シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
固体照明工学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Solid State Lighting | ||
| 科目番号 /Code |
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| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
全学年 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
博士前期課程、博士後期課程 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
情報・ネットワーク工学専攻、基盤理工学専攻 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
内田 和男 | ||
| 居室 /Office |
東31-205 | ||
| 公開E-Mail |
uchida@UEC 但しUECはuec.ac.jp | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
https://uecdisk.cc.uec.ac.jp/index.php/s/li4pbZNjh1vxXfi | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/02/29 14:20:55 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標 /Topic and goals |
主題および達成目標：近年、窒化物半導体LEDと蛍光体の組み合わせによる白色LEDはその高性能化および低消費エネルギー、長寿命という利点より、新規光源として照明器具に盛んに用いられ始めている。そしてこの需要により生産量、更なる高性能化への研究開発も、シリコン半導体に匹敵するほど激化しており、従来のLEDに関する常識からは、かけ離れた状況となっている。またLEDを光源に用いる固体照明器具としての設計指針等も、LED光源の特性により、これまでとは異なるアプローチが要求されている。近い将来、LED固体照明が従来の照明器具を凌駕し、コモディティー化し、さらに他の低消費電力デバイスとの組み合わせでIOT照明システムとして応用展開されることは明白である。このように照明の世界も半導体技術で支えられる時代が既に到来しており、本授業は、最新の超高輝度LEDに関する基礎知識として結晶成長技術、デバイス物理およびその周辺技術、そして固体照明器具設計に関わる測光測色技術の習得を目的とする。説明言語は英語と日本語を併用し、英語の教材、資料を用いる。 Course Description: White Light Emitting Diode (LED), comprised of III-nitride compound semiconductors and phosphors, has been utilized as a new light source for luminaries due to its superior properties, such as high performance, low energy consumption, and long life. The demand for LEDs leads toward high volume production and intensive research to yield unprecedented higher performances that are almost compatible with those of Si industries. Furthermore, design rules of solid state lightings (SLS) that utilize LED as a light source has to be different from other luminaries due to the unique properties of LEDs. It is evident that LED SLS will replace old luminaries and be a part of the IOT lighting system in combination with other low energy consumption devices in the near future. Subsequently, a new era will come where more luminaries are supported by semiconductor technologies. We will investigate semiconductor crystal growth technology; study semiconductor device physics and its peripheral technologies for updated ultra-bright LED; analyze light and color methods for designing SLSs. This course will be conducted in both English and Japanese and texts and materials will be provided in English. |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
特になし NIL |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
特になし NIL |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
E. Fred Schubert, “Light-Emitting Diodes”, Cambridge |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
第１週 LEDの開発、製品化への歴史およびLED光源を用いた新規照明器具の勃興とその普及状況と課題について（高効率化、熱） Week１ History of development and commercialization of LED 第２週 測光、測色、視感度に関する基本 １ 発光効率 ルーメン、カンデラ、mW等の基本単位 ２ 黒体輻射スペクトル、色温度、光の演色性 Week 2 Human eye sensitivity and photometric qualities 1 Basic unit of luminous Efficiency, Lumen, Candela, mW 2 Black body radiation, color temperature and Color rendering 第３週 LED半導体結晶成長技術としての有機金属気相成長法（MOVPE） Week 3 Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE) as a LED semiconductor crystal growth technique. 第４週〜第９週 LED半導体物理 (AlGaAs, AlInGaP, InGaN, III-V及びIII-窒化半導体) １ 発光−非発光再結合とその理論 ２ LEDの電気的特性、光学的特性 ３ 接合およびキャリア温度 ４ 内部量子効率高性能化へのデバイスデザイン、高効率電流注入技術 ５ 透明導電膜技術 ６ 外部量子効率（光取出）技術 Week 4-9 LED semiconductor physics (AlGaAs, AlInGaP, InGaN, III-V, III-Nitride semiconductors) 1 Radiative and non-radiative recombination and its theory 2 Electrical and Optical properties of LEDs 3 Junction Temperature and carrier temperature 4 Device designs and high efficient current injection technique for aiming for high internal quantum efficiency 5 Transparent conductive electrode technique 6 External quantum efficiency (Light extraction technique) 第１０週〜第１１週 最新LEDパッケージ技術 高反射効率、高熱伝導、COB Week 10, 11 LED Unprecedented packaging technology High reflectance, high thermal conductivity, Chip on Board (COB) 第１２週〜第１３週 白色LED技術 １ RGB-LED白色技術 ２ 蛍光体による補色技術 Week 12,13 White LED emitter technology 1 RGB white emitter 2 Phosphor converted White emitter 第１４週 次世代固体照明へのアプローチ 新規制御技術との融合 Week 14 Approach toward next generation SLS Combination with new control technology 第１５週 まとめ Week 15 Summary |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
毎週の課題とテキストを用いた予習復習を行う。 Preparation and review using handed materials and the text book are preferred. |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading |
成績評価方法および評価基準（最低達成基準を含む）小テスト+出席 ６０％、課題プロジェクト４０％、６０％以上を合格とする Evaluation will be done with considering quiz and attendance(40% ) and performance of the project (60%) |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
事前に電子メールでアポをとり、相談を行います Office hour will be available upon request by e-mail |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
LED技術の基礎から照明応用までを展開します。 The fundamental of LED technology and applications of luminaries are provided. |
| その他 /Others |
人に優しく、美しいLED照明を展開する企業訪問によるフィールドスタディーも毎年行っています。 The field study by visiting a company that produces human centric, artistic LED luminary is done annually. |
| キーワード /Keyword(s) |
LED半導体物理、デバイス技術、実装技術、LED照明 LED semiconductor physics, Device technology, Packaging and LED luminary |