• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.6-12
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• 2007

LCD(liquid crystal display) TV용 백라이트의 광원으로서 면광원이 개발되었으며, 이를 이용한 조명 기기를 제작 및 평가하였다. 면광원은 유리성형을 통하여 채널을 형성하였으며 채널의 모양을 최적화하여 면광원을 이용한 조명 기기의 효율을 향상시킬 수 있었다. 본 논문에서는 특히 현재 주로 사용되고 있는 형광등과의 비교 평가를 통하여 조명용 면광원의 광 효율 및 조도 특성에 관한 성능을 평가하였다. 채널의 구조가 최적화된 면광원을 이용하여 제작된 32"형 조명 기기의 광 효율은 72.7[1m/W]이었다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.24-29
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• 2005

본 연구는 최근 서울시를 중심으로 진행되고 있는 도시 가로조명의 광원교체에 따른 조명환경 개선효과를 조사 분석하였다. 조사대상은 이미 기존의 나트륨램프를 고효율 메탈할라이드 램프로 교체한 서울시 종로구의 창경궁길로 선정하였다. 평가방법은 조사대상을 중심으로 야간의 교체 전, 후의 조명현황조사 및 물리량을 측정하였으며, 이를 토대로 개선효과를 분석하였다. 분석결과, 광원을 교체한 후 수평면 조도는 약 1.4배, 스칼라 조도는 약 1.3배 증가하였으며, 공간의 평균 휘도값은 $0.06cd/m^2$ 증가하였다. 색온도는 2,399[K]에서 3,632[K]로 증가하여 공간의 느낌이 따뜻한 느낌에서 차가운 느낌으로 변화되었는데, 이는 기존의 평온한 이미지에서 부드러운 이미지로 변화 된 것으로 분석된다. 색도는 주황색에 가까운 노란색에서 엷은 노란색을 띠는 백색으로 변화되었으며, 이는 램프의 연색성에 의하여 사물의 식별성에 대한 가시도가 증가한 것으로 분석된다. 또한, 에너지 절감형 친환경 메탈할라이드 램프의 교체에 의하여 앞으로 연간 에너지 절감효과도 클 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.1038-1042
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• 2003

LED(Light Emitting Diodes)를 이용한 LCD 백라이트는 현재까지 모바일용의 $2{\sim}3$ 인치정도의 소형모델에서 상용화되고있다. 현재 동종분야에서 $5{\sim}7$ 인치 이상의 중대형에서는 아직 검토나 개발단계인 것으로 파악되고 있다. LED의 특징인 장수명, 고색순도, Robustness 등의 장점에도 불구하고 광효율이나 경제적측면에서 아직 형광램프 Type 에 비해 개선점이 남아있는 것도 개발지연 이유중의 하나다. 최근에 일부 광원업체에서 소비전력 5W로 높은 출광효율을 갖는 고휘도를 가진 LED가 개발되고있다. 고색재현성을 요구하는 TV등의 민수용 디스플레이시장이 커지는 현 추세에 한 방법으로 3색의 고휘도 LED광원을 사용한 백 라이트를 개발했다. R(Red), G(Green), B(Blue)의 3색 점광원 다수를 이중도광판 구조의 장변에 일정 간격으로 배열하여 최종 출사면에서 백색이 되도록 소정의 구성비로 설계하였다. 점광원간의 간격으로 인해 발생되는 혼색도를 보완하기위해 광원과 출사면까지의 광경로를 점광원이 아닌 튜브형의 형광광원 사용시보다 일정량 길게 설계해야 되는데, 이것으로 인해 출광효율이 형광램프구조에 비해 떨어지는 결과로 나타났다. 본 연구에서는 17인치 모니터구조의 백라이트에서 색재현성 105%와 소비전력 67W에서 표면휘도 $2000cd/m^2$ 정도를 달성하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.754-757
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• 2005

액정 디스플레이 (LCD: Liquid Crystal Display)의 광원은 주로 냉음극 방전램프 (CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용되고 있으며, 19인치급 이하의 LCD 백라이트 인버터의 램프 구동방식은 가장 일반적인 램프 구동방식인 H-L(High-Low) 방식을 채택하여 사용하고 있다. 그러나 21인치 이상의 중 ${\cdot}$ 대형 LCD 백라이트 인버터는 소형 LCD 에 비해 보다 높은 구동 전압 ${\cdot}$ 전류가 필요함에 따라 기존의 H-L(High-Low) 방식이 아닌 H-H(High-High) 방식 사용하고 있다. 본 논문에서는 대형 LCD 백라이트 인버터에 주로 사용되고 있는 H-H(High-High) 방식을 압전 인버터(Piezoelectric Inverter)에 적용하여 H-L(High-Low) 램프구동 방식과 비교 하였으며, H-H(High-High) 램프구동방식을 통한 멀티램프 구동과 효율, 휘도가 우수함을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.363-365
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• 2008

탄소나노튜브를 이용한 이미터 전계방출 면광원용 안정기를 제안한다. 안정기는 고전압 직류전압 부분과 양극의 펄스를 생성하는 부분으로 구성되어 있다. 탄소나노튜브를 이용한 전계방출 램프는 3가지의 전극 (애노드, 게이트, 캐소드)으로 구성되어 있는데, 애노드와 게이트 사이에는 고전압 직류가 공급되고 게이트와 캐소드 사이에는 양극의 펄스가 공급된다. 램프 및 안정기를 보호하기 위하여 과전류, 과전압, 과온도에 대한 보호 기능을 추가하였고, 실험을 통하여 제안된 방식이 탄소나노튜브 램프 구동을 위한 적합함을 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.169-172
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• 2004

최근 LCD 노트북 제품의 고유한 특정인 경박단소가 요구되면서, 백라이트의 박형화로 인해 광원으로써 램프의 세경화에 대한 개발도 진행되고 있다. 특히, 노트북용 램프의 경우 발열이 심해 도광판을 비롯한 시트류의 주름현상이 발생하며, 수명연장을 위해서 전극의 표면적이 넓거나 일함수(work functuon)가 작은 재질의 개발이 필요하다. 따라서 노트북용으로 저발열, 장수명을 위한 램프를 개발하고 있으며, 본 연구에서도 기존 Ni 전극을 사용한 램프 대비 Nb, Mo, Ta 전극을 사용했을때 통일한 구동조건에서 103%의 휘도특성 개선을 확인할 수 있었고 수명면에서도 기존 Ni 전극 대비 일함수가 낮은 Nb, Mo, Ta 전극을 사용한 램프의 경우 시간경과에 따른 휘도저하가 낮은 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.116-118
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• 2008

기존의 무수은 면광원 램프의 구동방식은 한쪽의 극을 그라운드로 두거나 고정하고 나머지 극에 일정한 고전압을 인가하는 방식이다. 이러한 방법은 고전압 인가라는 특징으로 인한 전압 스트레스 증가 및 변위전류의 증가 그리고 파생되는 회로의 소손 문제 등이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위한 방법으로 공진을 이용한 상대전압을 인가하여 스트레스를 줄이는 구동 방식을 제안한다. 제안한 방식은 각 소자의 전압 및 전류 스트레스를 줄일 수 있으며 이로 인하여 효율을 향상시킬 수 있으며 변압기를 사용하는 경우 변압기의 부피를 줄일 수 있는 특징을 가진다. 기존 방식과 제안한 방식을 비교하고 시뮬레이션을 통하여 확인 하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.165-168
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• 2008

성산 일출봉 정상으로 오르는 등반로의 조명환경에 대하여 실측하였다. 조명 기구는 제주의 돌을 가공한 것과 돌무덤 형태의 것이 시설되었으며 광원은 삼파장 램프와 소형 할로겐램프를 사용하였다. 조명기구 설치상황은 경사도가 낮은 구역은 거의 규칙적으로 시설되어 조도분포가 거의 균등하나 정상 부근의 경사도가 심한 구역에는 불규칙하게 설치되어 등반로 바닥 면에 비추는 조도가 0.1[lx] 이하가 되는 부분이 상당수 있었으며 눈부심을 유발하는 곳도 있었다. 본 논문에서는 등반로 바닥면 조도가 낮은 곳을 선정하여 조명시설에 대하여 설치간격, 설치형태 및 바닥면 조도를 실측하여 해석하고 모델링을 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.431-431
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• 2010

본 논문은 기존의 수은 형광 램프와 LED를 대체할 수 있는 무 수은 면광원의 방전 가스 조성 변화(He, Ne, Ar, Xe)에 따른 전기 광학 특성에 관한 연구이다.[1]~[4] 무 수은 면광원의 기본 구조는 그림 1과 같이 방전 공간 내에 유전체에 의해 방전 공간과 분리된 한 쌍의 평행한 전극으로 이루어져 있다. 그리고 방전 공간 내면에는 일정한 두께와 형상을 가지는 형광체가 도포되어 있고 주 전극의 반대 평판유리 외벽에 보조전극을 형성하였다. 방전을 발생시키기 위한 기본적인 구동 방법은 5~25kHz의 주파수와 $0.7{\sim}1.5{\mu}s$의 폭을 가지는 사각 펄스를 사용한다.[4] 그림 2는 Ne-Xe 가스를 기본으로 하여 He 첨가에 따른 전기 광학 특성을 보여준다. He 첨가량이 증가할수록 동작 전압이 높아지면서 방전 개시와 동시에 수축 방전으로 전이되는 형태를 보이며, 효율 또한 감소함을 보였다. 이것은 무 수은 면광원에서는 높은 He의 이차전자 방출 계수보다 He의 높은 이온화 에너지가 더 크게 작용하기 때문이라 생각된다. 그림 3은 Ne-Xe 가스를 기본으로 하여 Ar 첨가에 따른 특성을 보여준다. He과는 다르게 Ar 첨가량이 증가할수록 동작 전압 마진이 넓어진다. 그러나 동작 전압이 상승하고, 효율 역시 감소하는 단점이 있다. 이것은 Ar은 Ne에 비해 이온화 에너지가 낮지만 Ar-Xe 조합은 Penning 효과를 얻을 수 있는 혼합 가스가 아니며, Ar의 2차전자 방출 계수 역시 Ne에 비해 낮기 때문에 결과적으로 방전 전압은 상승하고 효율이 감소하는 결과를 보여준다. 그러므로 무 수은 면광원에서 낮은 구동 전압과 높은 휘도 효율을 얻기 위해서는 Ne-Xe 가스조건이 가장 적합한 가스 조건이다. 효율 개선을 위해서는 Ne-Xe 가스 조건에서 압력을 높이거나 높은 Xe 함량의 가스 조성비를 사용하여 자외선 발광원인 Xe 가스량을 높이는 방법이 가장 유리하다. 그림 4는 Ne-Xe 가스 조건에서 Xe 가스량을 높이면 효율이 증가하는 경향성을 보여준다. 가스 최적화 연구와 더불어 형광체 최적화 연구[5]를 통해서 Ne-Xe25% 100Torr 가스 조건에서 그림 5와 같은 19,000nit의 높은 휘도와 75lm/W의 고 효율 특성을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.1067-1068
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• 2008

An inverter for driving flat fluorescent lamp(FFL) with various protection circuits using micro controller(Micom) is proposed in this paper. The inverter will be shut down if the fault operating conditions such as open lamp, over current and over voltage are detected.