T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   3 J une   2020 ,   pp.   1561 ~ 1566   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i3. 13626     1561       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   Gr e e n - e m itt i n g Gd 2 O 2 S : T b 3+   an d   r e d - e m itt in Y 3 Al 5 O 12 : C r 3+   p h osp h or s :   a   su ita b le  se l e c t io n  f or   e n h an c in c ol or  q u al ity    of  r e m ot e  p h osp h o r  st r u c t u r e       Nguyen  T h P h u on g   L oan 1 T h in h   Cong   T r an 2   1 Facu l t y   o F u n d amen t al   2 ,   Po s t s   an d   T el ec o mmu n i ca t i o n s   In s t i t u t o T ech n o l o g y ,   H o   Ch i   Mi n h   Ci t y ,   V i et n am   2 Facu l t y   o E l ec t ri ca l   an d   E l ec t ro n i c s   E n g i n eer i n g ,   T o n   D u T h an g   U n i v ers i t y ,   H o   Ch i   Mi n h   Ci t y ,   V i et n am       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  J ul  18 ,   2019   R e vis e J a 19 ,   2020   Ac c e pted  F e 24 ,   2020       T h i s   ar t i c l d emo n s t rat e s   g ree n - emi t t i n g   p h o s p h o r   Gd 2 O 2 S: T b 3+   a n d     red - emi t t i n g   p h o s p h o Y 3 Al 5 O 12 : Cr 3+   a p p l i ca t i o n   i n   t h t ri p l e - l ay er  p h o s p h o r   W L E D   t o   en h an ce  o p t i ca l   p erf o rman ce.   T h arran g eme n t   o p h o s p h o l a y ers   i n   t h W L E D   i s   red   p h o s p h o Y 3 Al 5 O 12 : Cr 3+   o n   t o p ,   g reen   p h o s p h o r   Gd 2 O 2 S: T b 3+   i n   t h mi d d l e,   an d   y e l l o w   p h o s p h o Y A G : Ce 3+  at   t h b o t t o m.   T h p r i n ci p al   t o   u t i l i ze  t h es e   p h o s p h o ma t eri a l s   i s   t h e x p l o i t a t i o n   o f   ad d i t i o n al   red   l i g h t   c o mp o n e n t   an d   g ree n   l i g h t   co m p o n e n t   fro t h g ree n   an d   red   p h o s p h o t o   e n ri c h   t h c o l o ren d eri n g   i n d ex   ( CRI)  an d   l u m i n o u s   effi cacy .   T h i n fl u en ce s   o g reen   p h o s p h o an d   red   p h o s p h o are  al s o   es t i mat e d   w i t h   n ew   q u al i t y   i n d i cat o r,   t h co l o q u al i t y   i n d ex   (CQ S).     T h res u l t s   s h o w   red   p h o s p h o Y 3 Al 5 O 12 : Cr 3+   en ab l CRI  w h e n   i t s   co n ce n t ra t i o n   i n crea s es   w h i l g r een   p h o s p h o e x h i b i t s   co n t ra s t   reac t i o n .   Reg ard i n g   t h CQ S,   t h o p t i mal   red   p h o s p h o co n ce n t ra t i o n   fo CQ i s     fro 1 0 %   t o   1 4 % ,   d i s reg ar d   t h c o n ce n t ra t i o n   i n   g ree n   p h o s p h o r.     T h i mp r o v eme n t   t h a t   ap p l y i n g   t h e s t w o   p h o s p h o mat eri al s   b r o u g h t   co me s   fro l i mi t i n g   t h l i g h t   l o s s   fro b ac k - s ca t t er i n g   an d   s t re n g t h e n   ch ro ma t i c   p erfo rma n ce  t h r o u g h   ad d i t i o n   re d   an d   g ree n   l i g h t   co mp o n en t s .   T h es e   fi n d i n g s   can   s u p p o rt   man u fact u rers   i n   ad a p t i n g   t o   m o d er n   l i g h t i n g   req u i remen t s   b y   i mp r o v i n g   CRI,   CQ an d   p art i cu l arl y   l u mi n o u s   effi c i en c y   t o   mo re  t h a n   4 0 % .       K e y w o r d s :   C olor   qua li ty   L umi nous   f lux     R e mot e   phos phor   pa c ka ge     T r ipl e - laye r   s tr uc tur e     W L E Ds       Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   T hinh  C ong  T r a n   F a c ult of   E lec tr ica a nd   E lec tr onics   E nginee r ing,     T on  Duc   T ha ng  Unive r s it y,     Ho  C hi  M inh  C it y,   Vie tnam   E mail:   t r a nc ongthi nh @tdt u. e du. vn       1.   I NT RODU C T I ON   T he   moder n   li ghti ng   s olut ion,   white  li ght - e mi tt ing   diodes   ( W L E Ds ) ,   wi th  many   r e mar ka ble  f e a tur e s   be ing  c ompac tnes s ,   powe r   e f f icie nc y,   c he a ma nuf a c tur ing  c os t,   a nd  c olor   s tabili ty ,   a r e   r e c e ivi ng  mor e   a tt e nti on  a nd  be c omi ng  a ir r e plac e a ble  li ght  s our c e   [ 1 - 4] .   T he   white  li ght  is   c r e a ted  f r om  mer ging  t he   c olor s   f r om  di f f e r e nt  s our c e s   s uc a s   blue  li ght  that  dis c ha r ge out  of   blue  c hip   a nd   the blende with   the  l i ght   f r om   the  ye ll ow  phos phor   whic gives   out  ye ll ow  l igh t   to  f or the  white  l ight   [ 5 ] .   W L E Ds   a r e   a   pr omi s ing  li ght  s our c e   in  s oli d - s tate   li ghti ng,   howe ve r ,   their   inf e r ior   lum inous   f lux   is   a n   obs tac le  that  p r e ve nts   th e f r om   be ing  wide ly  us e d.   T he   white  li ght   is   us ua ll y   th e   pr oduc o f   a   f r e e ly   dis pe r s e c oa ti ng  pr oc e s s   i whic   a   mi xtur e   o f   t r a ns pa r e nt  e nc a ps ulate r e s in  a nd  phos phor   powde r   a r e   s pr a ye dir e c tl onto   the  phos phor   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1561   -   1566   1562   pa c ka ge .   T he   a dva ntage s   of   thi s   method   a r e   the   op ti mal  phos phor   thi c kne s s   a nd  mi nim a l   pr oduc ing  e xpe ns e s ,   a lt hough  the  pr oduc ts   c r e a ted   c a nnot  mee the  s tanda r ds   of   high - qua li ty  W L E Ds   [ 6 - 9] .   As   a   r e s ult ,     the  c onf or mal   c oa ti ng  method  with   unif o r ml y   c ol or   dis tr ibut ion   that   c a obtain   the   a ngular   ho mog e ne it of   c or r e late c olor   tempe r a tur e   ( C C T )   is   e mpl oye a s   a   s ub s ti tut e   [ 10] .   T he   only  p r oblem  with  the  c onf or mal  phos phor   s tr uc tur e   is   the  da mage lum inous   e f f ici e nc due   to  the  ba c ks c a tt e r ing  e f f e c t.   M a ny  s olut ions   we r e   s ugge s ted  in  pr e vious   r e s e a r c to   li mi t   the   li gh los s   s uc a s   de tac the   c hip   f r o m   the  phos phor   laye r   of     the  r e mot e   phos p hor   s tr uc tur e   [ 11 - 13] .   E mpl oyi ng  the  int e r na r e e c ti on  s tr uc tur e   in  whic a   polym e r   s e mi s phe r ica lens   is   c oa ted  with  phos phor   on  th e   ins ide  to  boos t   int e r na l   li ght   e xtr a c ti on  [ 14] .   M or e ove r ,   e mpt c a vit ies   a r e   put  on   the   s tr uc tur e   to   r e f lec li ght   downw a r d   a nd  im p r ove   lum inous   e f f icie nc [ 15] .   Although  the  pa c ka ge   a r r a nge ment  is   us ua ll me nti one a s   the  main  f a c tor   that  de c ides   the   lum e output ,   howe ve r ,   the   c onc e ntr a ti on   of   e a c h   phos phor   la ye r   withi n   the   W L E D   model  a ls o   a f f e c ts   the  q ua li ty  of   lum inous   f l ux.     T he   lum inous   e f f icie nc y   of   W L E Ds ,   e s pe c ially  thos e   a t   lowe r   C C T s ,   is   a f f e c ted   by     the  ba c ks c a tt e r ing  li ght   los s   f r om   the   incr e a s e phos phor   c onc e ntr a ti ons   [ 16 - 18] .   T o   a ddr e s s   th is   is s ue ,     the  mos a ppa r e nt  s olut ion   is   to   boos the   e mi tt e blue  a nd   ye ll ow  li gh while   li mi ti ng   the   li ght  l os s   f r om    the  ba c k - s c a tt e r ing  pr oc e s s .   T he   tr ipl e - laye r   phos phor   W L E Ds   with  c olor   tempe r a tur e   of   600 a r e     the  s ubjec ts   f or   s i mul a ti ons   in  thi s   r e s e a r c h.   T h e   a r r a nge ment  f or   the  phos phor   laye r s   in  thi s   tr i ple - laye r   r e mot e   phos phor   s tr uc tu r e   is   r e phos phor   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   a the   highes pos it ion   r ight   unde r   the  p r otec ti ve   glas s   he mi s phe r e ye ll ow  phos phor   YA G:C e 3+   oc c upied  the  lowe s pos it ion  a mong  the  phos pho r   laye r s   a bove   the  blue  c hips ,   a nd   gr e e phos phor   Gd 2 O 2 S :T b 3+   plac e be twe e the   r e a nd   ye ll ow  phos pho r   laye r s   T he   inclus ion   of   the   gr e e n   phos phor   Gd 2 O 2 S : T b 3+   is   to   e xtr a c t   the  g r e e l ight   c omponent   f r om   thi s   p hos phor   onto  the  li ght  e mi s s ion  pr oc e s s   of   W L E whic c a im pr ove   the  lum inous   f lux On  the  othe r   ha n d the  r e d   phos phor   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   whic pos s e s s e s   the  r e l ight   c omponent  is   e xpe c ted  to  be ne f it   the  c olor   qua li ty  of   W L E Ds .   T he   r e s ult s   o f   thi s   r e s e a r c c onf ir m   t ha with   the   ba lanc e   be twe e n   the  thr e e   p r im a r c olor s ,     the  W L E Ds   c a pr oduc e   the  highes c olor   qua li ty   while  c a us ing  mi nim a ha r m   to  the  lum inous   f lux.       2.   COM P UT AT I ONA L   S I M UL AT I ON   T he   e xpe r im e nt s   e mpl oye in  thi s   r e s e a r c a r e   to  tes the  e f f e c ti ve ne s s   of   gr e e phos phor   Gd 2 O 2 S :T b 3+   in   im pr oving   the  lum inous   f lux   a nd   r e phos phor   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   in  e nha nc ing   C R I   a nd  C QS.     T he   L ight   T ools   8 . 1. 0   is   the   pr im a r y   tool   f or   the  c ons tr uc ti on  of   the   s im ulate d   ve r s ion  of   W L E Ds   whic ha s   r e mot e   phos phor   s tr uc tur e   a the  a ve r a ge   c or r e l a ted  c olor   tempe r a tu r e   of   6000K.   T his   s im ulation   pr o gr a is   c omm e r c ial  s of twa r e   that  ope r a te   us ing   the  M o nte  C a r lo  r a y - tr a c ing  method  [ 19 - 22] .   I F ig ur e   1   ( a )   is     the  phys ica model  o f   the   W L E Ds   in  c ha r ge   o f   il lus tr a ti ng   the  opti c a l   pr ope r ti e s   o f   a   r e mot e   p a c ka ging   W L E Ds .   T his   phys ica l   model   is   a   r e f lec tor   wi th  t he   mea s ur e ment  of   8   mm   in  the   bott om ,   2. 07   mm   in  he ight   a nd  9. 85  mm   in  top   s ur f a c e .   T he   r e f lec tor   c ons is ts   of   0. 08mm   phos phor   la ye r   a bove   L E c hip s .   T he   L E s qua r e   c hips   a r e   plac e in  de nt  e mbedde on   the  r e f lec tor ,   the  s ize   of   e a c c hip   is   1. 14   mm   ba s e   a nd  0. 15  mm   he ight   a nd  the  r a diant  f lux  a the  wa ve length  o f   4 55  nm  is   1. 16   W .   T he   c onc e ntr a ti ons   of   phos phor   pa r ti c les   va r f r om   2%   to  24 %   but   the  AC C T s   a r e   s tabili z e by  a djus ti ng  the   ye ll ow  phos phor   YA G: C e 3+   wt .     T he   tec hnica indi c e s   o f   the   c omponents   ins ide  the   W L E c a be   obs e r ve in   F igur e   1   ( b) .   T he   c r os s - s e c ti on   in  F igur e   1   ( c )   de mons tr a tes   the  a r r a nge ment  o f   c omponents   ins ide  the  W L E model.   F igu r e   1   ( d)   is     the  r e s ult s   of   s im ulate W L E D.               ( a )   ( b)   ( c )   ( d)     F igur e   1.   ( a )   T he   phys ica model  a ppli e in  e xpe r i ments ,   ( b)   T he   tec hnica l   pa r a me ter s ,     ( c )   T he   c r os s - s e c ti on  of   tr ipl e - laye r   r e mot e   phos ph or   c onf igur a ti on ,   ( d)   T he   s im ulation   of   W L E Ds           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         Gr e e n - e mitt ing  Gd 2 O 2 S : T b 3+   and   r e d - e mitt ing  Y 3 Al 5 O 12 : C r 3+ phos phor s   ( N guy e T hi  P huong  L oan )   1563   3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T he   inf luenc e s   of   r e a nd  gr e e phos phor   on  the  C R I   a r e   e xpr e s s e in  F igur e   wi th    the  c onc e ntr a ti on  r a nge s   f r om  2%   to  20% .   C R I   gr a dua ll r is e s   with  the  incr e a s ing  c onc e ntr a ti o of   r e d   phos phor   a nd  r e a c the  highes index  a 20 %   c o nc e ntr a ti on.   On  the   c ontr a r y the  C R I   in   W L E only  go  down  whe ther e   is   gr e e phos phor ,   whic s ugge s t ha t   Gd 2 O 2 S :T b 3+   is   not  s uit a ble  to  a pply  in   W L E with   high  C R I   de mand,   e s pe c ially  whe the  C R I   c onti n uous ly  de gr a de   a a ny  a ve r a ge   c or r e late c olor   tempe r a tur e   ( AC C T )   a s   the  gr e e phos phor   c onc e ntr a ti on  incr e a s e s   r e ga r dles s   of   c ha nge s   in   r e phos phor .   F r om   t he   r e s ult   of   F igur e   2,   i t   is   obvious   that   the   r e d   li ght   c omp one nt  f r om   the   r e d   phos phor   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   in   W L E Ds   is   c r uc ial  in  im pr oving  the  C R I .   T his   is   due   to  the  gr e e li ght  be c ome  the  domi na nt  c olor   whe   the  c onc e ntr a ti on  of   gr e e phos phor   Gd 2 O 2 S :T b 3+   incr e a s e ,   whic is   de tr im e ntal  f or   the  de ve lopm e nt   of   C R I T he   incr e a s e a mount   of   gr e e n   phos phor   c onc e ntr a ti on  a ls s uppr e s s e s   the  r e d   li ght   c on ve r ted.   Ac c or ding  to   the  T R P   c onf igur a ti on ,   the  li ght   will   r e a c the   gr e e n   phos phor   l a ye r   be f o r e   ge tt ing   to   the   r e d   phos phor   due   to   the  s e up   that   plac e s   Gd 2 O 2 S : T b 3 +   phos phor   c los e r   to   the  li ght   s our c e   than   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   p hos phor T he r e f or e ,   c hoos ing   the  mi nim a l   a mount   f or   g r e e phos phor   c onc e ntr a ti on   is   a dvis a ble  if   the   tar ge is   to   im pr ove   the   C R I .   How e ve r ,   C R I   is   on ly  one   o f   the   c r it e r ia   to   e va luate   the  c olo r   qua l it y   that  c a s how    the  a bil it y   of   the   human  e ye s   to  r e f lec t   tr ue   c olor   whe n   the  l ight   is   s h ini ng   in   the  objec t .   B e s ides ,     the  tr uth f ulnes s   of   the   c olor ,   the   p r e f e r e nc e   of   t he   view e r   a nd  c olo r   c oor dinate s   a r e   the   a s pe c ts   that  C R I   c a nnot  a s s e s s .   T he r e f or e ,   C QS  wi th  the   a bil it to   mea s ur e   thr e e   e leme nts C R I ,   view e r   c om f or t ,   a nd  white  li ght  c olor   c oor dinate s   is   a   be tt e r   a lt e r na ti ve .   W he c ompar ing  the   C R I   a nd  C QS,   the  C QS   s tands   out  a s     the  mor e   im por tant   pr ior i ty  a nd  a   ha r de r   tar ge to   r e a c h.   S to   s olve  the  que s ti on  of   wha c a inf lu e nc e   a nd  how  to  im pr ove   C QS,   we   c a obs e r ve   F igur e   whe r e   a ll   c h a nge s   in  C QS  a r e   e xpr e s s e in  de tail .   Ove r a ll ,     the  C QS  a ls be ne f it s   f r om  the  a ppe a r a nc e   of   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   phos phor ,   e s pe c ially  whe the  c onc e ntr a ti on  of   thi s   phos phor   e xtend .   T he   dif f e r e nc e   is   the   va r iatio of   g r e e phos phor   Gd 2 O 2 S :T b 3+   c a us e   les s   e f f e c t   to   C QS   than  to  C R I .   F igu r e   3   s hows   that  not  only   the   r e phos phor   a f f e c ts   the  C QS  but   a ls the  g r e e p hos phor ,   whic de mons tr a tes   the  pr inciple  of   im p r oving  C QS,   that  is   to  ba lanc e   the  th r e e   c olor s r e d,   ye ll ow  a nd  gr e e n.   T he r e f or e ,   in   c a s e s   that  r e a nd  g r e e ph os phor   both  incr e a s e   in   c onc e ntr a ti on  leve l ,   the  s uit a ble  a djus tm e nt  f or   ye ll ow   phos phor   is   de c r e a s e   s the  AC C T   r e main  the  s a me .             F igur e   2.   C R I   of   T R P   a s   a   f unc ti on   of   r e Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   phos phor     gr e e   Gd 2 O 2 S :T b 3+   phos phor     F igur e   3.   C QS  o f   T R P   a s   a   f unc ti on   of   r e Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   phos phor     gr e e   Gd 2 O 2 S :T b 3+   phos phor       R e duc ing  the  c onc e ntr a ti on  of   ye ll ow  phos phor   mea ns   the  a mount   of   ye ll ow  li ght  de c li ne ,   whic c a lea to   two   pos it ive   outcome s .   F ir s t,   li mi ti n the   a mount   o f   li ght   s c a tt e r e d   ba c to   the   L E he nc e   e nha nc e s   the  lum inous   f lux.   S e c ond,   lowe r ing  th e   a mount   of   ye ll ow   in   W L E Ds   a nd  r e plac ing  it   with  r e d     a nd  gr e e li ght  c omponents ,   whic is   good  f or   the  ba lanc e   be twe e thes e   thr e e   c olor s   a nd  C Q S .   W he n     the  c onc e ntr a t ion  of   gr e e phos phor   Gd 2 O 2 S :T b 3+   is   r is ing  f r om  2 %   to  10%   the  C QS  a ls r is e ,   t he   C QS   r e a c he s   highes indexe s   whe gr e e phos phor   c onc e ntr a ti on  is   f r om  10 %   to  14%   a nd  only  be gin  to  de c r e a s e   a f ter   that.   W he the   c onc e ntr a ti on  of   gr e e pho s phor   is   a low   lev e f r om  2 %   to   10% ,   the   C QS  c a nnot   a c hieve   the  highes index  be c a us e   the  a mount   of   y e ll ow  li ght  is   s ti ll   domi na nt ,   ther e f or e ,   the  ba c k - s c a tt e r ing  e f f e c c a a f f e c the  li ght  e ne r gy  c onve r ted.   T he   C QS  in  the  W L E Ds   with  gr e e phos phor   c onc e ntr a t ion  f r om   10%   t 14%   only  mana ge   to  r e a c the  highes poi nt  by  ha ving  a a de qua te  a mount   of   g r e e li ght  c o mponent  to  ne utr a li z e   the  ye ll ow  li ght.   How e ve r ,   s hould  t he   c onc e ntr a ti on  of   Gd 2 O 2 S :T b 3+   be yond  the  14 %   mar k,     it   will   be c ome  a bunda nt  a nd   c a us e   a im ba lanc e   be twe e the  thr e e   ba s ic  c olor s gr e e n ,   r e d   a nd   ye ll ow.   T he r e f or e ,   ke e ping   the  c onc e ntr a ti on   o f   g r e e ph os phor   a a n   a ppr op r iate   leve l   is   c r uc ial ,   a s   the  e xc e s s ive   gr e e li ght  is   de t r im e ntal  to   the  C QS .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1561   -   1566   1564   M a na ging  the  c olor   qua li ty   of   the   r e mot e   pho s phor   s tr uc tur e s   is   much   mor e   c ompl ica ted  than     the  c onf or mal  s tr uc tur e   or   the  in - c up  phos phor   s tr uc tur e   a nd  it   is   e s pe c ially  ha r de r   whe the   W L E Ds     is   a high   AC C T s .   How e ve r ,   the   r e s ult s   on   the   C QS  of   T R P   s tr uc tu r e   s how   other wis e ,   the   higher   the   AC C T s   the   be tt e r   the  C QS   in  T R P .   M or e ove r ,   the   T R P   s tr uc tur e   ne ga tes   the  ba c k - s c a tt e r ing  e f f e c a n boos ts     the  li ght   s c a tt e r ing  pr oc e s s   oc c ur s   ins ide  the  W L E Ds .   T h is   s c a tt e r ing  e nha nc e ment  im pr ove s   the  mer ging  pr oc e s s   of   li ght  to   f a b r ica te  be tt e r   qua li ty  white   li g ht.   T he   only   matter   wi th  thi s   incr e a s e   in  s c a tt e r in is   how  it   a f f e c ts   the   c onve r ted  li ght   e ne r gy.   T his   p a r int r oduc e s   a nd  il lus tr a tes   the  numer ica l   model  of     the  tr a ns mi tt e blue   li ght   a nd  c onve r ted   ye ll ow   li ght   in  the  d ua l - laye r   phos phor   s tr uc tur e ,   f r o m   whic c ha nge s   c a be   made   to  c r e a te  im mens e   e nha nc e ment  to  L E e f f icie nc y.   T he   blue  li ght   tr a ns mi s s ion  a nd    the  c onve r s ion  of   ye ll ow   li ght  in  s ingl e   laye r   r e mot e   phos phor   pa c ka ge   with  the  phos phor   laye r   thi c kne s s   de f ined  a s   2h  a r e   c omput e d   a s   f oll ows   [ 23 - 25] :     1 2 10 B h P B P B e =   ( 1)     11 22 10 1 11 1 () 2 YB hh BY PB P Y e e   −− =−   ( 2)     T he   tr a ns mi tt e b lue  li ght   a nd  c onve r ted   ye ll ow  li ght  in   W L E with  d ua l - laye r   r e mot e   phos phor   pa c ka ge   that  ha s   the  phos phor   laye r   thi c kne s s   of   h   a r e   c a lcula ted  with  the  f oll owing  e qua ti on ;     2 2 20 B h P B P B e =   ( 3)     22 22 20 2 22 1 () 2 YB hh BY PB P Y e e   −− =−   ( 4)     T he   s ubs c r ipt   " 1"   a nd   " 2"   de pict  s ingl e   laye r   a nd  double - laye r   r e mot e   phos phor   pa c ka ge .   β   pr e s e nts     the  c onve r s ion  c oe f f icie nt  f r om  blue  li ght   to  ye ll o li ght.   γ  r e pr e s e nt  the  r e f lec ti on  c oe f f icie nt  of   th e   ye ll ow  li ght.   T he   li ght   int e ns it y   f r om   the   blue  L E D   a r e   the   int e ns it ies   of   blue   li ght   ( P B )   a nd   ye ll ow  li g ht  ( P Y) ,   de mons tr a ted  by  PB 0 .   α B α Y   whic h   a r e   pa r a mete r s   de picting  the  por ti on  of   the  blue  a nd  ye ll ow  li ght s   e ne r gy   los s   in  their   di f f us ion  pr oc e s s   in  the   phos phor   laye r .   T he   pc - L E Ds   li ghti ng  e f f icie nc is   s igni f ica ntl im pr ove with  the  d ua l - laye r   phos phor   s tr uc tur e   c ompar e to  the  r e s ult s   a c qui r e in  the   s ingl e   laye r   s tr uc tur e :     2 2 1 1 11 ( ) ( ) 0 P B P Y P B P Y P B P Y + + +   ( 5)     T he   s c a tt e r ing  of   phos phor   pa r ti c les   wa s   s tudi e d   us ing  the  M ie - theor y .   M or e ove r ,   by  a pplyi ng  the  M ie  theor y ,   the  s c a tt e r ing  c r os s   s e c ti on  C s c a   f or   s phe r ica l   p a r ti c les   c a be   c a lcula ted  with   the   f oll owing   e x pr e s s ion.     T he   L a mber t - B e e r   law   c a be   us e to  c a lcula te  the   tr a ns mi tt e li ght   powe r .     =  I 0   e xp ( - µ e x t L)   ( 6)     I whic h   I 0   is   the   e pis ode   li ght   powe r ,   r e p r e s e nts   the  phos phor   laye r   thi c kne s s   ( mm )   a nd  µ ext   is     the  e xti nc ti on  c oe f f icie nt ,   whic c a be   e xpr e s s e a s µ ext   N r .C e x t , ,   whe r e   N r   is   the  number   de ns it dis tr ibut ion  of   pa r ti c les   ( mm - 3 ) .   C e x t   ( m m 2 )   is   the   e xti nc ti on  c r os s - s e c ti on  of   phos phor   pa r ti c les .   T hr ough  the  a ppli c a ti on  o f   ( 5 ) ,   it   is   obvious   t ha the  lum inous   f lux  o f   W L E Ds   is   be tt e r   if     the  number   of   phos phor   laye r s   incr e a s e s .   T he   F i gur e   4 ,   whic h   e xpr e s s e s   the  lum inous   f lux  mea s ur e f r om     the  T R P ,   is   the   e xplana ti on  f or   thi s   s tate ment,   the   r e d   a nd  gr e e n   phos phor   c onc e ntr a ti on   incr e a s e   c or r e s ponding  to  the  e xpa ns ion  of   the  lum inous   f l ux,   ther e f o r e ,   f o r c ing  the  c onc e ntr a ti on  o f   ye ll ow  p hos pho to  de c li ne   to  s tabili z e   the  AC C T .   T he   vit a point   i s   lowe r ing  the  c onc e ntr a ti on  of   ye ll ow  phos phor   t r e duc e   the  li ght  los s   in  the  ba c k - s c a tt e r ing  pr oc e s s .   M or e ove r ,   a c c or ding  to  the  L a mber t - B e e r   law   in  ( 6 ) ,   a s     the  c onc e ntr a ti on  of   ye ll ow  phos phor   de c r e a s e s   the  li ght  e mi s s ion  e ne r gy  gr ows .   T he r e f or e ,   the  in c r e a s e   in   r e a nd  gr e e phos phor   c onc e ntr a ti on  will   s uppor t   the   e xtens ion  of   lum inous   f lux.   How e ve r ,   the   e x c e e ding   a mount   of   r e a nd   g r e e li ght   c omponents   in   W L E Ds   mi ght   c a us e   a   dis pr opor ti on   be twe e n   the   thr e e   c olor s ,   thus   lea ve   a   ne ga ti ve   im pa c on  the  C QS.   As   the  c ontent  of   F igur e   s ugge s ts ,   the  gr e e phos phor   Gd 2 O 2 S :T b 3+   that  inc r e a s e   the  gr e e li ght  c omp one nt  withi W L E r e duc e s   the  ba c ks c a tt e r ing  whic is   f a vor a ble  f or   the  li ght ing  e f f ica c ( L E )   a nd   c a e nha nc e it   up  to   40%   r e ga r dles s   of   the  r e p hos phor   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         Gr e e n - e mitt ing  Gd 2 O 2 S : T b 3+   and   r e d - e mitt ing  Y 3 Al 5 O 12 : C r 3+ phos phor s   ( N guy e T hi  P huong  L oan )   1565   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   c onc e ntr a ti on .   S i f   the  tar ge is   t o   a c hieve   high  index  in  C QS  a nd  L E ,   the  c onc e ntr a ti on  of   Gd 2 O 2 S :T b 3 +   to   c hoos e   s hould  be   f r om  10 %   to   14 %   while  ha ving  the  c onc e ntr a ti on   of   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3 +   a 20% .   L E   in  W L E Ds   with  the  a ve r a ge   c or r e late d   c olor   tempe r a tur e   of   6000K  incr e a s e   s li ghtl with     the  c onc e ntr a ti on  of   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+ .   W he the  c o nc e ntr a ti on  of   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   is   in   the  r a nge   f r o 2%   to  14% ,   L E   a lm os r e main  unc ha nge a nd   only  s tar to  de ter io r a te  whe the  c onc e ntr a ti on   of   gr e e phos phor   r is e   to  20 % .   T he s e   r e s ult s   a r e   us e f ul  inf o r mation   t ha c a be   uti li z e by   the  manuf a c tur e r s   to  c hoos e   the  r ight   a mount   of   pho s phor   c onc e ntr a ti on  f or   the   de s ir e goa l.             F igur e   4.   L umi nous   f lux   of   T R P   a s   a   f unc ti on  o f   r e Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   phos phor     gr e e   Gd 2 O 2 S :T b 3+   phos phor     F igur e   5.   L umi nous   f lux   of   T R P   a s   a   f unc ti on  o f   r e Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   phos phor     a nd  gr e e Gd 2 O 2 S : T b 3+   phos phor       4.   CONC L USI ON   P r opos ing  the   a ppli c a ti on   of   T R P   c onf igu r a ti on   togethe r   with   the   gr e e n   phos phor   Gd 2 O 2 S : T b 3+   a nd  r e phos phor   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   to  im pr ove   C R I ,   C QS  a nd  L E   of   W L E Ds .   T he   T R P   wa s   pr ove e f f icie nt  in  both  e nha nc ing  c olor   qua li ty   a nd  L E ,   wh ich   is   a   u s e f ul  r e s ult   that   ha s   not   be e dis c ove r e be f o r e .   T a c hieve   thi s   r e s ult ,   the  ba lanc e   be twe e ye ll ow,   r e a nd  gr e e li ghts   is   the  pr e r e quis it e   r e quir e ment  whic   is   obtaina ble  by  a djus ti ng   the  c onc e ntr a ti on   of   Gd 2 O 2 S :T b 3 +   a nd  Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+ .   M a na g ing  the  c onc e ntr a ti on  of   the   gr e e phos phor   is   c ont r oll ing   the  g r e e li g ht  c omponent  in  W L E D   thus   lea to  be tt e r   lum in ous   f lux.   T he   r e phos phor   Y 3 Al 5 O 12 :C r 3+   with  the   a ddit io na r e li ght   c omponent ,   on   the  other   ha nd,   is   a   s uit a ble  mate r ial  to  induce   the   gr owth  in   C R I .   M or e ove r ,   e mpl oying  mul ti ple  laye r s   of   phos phor   is   mor e   b e ne f icia f or   the   lum inous   f lux   than   us ing  a   s ingl e   one .   F r o the   r e s ult s   o f   thi s   r e s e a r c h,   r e duc ing  the   ba c k - s c a tt e r ing  e f f e c f r om   the   ye ll ow   phos phor   YA G:C e 3+   a nd   maintaining  the   b a lanc e   o f   the   thr e e   c olor s   ye l lo w,   r e d   a nd  gr e e a r e   the  vi tal  point   to  ge t   the  opti mal   c olor   qu a li ty  a nd  highes lum inous   f lux.       RE F E RE NC E S   [1   J .   P.   Y o u N .   T .   T ran ,   a n d   F.   G .   Sh i .   L i g h t   e x t rac t i o n   en h an ce d   w h i t l i g h t - em i t t i n g   d i o d es   w i t h   m u l t i - l ay ered   p h o s p h o co n f i g u rat i o n ,   O p t i c s   E x p r e s s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   5 ,   p p .   5 0 5 5 - 5 0 6 0 ,   2 0 1 0 .   [2   N .   D .   Q .   Anh   an d   H .   Y .   L ee.   Imp ro v i n g   t h an g u l ar  co l o u n i f o rmi t y   an d   t h l u me n   o u t p u t   fo w h i t e   mu l t i - c h i p   L E D   l amp s   b y   g ree n   Ce 0. 67 Tb 0 . 33 Mg A l 11 O 19 : Ce, T b   p h o s p h o r ,”   J .   o f   t h Ch i n .   In s .   o f   E n g i n ee r s ,   v o l .   39 ,   n o .   7   pp.   8 7 1 - 8 7 5 ,   2 0 1 6 .   [3   S.   J .   My o u n g ,   H .   C.   Yo n g ,   W .   Sh u l u ,   G .   L .   T ae ,   an d   S.   Y .   J ae,   Ma t eri a l   p r o p er t i e s   o t h Ce 3+ - d o p ed   g ar n et   p h o s p h o fo w h i t L E D   ap p l i ca t i o n ,   Jo u r n a l   o f   In f o r m a t i o n   D i s p l a y ,   v o l .   1 7 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 7 - 1 2 3 ,   2 0 1 6 .   [4   M .   R .   K a t j a ,   K .   G .   M a r t a ,   B .   G r e g a ,   a n d   B .   K .   M a t e j ,   W h i t e   L E D   c o m p a r e d   w i t h   o t h e r   l i g h t   s o u r c e s :   A ge - d e p e n d e n t   p h o t o b i o l o g i c a l   e f f e c t s   a n d   p a r a m e t e r s   f o r   e v a l u a t i o n ,”   I n t .   J .   o f   O c c u p .   S a f .   a n d   E r g . ,   v o l .   2 1 ,   n o .   3 ,   p p .   3 9 1 - 3 9 8 ,   2 0 1 5 .     [5   N .   D .   Q .   A n h ,   P.   X .   L e,   an d   H .   Y .   L ee .   Sel ect i o n   o remo t p h o s p h o co n f i g u rat i o n   t o   en h an ce  t h co l o q u a l i t y   o w h i t L E D s ,   Cu r r e n t   O p t i cs   a n d   P h o t o n i cs ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   7 8 - 8 5 ,   2 0 1 9 .   [6   Z .   T .   L i ,   H .   Y .   W an g ,   B.   H .   Y u ,   X .   R.   Ding,   an d   Y .   T an g ,   H i g h - effi c i e n cy   L E D   CO d e v i ce  co m b i n ed   d i ced     V - s h ap e d   p at t ern   a n d   remo t p h o s p h o r ,”   Ch i n e s O p t i cs   Let t er s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,   p p .   4 2 3 0 1 - 4 2 3 0 4   ,   2 0 1 7 .   [7   N .   Q .   L i ,   Y .   Z h an g ,   Y .   W .   Q u an ,   L .   L i ,   S.   H .   Y e,   Q .   L .   Fan an d   W .   H u an g .   H i g h - eff i ci e n cy   s o l u t i o n - p r o ces s e d   W O L E D s   w i t h   v ery   h i g h   c o l o ren d eri n g   i n d e x   b a s e d   o n   macro s p i ro c y cl i o l i g o mer  ma t ri x   h o s t ,   O p t i ca l   M a t er i a l s   E x p r e s s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 2 0 8 - 3 2 1 9 ,   2 0 1 8 .   [8   Y .   Y .   L i ,   J .   J .   Ch e n ,   H .   H .   Fen g ,   H .   Ch e n ,   an d   Q .   M.   W an g ,   Ru g a t fi l t er s   u s ed   i n   s l i t - l amp   d el i v er y   t o   i m p ro v e   co l o ren d er i n g   o i l l u mi n at i o n   fo ret i n a l   p h o t o c o ag u l a t i o n ,   A p p l i ed   O p t i cs ,   v o l .   5 3 ,   n o .   1 5 ,   p p .   3 3 6 1 - 3 3 6 9 ,   2 0 1 4 .   [9   K .   A .   G .   Smet   an d   P.   H an s el aer,   Imp act   o cro s s - re g i o n al   d i ffe ren ce s   o n   co l o ren d i t i o n   ev a l u a t i o n   o w h i t l i g h t   sou rces ,   O p t i cs   E x p r e s s v o l .   2 3 ,   n o .   2 3 ,   p p .   3 0 2 1 6 - 3 0 2 2 6 ,   2 0 1 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1561   -   1566   1566   [1 0   J .   H .   O h ,   S.   J .   Y an g ,   Y .   G .   Su n g ,   an d   Y .   R.   Do ,   E x ce l l en t   co l o ren d eri n g   i n d e x e s   o mu l t i - p ack a g w h i t L E D s ,   O p t i c s   E xp r es s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 8 ,   p p .   2 0 2 7 6 - 2 0 2 8 5 ,   2 0 1 2 .   [1 1   H .   K .   Park ,   J .   H .   O h ,   an d   Y .   R.   Do ,   T o w ard   s ca t t er - free  p h o s p h o r s   i n   w h i t p h o s p h o r - c o n v er t ed   l i g h t - em i t t i n g   d i o d e s ,”   O p t i c s   E xp r es s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   9 ,   p p .   1 0 2 1 8 - 1 0 2 2 8 ,   2 0 1 2 .   [1 2   J .   H .   O h ,   H .   J .   K an g ,   M.   J .   K o ,   an d   Y .   R.   Do,   A n al y s i s   o w i d co l o g am u t   o g ree n / r ed   b i l a y ered   frees t an d i n g   p h o s p h o fi l m - ca p p e d   w h i t L E D s   f o L CD   b ack l i g h t ,”   O p t i c s   E xp r es s ,   v o l .   23 ,   n o .   15 ,   p p .   A 7 9 1 - A 8 0 4 ,   2 0 1 5 .   [1 3   G .   X .   He   an d   H .   F.   Y an ,   O p t i ma l   s p ect ra   o t h e   p h o s p h o r - co a t ed   w h i t L E D s   w i t h   ex ce l l e n t   co l o re n d er i n g   p ro p ert y   an d   h i g h   l u mi n o u s   eff i cacy   o ra d i a t i o n ,”   O p t i c s   E xp r es s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   3 ,   p p .   2 5 1 9 - 2 5 2 9 ,   2 0 1 1 .   [1 4   C.   H u ,   Y .   Sh i ,   X .   Q .   Fen g ,   an d   Y .   B.   Pan ,   Y A G : Ce/ (G d , Y )A G : Ce   d u al - l ay ere d   co m p o s i t s t r u ct u re  cerami c   p h o s p h o rs   d es i g n ed   fo b ri g h t   w h i t l i g h t - e m i t t i n g   d i o d es   w i t h   v ar i o u s   CCT ,   O p t i cs   E x p r e s s ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 4 ,     p p .   1 8 2 4 3 - 1 8 2 5 5 ,   2 0 1 5 .   [1 5   O .   H .   K w o n ,   J .   S.   K i m,   J .   W .   J an g ,   an d   Y .   S.   Ch o ,   Si mp l p r i s ma t i p at t ern i n g   a p p r o ach   f o n e arl y     ro o m - t emp era t u re  p ro ce s s e d   p l a n ar  remo t p h o s p h o l a y ers   f o e n h a n ced   w h i t e   l u mi n es ce n ce  effi c i en cy ,”   O p t i ca l   M a t er i a l s   E x p r e s s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 2 3 0 - 3 2 3 7 ,   2 0 1 8 .   [1 6   Y .   H .   W o n ,   H .   S.   J an g ,   K .   W .   Ch o ,   Y .   S.   So n g ,   D .   Y .   J eo n ,   an d   H .   K .   Kw o n ,   E ffect   o p h o s p h o g e o met r y   o n     t h l u mi n o u s   eff i ci e n c y   o h i g h - p o w er  w h i t l i g h t - emi t t i n g   d i o d e s   w i t h   ex ce l l e n t   c o l o ren d eri n g   p ro p ert y ,”   O p t i c s   Let t e r s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 3 ,   2 0 0 9 .   [1 7   A .   I.   A l h as s an ,   R.   M.   Farrel l ,   B.   S.   Sai fad d i n ,   A .   Mu g h al ,   F.   W u ,   S.   P.   De n Baars ,   S.   N ak amu ra,   an d   J .   S.   Sp eck ,   H i g h   l u mi n o u s   eff i cac y   g ree n   l i g h t - emi t t i n g   d i o d es   w i t h   A l G aN   cap   l ay er ,”   O p t i c s   E x p r e s s v o l .   2 4 ,   n o .   1 6 ,     p p .   1 7 8 6 8 - 1 7 8 7 3 ,   2 0 1 6 .   [1 8   F.   Z .   Z h an g ,   H .   S.   X u ,   an d   Z .   W an g ,   O p t i m i zi n g   s p ect ral   co mp o s i t i o n s   o mu l t i c h an n el   L E D   l i g h t   s o u rce s   b y   IE S   co l o fi d e l i t y   i n d ex   an d   l u mi n o u s   effi cac y   o ra d i a t i o n ,   A p p l i ed   O p t i cs ,   v o l .   5 6 ,   n o .   7 ,   p p .   1 9 6 2 - 1 9 7 1 ,   2 0 1 7 .     [1 9   T .   E rd em S.   N i zamo g l u ,   an d   H .   V .   D emi r,   Co mp u t a t i o n a l   s t u d y   o p o w er  co n v er s i o n   an d   l u mi n o u s   effi c i e n cy   p erfo rma n ce  fo s emi c o n d u c t o q u a n t u d o t   n an o p h o s p h o rs   o n   l i g h t - em i t t i n g   d i o d es ,”   O p t i cs   E x p r e s s ,   v o l .   2 0 ,     n o .   3 ,   p p .   3 2 7 5 - 3 2 9 5 ,   2 0 1 2 .     [2 0   V .   A .   Bo l ’s h u k h i n ,   V .   S.   Il y as o v ,   N .   P.   So s h ch i n ,   an d   V .   N .   U l as y u k ,   Il l u mi n at o rs   b a s ed   o n   co mp o s i t L E D s   fo r   mu l t i f u n c t i o n a l   h i g h - l u mi n an ce  act i v e - mat r i x   l i q u i d - cr y s t al   d i s p l ay s ,   Jo u r n a l   o f   O p t i ca l   Tech n o l o g y v o l .   7 8 ,     n o .   7 ,   p p .   4 4 4 - 4 4 8 ,   2 0 1 1 .   [2 1   W .   J .   G ao ,   K .   D i n g ,   G .   X .   H e,   an d   P.   Z h o n g ,   Co l o t emp era t u re  t u n ab l p h o s p h o r - c o at e d   w h i t L E D s   w i t h   ex cel l en t   p h o t o met r i an d   co l o ri me t r i p erfo rma n ces ,”   A p p l i ed   O p t i cs ,   v o l .   5 7 ,   n o .   3 1 ,   p p .   9 3 2 2 - 9 3 2 7 ,   2 0 1 8 .   [2 2   J .   H .   Oh,   J .   R .   O h ,   H .   K .   P a r k ,   Y .   G .   S u n g ,   a n d   Y .   R .   Do,   N e w   p a r a d i g m   o f   m u l t i - c h i p   w h i t e   L E D s :   C o m b i n a t i o n   o f   a n   I n G a N   b l u e   L E D   a n d   f u l l   d o w n - c o n v e r t e d   p h o s p h o r - c o n v e r t e d   L E D s ,   O p t i c s   E x p r e s s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   S - 3 ,   p p .   A 2 7 0 - A 2 7 9 ,   2 0 1 1 .   [2 3   Y .   Ma M.   W an g ,   J .   Su n ,   R.   H u ,   an d   X .   B.   L u o ,   P h o s p h o mo d e l i n g   b a s ed   o n   fl u o res c e n t   rad i at i v t ra n s fer   eq u a t i o n ,   O p t i cs   E x p r e s s ,   v o l .   2 6 ,   n o .   1 3 ,   p p .   1 6 4 4 2 - 1 6 4 5 5 ,   2 0 1 8 .   [2 4   Z .   W en ,   C.   Y .   Ma,   C.   Z h ao ,   F.   T an g ,   Z .   Cao ,   Z .   Q .   Cao ,   X .   Y .   Y u an ,   an d   Y .   G .   Cao ,   Fab ri cat i o n   an d   o p t i ca l   p ro p ert i es   o Pr 3+ - d o p ed   Ba  (Sn ,   Z r,   Mg ,   T a)O 3   t ran s p aren t   cerami p h o s p h o r,   O p t i c s   Let t e r s ,   v o l .   43 ,   n o .   11   pp.   2 4 3 8 - 2 4 4 1 ,   2 0 1 8 .     [2 5   X .   L .   So n g ,   Z .   L i u ,   Y .   J .   X i an g ,   an d   K .   A y d i n ,   Bi ax i al   h y p erb o l i met ama t eri a l s   u s i n g   an i s o t r o p i few - l ay er  b l ac k   p h o s p h o ru s ,”   O p t i c s   E xp r es s ,   v o l .   2 6 ,   n o .   5 ,   p p .   5 4 6 9 - 5 4 7 7 ,   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.