최근 들어 메탈핼라이드램프의 아크튜브에 석영관을 대신하여 세라믹(Ceratmic)을 이용하는 기술이 개발되었으며, 이는 탁월한 내열성 및 내식성으로 메탈헬라이드램프로 하여금 우수한 색온도 및 연색성 유지특성을 가질 수 있게 하였다. 본 논문는 국내의 차세대 세라믹 아크튜브 메탈핼라이드램프(Ceratmic Metal Halide lamp) 개발에 필요한 국외의 70W급 제품에 적용되는 세라믹 아크튜브에 대한 특성 분석을 통해 새로운 고효율, 장수명의 세라믹 메탈 핼라이드램프의 개발에 도움을 주고자 한다.
This study examined the P Church in the Large chapel and S Church in the midium chapel were Analyzed to the installed stage broadcast lighting system. As a result of the installation of lighting equipment of LED class in P Church in the Large chapel, it provided clearer image and did not have shadow. While tungsten halogen illumination was very hot and heated to be preaching, LED was not heated so the pastor was very comfortable for preaching. S Church in the Midium chapel due to low ceiling height using LED lighting musical, theater and possibly were directed. If a similar structure of Dae-Hak Street theater to replace the existing fixtures by LED lighting, rendering effective and energy saving effect is thought to have much effect.
최근 메탈헬라이드 램프의 아크튜브에 석영관을 대신하여 세라믹(Ceramic)을 이용한 세라믹 메탈헬라이드 램프가 개발되어 상용화되고 있다. 이 세라믹 메탈헬라이드 램프는 탁월한 내열성 및 내식성으로 메탈헬라이드 램프로 하여금 우수한 색온도 및 연색성 유지특성을 갖는다. 본 논문에서는 PHILPS, OSRAM, GE 3사(社)의 150W 세라믹 메탈헬라이드 램프의 구동 주파수 따른 컨덕턴스 성분을 분석하였다. 또한 저주파 구동일 때와 고주파 구동일 때, 컨덕턴스 변화특성을 비교하였다.
본 논문은 램프의 벌브 형태 개선과 알루미늄 코팅에 의한 리플렉터 글로브의 적용으로 광을 집적하여 증가시키고, 레늄 필라멘트의 적용에 따른 장 수명과 크립톤 가스와 질소가스의 최적 주입 비율을 통한 60[W]급 Basking Neodymium Lamp 개발에 관한 것으로 이를 측광, 분석하였다. 개발결과 수명은 7,200시간, 광속은 620[1m]이며 색온도와 연색성 또한 우수한 것으로 나타나 농업용과 일반용 램프로써의 그 가능성을 확인하였다.
이 논문은 LED 조명을 방송용 광원으로 실용화하는 과정에서 필수적으로 고려해야 할 기술적 측면에 대한 고찰이다. 방송용 LED 광원의 실용화를 위한 기술적 개발은 사실적이고 자연스러운 영상, 특히 방송 영상의 대부분을 차지하는 인물의 얼굴색을 사실적으로 재현하는 것을 목표로 한다. 이 목표를 달성하려면 LED 조명의 고효율과 분광분포 특성이 최대한으로 자연광에 가까워야 한다. LED를 스튜디오 방송조명의 광원으로 활용하기 위해서는 조도, 연색성, 색온도, 색공간, 디밍 커브, 배광 곡선, 소음과 관계한 구체적인 기술적 특성이 요구되고 있다.
본 논문에서는 고출력 방전 광원으로 사용되는 분자 가스 혹은 분자 증기 상태의 발광원의 종류, 그들의 물리적 및 광학적 특성, 그리고 방전 특성에 관하여 일반적으로 잘 알려지지 않은 사항들을 논의한다. 특히 고출력 조명 램프를 위한 광원으로서 연색성, 광 변환 효율, 물리화학적 특성들을 연관하여 설명한다. 최근 발견된 분자 증기의 종류 및 그들의 물리적 성질들을 중점적으로 설명한다.
본 논문에서는 마이크로파로 여기 시켜 방전하는 고출력 무전극 HID 황 램프와 다른 발광 물질의 광학적 특성을 설명하고, 특히 원편파를 이용하여 정지된 램프에서 방전시켜 광학적 특성을 측정하였다. 그리고 순수 황에 특정 화합물을 첨가하여 색도를 조절하여 연색성 지수를 순수 황보다 좋게 할 수 있었다.
마이크로파와 같은 초고주파를 이용한 방전은 여러 분야에서 응용되고 있으며, 초고주파 고강도 방전 기술은 무전극 HID 램프의 기본 되는 기술이다. 특히 소형화된 마이크로파 방전 HID 램프는 그 응용이 광범위 할 것이다. 본 논문에서는 자기장 해석 시뮬레이터를 사용하여 유전체 도파관의 크기를 결정하고, 본 연구실에서 개발한 소형화 고휘도 무전극 HID 램프의 조건에 맞는 parameter를 이용하여 방전 시스템을 설계하였으며, 유전체 도파관에서의 화합물에 따른 무전극 HID 램프의 광학적 특성(스펙트럼, 휘도, 상관색온도, 연색성지수)에 관한 실험결과를 보고하다.
본 논문에서는 형광체가 없는 백색 LED의 성장과 광학적인 특성을 분석하였다. 혼합소스(miked-source) HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법과 다중성장보트를 이용하여 MOCVD로 얇게 성장한 n-GaN 위에 활성층을 AlGaN으로 한 이종접합구조(DH; Doublehetero structure)를 성장하고, 패키징 단계를 거쳐 비형광체 단일칩 백색 LED 램프를 제작하였다. 패키징 한 소자를 주입전류 $10{\sim}100mA$로 변화시켜 측정한 결과 색 연색성 값은 72-93, 색좌표의 좌표값은 X값은 $0.26{\sim}0.34$, Y값은 $0.31{\sim}0.40$에서 가지며, 색온도는 $5126{\sim}10406K$ 범위에서 측정되었다. 또한 주입전류 증가 시, 형광체를 사용한 백색 LED는 청색 영역으로 이동하지만, 제작된 백색 LED는 황색영역으로 색좌표가 이동하였다. 이러한 특성을 통하여 고감도의 색 연색성 값을 가지는 비형광체 백색LED의 성장 가능성을 확인하였으며, 광 특성 분석 결과를 통하여 혼합소스의 성장 메커니즘을 제안하고자 한다.
UV용 청색 형광체 $CaMgSi_2O_6:Eu^{2+}$를 환원 분위기 속에서 고상반응법(Solid-state reaction)으로 합성하였다. 합성된 형광체의 결정성을 확인하기 위해 X-선 회절(X-ray diffraction) 패턴 측정결과 C2/c(15)의 공간군과 단사정계(Monoclinic) 구조를 가지는 JCPDS No.75-1092와 일치하는 단일상임을 확인하였다. 광 여기 및 발광 스펙트럼을 통하여 350 nm 부근에서 최대 흡수치가 나타나며, 450 nm의 청색 발광을 보인다. 이는 $Eu^{2+}$이온의 $4f^7-4f^65d$의 천이에 기인한다. 온도에 따른 형광체의 발광 스펙트럼을 확인한 결과 $100^{\circ}C$에서 54%의 휘도 유지율을 보였다. 상기 합성된 $CaMgSi_2O_6:Eu^{2+}$와 400 nm의 Ultra Violet 발광 다이오드를 이용하여 상용 녹색, 적색 형광체와 혼합하여 백색 LED를 구현 하였다. 구현된 백색 LED는 구동 전류 350 mA, 구동 전압 3.45 V에서 색좌표 x=0.3936, y=0.3605, 색온도(CCT) 3500 K, 연색성(CRI) 87, 발광 효율 18 lm/w로 나왔다. 또한 400시간 기준 수명 시험 결과 초기광도 대비 97%의 유지율을 보였다. 따라서 본 연구를 통해 합성한 청색 형광체 $CaMgSi_2O_6:Eu^{2+}$는 UV LED기반의 백색 조명용 형광체로서의 가치가 있는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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