• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.564-569
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• 2021

본 연구에서는 일반적인 구조의 LED와 경사진 구조의 LED에 대하여, 전극이 없을 때와 전극에서 20%의 흡수(80% 반사)가 발생할 때, 그리고 전극에서 60%의 흡수(40% 반사)가 발생할 때로 구분하여, 전극에서의 흡수와 활성 영역의 높이가 광추출 효율 및 평균 광자 진행 거리에 미치는 영향을 조사하고, 활성 영역의 적절한 높이를 제안하였다. 일반적인 LED에서 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 18%에서 15%, 13%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED에서는 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 38%에서 33%, 25%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED는 일반적인 LED 보다 광추출 효율을 두 배 이상 높일 수 있다. 이는 전반사에 의해 광자가 칩 내부에 갇히는 현상을 줄여주기 때문이다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.275-286
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• 2005

InGaN LED에서 칩 구조 및 칩마운트 구조에 따른 광추출효율의 변화를 Monte Calo 기법을 이용하여 해석하였다. Simulation을 통해 얻은 중요한 결론의 하나는, InGaAlP 또는 InGaN/SiC LED의 경우에서는 달리, InGaN/sapphire LED의 경우 칩의 측 벽면 기울임 기법의 광추출효율 개선효과가 상대적으로 미미하다는 점이다. InGaN/SiC LED의 경우와는 달리, 기판으로 사용되는 sapphire의 굴절률이 상대적으로 작아서 생성된 광자들이 기판으로 넘어가는데 전반사장벽을 만나게 되어, 많은 광자들이 기판으로 넘어가지 못하고 두께가 매우 얇은 반도체 결정층에 갇히는 현상 때문이다. 동일한 현상은 epi-down 구조의 칩 마운트에서 광추출효율이 크게 개선되지 못하는 원인으로도 작용하게 된다. 광추출효율 관점에서의 epi-down 구조의 InGaN/sapphire LED가 갖고 있는 잠재력을 살리기 위한 방법의 하나는 기판-에피택시 계면을 texturing 하는 것이라고 할 수 있는데, 이 경우 생성된 광자들이 다량기판으로 넘어갈 수 있게 되어 광추출효율이 현저하게 개선된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제31권5호
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• pp.445-454
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• 1999

This work describes the adaptation of extractive scintillation by URAE $X^{TM}$ with a photon-electron rejecting alpha liquid scintillation (PERAL $S^{)}$ spectrometer to the analysis of uranium in aqueous samples. The extraction efficiency of the system was evaluated under varing chemical conditions including pH, and sample-cocktail volume ratio. Isotopic information from the (PERAL $S^{)}$ spectrum of natural uranium was obtained using a curve fitting routine. Comparisons of the result with that obtained from alpha spectrometry method using ion implanted silicon detector showed good agreement.t.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.157-159
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• 2009

LED BLU(Back Light Unit), based on MCPCB(Metal Core Printed Circuit Board) with anodizing oxide dielectric layer and improved thermal dissipation property, are presented. Reflecting cups were also formed on the surface of the MCPCB such that optical coupling between neighboring chips were minimized for improving the photon extraction efficiency. LED chips were directly attached on the MCPCB by using the COB (Chip On Board) scheme.

• 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.

• 한국광학회지
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• 제19권5호
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• pp.381-385
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• 2008

InGaN/Sapphire LED에서 기판 제거와 패키지 방식이 광출력 특성에 미치는 영향을 분석하였다. Sapphire 기판의 제거는 반도체 접합에서 발생된 열의 방출에 도움이 되지만, 반대로 광추출효율이 손상되는 문제점이 수반된다. Sapphire 기판이 제거된 칩을 열전도율이 좋은 금속의 마운트 위에 부착하면, 최대 구동전류는 현저히 증가하고 광출력도 상당히 증가됨으로써, 광추출효율이 손상되는 문제점이 어느 정도 보상된다. 하지만, sapphire 기판이 제거된 칩을 상대적으로 열전도율이 낮은 유전체의 마운트 위에 부착하는 경우에는, 거의 모든 입력전류 범위에서 sapphire 기판이 남아 있는 일반형 칩보다 낮은 광출력을 나타낸다. 따라서, 작은 광출력이 요구되는 응용분야에서는 사용된 칩 마운트의 종류에 무관하게, 일반형 칩이 sapphire 기판이 제거된 칩 보다 유리한 것으로 분석된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.221-221
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• 2013

Vertical LED (VLED) has been recognized as a way to obtain the high-power LED due to their advantages [1]. However, approximately 4% of the light generated from the active region is extracted, if the light extraction from side walls and back side is neglected because of Fresnel reflection (FR) and total internal reflection (TIR) [2,3]. In this study, the optical simulation of the VLED with the various microstructures was performed. Among them, the microlens having the diameter of 3 ${\mu}m$ and the height of 1.5 ${\mu}m$ shown the best result was chosen, and then, optimized microlens was formed on a GaN template using conventional semiconductor process. Various microstructures were proposed to improve the light extraction efficiency (LEE) of the VLED for the simulation. The LEE was simulated using LightTools based on a Monte Carlo ray tracing. The microstructures with hemisphere, cone, truncated and cylinder pattern having diameter of 3 ${\mu}m$ were employed on the top layer of the VLED respectively. The improvement of the LEE by using the microstructure is 87% for the hemisphere, 77% for the cone, 53% for the truncated, 21% for the cylinder, compared with the LEE of the flat surface at the reflectance of 85%. The LEE was increased by 88% at the height of 1.5 ${\mu}m$, compared with the LEE of the flat surface. We found that the microlens on the top layer is the most suitable for increasing the LEE. In order to apply the proposed microlens on n-GaN surface, we fabricated microlens on a GaN template. A photoresist array having hexagonal-closed packed microlens was fabricated on the GaN template. Then, optimization of etching the GaN template was performed using a dry etching process with ICP-RIE. The dry etching carried out using a gas mixture of Cl2 and Ar, each having a flow rate of 16 sccm and 10 sccm, respectively with RF power of 50 W, ICP power of 900 W and chamber pressure of 2 mTorr was the optimum etching condition as shown in Fig. 2(a).

• 한국광학회지
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• 제14권4호
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• pp.413-422
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• 2003

문턱 전류에서 여러 가지 kL과 양 단면 반사율 조합에 대하여 IC DFB 레이저의 파워 추출 효율과 발진 파장 분포를 구하였고 문턱 전류 이상에서의 결과와 비교하였다 양 단면 반사율의 비대칭성이 커질수록 파워 추출 효율이 큼을 알 수 있었다. 문턱 전류 이상에서 파워 추출 효율은 문턱 전류에 비하여 약간 증가하였다. kL이 커질수록 중앙 부분의 광자 밀도가 상대적으로 증가되기 때문에 파워 추출 효율은 감소하였다. 양 단면 반사율 조합의 비대칭성이 증가할수록 모드 degeneracy가 완화되어 발진 파장의 분포는 금지 대역 내에 전체적으로 고르게 분포하였다. 양 단면 반사율 조합이 AR-HR인 경우 문턱 전류와 문턱 전류 이상에서 발진 파장의 분포는 비슷한 형태를 나타냈다. 반면에 양 단면 반사율 조합이 대칭인 AR-AR인 경우 문턱 전류에서의 발진 파장의 분포는 장파장 모드와 단파장 모드 근처에 존재하였으나 문턱 전류 이상에서는 SHB 현상으로 인하여 장파장 모드에 집중적으로 분포하였다. kL이 증가할수록 금지 대역의 폭이 넓어져 발진 파장의 분포도 넓은 영역에 분포함을 알 수 있었다. AR 단면의 반사율에 따른 파워 추출 효율의 변화와 발진 파장의 분포의 변화는 매우 작았다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.8-13
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• 2009

LED 광원 기술의 발전과 더불어 응용분야도 다양하게 넓어지고 있다. 이중 본 논문에서는 액정 후면 배광 장치와 같이 고성능의 광원이 요구되는 응용제품에 적합한 광원을 제작하였다. 논문에서 제안한 광원은 금속산화물 절연층을 이용하여 LED chip에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 전달하는 구조를 적용하였으며 패키지 구조가 아닌 chip과의 접촉면에 반사컵 구조를 적용하여 배광 분포 제어와 광자 재흡수 특성을 개선하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.21.2-21.2
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• 2009

발광다이오드는 에너지 변환 효율이 높고 친환경적인 장점으로 인하여 차세대 조명용 광원으로 각광받고 있다. 하지만 현재 발광다이오드는 낮은 광추출효율로 인하여 미래의 수요를 충족시킬 수 있을 만큼 충분한 성능의 효율을 나타내지 못하고 있다. 발광다이오드의 낮은 광추출효율은 반도체소재와 외부 공기와의 큰 굴절률 차이로 인하여 발생하는 전반사 현상에 기인한 것으로 이 문제를 해결하기 위하여 발광다이오드 소자의 발광면 및 기판을 텍스처링하는 방법이 중요하게 인식되고 있다. 하지만 현재까지 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석한 연구는 미진한 상황이다. 본 연구에서는 임프린팅 및 건식식각 공정을 이용하여 다양한 구조의 나노 및 micron 급 패턴을 발광다이오드의 p-GaN층에 형성하였다. 발광다이오드 기판 위에 하드마스크로 사용하기 위한 SiO2를 50nm 증착한 후 그 위에 UV 임프린팅 공정을 진행하여 폴리머 패턴을 형성시켰다. 임프린팅 공정으로 형성된 폴리머 패턴을 CF4CHF3 플라즈마를 이용하여 SiO2를 건식식각하였고, 이후에 SiCl4와 Ar 플라즈마를 이용한 ICP 식각 공정을 진행하여 p-GaN층을 100nm 식각하였다. 마지막으로 BOE를 이용한 습식식각 공정으로 p-GaN층에 남아있는 SiO2층을 제거하여 p-GaN층에 sub-micron에서 micron급의 홀 패턴을 형성하였다. Photoluminescence(PL) 측정을 통해서 발광다이오드 소자에 형성된 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석하였다.