백색 LED 조명용 색변환 필름의 적용을 통한 고연색성 조명 구현에 대한 연구 (Realization of High-Rendering Luminaires Using Color Conversion Films for White LED Applications)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 73권 / 8호 / 703 ~ 710페이지
· 저자명 : 이규빈, 이현종, 조주법, 최인성, 박성민, 고재현

초록

청색 LED 칩 위에 황색 형광체 플레이트와 적색 양자점 필름이 순차적으로 적용된 백색 LED 조명의 광특성을 형광체의 두께, 양자점의 농도, 그리고 마이크로 프리즘 필름의 부착 유무에 따라 조사하였다. 황색 형광체가 과도하게 두꺼우면 청색 LED의 흡수가 많아지고 황색광의 비중이 높아져 플랑크 궤적으로부터 벗어남을 확인했고 이는 황색 형광체의 발광 스펙트럼에 적색 성분이 부족한 것에 기인한다. 적색 양자점 필름을 추가할 경우 630 nm 부근의 적색 피크가 형성되며 연색지수가 개선됨을 알 수 있었다. 특히 양자점 필름 위에 일차원 마이크로 프리즘 필름이 배치될 경우 프리즘 계면에서 발생하는 반사로 인해 상하 공동 내부에서 빛의 왕복운동이 촉진되고 이로 인해 적색 양자점 필름의 색변환 효율이 증가했다. 이로 인해 정면 밝기 및 연색지수가 개선됨도 확인할 수 있었다. 본 연구는 원격 색변환 부품을 적용하는 조명의 연색성을 개선할 수 있는 아이디어를 제공한다.

영어초록

The optical properties of white light-emitting diodes (LEDs) with a yellow phosphor plate and a red quantum dot film applied sequentially on top of a blue LED chip were investigated as a function of phosphor thickness, quantum dot concentration, and the presence or absence of the microprism film. It was found that an excessively thick yellow phosphor plate leads to an increased absorption of the blue LED, resulting in a higher proportion of yellow light and deviation from the Planckian locus. This deviation arises due to the absence of long-wavelength red component in the emitting spectrum of yellow phosphor plates. Particularly, the application of one-dimensional microprism film to the quantum dot film demonstrates notable enhancement. The reflection at the prism interface facilitates the reciprocating motion of light within the vertical cavity formed by the prism film and the bottom reflector. This phenomenon considerably increases the color conversion efficiency of the red quantum dot film, resulting in improved on-axis brightness and color rendering index. This study provides insights into improving the color rendering performance of lighting with remote color-changing components.

참고자료

· 없음