• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1-12
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• 2008

이 연구의 목적은 백색 LED 조명의 광학적 특성 중에서 색온도 특성에 따른 사람들의 감성 반응을 평가하는데 있다. 이를 위해 백색 LED 모듈을 시제품으로 만들고, 감성 평가용 모형을 제작하여 색온도에 따른 감성 반응을 평가 분석하였다. 감성 평가에는 15개의 문항에 대하여 5단계 SD법으로 하였으며, 신뢰도 검증과 타당성 검증을 통하여 조명과 관련이 있는 3개의 요인을 선정하였다. 1요인을 활동성 요인으로 명명하였고, 2요인을 안정성 요인으로 명명하였으며, 3요인을 역량성 요인으로 명명하였다. 감성 평가를 분석하기 위해 종속 변수는 감성 평가 점수로 하였으며, 독립 변수는 색온도로 분석하였다. 이 연구에서 얻어진 결과를 정리하면 다음과 같다. 형광등과 비교한 백색 LED 조명에 있어서 색온도에 따른 사람들에 대한 감성 평가는 활동성 요인과 역량성 요인에서는 색온도가 8,300[K]인 $MA_3$ 조명을 높게 평가하였으며, 안정감 요인에서는 색온도가 3,800[K]인 $MA_1$ 조명을 높게 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.416-417
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• 2013

최근 질화물계 발광다이오드(light emitting diode, LED) 소자는 핸드폰, 스마트 TV 등의 디스플레이 분야와 실내외조명, 감성조명, 특수조명 등의 조명분야에 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 이러한 LED 소자는 에너지 절감과 친환경에 장점을 가지고, 가까운 미래에 조명시장을 대체할 것으로 예상된다. 이를 만족하기 위해서는 현재보다 더 높은 효율을 갖는 LED 개발이 요구되어지고 있는 상황이다. 일반적으로 질화물계 LED 소자의 효율은 내부양자 효율, 광추출 효율 등으로 나타낼 수 있다. 내부 양자효율은 성장된 결정의 질의 개선 및 다층의 이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 80% 이상의 효율을 나타낸다. 그러나 광추출 효율은 이에 미치지 못하고 있다. 이는 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 빛이 외부로 탈출하지 못하고 내부로 반사되거나 물질 안에서 흡수가 일어나기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구 그룹들은, 표면에 패턴 형성하여 빛의 전반사를 줄여 그 효율을 올리는 연구결과를 보고하고 있다. 대표적인 방법으로는 wet etching, 전자빔 리소그라피, 나노임프린트 리소그라피, 레이저 홀로 리그라피, 나노스피어 리소그라피 등이 사용되고 있다. 이 중, 나노스피어 리소그라피는 폴리스틸렌 혹은 실리카 등과 같은 나노 크기의 bead를 사용하여 반도체 기판 표면에 단일층으로 고르게 코팅한 마스크로 사용하여 패턴을 주는 방법이다. 이 방법의 장점으로는 대면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있고, 공정비용이 저렴하여 양산하기에 적합하다는 특징이 있다. 나노스피어 리소그라피를 통해서 표면에 생성된 패턴 모양의 각도에 따라서, 식각되는 깊이에 변화에 따라 실험한 결과들은 있지만, 아직까지 크기가 다른 나노입자들의 마스크 이용하여 형성된 패턴 밀도에 따른 광 추출 효과에 대한 연구가 많이 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 크기의 실리카로 패턴을 형성시켜 패턴 밀도에 대한 광추출 효율의 효과에 대해서 조사하였다. 실험 방법으론, DI, 에탄올, TEOS, 암모니아의 순서대로 그 혼합 비율을 조정하여 100, 250, 500 nm 크기의 나노입자를 합성하였고 이것을 질화물계 LED의 표면 위에 단일층으로 스핀코팅 방법을 통해 코팅을 하였다. 그 후 ICP-RIE 방법으로 필라 패턴을 형성하였는데, 그 결과 100 nm SiO2 입자를 이용한 경우 $4.5{\times}10^9$/$cm^2$, 250 nm의 경우 $1.4{\times}10^9$/$cm^2$, 500 nm의 경우 $0.4{\times}10^9$/$cm^2$의 패턴의 밀도를 보여주었다(Fig. 1). 패턴의 밀도에 따라 전계광학적 특성을 확인하여 보았는데, 그 결과는 평평한 표면과 비교하였을 때 100 nm에서 383%, 250 nm에서는 320%, 500 nm에서는 244% 상승하는 결과를 보여주었다(Fig. 2). 이번 실험을 통해서 LED의 광추출 효율은 표면 모양과 깊이 뿐 아니라 밀도가 커질수록 그 효율이 올라간다는 사실을 알 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제45권2호
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• pp.85-95
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• 2009

The fishing lamp is a fishing gear that gathers fish at night. But the cost of oil, which is used to light fishing lamp, has been risen significantly up to 30-40% of total fishing costs. Therefore it is very urgent to develop an energy economical fishing lamp in order to solve the business difficulties of fisheries. Under this background, this research aims at developing a fishing lamp for squid jigging and hairtail angling fishery using the LED, which has excellent energy efficiency and durability. The LED fishing lamp developed can be controlled to fix a fit direction of fish shoal deep because a fishing lamp can be adjustable up and down directions. One unit of fishing lamp has about an 80Watt capacity and the frame of fishing lamp is made of aluminium to emit generated heat of LED to outside. The LED lamp developed was highly durable, only 5.7% of emitting efficiency decreased for 18 months. The illuminance of a unit LED lamp was 2,070lux at 1m and 21lux at 10 m distance, and the intensity of LED lamp system emitted 2,580lux and 400lux at the respective distances. After development of this fishing lamp, 100 units are installed on operating fishing vessels. Experimental results show that energy consumption of squid jigging and hairtail angling was reduced by 40% and 87%, respectively. In conclusion, our methods showed elevated fishing power, compared with traditional fishing method: 37.7% for squid jigging and 24.5% for hairtail angling.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.16-21
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• 2012

현재 현대인들의 소득수준 향상과 여가시간 증대, 가치관의 변화 등으로 인해 문화산업의 중요성이 부각됨과 동시에 예술, 전시, 공연에 대한 수요가 점차 커지고 있다. 그러나 국내 기술력이 저조하여 무대연출 장비를 수입품에 의존하고 있는 경우가 많다. 특히 조명연출 분야에서는 배우의 동선을 파악하고, 조명을 제어해야 할 필요가 있는데 IT기술을 이용할 수 있음에도 불구하고 육안으로 배우를 인식하여 수기적으로 제어하는 경우가 일반적이다. 센서 응용하더라도 배우인지를 위해 단순한 형태의 단일 센서만 응용하기 때문에 무대 전체조명의 온-오프에 따라 배우감지 및 추적이 불가능한 경우도 생긴다. 따라서 본 논문에서는 무대배우를 보다 효과적으로 추적할 수 있는 멀티센서 기반 알고리즘과 무대 조명연출을 유연하게 할 수 있는 LED(light emitting diode)조명 FOV(field of view) 및 가변형 제어 시스템을 제안하였다. 또한 제안한 시스템과 알고리즘을 바탕으로 핵심적인 하드웨어 및 소프트웨어를 구현하고 전체 시스템 연동실험을 통해 실용성과 구현가능성을 입증하였다. 추가적으로 구현된 센서모듈의 출력을 실측하고 제안한 FOV가변형 LED조명 시스템의 성능을 시뮬레이션함으로써 제안한 시스템의 유용성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.420-424
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• 2016

본 연구에서는 지속적으로 심각한 대기오염의 문제로 실내 공기청정의 중요성이 대두되는 점을 감안하여 광촉매 단위기술을 개발하고자 건식 박막 공정 중 일반적으로 사용되어지는 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 $WO_3$ 단층막을 증착하였다. 초기 진공도는 $1.8{\times}10^{-6}$ [Torr]를 기준하여 최적의 스퍼터링 공정조건인 RF 100[W], 7[mTorr]진공 조건에서 Ar:$O_2$ 반응가스의 비율을 70[sccm] : 2[sccm]으로 하여 제작된 $WO_3$ 단층막은 380[nm]-780[nm]의 가시광 영역에서 80% 이상의 높고 일정한 광투과 특성을 확인하였다. 공기 청정 효과를 확인 위해 제작된 $WO_3$ 박막의 광촉매 특성을 조사하기 위해 메틸렌블루 내에서의 흡광도 및 농도변화를 광조사 시간 변화에 따라 측정하였다. 그 흡광도 측정결과 시간에 따라 흡광도 특성이 보임을 확인하였고, 5시간 경과 후 기존 메틸렌블루 농도 대비 80% 수준의 농도로 낮아지는 것을 확인하였다. 이런 결과로 부터 스퍼터링법에 의해 제작된 기능성 $WO_3$박막의 광분해 특성을 통해 형광등의 반사갓 혹은 LED등의 렌즈에 활용 된다면 차세대 조명원의 공기청정 효과를 증진시킬 수 있는 박막을 개발하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.231-238
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• 2011

도로전광표지(Variable Message Signs, VMS)의 발광 소자는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 하고 있으며 램프 타입에서 칩 형태인 SMD(Surface-Mount Devices) 타입으로 변화하고 있는 추세이다. 이러한 LED 소자의 기술적 진보는 도로이용자에게 보다 밝고 선명한 광원으로 정보를 제공해 주기 때문에 과거보다 운전자의 시인성 및 판독성에 유리하다. 하지만 도로 이용자에게만 표출되어야 할 빛이 도로 이외의 영역(좌 우 및 상향)까지 비추어짐으로써 에너지가 낭비되는 결과로 이어지며, 간접적으로 생태계에까지 악영향을 초래할 수 있는 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 도로 이외의 영역에 까지 비치는 도로전광표지의 빛을 가능한 도로 이용자에게만 표출할 수 있도록 광학 테스트를 통해 광원 표출 분포 및 에너지 효율성을 측정하여 최적의 조사각을 제시하여 에너지 절감 및 빛 공해 최소화(이른바 환경친화적 LED)를 궁극적인 목표로 설정하였다. 본 연구에서는 상 하향 $24^{\circ}C$표출되었던 기존 도로전광표지의 LED 조사각을 운전자가 필요로 하는 판독 최소거리를 만족하는 조건에서 상향 $0^{\circ}C$, 하향 $11^{\circ}C$최적화하였고, 광학테스트를 통해 기존 도로전광표지 전력소모량 대비 약 36.1%가 절감되는 것으로 도출되었다. 궁극적으로 본 연구결과가 실제 현장에 설치된다면 현재 사용되고 있는 도로전광표지보다 표출 정보의 판독성이 향상되어 운전자의 정보 판독 거리를 늘려 안전운전에 도움을 줄 수 있으며 소비 전력을 줄여 국가 예산을 절감할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권1호
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• pp.15-18
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• 2009

본 연구에서는 근 자외선 및 가시광 영역에서 우수한 발광 강도를 가지는 적색 형광체를 얻기 위하여 고상 반응법으로 합성하여 $EU^{3+}$와 $Bi^{3+}$가 도핑 된 ${Y_2}{SiO_5}$의 발광 특성을 관찰하였다. 근자외선 영역인 ${\lambda}_{ex}=395nm$ 기준으로 측정하였고, $^5D_0-^7F_2$의 에너지 천이에 의해 612 nm 영역에서 강한 peak가 발생하였다. CST가 $Eu^{3+}-O^{2-}$에 의해 258 nm 영역 대에서 생성되었고, $Bi^{3+}$가 함께 도핑 된 것은 $Eu^{3+}-Bi^{3+}-O^{2-}$에 상호작용에 의해 282 nm 영역대의 장파장 쪽으로 이동하였다. $350\;nm{\sim}480\;nm$ 영역 대에 '$^7F_0{\to}^5L_9$ (364 nm), $^7F_0{\to}^5G_3$(381 nm), $^7F_0{\to}^5L_6$(395nm), $^7F_0{\to}^5D_3$(415 mn) and $^7F_0{\to}^5D_2$(466 nm)는 $Bi^{3+}$와 $EU^{3+}$ f-f 천이에 의해 발생하였다. $Bi^{3+}$의 도핑농도가 증가할수록 발광 강도가 증가함을 보이다가 0.125 mol 일 때 발광강도가 가장 우수하였고, $Bi^{3+}$의 도핑 농도가 0.125 mol 이상 되면 발광강도가 현저히 감소하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.150-156
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• 2009

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP)이 Liquid Crystal Display(LCD) 등 다른 대형 평면 디스플레이 분야와 경쟁하기 위해선 제품의 다양성과 발광 효율의 향상, 저가격화, 고화질화 등의 기술 발전이 요구된다. 본 논문에서는 우선 기존 PDP용 녹색 형광체의 특성과 문제점, 이를 해결하기 위한 방법에 대해 개괄적으로 논의한다. 또한, 제품의 다양성을 위해 개발 진행 중인 3D-PDP의 원리와 이의 실현을 위한 형광체의 요구 특성에 대해 기술한다. 대표적인 PDP용 녹색 형광체인 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체가 가진 문제점은 표면의 높은 음전하와 상대적으로 긴 잔광 시간으로 요약된다. 표면의 높은 음전하와 플라즈마의 가혹한 환경에 노출로 인한 열화 현상은 금속 산화물의 코팅을 통해 해결할 수 있음을 알 수 있었으며, 특히 $Al_2O_3$가 코팅되었을 때 가장 큰 효과를 볼 수 있음을 알 수 있었다. 상대적으로 긴 잔광 시간은 Mn 농도를 늘린 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체를 사용함으로 개선할 수 있고, 부족한 휘도는 $YBO_3:Tb$ 형광체를 혼합하여 사용함으로써 개선할 수 있었다. 아울러 본 연구에서는 $YBO_3:Tb$ 형광체 대신으로 115%의 휘도를 가지는 $(Y,\;Gd)Al_3(BO_3)_4:Tb$ 형광체의 사용이 가능함을 제안하였으며, 3D-PDP에 적용하기에 적합한 1 ms 내외의 잔광 시간을 가지는 $(Mg,\;Zn)Al_2O_4:Mn$ 형광체를 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.418-423
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• 2009

유기발광다이오드(OLED)에서 정공 주입층(hole injection layer, HIL)으로 사용되는 poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)(PEDOT:PSS)에 관능성기가 치환된 MWCNT(multi-wall carbon nanotube)를 도입하여 PEDOT:PSS-MWCNT 나노 복합재 박막을 제조하였다. PEDOT:PSS-MWCNT 박막 층은 ITO 유리 위에 스핀 코팅되어 제조하였으며 FT-IR과 UV-Vis 및 SEM을 이용하여 박막의 투과도 및 개질된 MWCNT 함량에 따른 박막의 모폴로지 특성을 관찰하였다. 또한, ITO/PEDOT:PSS-MWCNT/NPD/$Alq_3$/Al 다층 소자를 제조하여 J-V 및 L-V 특성을 고찰하였다. 산 처리에 의해 관능성기가 도입된 MWCNT는 PEDOT:PSS 용액 내에서 분산성이 확인되었으며, 제조된 박막은 우수한 투과도 특성을 보였다. 다층 소자 특성에서 PEDOT:PSS 층에 개질된 MWCNT 도입으로 MWCNT의 함량이 증가함에 따라 다층 소자의 전류 밀도가 증가됨을 확인하였고, 반면에 소자의 휘도는 급격히 감소하는 특성을 보였다. 이것은 MWCNT에 의하여 전하 이동은 수월하게 하였으나 MWCNT가 가지는 정공을 가두는 성질에 의해 정공 이동도가 저하되었기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권1호
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• pp.11-14
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• 2012

AlGaN는 3.4~6.2 eV까지 넓은 밴드갭을 가지는 직접천이형 반도체이다. 최근에 자외영역의 광소자가 다양하게 응용되면서 자외선 발광이 가능한 AlGaN 역시 주목받고 있다. 이를 위해서는 고품질의 AlGaN 층이 필요하지만 GaN 층위에 AlGaN 층을 성장하는 것은 이들의 격자상수와 열팽창계수 차이로 인해 어렵다. 본 논문에서, multi-sliding boat법이 적용된 혼합소스 HVPE법을 이용하여 GaN template 위에 LED 구조를 성장하였다. 활성층의 Al 조성을 조절함으로써 AlGaN의 격자상수 변화와 광학적 변화를 관찰하고자 하였다. 에피 성장을 위해 HCl과 $NH_3$ 가스를 혼합소스 표면으로 흘려주었고, 수송가스로는 $N_2$를 사용하였다. 소스영역과 성장영역의 온도는 각각 900과 $1090^{\circ}C$로 안정화하였다. 성장 후 샘플은 x-ray diffraction(XRD)과 electro luminescence(EL) 측정을 하였다.