지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 여인선
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
이 논문의 연구 히스토리 (3)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
LED (Light Emitting Diode)는 P-N 접합으로 이뤄진 반도체 소자로서 전류를 인가하면 MQW(Multi Quantum Well) 층에서 빛을 방출하는 구조이다. 이러한 LED는 기존 조명에 비해 친환경적이고 우수한 에너지 절감 효과와 수명이 길어 차세대 조명으로 주목 받고 있다.
최근 백색 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 TV, IT기기, 디스플레이용 BLU(Back Light Unit)와 조명이 널리 사용되면서 고연색성 백색 LED 개발이 활발히 이루어지고 있다. 백색 LED를 제작하는 가장 대표적인 방법으로는 단파장 블루칩에 실리콘과 혼합된 황색 형광체를 칩 주위에 분산시키는 방법과 두 개 또는 세 개의 Blue, Green, Red LED를 조합하는 방법이 있다. 그 중 형광체를 이용한 방법은 구조가 단순하면서도 낮은 제조단가, 높은 발광 효율, 온도에 따른 형광체 색 안정성으로 인해 백색 LED를 제작하는데 있어 가장 보편적인 방법으로 사용되고 있다. 그러나 Blue chip에 황색 형광체를 도포하여 백색을 구현할 경우 Green, Red 파장 대역의 스펙트럼 성분이 부족하여 낮은 연색성을 갖게 된다. 이 문제를 해결하기 위해 Yellow 형광체에 Red를 혼합하거나 Green, Red 형광체를 혼합하는 등 2종 이상의 형광체를 함께 사용하는 방법이 개발되었다.[1]
형광체의 특성은 발광영역, 입자 사이즈, 함량, 흡수계수, 양자효율과 같은 중요 인자에 의해서 달라지기 때문에 여러 종류의 형광체가 함께 혼합되거나 기존에 사용하던 형광체를 다른 형광체로 교체할 경우 LED 패키지의 스펙트럼, 색좌표, 색온도, 연색지수, 효율 등 대부분의 광특성이 변하게 된다. 따라서 형광체를 포함하는 백색 LED 패키지의 광특성 변화를 손쉽게 예측하기 위해 광학 시뮬레이션을 이용한 연구가 꾸준히 진행되어 왔으며 현재 Yellow 형광체를 사용한 백색 LED의 경우 정확성 높은 광특성 추적이 가능하다. 하지만 Green과 Red의 조합과 같이 두 종류 이상의 형광체를 사용할 경우 흡수스펙트럼과 발광스펙트럼이 전혀 다르기 때문에 작은 함량 변화에도 광특성이 크게 변하게 되고, 이로 인해 시뮬레이션 정확도가 떨어지게 된다.
본 논문에서는 형광체의 재흡수 영향을 고려하여 실제 형광체 입자 자체가 가지는 고유의 광특성을 도출해 내고 이를 패키징 재료의 광특성 측정 결과와 함께 광학 설계에 반영함으로써 백색 LED 패키지의 시뮬레이션 정확성을 향상시키고자 한다. 이를 통해 흡수 및 발광대역이 다른 두 종류의 형광체를 혼합하였을 때 LED 패키지 안에서 발생하는 흡수와 재흡수, 발광, 산란 등 복잡한 광학현상으로 인해 예측이 어려웠던 스펙트럼 변화를 추적하는 것이 가능하다.[2-3] 이를 검증하기 위해 실리케이트 계열의 Green, Yellow, Red 형광체를 실리콘 바인더와 혼합하여 실제 백색 LED 패키지를 제작하였으며 형광체 함량에 따른 스펙트럼, 색온도, 색좌표, 연색지수와 같은 광특성 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다.
최근 백색 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 TV, IT기기, 디스플레이용 BLU(Back Light Unit)와 조명이 널리 사용되면서 고연색성 백색 LED 개발이 활발히 이루어지고 있다. 백색 LED를 제작하는 가장 대표적인 방법으로는 단파장 블루칩에 실리콘과 혼합된 황색 형광체를 칩 주위에 분산시키는 방법과 두 개 또는 세 개의 Blue, Green, Red LED를 조합하는 방법이 있다. 그 중 형광체를 이용한 방법은 구조가 단순하면서도 낮은 제조단가, 높은 발광 효율, 온도에 따른 형광체 색 안정성으로 인해 백색 LED를 제작하는데 있어 가장 보편적인 방법으로 사용되고 있다. 그러나 Blue chip에 황색 형광체를 도포하여 백색을 구현할 경우 Green, Red 파장 대역의 스펙트럼 성분이 부족하여 낮은 연색성을 갖게 된다. 이 문제를 해결하기 위해 Yellow 형광체에 Red를 혼합하거나 Green, Red 형광체를 혼합하는 등 2종 이상의 형광체를 함께 사용하는 방법이 개발되었다.[1]
형광체의 특성은 발광영역, 입자 사이즈, 함량, 흡수계수, 양자효율과 같은 중요 인자에 의해서 달라지기 때문에 여러 종류의 형광체가 함께 혼합되거나 기존에 사용하던 형광체를 다른 형광체로 교체할 경우 LED 패키지의 스펙트럼, 색좌표, 색온도, 연색지수, 효율 등 대부분의 광특성이 변하게 된다. 따라서 형광체를 포함하는 백색 LED 패키지의 광특성 변화를 손쉽게 예측하기 위해 광학 시뮬레이션을 이용한 연구가 꾸준히 진행되어 왔으며 현재 Yellow 형광체를 사용한 백색 LED의 경우 정확성 높은 광특성 추적이 가능하다. 하지만 Green과 Red의 조합과 같이 두 종류 이상의 형광체를 사용할 경우 흡수스펙트럼과 발광스펙트럼이 전혀 다르기 때문에 작은 함량 변화에도 광특성이 크게 변하게 되고, 이로 인해 시뮬레이션 정확도가 떨어지게 된다.
본 논문에서는 형광체의 재흡수 영향을 고려하여 실제 형광체 입자 자체가 가지는 고유의 광특성을 도출해 내고 이를 패키징 재료의 광특성 측정 결과와 함께 광학 설계에 반영함으로써 백색 LED 패키지의 시뮬레이션 정확성을 향상시키고자 한다. 이를 통해 흡수 및 발광대역이 다른 두 종류의 형광체를 혼합하였을 때 LED 패키지 안에서 발생하는 흡수와 재흡수, 발광, 산란 등 복잡한 광학현상으로 인해 예측이 어려웠던 스펙트럼 변화를 추적하는 것이 가능하다.[2-3] 이를 검증하기 위해 실리케이트 계열의 Green, Yellow, Red 형광체를 실리콘 바인더와 혼합하여 실제 백색 LED 패키지를 제작하였으며 형광체 함량에 따른 스펙트럼, 색온도, 색좌표, 연색지수와 같은 광특성 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다.
목차
Ⅰ. 서론 1Ⅱ 이론적 배경2.1. LED 개념 및 발광 원리 32.2. LED 칩의 종류 및 특성 52.3 형광체 개념 및 발광 원리 72.4 형광체 재흡수 92.5 백색 LED 패키지 제작 공정 13Ⅲ 실험 방법3.1 형광체 특성 측정 153.2 소재 특성 측정 213.3 모델링 243.3.1 수직형 칩 모델링 243.3.2 수평형 칩 모델링 263.3.3 형광체 함량에 따른 모델링 30Ⅳ 실험 결과 및 고찰4.1 형광체 함량에 따른 광특성 비교 344.2 수직형 칩 광특성 비교 354.3 수평형 칩 광특성 비교 37Ⅴ 결론 40참고문헌(Reference) 41Abstract in English 43감사의 글 45
최근 본 자료
댓글(0)
0