• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.32.2-32.2
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• 2010

본 연구에서는 고출력, 고휘도를 위해서 개발되고 있는 수직형 LED소자의 광출력향상을 위한 나노 패터닝 공정을 진행하였다. 수직형 LED는 기존 측면형 LED에 비해서 열방출 특성이 우수하고 대면적 칩으로 제작이 가능하기 때문에 높은 광출력이 필요한 조명 분야로의 적용이 가능하다. 하지만 수직형 LED 역시 기존 측면형 LED와 마찬가지로 질화갈륨 및 외부 공기와의 계면에서 전반사가 심하기 때문에 광추출효율이 낮은 문제점이 있으며 이를 해결하는 것이 큰 이슈가 되고 있다. 이를 해결하기 위해서 광결정 패턴을 LED 소자에 형성하여 광추출효율을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되고 있으나 아직까지 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있는 기술 개발이 미진한 상황이다. 본 연구에서는 유연 고분자 몰드를 이용한 대면적 나노 임프린팅 및 나노 프린팅 기술을 통해서 2 inch 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 전사하는 공정을 진행하였다. 구체적으로는 나노임프린트 및 건식식각 공정을 통해서 수직형 LED의 n형 질화갈륨 층에 높은 가로세로비의 광결정 패턴을 형성하였으며 이를 통해서 약 40% 정도의 광출력이 향상되었다. 또한 고 굴절률의 산화아연 나노 패턴 형성공정을 대면적 LED 기판에 시도하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.71-76
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• 2015

최근 Light Emitting Diode (LED)의 효율을 높이기 위한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 특히 소자 측면에서는 수평형 LED, 수직형 LED, via-hole 구조의 수직형 LED 등의 다양한 구조가 제시되었다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 via-hole 구조의 수직형 LED의 새로운 전극 디자인을 제시하였다. 기존 Via-hole 구조의 수직형 LED의 n-contact hole 주변에 전류가 밀집되는 문제점을 해결하면서 유효 발광면적을 극대화 시켜 소자 전체에 균일한 전류를 주입할 수 있는 소자 디자인에 대해 평가하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 최적의 전극 디자인을 실제 디바이스로 제작하여 기존의 via-hole 구조의 수직형 LED와 비교 분석하였다. 최적화된 디자인이 적용된 via hole type 수직형 LED의 경우 기존 디자인에 비해 350 mA 주입시 약 0.2 V의 Forward Voltage 감소하였지만 광 출력은 비슷하여 최종적으로 4.2%의 WPE (Wall plug efficiency)가 향상됨을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.323-324
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• 2011

현재 많은 blue LED소자의 제작 공정과 소자 표면에 texturing하는 과정이 보고되어 있다. 그 중n층이 위로 올라오는 수직형 LED 구조로 인해 표면 texturing 기술은 빛의 발광 효율을 증가 시킬 수 있는 중요한 기술 중 하나가 되었다. 1 이 연구에서, 우리는 InGaN을 바탕으로 한 LED 소자의 표면 roughening을 건식과 습식 공정을 모두 거치는 과정을 통하여 소자의 발광 효율을 높이는 시도를 하였다. 최근 전도성 물질 기판 위에 증착 되어 있는 수직형 LED 소자 2,3,4는 과거의 사파이어 기판 위에 증착 되어 있는 형태의 LED 소자에 비해 우수한 소자 특성을 보인다. 이는 과거 사파이어 기판을 사용함으로써 낮은 열적 특성과 더불어 전기 정도성에 몇 가지 제약을 초래하게 되었기 때문이다. 반면, 전도성 기판은 LED 구조의 back side ohmic contact을 가능하게 하였고, 더 나은 확산 특성을 보여 주었고 작동 전압 또한 감소 하였다. N층이 위에 있는 수직형 LED 소자는 KrF pulsed excimer laser로 인해 실현 되었다. 이 laser 빛이 투명한 사파이어 기판을 통해 얇은 GaN층에 입사되면, 기판과 GaN가 분리된다. 이 레이저 기술은 laser lift-off(LLO)로 성장된 기판으로부터 LED 구조를 분리하는데 성공하게 하였다. 우리는 건식 식각 공정을 이용하여 n 층이 위에 올라와 있는 구조인 수직형 LED 소자에 roughening을 주고 다시 이 표면에 습식 식각 공정을 적용하여 거친 부분의 거칠기를 또 한번 증가시켰다. 그리고 이 거칠어진 표면은 이 공정이 진행 되기 전의 소자에 비해 빛의 발광 효율이 증가 되었다. 이 두 공정을 포함한 식각 공정은 두 가지 장점이 생겼는데, 한가지는 GaN에서 외부로 방출할 수 있는 표면 지역이 증가되었고, 다른 한가지는 가파른 거칠기 특성으로 인해 critical angle을 증가시킨 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.353-358
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• 2008

AlGaInP 기반 수직형 적색 LED (Light Emitting Diode)의 광추출효율을 증가시키기 위하여 화학적 etching 기술을 이용하여 n-AlGaInP 표면에 삼각꼴 모양의 거칠기를 형성하였다. Etching은 $H_3PO_4$계의 용액을 이용하여 화학적 etching을 진행 하였다. AlGaInP etching은 광추출효율의 증가와 밀접한 관련을 갖고 있으며 AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 AlGaInP 표면을 분석하여 약 44 nm의 RMS (root-mean-square) 거칠기가 형성됨을 알 수 있었다. 광추출효율은 기존 수직형 적색 LED보다 거칠기가 형성된 수직형 적색 LED에서 41%의 높은 발광 효율을 보임으로써 고효율 수직형 적색 LED의 가능성을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.326-326
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• 2008

갈륨 질화물 (GaN) 기반의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 최근 디스플레이, 교동신호등, 휴대폰용 키패드의 광원 등에 널리 사용되는 전자소자로, 차세대 조명용 광원으로도 각광받고 있다. 일반적인 수평 구조의 LED에 비해 수직형 구조 LED 는 발광면이 n-GaN 표면 전체이며, 전류 확산 특성이 매우 뛰어남으로 인해 차세대 구조라고 표현되어 진다. 이런 구조에서 활성층 영역에서의 균일한 전류 분포는 전류밀집 현상을 억제하여 결과적으로 광학적 특성을 향상시킨다. 따라서 현재까지도 전류확산에 따른 발광다이오드의 성능향상에 대한 연구가 다각도로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수직형 GaN LED 의 전극 패턴에 따른 활성층 영역에서의 전류밀도 분포에 대해 조사하였다. 전극 패턴의 크기 및 구조 변화에 따른 활성층 영역에서의 전류분포도를 삼차원 회로 모델을 이용하여 분석하였다. 또한 활성층 영역으로 주입되는 전류 밀도의 크기가 내부양자효율에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 활성층 영역에서의 균일한 전류밀도 분포를 갖는 전극구조를 설계하였으며, 각각의 전극구조를 적용한 수직형 GaN LED의 전기/광학적 특성에 대해 전산모사 하였다. 최종적으로, n-GaN 위 전극의 크기 및 구조 변화에 대한 시뮬레이션 결과를 토대로, 균일한 전류분포 및 내부 양자효율 향상을 위한 전극패턴 설계 방침을 제안한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.19-23
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• 2014

LED (Light Emitting Diode) 시장의 발전이 빠르게 이루어지고 있음에 따라 점차 고효율 LED의 필요성이 증가하고 있다. 이에 우리는 Hole Type의 Padless 신 구조 수직형 LED에서, 접촉 전극의 크기와 그 배치가 Chip의 가동 전압에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이를 위하여 LED simulation을 통한 계산과 실제 Chip 제작을 통한 전기적 특성 평가를 하였다. 그 결과, Simulation 을 통하여 n전극의 크기가 커질수록 구동전압이 낮아짐을 확인하였고, N 전극의 형태가 확산됨에 따라서도 구동전압이 낮아짐을 확인하였다. 이러한 추세는 실제 제작한 LED Chip의 측정 결과와 비슷한 경향을 나타내었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 1990년도 광학 및 양자전자학 워크샵
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• pp.6-12
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• 1990

GaAs 광전집적회로의 구현을 위해 MBE와 MOCVD system을 이용하여 수직 구조에 알맞는 광소자 및 전자소자를 개발하였으며 이 소자들의 집적화를 시도하였다. 발광소자로서는 Bcllcorc와 공동으로 MBE를 이용하여 표면 방출형 레이저 다이오드 및 array 구조의 연구가 시도 되었고 수직형 전자소자로서는 sclcctive MOCVD를 이용하여 W이 매몰된 VFET 구현하였다. VFET 위에 LED를 집적시켜 출력단의 수직 광전집적회로를 제안하고 제작하였으며 수신단 광전집적회로에서는 PIN 다이오드와 VJFET를 집적화한 광전집적회로가 현재 연구중에 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.188-191
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• 2013

본 논문은 수직형 정수처리시설 내의 에너지 절감을 위해 외부의 자연광과 인체감지를 통한 실내 조도 제어용 LED 조명 제어보드를 구성하여 무선 환경에서의 실시간 모니터링을 통해 조명 제어가 가능하도록 구성하였다. 또한, Zigbee 통신을 LED 조명에 적용함으로서 무선 데이터 전송과 능동적 LED 조명 밝기제어가 가능하도록 구성하였다. 제안한 제어방식은 외부의 자연광에 따라 조명의 밝기를 단계별로 디밍 제어하여 조절 및 제어함으로써 실내에너지를 실시간으로 제어하여 에너지 절약 효과를 극대화할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.445-455
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• 2022

본 논문에서는 90W급 LED-TV용 DC-DC Flyback 컨버터에 사용되고 있는 소형화 및 권선 자동화에 적합한 사출형 평면 동판 권선 방식의 Flyback 변압기 최적화 설계에 대해서 나타낸다. 또한 본 논문에서는 수동권선방식의 기존 양산 Flyback 변압기에 비해 권선 자동화, Trans 체적 저감 및 전기적 특성 동질성 향상이 가능한 사출형 평면 동판 권선 방식의 Flyback 변압기를 제안한다. 특히 본 논문에서 제안한 사출형 평면 동판 권선 변압기는 권선 자동화를 위하여 수직형 권선 방식으로 구성한다. 본 논문 제안한 사출형 평면 동판 권선 방식의 Flyback 변압기의 1차측과 2차측 권선은 각각 기존 권선, 3중 절연 권선 및 사출형 평면 동판권선을 사용하였다. 최종적으로 Maxwell 2D 및 3D Tool을 이용한 시뮬레이션 결과를 토대로 본 논문에서 제안한 소형화 및 권선 자동화에 적합한 사출형 평면 동판 권선 방식의 Flyback 변압기 최적화 설계를 수행하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.98-105
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• 2022

밀폐된 공간에서 인공적인 방법으로 작물을 재배하는 수직형 스마트 팜은 공기 환경 설비를 적절히 활용하여 적정한 생육환경을 조성하는 것이 중요하다. 하지만 국내 수직형 스마트 팜 기업들은 체계적인 방법이 아닌 경험적 데이터에 의존하여 생육환경을 조성하고 있다. IoT를 활용하여 체계적이고 정밀한 모니터링을 토대로 생육환경을 조성한다면 작물의 생산 수율을 높이고 수익성을 극대화할 수 있다. 본 연구의 목적은 IoT를 활용하여 모니터링 시스템을 구성하고, 작물 재배에 주요한 요인인 온도 환경의 불균형을 실증하여 그 원인을 분석하는 데 있다. LED와 냉방기의 가동 방식을 달리하며 1) 다층 선반의 수평 온도 분포를 측정한 결과 센서 간에 "최대 1.7℃"의 온도 격차를 보였다. 2) 수직 온도 분포를 측정한 결과 "최대 6.3℃"의 온도 차이를 보였다. 이러한 온도 격차를 줄이기 위해서는 공조설비의 적절한 배치와 운영 방식에 대한 전략이 필요하다.