• 제목/요약/키워드: InGaN/GaN light-emitting diode

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LED용 Ba2+ Co-Doped Sr2SiO4:Eu 황색 형광체의 발광특성 (Luminescence Characteristics of Ba2+ Co-Doped Sr2SiO4:Eu Yellow Phosphor for Light Emitting Diodes)

  • 최경재;박정규;김경남;김창해;김호건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.169-172
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    • 2006
  • We have synthesized a $Eu^{2+}-activated\;{(Sr,Ba)}_2SiO_4$ yellow phosphor and investigated the development of blue LEDs by combining the phosphor with a InGaN blue LED chip (${\lambda}_{em}$=405 nm). The InGaN-based ${(Sr,Ba)}_2SiO_{4}:Eu$ LED lamp shows two bands at 405 nm and 550 nm. The 405 nm emission band is due to a radiative recombination from a InGaN active layer. This 405 nm emission was used as an optical transition of the ${(Sr,Ba)}_2SiO_{4}:Eu$ phosphor. The 550 nm emission band is ascribed to a radiative recombination of $Eu^{2+}$ impurity ions in the ${(Sr,Ba)}_2SiO_4$ host matrix. In the preparation of UV Yellow LED Lamp with ${(Sr,Ba)}_2SiO_{4}:Eu$ yellow phosphor, the highest luminescence efficiency was obtained at the epoxy-to-yellow phosphor ratio of 1:0.45. At this ratio, the CIE chromaticity was x=0.4097 and y=0.5488.

고분해능 X선 회절을 이용한 Ag 기반 p형 반사막 오믹 전극 집괴 분석 (Structural Analysis of Ag Agglomeration in Ag-based Ohmic Contact to p-type GaN)

  • 손준호;송양희;이종람
    • 한국진공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.127-134
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    • 2011
  • 본 연구에서는 고분해능 X선 회절법을 이용해 Ni/Ag 반사막 p형 오믹 전극의 Ag 집괴에 따른 전극의 구조 분석을 수행하였다. 대기 분위기에서 오믹 전극을 고온 열처리할 경우, 열처리 시간이 증가할수록 Ag의 집괴가 진행되어 24시간 열처리 후, 전류-전압 곡선은 쇼트키 특성을 나타내었고, 또한 460 nm 파장에서 21%의 낮은 반사도를 나타내었다. X선 회절 결과로부터 Ag의 집괴가 진행될수록, Ag 박막의 내부 변형율을 감소되는 방향으로 Ag 원자의 확산이 진행되어, Ag (111) 결정면의 면간 거리가 bulk Ag와 거의 동일하게 나타났다. 이러한 반사막 오믹 전극의 구조 분석은 고출력 고효율 수직형 LED에 적합한 열적 안정성이 우수한 오믹 전극의 개발에 매우 중요함을 알 수 있다.

정확한 위상정보를 얻기 위한 탈초점 영상들의 이미지 처리기법 (Image Processing of Defocus Series TEM Images for Extracting Reliable Phase Information)

  • 송경;신가영;김종규;오상호
    • Applied Microscopy
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    • 제41권3호
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    • pp.215-222
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    • 2011
  • We discuss the experimental procedure for extracting reliable phase information from a defocus series of transmission electron microscopy (TEM) dark-field images using the transport of intensity equation (TIE). Taking InGaN/GaN multi-quantum well light-emitting diode as a model system, various factors affecting the final result of reconstructed phase such as TEM sample preparation, TEM imaging condition, image alignment, the correction of defocus values and the use of high frequency pass filter are evaluated. The obtained phase of wave function was converted to the geometric phase of the corresponding lattice planes, which was then used for the two-dimensional mapping of lattice strain following the dark-field inline holography (DIH) routine. The strain map obtained by DIH after optimized image processing is compared with that obtained by the geometric phase analysis of high resolution TEM (HRTEM) image, manifesting that DIH yields more accurate and reliable strain information than HRTEM-based GPA.

GaN계 청색 발광 다이오드에서 저전류 스트레스 후의 광 및 전기적 특성 변화 (Optical and Electrical Characteristics of GaN-based Blue LEDs after Low-current Stress)

  • 김서희;윤주선;신동수;심종인
    • 한국광학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.64-70
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    • 2012
  • c-plane 사파이어 기판에서 성장된 1 $mm^2$ 대면적 InGaN/GaN 다중양자우물 청색 발광 다이오드의 스트레스 전후의 전기적, 광학적 특성 변화를 분석하였다. 스트레스 실험은 샘플 칩을 TO-CAN에 패키징하여 50 mA의 전류를 200시간 동안 인가하여 수행하였다. 스트레스 인가 전류는 다이오드의 순전압 특성을 이용한 접합온도(junction temperature) 측정 실험을 통하여 충분히 낮은 접합온도를 유지하는 값으로 선택하였다. 이렇게 선택한 50 mA의 전류 인가량에서 접합온도는 약 308 K였다. 308 K의 접합온도는 접촉저항(ohmic contact) 또는 GaN계 물질의 특성 변화에 영향을 주지 않는다고 가정하고 실험을 진행하였다. 스트레스 전후에 전류-전압, 광량-전류, 표면 광분포, 파장 스펙트럼 및 상대적 외부양자효율 특성을 측정 및 분석하였다. 측정결과, 스트레스 후 저전류 구간에서의 광량이 감소하고 상대적 외부양자효율이 감소하는 현상을 관찰하였다. 우리는 이러한 현상이 결함의 증가로 인한 비발광 재결합률 증가로부터 기인함을 이론적으로 검토하고 실험결과의 분석을 통하여 보였다.

LED용 Sr2Ga2S5:Eu2+ 황색 형광체의 합성 및 발광특성 (Synthesis and Luminescent Characteristics of Sr2Ga2S5:Eu2+ Yellow Phosphor for LEDs)

  • 김재명;박정규;김경남;이승재;김창해;장호겸
    • 대한화학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.237-242
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    • 2006
  • LED는 고휘도 청색 칩의 개발로 인해 단순표시소자로만 이용되던 것이 다양한 분야의 발광소자로 적용되기 시작하였다. 특히, 최근에 InGaN 칩과 황색 형광체(YAG:Ce3+)를 이용한 방법이 많이 연구되어지고 있다. 하지만 이 방법은 2 파장을 이용한 것으로 색연지수가 낮은 단점을 지니며, 황색의 YAG:Ce3+ 형광체 이외에 450~470 nm의 여기 영역에서 효율적으로 발광하는 형광체가 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 장파장 영역의 여기 특징을 지닌 thiogallate 형광체의 합성을 시도하였다. 그 중에 가장 잘 알려진 SrGa2S4:Eu2+ 형광체의 모체를 변화시켜 Sr2Ga2S5:Eu2+ 형광체를 합성하였으며, 발광특성을 조사하였다. 그리고 무해성과 제조 공정의 단순화를 위하여, 황화물질과 5 % H2/95 % N2 혼합 기체를 CS2와 H2S 가스 대신에 사용하였다. 이렇게 합성되어진 형광체는 550 nm의 발광 중심을 가지는 황색 형광체로서 300~500 nm에 이르는 넓은 여기원을 통한 발광이 가능하다. 그리고 YAG:Ce3+ 형광체와 비교해 볼 때 강도 면에서 110 % 이상을 보이며, UV 영역의 여기적 특성을 이용해 UV LED에도 응용이 가능하다.

LED용 Sr3MgSi2O8:Eu청색 형광체의 발광특성 (Luminescence Characteristics of Sr3MgSi2O8:Eu Blue Phosphor for Light Emitting Diodes)

  • 최경재;박정규;김경남;김창해;김호건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.573-577
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    • 2004
  • Eu$^{2+}$를 활성제로 Sr$_3$MgSi$_2$ $O_{8}$ 청색 형광체를 합성하고, Sr$_3$MgSi$_2$ $O_{8}$:Eu 청색 형광체를 InGaN의 UV chip에 도포하여 청색 LED Lamp를 제조하였다. 제조된 청색 LED Lamp는 405nm와 460nm에서 두 개의 파장을 나타내고 있다. 405nm의 파장은 InGaN의 활성영역으로부터의 radiative recombination 때문에 나타나는 피크이다. 여기에서 나오는 405nm의 발광은 본 Sr$_3$MgSi$_2$ $O_{8}$:Eu 청색 형광체의 여기원으로 사용된다 460nm에서의 발광 밴드는 Sr$_3$MgSi$_2$ $O_{8}$ 모체내에서 Eu$^{2+}$ 이온의 radiative recombination에 의한 것이다. 발광효율이 좋은 Sr$_3$MgSi$_2$ $O_{8}$:Eu 청색 형광체를 이용하여 UV 청색 LED Lmp를 제조한 결과, 에폭시와 청색 형광체의 무게 비율이 1$.$0.202에서 가장 좋은 광도값을 얻을 수 있었다. 이때 색좌표는 CIE x=0.1417, CIE y=0.0683이었다.

LED 램프 패키지 설계를 위한 기본 지침 (Basic Design Guidelines for LED Lamp Packages)

  • 육지현;홍대운;이성재
    • 한국광학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.141-150
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    • 2011
  • 현재까지 더 좋은 성능의 LED 램프 패키지 구조의 개발을 위해 많은 연구가 진행되어 왔음에도 불구하고 아직 LED 램프 패키지 설계에 관한 표준화된 이론이나 지침 같은 것들이 마련되지 못한 것으로 판단된다. 이에 본 논문에서는 먼저 Monte Carlo photon simulation 기법을 이용하여 InGaN/Sapphire LED의 칩 구조 및 Epi-up 혹은 Epi-down 칩 부착 방식을 광추출효율 관점에서 분석하였다. 그리고 분석결과를 바탕으로 LED 램프 패키지 설계에 관한 기본 지침을 마련하였다. 이와 같이 마련된 설계지침은 관련 기업이나 연구기관에서, LED 램프의 구체적 응용분야에 따라 최적화된 패키지 구조를 설계하는 데에 중요하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

고효율 질화갈륨계 발광 다이오드용 전자선 증착 ITO 투명 전도 전극 연구 (Electron Beam Evaporated ITO Transparent Electrode for Highly Efficiency GaN-based Light Emitting Diode)

  • 서재원;오화섭;강기만;문성민;곽준섭;이국회;이우현;박영호;박해성
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권10호
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    • pp.683-690
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    • 2008
  • In order to develop transparent electrodes for high efficiency GaN-based light emitting diodes (LEDs), the electrical and optical properties of the electron beam evaporated ITO contacts have been investigated as a function of the deposition temperature and flow rate of oxygen during the deposition. As the deposition temperature increases from $140^{\circ}C$ to $220^{\circ}C$, the resistivity of the ITO films decreases slightly from $4.0{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ to $3.3{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, meanwhile the transmittance of the ITO films significantly increases from 67% to 88% at the wavelength of 470 nm. When the flow rate of oxygen during the deposition increases from 2 sccm to 4 sccm, the resistivity of the ITO films increases from $3.6{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ to $7.4{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, meanwhile the transmittance of the ITO films increases from 86% to 99% at 470 nm. Blue LEDs fabricated with the electron beam evaporated ITO electrode show that the ITO films deposited at $200^{\circ}C$ and 3 sccm of the oxygen flow rate give a low forward-bias voltage of 3.55 V at injection current of 20 mA with a highest output power.

자외선 여기용 청색 및 황색 형광체의 발광특성 (Luminescence Characteristics of Blue and Yellow Phosphor for Near-Ultraviolet)

  • 최경재;박정규;김경남;김창해;김호건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.304-308
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    • 2006
  • We have synthesized a $Eu^{2+}-activated\;Sr_3MgSi_2O_8$ blue phosphor and $(Sr,Ba)_2SiO_4$ yellow phosphor and prepared white LEDs by combining these phosphors with a InGaN UV LED chip. Three distinct emission bands from the InGaN-based LED and the two phosphors are clearly observed at 405 nm, 460 nm and at around 560 nm, respectively. The 405 nm emission band is due to a radiative recombination from a InGaN active layer. This blue emission was used as an optical transition of the $Sr_3MgSi_2O_8:Eu$ blue phosphor and $(Sr,Ba)_2SiO_4:Eu$ yellow phosphor. The 460 nm and 560 nm emission band is ascribed to a radiative recombination of $Eu^{2+}$ impurity ions in the $Sr_3MgSi_2O_8:Eu$ and $(Sr,Ba)_2SiO_4$ host matrix. As a consequence of a preparation of UV White LED lamp using the $Sr_3MgSi_2O_8:Eu$ blue phosphor and $(Sr,Ba)_2SiO_4:Eu$ yellow phosphor, the highest luminescence efficiency was obtained at the ration of epoxy/two phosphor (1/0.2361). At this time, the CIE chromaticity was CIE x = 0.3140, CIE y = 0.3201 and CCT (6500 K).