Currently, yellow phosphor of Y3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce) fluorescent material is applied to a 450~480nm blue LED light source to implement a white LED device and it has a simple structure, can obtain sufficient luminance, and is economical. However, in this method, in terms of spectrum analysis, it is difficult to mass-produce white LEDs having the same color coordinates due to color separation cause by the wide wavelength gap between blue and yellow band. There is a disadvantage that it is difficult to control optical properties such as color stability and color rendering. In addition, this method does not emit purple light in the range of 380 to 420nm, so it is white without purple color that can not implement the spectrum of the entire visible light spectrum as like sunlight. Because of this, it is difficult to implement a color rendering index(CRI) of 90 or higher, and natural light characteristics such as sunlight can not be expected. For this, need for a method of implementing sunlight with one LED by using a method of combining phosphors with one light source, rather than a method of combining red, blue, and yellow LEDs. Using this method, the characteristics of an artificial sunlight LED device with a spectrum similar to that of sunlight were demonstrated by implementing LED devices of various color temperatures with high color rendering by injecting phosphors into a 405nm deep blue LED light source. In order to find the spectrum closest to sunlight, different combinations of phosphors were repeatedly fabricated and tested. In addition, reliability and mass productivity were verified through temperature and humidity tests and ink penetration tests.

흰꽃세덤(Sedum album)은 포복성으로 자라며 무리 지어 개화하는 특성을 가진 다육식물의 일종이다. 흰꽃세덤은 의약 품에 사용될 수 있는 플라보놀 배당체(flavonol glycoside)를 많이 생산하는 것으로 알려져 있다. 뿐만 비생물적 스트레 스 요인에 대해 강한 저항성을 가지고 있고 옥상녹화 시스템 (green roof systems)에 많이 사용되는 식물이다. 흰꽃세덤 은 강인한 생명력과 특이한 외형을 기반으로 실내에서 관상식 물로 사용될 수 있는 잠재력도 가지고 있다. 그러나 흰꽃세덤 이 실내식물로써 활용되기 위해서는 생장에 적합한 광질이 구명되어야 한다. 이에 따라 본 실험에서는 인공광원으로 시중 에 상용으로 판매되고 있는 3000, 4100, 6500K 백색 T5 LED를 사용하였으며 식물은 흰꽃세덤의 우량종인 ‘아툼’(S. album cv. Athoum)을 선발하여 본 실험에 적용하였다. 결과 적으로 초장, 초폭, 피복면적, 근장, 분지의 개수와 같은 식물 의 크기를 나타내는 지표는 4100K 백색 LED 처리구에서 크 게 증가하는 것으로 나타났다. 식물의 생체중과 수분함량은 4100K 백색 LED에서 증가하였으나 건물중은 3000K 백색 LED에서 증가하는 것으로 나타났다. CIELAB 중 명도를 나타 내는 L*은 4100K 백색 LED에서 가장 높게 나타났는데 이는 식물의 높은 수분함량으로 인한 세포의 팽창 혹은 에피큐티큘 러 왁스층(epicuticular waxes)의 발달로 추측되었다. CIE76 color difference(ΔE * ab)는 4100K 백색 LED 처리 구와 6500K 백색 LED 처리구 간에 ΔE* ab=5.51로 가장 크게 나타났다. RHS 분석에서는 모든 처리구가 동일하게 N137A, 147A로 평가되었다. 결론적으로 식물을 판매하거나 관상가치 를 향상시킬 목적으로 식물의 크기를 유의미하게 증대시키고 자 하는 경우 4100K 백색 LED를 사용할 것을 권고한다. 한 편, 살아있는 식물체를 약용으로 사용하거나 2차 대사산물을 추출하고자 하는 경우 4100K 백색 LED의 사용을 권고하며 말린 식물체를 활용하고자 한다면 3000K 백색 LED를 사용 할 것을 권고한다.

Uniform scions and rootstocks should be produced to ensure grafting success. Light quality is an important environmental factor that regulates seedling growth. The effects of warm- and cool-white light emitting diode (LED) ratios on seedling growth were investigated. Scions and rootstocks of cucumber, tomato, and watermelon were grown in a closed transplant production system using LED as the sole lighting source. The LED treatments were W1C0 (only warm-white), W1C1 (warm-white: cool-white = 1:1), W3C1 (warm-white: cool-white = 3:1), and W5C2 (warm-white: cool-white = 5:2). The seedlings grown in W1C1 had the shortest hypocotyls, and the seedlings grown in W1C0 had the longest hypocotyls among the three tested vegetables. The hypocotyls of watermelon scions, watermelon rootstocks, and tomato rootstocks were shortest in W1C1, followed by those in W3C1, W5C2, and W1C0, but there was no significant difference between W3C1 and W5C2, which remained the same as the ratio of cool-white LEDs increased. In addition, tomato scions had the first and second longest hypocotyls in W1C0 and W3C1, respectively, and the shortest hypocotyls in W5C2 and W1C1, along with W5C2 and W1C1, although the difference was not significant. The stem diameter was highest in W1C0 except for tomato seedlings and rootstocks of watermelon. The shoot fresh weight of scions and rootstocks of cucumber and watermelon and the root fresh weight of cucumber scions were lowest in W1C1. These results indicated that different ratios of LED lighting sources had a strong effect on the hypocotyl elongation of seedlings.

인공광 이용형 식물공장에서 인공광원의 전력 소모는 작물 생산 비용을 증가시키는 주요한 요인이다. 따라서 인공광원의 광 이용효율을 향상시키는 것은 식물공장의 경제성 확보에 중요한 사안이다. 본 연구의 목적은 다양한 스펙트럼을 갖는 백색 LED와 원적색광을 추가한 다양한 백색 LED에서 재배 된 이고들빼기의 생산성과 광 이용효율을 비교하는 것이다. 파종 후 3주된 이고들빼기 묘는 심지 이용 수경재배 시스템에 정식되었고, 기온 20 ± 0.1°C, 상대습도 60 ± 0.1%, 이산화탄소 938.2 ± 5.8μmol·mol -1 , 광도 PPFD 250.6 ± 0.6μmol·m -2 ·s -1 , 광주기 16시간으로 설정된 인공광 이용형 식물공장에서 5주 재배되었다. 광질 처리조건은 대조구로 식물재배용 3가지 백색 LED(CL 1, CL 2, CL 3), 백색 LED 그룹[Warm W(WW), Neutral W(NW), Neutral W + Red(NWR), Cool W(CW)], 원적색광이 추가된 백색 LED 그룹(WWFR, NWFR, NWRFR, CWFR)이 사용되었다. 백색 LED에 원적색광의 추가는 지상부 생육특성 항목(생체중, 엽장, 엽면적)을 증대시켰고 WWFR 의 지상부 생장이 유의적으로 가장 높았다. 반면에 원적색광의 보광은 엽록소 함량을 감소시켰고 플라보노이드 지수에는 영향을 주지 않았다. 재배기간 동안의 총 소비전력은 CL 1에서 가장 낮았고 WWFR의 총 소비전력이 가장 높았다. WW와 WWFR의 광 이용효율이 높았으며 백색 LED에 원적색광의 추가는 광 이용효율을 3–15% 증대시켰다. 따라서, 백색 LED 에 원적색광의 보광은 작물의 생산성과 광 이용효율을 향상시켜 작물의 생산비용을 감소시킬 수 있었다.

Ca3MgSi2O8:Eu2+(x = 0.003, 0.005, 0.007, 0.01, 0.03 mol) white phosphors for Light Emitting Diodes(LED) are synthesized with different concentrations of Eu2+ ions using a solid state reaction method. The crystal structures, surface and optical properties of the phosphors are investigated using X-Ray Diffraction(XRD), Scanning Electron Microscope(SEM) and photoluminescence(PL). The X-Ray Diffraction results reveals that the crystal structure of the Ca3MgSi2O8:Eu2+ is a monoclinic system. The particle size of Ca3MgSi2O8:Eu2+ white phosphors is about 1~5 μm, as confirmed by SEM images. The maximum emission spectra of the phosphors are observed at 0.01 mol Eu2+ concentration. The decrease in PL intensity in the Ca3MgSi2O8:Eu2+ white phosphors with Eu2+ concentration is interpreted by concentration quenching. The International Commission on Illumination(CIE) coordinate of 0.01 mol Eu doped Ca3MgSi2O8 is X = 0.2136, Y = 0.3771.

This study was conducted to investigate visual threshold of nigro (Cichlasoma nigrofasciatum) on white LED light. Thevisual threshold was obtained by analyzing electrocardiogram (ECG) of the nigro. 5 individuals (body weight: 15.62~45.49 g; TL: 8.9~12.4 cm) were trained for lights by an electric stimulus. And then the heart rate (beats/10s) before and after switching on the light were compared. Light intensity range was from 0.00 to 226.4 lux. Average heart rate was 10.36 beats/10s in the normal condition. When the fish perceived the light, the heart rate was decreased. Visual threshold of the fish was 2.59 lux.

In this study, we fabricated high quality color conversion component with green/red phosphor and low melting glass frit. The color conversion component was prepared by placing the green and red phosphor layer on slide glass via screen printing process. The properties of color conversion component could be controlled by changing coating sequence, layer thickness and heat treatment temperature. We discovered that optical properties of color conversion component were generally determined by the lowest layer. On the other hand, the heat treatment temperature also affected to correlated color temperature (CCT) and color rending index (CRI). The color conversion component with a green (lower) - red (upper) layer which was sintered at 550 oC showed the best optical properties: CCT, CRI and luminance efficacy were 3340 K, 78, and 56.5 lm/w, respectively.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty비와 Hertz에 따른 최적 환경조건을 알아보 고자 하였다. LED광원의 종류는 적색+청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W)을 이용하였으며, R+B광 원의 Hz는 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 R+B+W 광원의 Hz는 각각 60, 180, 540, 1620Hz로 처리하여 총 10개의 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름 24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 처리구당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 광합성률은 R+B광원에서 Duty비 30%일 때 180Hz가 가장 높았고, Duty비 50%일 때는 20Hz가 가장 높았다. R+B+W광원에 서는 Duty비 50%일 때 60Hz가 가장 높았고, Duty비 70% 일 때는 180Hz가 가장 높았다. 증산률은 R+B광원에서 Duty비 30%일 때 60Hz가 가장 높았고, Duty비 50%일 때 는 20Hz와 1620Hz가 가장 높았다. R+B+W광원에서는 Duty비 30% 일 때 60Hz가 가장 높았고, Duty비 50%일 때는 180Hz와 540Hz 그리고 Duty비 70%일 때는 540Hz가 가장 높았다. 기공전도도는 R+B광원에서 Duty비 30%일 때 60Hz가 가장 높았고, Duty비 50%일 때 20Hz가 가장 높았다. R+B+W광원에서는 Duty비 30%일 때 60Hz가 가 장 높았다. 특히 광합성률에서는 R+B+W광원에서 Duty비 30%일 때 Hertz간의 유의적인 차이는 나타나지 않았지만, R+B와 R+B+W광원 모두 Duty비 30%에서 가장 높은 광합 성률을 보였다. 또한 R+B+W광원에서 보다 R+B광원에서 Duty비 30%일 때 더 높은 광합성률을 보였다. 위의 결과를 종합해보았을 때 R+B와 R+B+W광원 모두 60Hz와 180Hz 에서 가장 최적의 생리·생태학적 반응이 나타났으며, R+B 광원에서 Duty비 30%일 때 인삼의 최적 환경 조건을 유지 하며 에너지 절감 또한 될 것으로 판단된다.

본 실험은 식물공장시스템에서 인공광원인 백색 LED의 광도와 광주기에 따른 ‘선홍적축면’의 생육조건을 구명하고자 수행하였다. 그리고 각각의 챔버에 백색 LED 를 설치 후 완전임의배치법으로 20cm × 20cm 간격으로 재식하였다. 광도는 100, 200, 300μmol · m−2 · s−1로 처리 하였고, 광주기는 12/12, 18/6, 24/0(명기/암기)으로 처리하였다. 온도는 21 ± 2oC, 상대습도는 60 ± 10%로 조절 하여 22일간 재배하였다. 엽폭과 엽장, 생체중과 건물중, 총 안토시아닌 함량은 24/0(명기/암기) 처리에서 좋았다. 최대근장, 생체중과 건물중, 엽수는 100, 300μmol · m−2 · s−1보다 200μmol · m−2 · s−1 처리에서 좋았다. 엽록소는 광주기 18/6과 24/0 처리 보다 12/12(명기/암기) 처리에서 높았다. 본 실험의 결과로 광도는 200, 300μmol · m−2 · s−1, 광주기는 12/12 또는 18/6(명기/암기) 처리를 하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

Yellow phosphor dispersed color conversion glasses are promising phosphor materials for white LED applications because of their good thermal durability, chemical stability, and anti-ultraviolet property. Six color conversion glasses were prepared with high Tg and low Tg specimens of glass. Luminous efficacy, luminance, CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) chromaticity, CCT (Correlated Color Temperature), and CRI (Color Rendering Index) of the color conversion glasses were analyzed according to the PL spectrum. Color conversion glasses with high Tg glass frit, sintered at higher temperature, showed better luminous properties than did color conversion glasses with low Tg glass frit. The characteristics of the color conversion glass depended on the glass composition rather than on the sintering temperature. The XRD peaks of the YAG phosphor disappeared in the color conversion glass with major components of B2O3-ZnO-SiO2-CaO and, in the XRD results, new crystalline peaks of BaSi2O5 appeared in the color conversion glass with major components of Bi2O3-ZnO-B2O3-MgO. The characteristics of CIE chromaticity, CCT, and the CRI of low Tg color conversion glasses showed worse color properties than those of high Tg color conversion glasses. However, these color characteristics of low Tg glasses were improved by thickness variation. So color conversion glasses with good characteristics of both luminous and color properties were attained.

ZnS:Mn, Dy yellow phosphors for White Light Emitting Diode were synthesized by a solid state reaction methodusing ZnS, MnSO4·5H2O, S and DyCl3·6H2O powders as starting materials. The mixed powder was sintered at 1000oC for 4h in an air atmosphere. The photoluminescence of the ZnS:Mn, Dy phosphors showed spectra extending from 480 to 700nm,peaking at 580nm. The photoluminescence of 580nm in the ZnS:Mn, Dy phosphors was associated with 4T1→6A1 transitionof Mn2+ ions. The highest photoluminescence intensity of the ZnS:Mn, Dy phosphors under 450nm excitation was observedat 4mol% Dy doping. The enhanced photoluminescence intensity of the ZnS:Mn, Dy phosphors was explained by energytransfer from Dy3+ to Mn2+. The CIE coordinate of the 4 mol% Dy doped ZnS:Mn, Dy was X=0.5221, Y=0.4763. Theoptimum mixing conditions for White Light Emitting Diode was obtained at the ratio of epoxy:yellow phosphor=1:2 formCIE coordinate.

We have synthesized bluish-green, highly-efficient BaSi2O2N2:Eu2+ and (Ba,Sr)Si2O2N2:Eu2+ phosphors through aconventional solid state reaction method using metal carbonate, Si3N4, and Eu2O3 as raw materials. The X-ray diffraction (XRD)pattern of these phosphors revealed that a BaSi2O2N2 single phase was obtained. The excitation and emission spectra showedtypical broadband excitation and emission resulting from the 5d to 4f transition of Eu2+. These phosphors absorb blue light ataround 450nm and emit bluish-green luminescence, with a peak wavelength at around 495 nm. From the results of anexperiment involving Eu concentration quenching, the relative PL intensity was reduced dramatically for Eu=0.033. A smallsubstitution of Sr in place of Ba increased the relative emission intensity of the phosphor. We prepared several white LEDsthrough a combination of BaSi2O2N2:Eu2+, YAG:Ce3+, and silicone resin with a blue InGaN-based LED. In the case of onlythe YAG:Ce3+-converted LED, the color rendering index was 73.4 and the efficiency was 127lm/W. In contrast, in theYAG:Ce3+ and BaSi2O2N2:Eu2+-converted LED, two distinct emission bands from InGaN (450nm) and the two phosphors (475-750nm) are observed, and combine to give a spectrum that appears white to the naked eye. The range of the color renderingindex and the efficiency were 79.7-81.2 and 117-128 lm/W, respectively. The increased values of the color rendering indexindicate that the two phosphor-converted LEDs have improved bluish-green emission compared to the YAG:Ce-converted LED.As such, the BaSi2O2N2:Eu2+ phosphor is applicable to white high-rendered LEDs for solid state lighting.

Bi co-doped ZnS:Mn,Bi yellow phosphors for white light emitting diodes were prepared by the conventional solidstate reaction method. The optical and structural properties of ZnS:Mn,Bi phosphors were investigated by x-ray diffraction, scanning electro microscopy and photoluminescence. ZnS:Mn,Bi phosphors showed XRD patterns of hexagonal structure. The photoluminescence of ZnS:Mn,Bi phosphors showed spectra extending from 480 to 700 nm, peaking at 580 nm. The photoluminescence of 580 nm in the ZnS:Mn,Bi phosphors was associated with the 4T1 → 6A1 transition of the Mn2+ ions. The highest photoluminescent intensity of the phosphors under 405 nm and 450 nm excitation was obtained at Bi concentration of 7mol%. The optimum mixing conditions with epoxy and yellow phosphor for white light emitting diodes were observed in a ratio of epoxy:yellow phosphor of 1:3.5. The CIE chromaticity of the white LED at the 1:3.5 ratio was X = 0.3454 and Y = 0.2449.

Er을 첨가한 ZnS:Mn 형광체를 1000℃에서 4시간 고상반응법으로 소결하여 제조하였다. 결정 구조 및 광 특성은 XRD, PL 그리고 SEM을 통하여 분석하였다. XRD 결과, ZnS:Mn 형광체는 hexagonal 구조가 나타났고, Er의 농도가 증가함에 따라 Er2O3 구조가 관찰되었다. ZnS:Mn 형광체의 평균입자 크기는 약 15㎛였고, Er 첨가와 함께 ZnS:Mn, Er 형광체의 입자 크기는 감소하였다. 580nm 발광 피크는 ZnS:Mn, Er 형광체에서 Mn2+ 이온의 4T1→6A1으로의 전이에 의한 것이다. Er을 0.5mol% 첨가한 형광체의 발광 세기는 Er을 첨가하지 않은 ZnS:Mn 형광체보다 높았다. ZnS:Mn, Er 형광체에서 발광 세기의 증가는 Er3+에서 Mn2+로의 에너지 전이에 의한 것으로 생각된다.

이 연구의 목적은 백색 LED 조명의 광학적 특성을 분석하고 그 특성에 따라 반응하는 학생과 교사들의 감성 반응을 평가하는 데 있다. 이를 위해 이 연구에서는 백색 LED모듈 5개를 시제품으로 만들어 광학적 특성을 측정하고 감성 평가용 모형을 제작하여 감성 반응을 평가하여 분석하였다. 감성 평가에 이용된 평가 방법은 의미미분법이고 선정된 문항은 16문항이며, 이 문항의 신뢰성과 타당성을 검증하기 위하여 예비 실험을 통하여 신뢰도 분석과 타당도 분석을 하였다. 이 과정에서 4가지 요인을 추출하였는데 제 1요인은 활동성, 제 2요인은 안정감, 제 3요인은 역량성, 제 4요인은 감성이미지 요인이라고 명명하였다. 색온도에 따른 감성 평가의 결과는 활동성과 역량성 요인에서는 색온도가 높은 조명을 선호하였으며 , 안정감 요인에서는 색온도가 낮은 조명을 선호하였다. 감성이미지 요인에서는 색온도와 관련 없이 5800K인 청색 계통의 조명을 선호하였다. 연색지수에 따른 감성 평가의 결과는 활동성, 안정감, 감성이미지 요인에서는 고연색 조명을 선호하였으며, 역량성 요인에서는 중 연색 조명을 선호하였다.