In this study, we synthesized two $Y_3Al_5O_{12}:Ce^{3+}$ phosphors ($7{\mu}m$-sized and $2{\mu}m$-sized YAG) with different sizes by controlling particles sizes of starting materials of the phosphors for white LED. In the smaller one ($2{\mu}m$-sized YAG), its photoluminescence intensity in the reflective mode was 63 % that of the bigger one ($7{\mu}m$-sized YAG); the quantum efficiencies were 93 % and 70 % for the smaller and the bigger ones. Two kinds of white LED packages with the same color coordinates were fabricated with a blue package (chip size $53{\times}30$) and two phosphors. The luminous flux of the white LED package with the smaller YAG phosphor was 92 % of that with the bigger one, indicating that the quantum efficiency of phosphor dispersed inside LED package was higher than that of the pure powder. It was consistently confirmed by the optical simulation (LightTools 6.3). It is notable according to the optical simulation that the white LED with the smaller phosphor showed 24 % higher luminous efficiency. If the smaller one had the same quantum efficiency as the bigger one (~93 %). Therefore, it can be suggested that the higher luminous efficiency of white LED can be possible by reducing the particle size of the phosphor along with maintaining its similar quantum efficiency.
We developed a package of remote phosphor structure having blue LED chips and phosphors physically separated, and the characteristics were evaluated according to different classifications of phosphor coatings. Remote phosphor was produced by screen printing coating on glass substrate with phosphor content rated paste and heat treatment. After mounting Remote phosphor, which has been classified according to number of coatings, on top of blue LED chips, luminous flux, luminous efficacy, CCT and CRI were measured. The measurement results showed the most suitable characteristics of white LED package as a general light source when the content rate of phosphor in Remote phosphor was 80 wt.% with 3 layers of coatings and thickness over $12{\mu}m$.
In this research, a 6W white LED package with a Glass Remote Phosphor was developed to improve the life of an LED package. The Glass Remote Phosphor was fabricated by the Phosphor in Glass (PiG) method, wherein phosphor YAG:Ce was mixed with glass frit and then heat treated. A paste with 75wt.% of a phosphor substance and 25wt.% glass frit was coated on a glass substrate two times using the screen-printing technique and heat-treated at $800^{\circ}C$ ; this structure gave a luminous efficacy of 136.1lm/W, color rendering index of 74Ra, and color temperature of 5,342K, thus satisfying the requirements as a light source for lighting. Moreover, an IES LM-80 accelerated life test was conducted on the same LED package for 6,000h in order to estimate the L70 lifetime based on IES TM-21. The results showed guaranteed lifetimes of 213,000h at $55^{\circ}C$, 245,000h at $85^{\circ}C$, and 209,000h at $95^{\circ}C$.
This study deals with the accelerated life test of high power phosphor converted white Light Emitting Diodes (High power LEDs). Samples were aged at $110^{\circ}C$/85% RH and $130^{\circ}C$/85% RH up to 900 hours under non-biased condition. The stress induced a luminous flux decay on LEDs in all the conditions. Aged devices exhibited modification of package silicon color from white to yellowish brown. The instability of the package contributes to the overall degradation of optical lens and structural degradations such as generating bubbles. The degradation mechanisms of lumen decay and reduction of spectrum intensity were ascribed to hygro-mechanical stress which results in package instabilities.
There has been a critical issue in optical simulation of phosphors in LEDs due to their light-reabsorption properties. To improve the accuracy of optical modeling for a white LED package, we utilized the spectrum data of the phosphor-dispersed encapsulant film instead of the phosphor powder. By measuring white LED packages with green and red phosphors, the maximum difference between simulation and experimental results of a color temperature, a color rendition index number and a color coordinate corresponds to ${\Delta}T=95K$, ${\Delta}Ra=1.7$ and ${\Delta}xy=0.007$, respectively. Based on those results, the proposed method can well explain the change of emission spectra of white LEDs with more than two phosphors which introduce the complex optical phenomena such as absorption, reabsorption, light emission, reflection and scattering, etc.
본 연구는, LED 칩 패키지에 있는 토출된 형광체 수지의 모양을 인라인 측정을 통해 개발된 검사 시스템을 기초로 한 효율적인 머신 비전에 관한 연구이다. 형광체의 반투명 특성 때문에 조사된 빛이 칩의 표면뿐만 아니라 하단 부에서도 반사된다. 이러한 현상이 LED 칩 검사의 신뢰성을 저하시키기 때문에 적절한 조명 광학계를 결정하기 위해 백색광 LED 와 635nm의 레이저 슬릿 빛을 이용하여 검사하였다. 또한, 광 삼각측정법을 이용해 정반사와 분산반사법으로 검사를 수행하였다. 실험 결과 백색 슬릿 광과 정반사 반사법의 조합이 가장 좋은 검사 결과를 낸다는 것을 확인할 수 있었다. Catmull-Rom 스플라인 보간법을 이용하여 측정된 데이터를 부드러운 표면 형상으로 나타내었다. 측정 결과를 통해 개발된 시스템이 LED 칩 패키징 공정에 인라인 검사에 성공적으로 적용될 수 있다는 결론을 내릴 수 있다.
Purpose: The purpose of this study was to analyze and compare the relative accuracy of digitized stone models of lower full arch, using two different scanning system. Methods: Replica stone models(N=20) were produced from lower arch acrylic model. Twenty digital models were made with the white light and blue LED($Medit^{(R)}$, Korea) scanner. Two-dimensional distance between the landmarks were measured on the Delcam $CopyCAD^{(R)}$(Delcam plc, UK). Independent samples t-test was applied for comparison of the groups. All statistical analyses were performed using the SPSS software package(Statistical Package for Social Sciences for Windows, version 12.0). Results: The absolute disagreement between measurements made directly on the two different scanner-based dental digital models was 0.02~0.04mm, and was not statistically significant(P>0.05). Conclusion: The precision of the blue LED optical scanner was comparable with the digitization device, and relative accuracy was similar. However, there still is room for improvement and further standardization of dental CAD technologies.
포화 수증기압이 고출력 형광체 변환 백색 LED 패키지의 열화현상에 미치는 주요 스트레스 인자임을 확인하였다. 또한 LED 패키지의 가속 수명시험을 통하여 포화 수증기압이 효과적인 가속 스트레스 인자임을 확인하였다. 실험조건은 350 mA 전류를 인가한 것과 인가하지 않은 2가지 조건에 대해 $121^{\circ}C$, 100% R.H. 환경에서 최대 168 시간동안 진행하였다. 실험결과 두 실험 모두 광 출력 감소, 스펙트럼 세기의 감소, 누설전류 및 열 저항이 증가하였다. 고장분석 결과 광 특성의 열화는 봉지재의 변색과 기포에 의해 발생한 것으로 나타났다. LED 패키지의 변색과 흡습에 의해 유발되는 기계적 (hygro-mechanical) 스트레스에 의한 기포 발생은 패키지 열화의 중요한 인자로써, 포화 수증기압이 고출력 LED의 수명시험 시간을 단축하기 위한 스트레스 인자로 적합함을 알 수 있었다.
본 논문은 1mm 이하의 극소형 LED 패키지 개발 과정에서 발생할 수 있는 여러 문제점들을 제시하고 이에 대한 해결 방안을 소개한다. 기존의 금형 구조는 상하 코어부가 일체형으로 이루어져 극소형 모델의 경우 EDM(Electric Discharge Machining)의 마찰계수로 인해 다양한 오류가 발생하였고 금형의 크기를 더 줄이는데 한계 요소가 되었다. 이의 개선 방안으로 선행 연구에서 조립식 모델을 제시하여 극소형 LED 패키지 개발의 방해 요소를 극복하려 하였다. 본 논문에서는 제시된 모델에 대한 결과물을 산출하기 위한 전초 작업으로 시제품을 제작하는 중에 여러 가지 문제점이 발견되었는데 이에 대한 유형을 제시하고 해결 방안을 논한다. 그리고 같은 크기의 Lead Frame(L/F) 안에 2열 구조를 3열 구조로 배치함으로써 효율적인 생산을 고려한다. 실험 과정을 통해 제시한 해결 방안을 검증하고 시제품을 양산하기 위한 테스트를 행하여 양질의 제품을 생산할 수 있는지를 확인한다.
본 논문은 1mm 이하의 극소형 패키지 개발을 위한 금형 기술을 소개한다. 또한 이 금형 기술을 사용하여 산출된 결과들의 오류 패턴을 분석한다. 기존의 극소형 금형 구조는 일체형이었는데 EDM의 표면이 거칠어 오류율을 증가시키는 원인이 되었다. 이 원인으로 인해 금형의 크기를 더 줄이는데 방해요소로 작용하였다. 이에 반해 제안하는 금형기술은 기존의 일체형 방식에서 벋어나 조립식 방법을 사용하여 일체식의 한계를 극복하고자 한다. 또한 새로 제안된 금형 구조를 이용해 산출한 결과에 결함 패턴을 분류하고, 각 패턴의 발생 확률을 분석하여 검출기를 개발하려는 기초 자료로 사용하려 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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