현재 LED 분야에 있어 주로 연구개발이 진행되고 있는 분야는 조명용 백색 LED 분야 및 디스플레이 소자 분야이다. LED를 이용한 백색 조명 및 디스플레이 기기의 개발을 위해서는 그 응용 분야에 맞는 효율이 우수한 형광체의 개발이 필수적이다. 본고에서는 현재 조명용 백색 LED 및 디스플레이 분야에 응용되는 형광체의 개발 현황을 위해 주로 연구동향을 분석하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.23-30
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• 2009

LED조명장치는 자동차분야, 항공, 디스플레이, 전송장치 그리고 특수조명등의 응용장치로의 활용이 증가하고 있다. 일반적으로 고출력 RGB 멀티칩 LED는 표시용이나 경관조명용 또는 감성조명용으로 적용되고 백색 LED는 표시용 조명에서 최근 들어 일반조명용으로 적용되고 있으며, 고출력 백색 LED의 출시와 광효율의 증가는 이를 더욱 가속화하고 있다. 본 논문에서는 백색 LED와 RGB 멀티칩 LED 조명장치를 동일한 사양으로 제작하여 물리적, 전기적, 광학적 조명특성을 분석하여 향후 LED조명시스템의 제작에 정량적 데이터를 제공하고자 한다. 이를 위해 LED의 주요한 물리적 특성인 방열특성에 대한 성능분석, 전기적 특성의 분석을 위한 전력 및 드라이브 효율에 대한 성능분석을 수행하였고 조명특성을 위한 연색성, 배광특성, 광효율을 측정하였다. 백색 LED와 RGB 멀티칩 LED 조명장치를 활용한 응용장치의 적용방법을 확립하고 나아가 다양한 조명시스템에 LED 조명장치를 적용하는데 참고가 되는 기초 데이터를 제시하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권2호
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• pp.104-113
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• 2022

바위솔속(Orostachys) 식물들은 예로부터 와송이라는 이름의 약용식물로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 다양한 LED를 활용하여 바위솔(Orostachys japonica)과 자질연화바위솔(O. boehmeri)의 생장 및 엽색에 관한 분석을 수행하였는데 적색 LED(630nm), 녹색 LED(520nm), 청색 LED(450nm), 식물등 LED(보라색)(650, 450nm), 3000K 백색 LED(전구색)(455, 600nm), 4100K 백색 LED(주백색)(455, 590nm), 6500K 백색 LED(주광색)(450, 545nm)를 활용하여 총7가지 처리구로 나누어 실험하였다. 결과적으로 바위솔은 4100K 백색 LED 처리구에서 가장 우수한 생장 수준을 나타내었으며 자질연화바위솔은 3000, 4100, 6500K의 다양한 백색 LED에 적응이 가능할 것으로 생각된다. 엽색에 관한 분석에서는 바위솔과 자질연화바위솔 모두 녹색 LED 처리구에서 가장 많은 변화를 나타내었는데 L^*과 b^* 값이 다른 처리구에 비해 상대적으로 높게 나타나 잎이 황화된 것으로 평가되었다. 추가로 생장과 엽색 간의 상관관계를 분석한 결과 바위솔은 식물의 생장과 엽색 간의 상관관계는 거의 없는 것으로 나타났으며 자질연화바위솔은 식물체의 생장과 L^*, b^* 사이에서 음의 상관관계를 나타내었고 a^*와는 양의 상관관계를 나타내었다. 따라서 바위솔은 4100K 백색 LED 하에서 재배할 것을 권장하며 자질연화바위솔은 3000, 4100, 6500K의 백색 LED 하에서 재배할 것을 권장한다.

• 한국광학회지
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• 제25권5호
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• pp.254-261
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• 2014

본 논문에서는 일반적인 코팅형 형광체와 이격 형광체 등 두 가지의 형광체 구조가 적용된 백색 LED를 제작한 후 온도변화에 따라 각 백색 LED의 발광 특성이 어떻게 변하는지 측정, 비교하였다. 상온에서 80oC 사이의 구간에서 측정된 두 백색 LED의 발광 스펙트럼을 분석하기 위해 Gaussian Lorentz-cross product 함수와 Asymmectic double sigmoidal 함수를 각각 청색 피크와 황색 피크의 곡선맞춤에 활용하였다. 이로부터 각 피크의 중심파장과 진폭, 반치폭 및 비대칭성을 온도의 함수로 구할 수 있었다. 온도에 따른 휘도와 색좌표를 측정한 결과 이격형광체 구조의 백색 LED의 온도에 따른 휘도저하율 및 색좌표 변화율이 훨씬 적었다. 이는 청색 LED 칩과 형광체가 분리됨에 따라 형광체의 온도가 일반 형광체 도포형 LED의 경우에 비해 낮아져서 효율이 상승했고 아울러 형광체에서 발생한 빛의 칩에 의한 흡수가 감소했기 때문인 것으로 해석된다.

• 광산업정보
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• 통권38호
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• pp.10-13
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• 2007

현재 조명용 LED 광원모듈의 세계시장규모는 약 200억불로 Osram, GE, Philips 등의 다국적기업이 시장의 70-80%를 독점하고 있으며, 국내업체는 기술력 부족 등으로 세계 시장진입을 못하고 있는 실정이다. 국내시장 규모는 약 6,000억원 규모로 약 80%이상을 Osram, GE, Philips 등으로부터 수입하고 있는 실정이다. 특히, 백색조명용 LED 광원모듈은 세계적으로 기술개발 단계이거나 시장진입 초기로서 동 개발제품의 기술을 국내업체가 이전해 온다면 반도체 조명시장 조기진입 및 세계시장 선점에도 크게 기여 할 것으로 예상된다. 우리나라에서도 차기 LED조명시장을 염두에 두고 한국광기술원을 중심으로 연구에 박차를 가하고 있다. LED/반도체조명연구사업부가 개발한 2,500 루멘급 백색조명용 LED 광원모듈 시제품의 개발 성공은 백색조명용 LED 광원모듈의 핵심 원천기술 확보에 한발 더 나아가 결과이며, 시제품 개발결과가 조명제품으로 이어진다면 2010년에는 3,000억원의 무역역조가 개선될 것으로 전망하고 있다. 또한, 국내 최초로 개발된 3mW급 380nm UV(자외선) LED는 위폐감지기, 살균기 등 의료.환경.바이오산업 등에 적용 가능하며, 조명용 백색 LED 제작을 위한 펌핑광원으로 활용이 가능하다. 아울러 20mW 급 380nm UV LED 개발이 완료되는 2008년에는 반도체조명산업과 의료/환경산업 등에 활용되어 약 연 10억불 이상의 수입대체 효과를 가져 올 수 있을 것으로 예상된다. 한국광기술원 LED/반도체조명연구사업부는 다양한 LED 광원모듈의 연구개발을 통해 원천기술을 확보하고 LED광원 모듈의 국산화에 일익을 담당하고 있다.

• 광학세계
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• 통권145호
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• pp.31-35
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• 2013

최근 자동차에 사용되는 조명은 LED가 주를 이루고 있다. 자동차 실내조명, 계기판 등에 사용되는 내부 조명의 경우 대부분 LED를 적용한 제품이며, 헤드램프, 후방 램프 및 방향 지시등과 같은 외부 조명의 경우도 LED로 교체되고 있다. 특히 LED 기반 헤드램프의 경우 과거 3500cc 이상 승용차 등에 한정되었으나 현재는 그 이하 레벨의 승용차 및 SUV 차량으로 범위가 빠르게 확산되고 있다. 고효율, 긴 수명 및 빠른 응답 속도가 장점인 LED를 차량용 조명 광원으로 사용함으로써 기존 할로겐램프나 HID 광원의 대체재로서의 전환이 활발히 이루어지고 있다. 할로겐램프의 경우 청색보다 적색 파장의 광량이 많은 관계로 황색에 가까운 백색을 보이며, HID 램프의 경우 할로겐램프보다는 백색 계열에 더 가깝다. 하지만 LED 램프는 파장의 순도가 높아 보다 완벽한 백색 구현이 가능하다. 또한 단순한 기능을 지닌 헤드램프에서 지능형 헤드램프로의 발전이 빠르게 이루어지고 있다. 이에 따른 LED의 수요 또한 증가할 것으로 예상된다. 향후 고효율 LED 소자의 개발과 함께 자동차용 LED 조명에 대한 적용은 급속도로 진행될 것으로 예상되며, 앞으로 자동차 조명 분야에서는 'LED 헤드램프/후미등 기술+IT 기술(센서+통신)'이 융합된 형태로 발전할 것이다. 본고에서는 LED 자동차 융합 기술 동향 및 전망에 대해 자세히 기술하였다.

• 한국광학회지
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• 제24권3호
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• pp.135-142
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• 2013

본 논문에서는 YAG:Ce와 $(Sr,Ba)_2SiO4:Eu$ 등 두 종류의 형광체를 사용하여 백색 LED를 제작하고 온도변화에 따라 각각의 백색 LED의 발광 특성이 어떻게 변하는지 조사하였다. 상온에서 $80^{\circ}C$ 사이의 구간에서 측정된 두 백색 LED의 발광 스펙트럼을 분석하기 위해 asymmetric double sigmoidal 함수를 활용하였다. 이 함수를 백색 LED의 청색 발광 및 황색 발광 피크에 적용해서 각 피크의 중심파장과 진폭, 반치폭 및 비대칭성을 온도의 함수로 구하였다. 그 결과 온도가 증가할수록 청색 피크의 중심파장이 장파장 쪽으로 천이되고 황색피크의 중심파장이 단파장 쪽으로 천이되며 비대칭성 또한 증가한다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 두 백색 LED의 색도변화에 반영되었는데, 실리케이트계 형광체 기반 LED의 색도 변화가 더 큼을 알 수 있었다. 발광효율 역시 온도가 증가할수록 크게 떨어지는 것을 볼 수 있었는데 YAG 형광체 기반 LED의 발광효율 저하 폭이 더 적음을 확인하였다. 이상의 결과는 YAG 형광체 기반 백색 LED가 실리케이트계 형광체 기반 LED에 비해 색도안정성, 발광효율, 연색지수 측면에서 더 뛰어나다는 것을 의미한다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.166-169
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• 2007

최근에 정부의 "15/30 LED조명 보급정책"에 힘입어 개발된 8W급 조명용 LED광원의 CIE 색도좌표 (chromaticity coordinate)와 주파장(dominant wavelength)등을 측정 고찰 하였다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 백색(W)순으로 주파장은 각각 620[nm], 531[nm], 465[nm], 579[nm]이고, 자극순도(excitation purity)는 0.98, 0.82, 0.97, 0.15이며, 휘도순도(colorimetric putity)는 45[%], 16[%], 279[%], 6[%]로 나타났다. Power LED의 최적배치 설계로서, 특히 백색 LED광원의 경우 백열전구(15 lm/W)에 비해 3배 이상의 높은 효율(47.71m/W)을 보였고, 배광측정에서는 78.7%의 효율로 나타났다. 현재 LED광원은 MR16이나 베이스 타입 등의 형태로 제작하여 스탠드, 복도등, 비상유도등, 침실용 등의 용도에 사용되고, 일부는 LED의 원형이나 면(flat)타입으로 가로등이나 투광등으로도 활용되고 있다. 따라서 이들에 대한 각각의 특성들을 제시해 둘 필요성인 인지되어 국내 최초로 개발된 R/G/B/W 8W급 LED광원에 대한 기본적인 광특성 결과를 얻었으며, 이중에서 HB 백색 LED램프의 색도좌표 값을 얻어 CIE표준광과의 색도좌표(x, y) 위치를 비교 검토할 수 가 있었다.