• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.887-890
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• 2008

We present 2D slab silicon-based photonic crystal optical insulator to enhance light emission efficiency of light-emitting diode (LED). A 2D slab silicon photonic crystal is designed in such a way that light emitting diode die can be placed in the middle of the silicon photonic crystal. The device creates light propagation forbidden region in horizontal plane for Transverse Electric (TE) light with the wavelength range of 450 nm to 600 nm.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.276-279
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• 2008

We report on the enhancement of cathode-luminescence in an $In_xGa_{1-x}N/In_yGa_{1-y}$ green light emitting diode structure using two-dimensional photonic crystals. The square lattice arrays of photonic crystals with diameter/periodicity of 200/500 nm were fabricated by electron beam lithography. Inductively coupled plasma dry etching was used to etch and define photonic crystals. Three samples with different etch depths, i.e., 170, 95, and 65 nm, were constructed. Field emission scanning electron microscope analysis shows that air holes of photonic crystal structure with inverted-cone shapes were fabricated after dry etching. Cathode-luminescence measurement indicated that up to 30-fold enhancement of cathode-luminescence intensity has been achieved.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2007.08a
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• pp.471-472
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• 2007

We have demonstrated that the light extraction efficiency of GaN based light emitting diodes (LEDs) can be significantly enhanced by using photonic crystal and microcavity (PCMC) effects. It was found that the extraction efficiency of the PCMC-LEDs is 9.5 times larger than that of the normal LEDs.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.35 no.3
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• pp.705-708
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• 2014

We demonstrate the blue InGaN/GaN multiple quantum wells light-emitting diodes (LEDs) with an embedded air-gap photonic crystal (PC) which was fabricated by the lateral epitaxial overgrowth of GaN layer on the tungsten (W) nano-masks. The periodic air-gap PC was formed by the chemical reaction of hydrogen with GaN on the W nano-mask. The optical output power of LEDs with an air-gap PC was increased by 26% compared to LEDs without an air-gap PC. The enhanced optical output power was attributed to the improvement in internal quantum efficiency and light extraction efficiency by the air-gap PC embedded in GaN layer.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2001.02a
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• pp.16-17
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• 2001

광결정(photonic crystal)은 서로 다른 유전체가 규칙적으로 배열되어 있는 구조로서, 빛이 진행할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)이 존재한다. 광밴드갭 특성으로 빛의 자발 방출과 진행 방향이 조절될 수 있기 때문에, 광결정은 나노 레이저, 광도파관, LED(Light Emitting Diode) 등의 광소자 개발에 응용되고 있다. 지금까지 2차원, 3차원의 광결정에 대한 많은 연구가 수행되어 왔으며, 현재에는 2차원의 슬랩(slab) 구조에 대해 활발하게 연구되고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.42-42
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• 2010

Deep-trenched photonic crystals passing through InGaN/GaN quantum well structural layer have been fabricated on the surface of GaN-based light emitting diode(LED) using by electron beam nanolithography. The lattice constant and hole diameter of the photonic crystals are 230nm and 140nm, respectively. The structural and electro-optical properties have been investigated by scanning electron microscope(SEM) and power-current-voltage(L-I-V). Electroluminescence from GaN-based LED with deep-trenched photonic crystal shows the higher intensity than that without photonic crystal.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.26 no.6
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• pp.7-13
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• 2009

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.10 no.2
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• pp.40-43
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• 2009

The authors fabricated a nanopatterned surface on a GaN thin film deposited on a sapphire substrate and used that as an epitaxial wafer on which to grow an InGaN/GaN multi-quantum well structure with metal-organic chemical vapor deposition. The deposited GaN epitaxial surface has a two-dimensional photonic crystal structure with a hexagonal lattice of 230 nm. The grown structure on the nano-surface shows a Raman shift of the transverse optical phonon mode to $569.5\;cm^{-1}$, which implies a compressive stress of 0.5 GPa. However, the regrown thin film without the nano-surface shows a free standing mode of $567.6\;cm^{-1}$, implying no stress. The nanohole surface better preserves the strain energy for pseudo-morphic crystal growth than does a flat plane.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.500-500
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• 2013

특정한 유기 물질에 전류를 인가했을 때 발광을 하는 특성을 이용한 Organic Light Emitting Diode (OLED)는 뛰어난 색재현성, 적은 전력소모, 간단한 제조공정, 넓은 시야각 등으로 인해 PDP, LCD, LED에 이은 차세대 디스플레이 소자로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 OLED는 각기 다른 굴절률을 가지는 다층구조로 되어있어 실질적으로 소자 밖으로 나오는 빛은 원래 생성된 빛의 20% 정도 밖에 되지 않는다. 이러한 광 손실을 줄이기 위해 Photonic Crystal (PC)이나 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 부착 등과 같이 특정한 크기를 갖는 주기적인 나노 구조물을 이용한 광추출 효율 상승 방법은 특정 파장의 빛에서만 효과가 있는 한계가 있었으며 고가의 공정과정을 거쳐야 했으므로 OLED 소자의 가격 향상에 일조하였다. 이의 해결을 위해 본 연구는 유리기판 위에 랜덤한 분포를 가지는 나노 구조물 제작 공정법을 제안한다. 먼저 유리기판 위에 스퍼터로 금속 박막을 입혀 이를 Rapid thermal annealing (RTA) 공정을 이용하여 랜덤한 분포의 Island를 가지는 마스크를 제작하였다. 그 후 플라즈마 식각을 이용하여 유리기판에 나노 구조물을 형성하였고 기판 위에 남아있는 마스크는 Ultrasonic cleaning을 이용하여 제거하였다. 제작된나노구조물은 200~300 nm의 높이와 약 200 nm 폭을 가지고 있다. 제작된 유리기판의 OLED 소자로의 적용가능성을 알아보기 위한 광학특성 조사결과는 300~900 nm의 파장영역에서 맨유리와 거의 비슷한 수직 투과율을 보이면서 최대 50%정도의 Diffusion 비율을 나타내고 있고 임계각(41도) 이상의각도에서 인가된 빛의 투과율에 대해서도 향상된 결과를 보여주고 있다. 제안된 공정의 전체과정 기존의 PC, MLA 등의 공정에 비해 난이도가 쉽고 저가로 진행이 가능하며 추후 OLED 소자에 적용될 시 대량생산에 적합한 후보로 보고 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.11a
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• pp.132-133
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• 2007

$In_xGa_{1-x}N/In_yGa_{1-y}N$ 다중 양자우물 녹색 발광 다이오드에 2차원 광자 결정을 이용하여 음극선 발광의 향상을 관찰 하였다. 정사각형 배열의 2차원 광자 결정의 주기와 격자 상수는 200/500 nm 이고 전자빔 리소그래피로 광자결정 패턴을 제작한 후, 플라즈마 건식 식각법으로 패턴을 구현하였다. 식각 시간의 차이를 둔 구현된 패턴의 홀 깊이는, 각각 ${\sim}69nm,\;{\sim}99nm,\;{\sim}173nm$ 이었다. 전계 방사 주사 현미경 측정 결과, 형성된 홀은 끝이 잘린 역전된 원뿔 모양으로 식각 되었다. 식각 된 홀의 깊이에 따라 광자 결정이 있는 부분이 없는 부분보다 최대 ${\sim}30$배 많은 광자가 검출 됨을 확인하였다.