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UV LED의 광효율 및 방열성능 향상을 위한 new packaging 특성 연구
Implementation of Electrical and Optical characteristics based on new packaging in UV LED 원문보기

스마트미디어저널 = Smart media journal, v.11 no.9, 2022년, pp.21 - 29  

김병철 (원광대학교 정보통신공학과) ,  박병선 (원광대학교 정보통신공학과) ,  김형진 (전북대학교 IT응용시스템통신공학과) ,  김용갑 (원광대학교 정보통신공학과)

초록
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센서 및 분석 경화시장에서 폭넓게 사용되고 있는 기존의 UV 광원들이 점차 LED로 교체 적용되고 있다. 그러나 UV LED의 광 성능이 기존 램프에 비하여 여전히 낮고 광 효율성도 낮아 효능성 감소 및 수명 저하 문제가 존재한다. 현재 환경과 UV램프의 기술적인 문제로 인하여 점차 LED교체가 이루어지고 있는 시점에서 UV LED의 성능 향상이 매우 중요하다. 본 연구에서는 UV LED의 수명 증가 및 성능 향상을 위한 new package 설계 및 분석을 실행하였다. 광소자에서 발생하는 열을 직접 방출하기 쉽도록 방열특성이 우수한 packaging 설계가 매우 중요한데, 본 연구에서는 열적 안전성을 기반으로 안정성이 우수한 패키지 구성 및 UV LED용 new packaging을 설계 구현하였다. 이를 통하여 광 효율 및 방열성능 향상을 위한 새로운 UV LED용 new packaging을 구성하고 전기적 광학적 특성을 각각 분석하였다. 또한 UV LED package의 방열성능 향상을 위해 높은 반사율 특성을 가지는 알루미늄(Al)를 이용, 최적의 렌즈 포커싱를 적용함으로서 광출력 효율을 증가 시킬 수 있었다. 기존 은(Ag)대비 광효율 결과가 약 ~30%이상 개선되었으며, 새로 적용된 광소자 패키지에서 광출력 저하 특성이 약 10% 이상 향상됨을 확인 할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ultra Violet(UV) is gradually being replaced with LED instead of general UV lamps. However, the light efficiency of UV LED is still lower than that of the general lamp, and the light efficiency is also low. Due to the current environment and technical problems of UV lamps, the LED replacements are g...

주제어

#자외선   #광효율   #방열성능   #고효율   #열전도도  

참고문헌 (16)

  1. Beom-Su Kim, Sungkwan Youm, and Yong Kab Kim, "Measurement of Turbidity Using an 850 nm Light-emitting Diode," Sensors and Materials, Vol. 32, No. 12. pp. 4169-4178, Dec. 2020. 

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  2. Beom-Su Kim, Sungkwan Youm, and Yong Kab Kim, "Sterilization of Harmful Microorganisms in Hydroponic Cultivation Using an Ultraviolet LED Light Source," Sensors and Materials, Vol. 32, No. 11. pp. 3773-3785, Nov. 2020. 

    상세보기

  3. Microbiological Aspects and Risks, "Ultraviolet Disinfection," Microbiology of Waterborne Diseases(2nd Edition), Chapter 34, pp. 617-630, 2014. 

  4. Soloshenko IA, Bazhenov VY, Khomich VA, Tsiolko VV, Potapchenko NG, "Comparative research of efficiency of water decontamination by UV radiation of cold hollow cathode discharge plasma versus that of low-and midium-pressure mercury lamps," IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 34, No. 4, pp. 1365-1369, Aug. 2006. 

  5. EPA(United States Environmental Protection Agency), "Ultraviolet Disinfection Guidance Maunal," U.S. EPA Headquarter Library, Washington, 2003. 

  6. . 윤봉식, 조광수, "LED조명등기구 디자인 개발을 위한 형태적 속성분석에 관한 연구," 스마트미디어 저널, 제5권, 제4호, 103-110쪽, 2017년 12월 

  7. . 천우영, 김영철, "주변전기장 측정센서를 이용한 손동작 신호검출을 위한 신호처리시스템연구," 스마트미디어저널, 제6권, 제2호, 26-32쪽, 2017년 6월 

  8. 김범수, 이홍식, 김용갑, "자외선 LED기반의 스마트팜 미생물 살균 분석," 조명전기설비학회논문지, 제34권, 제4호, 11-16쪽, 2020년 4월. 

  9. D. Kim and D. Kang, "UVC LED Irradiation Effectively Inactivates Aerosolized Viruses, Bacteria, and Fungi in a Chamber-Type Air Disinfection System," Applied and Environmental Microbiology, Vol. 84, No. 17, pp. 1-11, Sep. 2018. 

  10. W. Kierat, W. Augustyn, P. Koper, M. Pawlyta, A. Chrusciel and B. Wyrwol, "The Use of UVC Irradiation to Sterilize Filtering Face piece Masks Limiting Airborne Cross-Infection," Int. J. Environ. Res. Public Health, Vol. 17, No. 20, pp. 7396, Oct. 2020. 

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  11. Fu X., "Research of junction temperature and phosphor self-heating in LED packaging", Dissertation for the Master Degree. Wuhan Huazhong University of Science and Technology, 2014. 

  12. Jack Shandle, "Useful life high brightness white LEDs at difference operating temperature," ABCs of LED Thermal Management, Convergence Promotions LLC, Jun. 2012. 

  13. J. Mioduska, A. Zielinska-Jurek, J. Hupka, "Photocatalytical Degradation of Toluene and Cyclohexane Using LED Illumination," Pol. J. Environ. Stud, Vol. 26, No. 3, pp. 1159-1164, May, 2017. 

  14. V. Binas, V. Stefanopoulos, G. Kiriakidis and P. Papagiannakopoulos, "Photocatalytic oxidation of gaseous benzene, toluene and xylene under UV and visible irradiation over Mn-doped TiO2 nanoparticles," Journal of Materiomics, Vol. 5, No. 1, pp. 56-65, Mar. 2019. 

    상세보기

  15. L. Eisenloffel, T. Reutter, M. Horn, S. Schlegel, U. Truyen and S. Speck, "Impact of UVC-sustained recirculating air filtration on airborne bacteria and dust in a pig facility," Plos one, pp. 1-18, Nov. 2019. (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225047) 

    상세보기 crossref

  16. 김효준, 강은영, 임경빈, 황근창, 김용갑, "열전소자 구조에 따른 COB LED의 방열성능 비교 분석," 한국인터넷방송통신학회, Vol. 15, No. 2, pp. 189-194, 2015년 4월 

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