I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   5 O c t o be r   2 020 ,   pp .   5183 ~ 5190   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 5 . pp5183 - 5190             5183       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   T h e   a p p l i c a t i o n   o f   d o u b l e - l a y e r   r e m o t e   p h o sp h o r   st r u c t u r e i n   i n c r e a s i n g   W L E D c o l o r   r e n d e r i n g   i n d e x   a n d   l u m e n   o u t p u t       N gu ye n   Th i   P h u o n Lo an 1 ,   N gu ye n   D o an   Q u o c   A n h 2   1 F a c ul t y   of   F unda m e nt a l   2 ,   P o s t s   a n T e l e c o m m uni c a t i o ns   I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy ,   V i e t na m   2 P o w e r   S y s t e m   O pt i m i z a t i o R e s e a r c h   G r o up,   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,     T o D uc   T ha ng   U n i v e r s i t y ,   V i e t na m       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e p   4 ,   20 19   R e v i s e A pr   2 7 ,   2020   A c c e pt e M a y   7 ,   202 0       T he   r e m o t e   pho s p ho r   s t r uc t u r e   o f t e n   ha s   i nf e r i o r   c o l o r   qua l i t y   but   b e t t e r   l um i no us   f l ux   i n   t ha n   c o nf o r m a l   o r   i n - c up  c o nf i g ur a t i o ns .   T he r e f o r e ,   num e r o us   r e s e a r c he s   s t udy   r e m o t e   pho s p ho r   s t r uc t ur e   f o r   m e t ho ds   t o   e nha nc e   i t   c hr o m a t i c   qu a l i t y .   T h i s   s t udy   i nt r o duc e s   t he   us e   o f   dua l - l a y e r   r e m o t e   pho s pho r   s t r uc t ur e   i n   W L E D s   w i t h   i d e n t i c a l   s t r uc t u r e   b ut   a t     di f f e r e n t   c o l o r   t e m pe r a t u r e ,   6 600   K   a nd   770 0   K ,   t o   de m o ns t r a t e   t he i r   e f f e c t   o qua l i t y   i nd i c a t o r s .   T he   c o nc e pt   i s   p l a c i ng   a   g r e e n   p ho s pho r   l a y e r   ( C e , T b) M g A l 11 O 1 9 : C e : T o r   a   r e pho s pho r   l a y e r   M g S r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+     o t h e   l a y e r   o f   y e l l o w - e m i t t i ng   pho s p ho r   Y A G : C e 3+   a nd   f i nd   t h e   s u i t a bl e   c o n c e nt r a t i o n   o f   t he   a ddi t i o na l   p ho s pho r   t o   c r e a t e   t he   b e s t   c o l or   qua l i t y .     T he   r e s ul t s   s ho w e t ha t   t he   i nc r e a s e   o f   C R I   a nd  C Q S   a r e   a f f e c t e   by   M g S r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+ ,   i n   pa r t i c ul a r ,   t he   hi g he r   t he   c o nc e nt r a t i o o f     r e pho s pho r   g e t s   t he   be t t e r   C R I   a nd  C Q S   be c a us e   t he   e m i t t e r e   l i g ht   i n   e n ha nc e d .   T h e   g r e e p ho s pho r   l a y e r   ( C e , T b ) M g A l 11 O 19 : C e : T b,   o n   t he   o t he r   ha nd,   i s   be ne f i c i a l   f o r   t he   l um i no us   f l u x.   T he   c o nc e nt r a t i o o f   M g S r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   a nd  ( C e , T b ) M g A l 11 O 19 : C e : T b,   ho w e v e r ,   n e e t o   be   a dj u s t e d   p r o pe r l y   t o   a v o i d   de c r e a s i ng   t h e   l um i no us   f l u x   du e   t o   o ve r g r o w t h.   T he   M i e   s c a t t e r i ng   t he o r y   a nd  B e e r s   l a w   a r e   t he   v e r i f i c a t i o t o o l s   f o r   t he s e   c o n c l us i o ns ,   w h i c g i v e s   t h e m   t he   c r e di bi l i t y   t o   be   a pp l i e i pr o duc i ng   be t t e r   qua l i t y   W L E D s .   Ke y w or d s :   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b     Co l o r   u n i f o r m i t y   L um i n o us   e ff i c a c y     M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   M i e - s c a t t e ri n g   t h e o r y   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N gu y e n   D o a Q uo c   A nh ,   P ow e r   S y s t e m   O pt i m i z a t i o R e s e a r c G r o up,     F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c s   E n gi n e e r i ng,   T o n   D uc   T ha n g   U n i v e r s i t y ,   N o .   19  N guy e n   H uu  T h o   S t r e e t ,   T a P h o ng  W a rd,   D i s t ri c t   7,   H o   Ch i   M i nh  C i t y ,   V i e t n a m .   E m a i l :   n guy e n do a n quo c a nh @ t dt u. e du . v n       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   f o ur t po t e nt i a l   ge n e ra t i o l i g ht i n g   m e t h o d,   t h e   w hi t e   l i g ht   e m i t t i ng   di o de s   w i t p h o s p h o c o a t e o n   t h e   o ut s i de   (pc - W L E D s ),   h a s   m a n y   po s i t i v e   t r a i t s   t h a t h e   c o n v e n t i o n a l   o n e ,   a n d   t h us ,   i t   r e pl a c e d   a n po s e i t s e l f   a s   a o pt i m a l   l i g h t i n s o l ut i o n   [1].   T h e   r e m a rka b l e   t ra i t s   o f   w h i t e   l i g h t - e m i t t i ng    di o de s   s t i m u l a t e   t h e   w i de s pr e a d   us a ge   i m a n y   a s pe c t s   o o ur  l i g ht i ng  n e e ds   f r o m   a e s t h e t i c   l i g ht i ng   a nd  b a c kl i g h t i ng  t o   t h e   p ra c t i c a l   pu r po s e   of   s t r e e t   l i g ht i ng,   e t c .   H ow e ve r ,   t h e   l i g ht   e f f i c i e n c y   i n   l i g h t   e x t ra c t i o n   a n t h e   b a l a n c e   of   r a d i a n   i n t e n s i t y   di s t r i b ut i o n   t o   s t a b i l i z e   c o r r e l a t e c o l o r   t e m pe r a t u r e   a r e   t h e   t w o   ob s t a c l e s   pr e v e n t   f ur t h e de v e l o pm e n t s   i W L E D s   [2] .   T h e r e f o r e ,   t o   r e s po n t o   t h e   g r o w i n a ppl i c a t i o n e e ds   a n m a r ke t   de m a n ds ,   f i ndi n g   a i nn o v a t i o t ha t   r e l a t e s   t o   l um i no us   e ff i c i e n c y   a n d   c o l o qua l i t y   i s   i n e v i t a b l e   [3] .   W h i t e   l i g h t   a r e   o f t e n   a   p r o duc t   o f   c o m b i n a t i o b e t w e e n   b l ue   l i g ht   f r o m   a nd  y e l l ow   l i ght   f r o m   di s t i n c t   l i g h t   s o ur c e s .   T h e   i de a   m a y   be   s i m i l a b ut   t h e   b e n e f i t s   t ha t   L E D s   c o n f i gura t i o a n d   t h e   s e t   u p h o s p h o l a y e r s   b r i n g   t o   t h e   l um i n o us   e ff i c i e n c y ,   a n d   t h e   c o l o r   qu a l i t y   i s   s i g n i f i c a n t   [4 - 8].   B e s i de s ,   m a n y   o t h e o pt i o n s   t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   5 O c t o b e r   2020   :     5 18 3   -   5190   5184   c o a t   ph o s p h o r   s uc h   a s   di s pe r s e c o a t i n a n c o n f o r m a l   c o a t i n w e r e   p r e s e n t e t o   p r o duc e   L E D s ,   h o w e ve r ,   f a i l   t o   r e pl i c a t e   t h e   e qui v a l e n t   e f fe c t   [9,   10 ].   T h e   p r o b l e m   i s   t ha t   t h e   c o nt a c t   s u r f a c e   b e t w e e n   t h e   L E D   a nd  ph o s p h o l a y e h e a t s   up   d ue   t o   y e l l ow   e m i t t i n g   p h o s p h o c o m e   i c o nt a c t   d i r e c t l y   w i t t h e   L E D   c hi p ,   w h i c h   c a us e s   t h e   a m o u n t   o f   l i ght   c o n v e r t e f r o m   p h o s ph o r   m a t e ri a l   t o   de c l i n e   a n d   t h e r e f o r e   un a b l e   t o   y i e l hi g h   c o l o r   qu a l i t y .   S o ,   i n   o r de r   t o   b o os t   p h o s ph o e ff i c i e n c y   a nd   p r e v e n t   u n w a n t e d   i m pa i r m e nt   o t h e   p h o s ph o r,   t h e   r e duc t i o o f   ge n e ra t e d   h e a t   i s   de s i r a b l e .   A s   a   r e s ul t ,   t h e   r e m o t e   p h o s p h o s t ruc t u r e   w i t h   s e pa ra t e ph o s p h o a n d   h e a t   s o ur c e   (L E D   c h i p)   c o n f i gura t i o w a s   p ro pos e i d i f fe r e nt   s t udi e s   a s   a   po s s i b l e   s o l ut i o n   fo r   t h e   a f o r e m e n t i o n e p r o b l e m .   T h e   s pa c e   t ha t   s e pa ra t e   t h e   ph o s p h o r   m a t e ri a l s   f r o m   t h e   L E D   c h i p   i s   e n o ug h   fo r   p r o pe r   a dj us t m e nt   i n   b a c ks c a t t e r i n g   a nd  i nn e r   c i r c ul a t i o o f   l i ght ,   w h i c h   m a ke   t hi s   m e t h o e f f e c t i v e   a n b e n e f i c i a l   t o   l u m i n o us   e ff i c i e n c y   a n t h e   c o l o r   qua l i t y   i n   L E D s   [11,   12] .   H ow e v e r ,   c r e a t i ng  a   b e t t e L E D   i s   s t i l l   a n   i m m i n e nt   go a l   a s   t h e   r e m o t e   p h o s p h o s t r uc t u r e   i s   o n l y   s ui t a b l e   f o r   s t a n d a r d   l i g h t i n g   s i t u a t i o b ut   una b l e   t o   r e pl y   t o   h i g h e l i g ht i n g   r e qui r e m e nt s .     Co n c e rn i ng  c r e a t i ng  a   b e t t e r   L E D ,   m a n y   un c o n v e n t i o n a l   s t ruc t ur e s   w i t h   m a n y   di f fe r e n t   a dv a n t a ge s   s uc a s   r e duc e b a c ks c a t t e r i n g   e f f e c t   a n d   i m p r o v e l u m i n o us   e f f i c i e n c y   a r e   b r o ught   o ut .   O n e   o f   t h e   s t ud i e s   pr e s e nt e a   s t r uc t u r e   c o n t a i n s   a i n v e r t e d   a nd  e n c l o s e c o n e   l e n s   a nd  a e n c o m pa s s i n g   r i ng   r e m o t e   p h o s ph o r   l a y e r   t ha t   c a di v e rt   t h e   e m i t t e L E D   l i g ht   f r o m   t h e   c h i p   o ut s i de   o f   s t r uc t u r e   w h i c r e duc e s   t h e   d a m a ge   f r o m   i n t e rn a l   r e f l e c t i o n   L E D   [1 3].   A n o t h e o n e   i s   t h e   us e   o f   a   pa t t e rn e d   r e m o t e   p h o s ph o s t ruc t u r e   w i t a e m p t y   pe r i m e t e t ha t   ha s   n o   c o a t i n g   p h o s ph o o t h e   s u rr o u n di ng  s u r f a c e   i a c h i e v i n g   b e t t e a n gul a r - de pe n de n t   c o r r e l a t e d   c o l o r   t e m pe ra t u r e   a n d   hi g c hr o m a t i c   s t a b i l i t y   [14 ].   I a ddi t i o n ,   t h e   r e m o t e   p h o s ph o s t r uc t u r e   t h a t   ha s   t h e   pa t t e rn e s a p p h i r e   s ub s t r a t e   i i t   pe r f o r m   b e t t e t ha a   c o m m o n   p a t t e rn  a s   b e n e f i t s   t h e   u ni f o r m i t y   of  c o r r e l a t e c o l o r   t e m pe r a t u r e   i n   t h e   r a di a t i o n - z o n e   f i e l [15 ].   T h e   p r o po s a l   s ugge s t   us i n r e m o t e   ph o s ph o r   s t ruc t u r e   W L E D   w i t t w o   ph o s ph o r   l a y e r s   t o   a c h i e v e   t h e   go a l   o f   e nh a n c i ng  t h e   l i g ht   e m i t t e f r o m   L E D s .     T h e   s t u di e s   l i s t e d   a b o ve   a l l   f o c us   o n   i m p r o v i n g   c o l o r   h o m o ge n e i t y   a n d   l i g ht   o ut pu t   o f   W L E D s   i n   t h e   r e m o t e   p h o s ph o s t r uc t u r e .   H ow e v e r ,   t h o s e   s t udi e s   o nl y   c o n c e n t r a t e o t h e   W L E D s   c o n f i gu ra t i o n s   w i t h   a   s i ngl e   c h i p   a n a t   l o w   c o r r e l a t e c o l o r   t e m pe ra t u r e s   w h i l e   a   m o r e   d i f f i c ul t   t a s k   i s   t o   i m p r o v e   t h e   o pt i c a l   pr o pe rt i e s   o f   W L E D s   w i t h i g c o rr e l a t e c o l o r   t e m pe r a t u re s .   A s   a c k n o w l e dgi n t h i s   i m po r t a n t   go a l ,   A nh  a n d   h i s   pa rt n e r s   ha v e   c o n duc t e t w o   di f f e r e n t   r e s e a r c h e s   d e m o n s t r a t i n g   t h e   h o w   t h e   a ppl i c a t i o o f   do u b l e   l a y e r s   o f   ph o s ph o i W L E D s   c a i n f l ue n c e s   t h e   qu a l i t y   i ndi c a t o r s ,   s pe c i f i c a l l y   o n   l u m e o ut pu t   a nd  c o l o r   uni f o r m i t y   [16 - 18 ] .   I t h e   f i r s t   s t u dy ,   t h e   du a l - r e m o t e   ph o s ph o w i t h   f l a t   l a y e r s   (F D R P w e r e   c o m pa r e w i t c o n c a v e   dua l - r e m o t e   p h o s p h o (CD R P t o   f i gu r e   o ut   w hi c i s   m o r e   a dv a nt a ge o us   t o   W L E D s   pa c ka ge s .   T h e y   a l s o   e xpl a i n e h o w   t h e   g a b e t w e e n   p h o s p h o r   i n   dua l - l a y e r s   s t r uc t u r e   a f fe c t s   t h e   l um i n o us   e ff i c i e n c y   a n d   c o l o r   qu a l i t y   of   W L E D s .   T h e   a t t a i n e r e s ul t s   s h o w e t ha t   F D R P   i s   s upe ri o r   t ha n   CD R P ,   a nd  t h e   d i s t a n c e   d 1 = 0 . 08   m m   o d 2 = 0 . 63  m m   i s   b e n e f i c i a l   t o   t h e   l um i n o us   f l ux  w h i l e   t h e   di s t a n c e   d 1 > 0. 0 m m   o r   d 2 > 0 . 63   h e l ps   t o   i n c r e a s e   t h e   c hr o m a t i c   h o m o ge n e i t y .   H ow e v e r ,   t h i s   a rt i c l e   di d   n o t   p r o po s e   a n y   t y p e   o f   ph o s ph o t o   e nh a n c e   t h e   qu a l i t y   of   L E D s .   T h e r e f o r e ,   i n   t h e   s e c o n o n e ,   t h e y   w o r o n   t h e   r e m o t e   ph o s p h o r   s t ruc t u r e   w i t h   t w o   ph o s ph o l a y e r s   c o n t a i ni n g   g r e e p h o s p h o r   (Ce , T b )M g Al 11 O 19 : Ce : T b .   T hi s   w o r o b t a i n e us e f ul   r e s ul t s   by   i n v e s t i ga t i n g   t h e   e ff e c t s   o f   di ff e r e n t   c o n c e n t ra t i o of   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   w i t h   t hr e e   c o l o r   t e m pe ra t u r e s   56 00  K ,   660 K   a n 7 700  K .   S pe c i f i c a l l y ,   t h e   i n c r e a s e   of   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   c o n c e n t r a t i o b e n e f i t s   t h e   l u m i n o us   f l ux   b ut   ha s   a   s m a l l   di s a dv a n t a ge   t o   CR i f   i t   i s   e xc e s s i v e ;   a n d   t hi s   ph o s p h o c a n   e nha n c e   t h e   c o l o r   qu a l i t y   due   t o   i t s   a b s o r pt i o c h a ra c t e ri s t i c s .     In  a n o t h e r   p a pe r ,   t h e y   c o n t i nue t o   r e s e a r c t h e   i n f l ue n c e   o f   t h e   d i s t a n c e s   b e t w e e n   p h o s ph o r   l a y e r   b ut   t h i s   t i m e ,   t h e   i n v e s t i ga t e o n e   i s   t h e   t r i p l e - l a y e r   s t r uc t u re .   T h e y   s i m ul a t e   t h e   s t ruc t u r e   w i t h   g r e e n   a nd  r e d   ph o s p h o a b o ve   t h e   y e l l ow   o n e ,   y e t   t h e   s pe c i f i c   r e d   a n d   g r e e n   p h o s p h o r s   h a v e   n o t   m e n t i o n e d .   T h e   r e s ul t s   pr e s e nt e t ha t   w h e n   t h e   d i s t a n c e   =   0 . 64 ,   t h e   l um i n o us   f l ux  e nha n c e s   by   9. 7%,   w hi l e   =   0 . 84,   i t   b e n e f i t s     t h e   c o l o r   u ni f o r m i t y .   T h o ugh  t h e   r e s ul t s   f r o m   t h e s e   s t ud i e s   a r e   i m po r t a n t   f o r   W L E D s   p r o duc t i o n,   t h e   c h o i c e s   of   dua l - l a y e r   p h o s ph o s t r uc t u r e s   a r e   l i m i t e d   a s   t h e r e   i s   n o   c o m p a ri s o a b o ut   t h e   e f fe c t i v e n e s s   of   dua l - l a y e r   ph o s p h o c o n f i gu r a t i o c o m pa r e d   t o   t h e   o t h e r s .   T h e r e f o r e ,   t o   h e l p   m a n uf a c t u r e r s   ha v e   r e f e r e n c e s   t o   s e l e c t     t h e   m o s t   a p p r o pri a t e   dua l - l a y e r   p h o s ph o r   s t ruc t u r e   f o r   a c c o m pl i s h i ng  t h e   i m p r o v e m e n t   o f   c o l o r   qu a l i t y   o r   e nh a n c e m e n t   t h e   l u m i n o us   f l ux  e m i t t e d,   i n   t h i s   a r t i c l e ,   w e   w i l l   p r o po s e   t w o   di ff e r e n t   t y p e s   of   dua l - l a y e r   r e m o t e   s t r uc t u r e s   o f   gr e e (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a nd  re M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+ .   M o r e o ve r ,   b a s e o n     t h e   r e s ul t s   o f   t hr e e   s t ud i e s   a b o ve   a n t h i s   a rt i c l e ’s   e xpe r i m e nt s ,   w e   w i l l   m a ke   a   de t a i l e d   c o m pa r i s o b e t w e e n   t h e m   i n   t e r m s   o f   c o l o r   qua l i t y   a n d   l u m i n o us   f l ux ,   w hi c ha s   n o t   do n e   i a f o r e m e n t i o n e s t udi e s .   T h i s   a rt i c l e   p r o po s e s   t w o   dua l - l a y e r   r e m o t e   s t r uc t u r e   f o r   W L E D s   c o l o r   qua l i t y   de ve l o pm e n t   a t   di s t i n c t   c o l o r s   t e m pe ra t u r e   o f   6600K   a n d   7 700K .   T h e   f i rs t   i de a   i s   t o   e m p l oy   t h e   g r e e p h o s p h o l a y e r   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   i b o os t i ng  g r e e l i g h t   c o m po n e n t   o f   W L E D s ,   r e s ul t i n g   i a i n c r e a s e   o f   l u m i n o us   f l ux  e m i t t e d.   T h e   s e c o n i de a   i n v o l v e s   us i n t h e   r e p h o s ph o l a y e r   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   t o   b e n e f i t   CR I   a n d   CQ S   by   bo os t i ng   t h e   r e l i g ht   c o m po n e n t   i W L E D s .   T h e   a r t i c l e   a l s o   de s c ri b e s   i de t a i l   t h e   i n f l ue n c e s   t h e   c h e m i c a l   c o m po s i t i o n s   o f   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   ha s   o n   o pt i c a l   p r o pe rt i e s   o f   W L E D s .   T h e   a dd i t i o n   o t h e   p h o s ph o l a y e r   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   i s   p r o v e n   t o   b e   be n e f i c i a l   t o   t h e   CR a n CQ S   by   t h e   c o n c l us i o n   o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   ap pl i c a t i on   o f   do ubl e - l a y e r   r e m o t e   phos ph or   s t r u c t ur e s   i i n c r e as i ng . . .   ( Nguy e n   T hi   P huong   L oan )   5185   t h i s   a r t i c l e .   H ow e v e r ,   t h e   c o n c e nt r a t i o n   o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   ha v e   t o   b e   a t   t h e   e xa c t   pe r c e nt a ge   t o   a v o i da m a g i n t h e   c o l o r   qua l i t y   o r   l um i n o us   f l ux  due   t o   e xc e e di n c o n c e n t ra t i o n s   o r e p h o s p h o r   a n d   g r e e p h o s ph o r .   Co a t i ng  t h e   g r e e n   p h o s ph o r   l a y e r   o r   t h e   r e d   p h o s ph o r   l a y e r   ov e r     t h e   y e l l ow   ph o s p h o l a y e r   Y A G : Ce 3+ :   c r e a t e   t hr e e   c h a ng e s ,   t h e   f i r s t   o n e   i s   t h e   e m i s s i o s pe c t r u m   o f   t h e   w h i t e   l i g ht   i n c r e a s e   a c c o r di n gl y   t o   t h e   a m o u n t   o f   gr e e n   l i ght   c o m po n e nt   o r e l i g ht   c o m po n e nt   a dde d   i n,   w h i c i s   a   p r o m i n e n t   a s pe c t   o f   e n ha n c i n g   c o l o r   pe r f o r m a n c e .   S e c o n d,   t h e   l i g ht   s c a t t e ri n g   a nd  t r a n s m i s s i o n   e ff i c i e n c y   a r e   c o nt r a s t   t o   t h e   c o n c e nt r a t i o o f   a dde d   p h o s ph o l a y e r s .   T h e r e f o r e ,   s e l e c t i n g   t h e   a p p r o pri a t e   c o n c e n t r a t i o f o r   t h e   p h o s ph o r s   i s   v i t a l   i n   m a i nt a i ni n g   t h e   l u m i n o us   f l ux  o f   W L E D s .       2.   P R EP A R A TI O N   P R O C ES S   T h e   p h y s i c a l   m o de l   of   W L E D s   t ha t   a r e   us e i n   t h e   e xpe ri m e n t s   i s   p r e s e n t e i n   F i g u r e   1 (a i s     t h e   r e s e a r c s ub j e c t   fo r   t h i s   s t udy .   T h e   w a t t a ge   o f   b l ue   c h i i s   1. 16   W   w i t h   e m i s s i o n   w a v e l e n gt h   o f   453  n m .   In  F i g u r e   1 (b a r e   de t a i l e d   o pt i c a l   p r o pe r t i e s   o f   t h e   c o n s t i t ue nt s   i t h e   m o de l .   T h e   r e m o t e   p h o s ph o s t r uc t u r e   i s   c o n s t r uc t e a n d   s t ud i e t o   i de nt i fy   t h e   o pt i m a l   c on c e nt r a t i o n   f o r   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n d   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+ .   T h e   dua l - l a y e r   c o n f i gura t i o w i t g r e e n - y e l l ow   ph o s p h o p a c ka ge   (G Y C)   a n d   t h e   dua l - l a y e r   c o n f i gura t i o n   w i t h   r e d - y e l l ow   ph o s ph o r   p a c ka ge   (R Y C)  a r e   t h e   m a i n   s ub j e c t s   i n   t hi s   r e s e a r c h .   T h e   G Y s t r uc t u r e   i n c l ude s   t w o   l a y e r s   of   ph o s ph o r   c o v e r e t h e   b l ue   c h i w i t h   t h e   g r e e n   p h o s ph o r   S r B a S i O 4 :Eu 2   a b ov e   t h e   y e l l ow   ph o s ph o r   Y A G : Ce 3 +   a s   i n   F i g u r e   1 (c ).   F i g u r e   1 (d)   i l l us t ra t e   t h e   R Y s t ruc t u r e   w hi c t h e   r e d   p h o s ph o M gS r 3 Si 2 O 8 :Eu 2+ , M n 2 +   a b ov e   t h e   y e l l ow   p h o s ph o Y A G : Ce 3+   i n s t e a d.   T h e   pu r po s e   of   us i n G Y a n R Y s t r uc t u r e s   i s   t o   f i n t h e   c o r r e c t   c o n c e nt r a t i o of  (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n d   M gS r 3 Si 2 O 8 :Eu 2+ , M n 2 +   t ha t   c a n   b o os t   t h e   s c a t t e ri n g   e ff e c t s   a s   w e l l   a s   t h e   g r e e n,   r e d   l i g h t   c o m po n e nt s   i n   W L E D s   a n d   t h e a l l o w s   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   W L E D s   t o   i m p r o v e .         L e a d   f r a m e :   4 . 7   m m   J e n t e c h   S i z e - S   L E D   c h i p :   V 4 5 H   D i e   a t t a c h :   S u m i t o m o   1 2 9 5 S A   G o l d   W i r e :   1 . 0   m i l   P h o s p h o r :   IT N Y A G 4 _ E L       (a )   (b )   (c )   (d)     F i gu r e   1 .   I l l us t r a t i o o f   ph o s ph o r - c o n v e r t e M CW - L E D s   a s   do pi n g   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b :     (a t h e   a c t ua l   M CW - L E D s   a n d   (b i t s   p a ra m e t e r s ;   (c i l l us t ra t i o n   o f   G Y C,   a n d   (d)   R Y C       In   F i g u r e   i s   t h e   c o n t ra s t   i n   c h a n ge s   b e t w e e n   t h e   c o n c e n t r a t i o n   o f   t h e   g r e e n   p h o s p h o r   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a nd   r e p h o s ph o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   w i t y e l l ow   p h o s ph o Y A G : Ce 3+   T h i s   c h a nge   i n   c o n c e n t ra t i o n   ha s   t w o   m e a ni n gs ;   t h e   f i r s t   i s   t o   m a i n t a i t h e   a v e ra ge   CCT s   a n t h e   o t h e r   o n e   i s   t o   i n f l ue n c e   t h e   s c a t t e r e d   l i g ht   a n d   a b s o r pt i o o f   b o t h   p h o s ph o l a y e r s   i W L E D s   w hi c c e rt a i n l y   a f fe c t s   t h e   c o l o r   qua l i t y   a n l um i n o us   f l ux.   T h e r e f o r e ,   t h e   c o n c e nt r a t i o n s   o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n d   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   a r e   t h e   de c i di n g   f a c t o r s   o f   c o l o r   qua l i t y   i n   W L E D s .   W h e t h e   c o n c e nt r a t i o n   o (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a nd  M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   r i s e   r e s pe c t i v e l y   f r o m   2% - 20 w t .   a n d   2% - 26%   w t ,   t h e   c o n c e n t r a t i o n   o f   Y A G : Ce 3+   de c r e a s e   t o   s t a b i l i z e   t h e   CC T s   a t   a v e ra ge   l e v e l .   T h i s   r e a c t i o n   i s   t h e   s a m e   f o r   o t h e W L E D s   w i t c o l o r   t e m pe ra t u r e s   o f   6600  K   a n d   77 00   K .   T h e   e f fe c t s   of   r e p h o s p h o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   a n d   g r e e p h o s ph o r   ( Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   c o n c e n t ra t i o n s   o n   t h e   e m i s s i o s pe c t ra   i n   W L E D s   a r e   c a l c ul a t e a n d   p r e s e n t e d   i F i g u r e   3.   T h e   i n t e n s i t y   t r e n d   i t h e   t w o   l i g h t   s pe c t rum   a r e a s   420 - 480   nm   a nd   500 - 640   nm   i n c r e a s e   a c c o r di n g l y   w i t t h e   c o n c e n t ra t i o o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b ;   a n d   i t   i s   t h e   i n c r e a s e   i t h e   e m i s s i o s pe c t rum   a t   t h e s e   t w o   a r e a s   t ha t   v e r i f i e t h e   i n c r e a s e   i l u m i n o us   f l ux .   M o r e ov e r ,   t h e   p r e s e n c e   o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   gr e a t l y   i m p r o v e s   t h e   b l ue - l i g ht   s c a t t e r i n g   i W L E D s ,   w hi c m e a n s   t h e   s c a t t e r i ng   e f f e c t   i t h e   p ho s ph o l a y e r s   a nd   i W L E D s   i s   de v e l o p e d.   Co n s e que n t l y ,   t h e   c o l o r   h o m o ge n e i t y   r e a c h e s   a   s i g ni f i c a nt   e nha n c e m e nt .   T h us ,   t h e s e   f i n di ngs   a r e   i m po rt a nt   r e f e r e n c e s   i n   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a pp l i c a t i o n.   I t e r m s   of   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   i n f l ue n c e ,   t h e r e   a r e   n o t i c e a b l e   c h a nge s   i n   t h e   l i g h t   s pe c t r u m   a r e a   f r o m   648  nm   t o   738  nm   i n   a c c o r da n c e   w i t h   t h e   c o n c e n t ra t i o n   o r e p h o s p h o r   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+ .   H ow e ve r ,   t h e s e   c ha nge s   a r e   i n s i g ni f i c a n t   w i t h o ut   t h e   e xpa n s i o n   o e m i s s i o n   s pe c t r u m   i n   t h e   t w o   r e m a i ni n a r e a s ,   42 0 - 480   n m   a n d   500 - 640  nm ,   a s   t h e   e nha n c e m e n t   i t h e s e   t w e m i s s i o s pe c t ra   b e n e f i t s   t h e   l um i n o us   f l ux   o f   t h e   s c a t t e r e b l ue   l i g ht .   F u r t h e rm o r e ,   t h e   hi g h e t h e   c o l o r   t e m pe ra t u r e ,   t h e   h i g h e t h e   s pe c t ra l   e m i s s i o n,   r e s ul t i ng   i hi g h e c o l o r   qu a l i t y   a n d   b e t t e l u m i n o us   f l ux.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   5 O c t o b e r   2020   :     5 18 3   -   5190   5186   T h e r e f o r e ,   t hi s   r e s ul t   i s   c r uc i a l   t o   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+ ,   e s pe c i a l l y   w h e n   c o nt r o l l i ng   t h e   q u a l i t y   o f   W L E D s   w i t hi g t e m pe ra t u r e   s t i l l   r e m a i ns   a   d i f f i c u l t   t a s k .   I s h o rt ,   t ha t   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   c a b e n e f i t s   t h e   c hr o m a t i c   pe r f o r m a n c e   o f   W L E D s   a t   bo t l o w   (6600  K )   a nd  hi g (77 00  K )   c o l o r   t e m pe ra t u r e   i s   c o n f i r m e d   i t hi s   s t u d y .   L a s t   b ut   n o t   l e a s t ,   t he   c h o i c e s   of   ph o s ph o r s   a n d   t h e i r   c o n c e nt r a t i o n s   c a b e   c h a n ge d   de pe n di ng   o t h e   de m a n d   o f   t h e   m a n uf a c t ur e r s .   If   t h e i de s i r e s   a r e   h i g qu a l i t y   W L E D s ,   a   s m a l l   l o s s   i n   l u m i n o us   f l ux  c a b e   pe rm i t t e t o   s ui t   t h o s e   d e m a n ds .           (a )   (b )     F i gu r e   2 .   T h e   c h a nge   o f   ph o s ph o c o n c e n t ra t i o o f   G Y (a )   a n R Y (b t o   ke e t h e   a v e r a ge   C CT s           (a )     (b )         (c )   (d)     F i gu r e   3 E m i s s i o n   s pe c t ra   o f   dua l - l a y e r   p h o s p h o r   c o n f i gu ra t i o n s :     (a 6600   K   -   G Y C;   (b 770 K   -   G Y C ;   (c 6600   K   -   R Y C;   (d 7700   K   -   R Y C       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     In   F i g u r e   a r e   c o l o r   r e n de ri n i n de (CR I)  a nd  c o l o r   qua l i t y   s c a l e   (CQ S c o rr e s po n di n t o     di f fe r e nt   c o n c e n t ra t i o n s   o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   p h o s p h o r s .   A s   c a b e   s e e n ,   t h e   CR de c l i n e s   c o n s i de r a b l y   w h e n   t h e   c o n c e nt r a t i o n   o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   r i s e s .   T h e   r e a s o i s     t h a t   t h e   e xc e e de gr e e n   l i g ht   c a us e s   a i m b a l a n c e   b e t w e e n   t h e   p r i m a r y   c o l o r s :   b l ue ,   y e l l ow   a n g r e e n,   a n t hus ,   r e duc e s   t h e   c hr o m a t i c   qua l i t y   of   W L E D s   a nd  d a m a ge s   t h e i r   CR i n de xe s   w h i c h   a s s e s s e s   t h e   c o l o r   of   t h e   s ub j e c t s   w h e t h e   l i g h t   i l l um i na t e s   t h e m .   H ow e v e r ,   i t   i s   a   t o l e ra b l e   d ra w b a c b e c a us e   CR i s   a   p a r t   o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   ap pl i c a t i on   o f   do ubl e - l a y e r   r e m o t e   phos ph or   s t r u c t ur e s   i i n c r e as i ng . . .   ( Nguy e n   T hi   P huong   L oan )   5187   CQ S   a nd   w h e c o m p a ri ng   b e t w e e n   t he   t w o ,   C Q S   s t a nds   o ut   a s   a   m o r e   i m po rt a nt   a nd   c ha l l e ng i ng  t a r ge t .   S pe c i f i c a l l y ,   C Q S   c o n s i s t s   o f   t hre e   e l e m e nt s :   c o l o r e nde ri ng   i nde x ,   v i e w e r’s   p r e f e r e nc e   a nd   c o l o r   c o o rd i na t e s .   T hus ,   CQ S   s e e m s   t o   b e   a i nde x   t ha t   c a g i v e   c o l o q ua l i t y   a o v e ra l l   j u d g m e nt .   F r o m   t h e   t hi rd   g ra p i n   F i gu re   4 ,   w e   c a s e e   t ha t   t h e   C Q S   re m a i n s   u n c ha ng e d   w h e t he   c o n c e nt ra t i o o f   ( Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   i s   b e l o w   8% .   T h e re f o r e ,   8 ( Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   c a b e   a p p l i e d   a f t e c o ns i de ri ng   t he   l u m i n o us   f l ux .   M e a n w hi l e ,   t h e   CR I   i nc r e a s e s   w i t t h e   ri s e   o f   p h o s p h o M gS r 3 Si 2 O 8 :Eu 2+ , M n 2 +   c o n c e nt ra t i o i a l l   a v e ra ge   CC T s ;   a nd   t hi s   re s u l t   ha s   no t   b e e de m o ns t ra t e d   i n   p re v i o us   r e s e a r c he s .   T hi s   s u pe ri o a c hi e v e m e nt   i s   t h e   re s u l t s   o f   r e d   p h o s p h o a b s o r b i ng   a b i l i t y .   W he t he   re d   p h o s p h o r   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ ,M n 2 +   t a ke s   i t he   l i g ht   f r o m   t h e   c hi ps ,   t h e s e   pa rt i c l e s   o f   r e d   p h o s p h o t ra ns f o rm   t h e   e m i t t e l i g ht   f r o m   b l ue   t o   r e d .   B e s i de s   f r o m   t he   l i g ht   o f   t h e   c hi ps ,   re d   p h o s p h o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   a l s o   c o n s u m e   t h e   l i g ht   o f   y e l l o w   p h o s p h o r.   H o w e v e r,   t h e   c o m p a ri s o o f   t he s e   a b s o rp t i o n s   s h o w   t ha t   t h e   b l ue   l i g ht   a b s o r b e f r o m   t h e   c hi ps   i s   s u pe ri o b e c a us e   o f   t h e   a b s o rp t i o c ha ra c t e ri s t i c   o f   t he   m a t e ri a l .           (a )       (b )         (c )   (d)     F i gu r e   4 .   T h e   c o l o r   qu a l i t y   s c a l e   a s   a   f u n c t i o o f   t h e   c o n c e n t ra t i o n   o f     (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n d   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+         H e n c e ,   a d di n g   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   r e s ul t s   i a i n c r e a s e   of   r e d   l i g ht   c o m po n e n t s ,   w h i c b e n e f i t s   t h e   de v e l o pm e n t   o f   c o l o r e nde ri n g   i nde (CR I).   M o r e o ve r,   c o l o r   r e n de r i n g   i n de x   p l a y s   a   c r uc i a l   r o l e   i c h o o s i n a   m o de rn  L e a s   t h e   hi g qua l i t y   W L E D   ha s   h i g h   CR I.   B e s i de s ,   a n o t h e r   a dv a n t a ge   o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   p h o s p h o r   i s   c o s t - s a v i n g ,   t hus ,   i t   c a b e   w i de l y   us e i L E D s   p r o duc t i o n   w i t t h e   a i m   of   h i g CR I.   H ow e ve r ,   a s   m e n t i o n e a b ov e ,   c o l o r   r e n de r i ng  i n de o nl y   e v a l ua t e s   c e r t a i n   a s pe c t s   o f   l i ght ,   i o t h e w o r ds ,   h a v i n g   a   hi g c o l o r   r e n de r i ng   i n de x   do e s   no t   m e a n   t h e   l i g h t   qu a l i t y   i s   go o d.   H e n c e ,   c o l o r   qua l i t y   s c a l e   (CQ S w a s   p r o po s e a n d   b e c o m e s   m o r e   i m po r t a nt   due   t o   i t s   c o m pr e h e n s i v e n e s s   i n   l i g ht   e v a l ua t i o n,   a s   p r e s e n t e d   i t h e   a b o ve   pa r a g r a p h.   I c o n t ra s t   w i t h   ( Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b ,   CQ S   v a l ue s   a r e   i m p r e s s i v e   w i t t h e   p a r t i c i pa t i o o f   r e p h o s ph o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+ .   T h e   l a s t   i l l us t ra t i o o f   F i g u r e   c l e a rl y   s h o w s   a   s i g ni f i c a nt   e nha n c e m e nt   o f   CQ S   w h e t h e   c o n c e n t ra t i o o f   r e m o t e   p h o s p h o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   l a y e r s   gr o w .   T hus ,   e m p l oy i n M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   is   o b v i o us l y   b e n e f i c i a l   t   t h e   qua l i t y   o f   w h i t e   l i g ht   i W L E D s   w i t h   dua l - l a y e r   p h o s p h o s t r uc t u r e ;   a n t h i s   i s   a   us e f ul   f i n di ng  o f   t h e   s t udy   i n   r e ga rds   t o   i m p r o v i n g   t h e   c o l o r   qu a l i t y .   N e ve r t h e l e s s ,   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   a l s o   c a us e s   a   g r e a t   da m a ge   t o   t h e   e m i t t e f l ux ,   a n t h i s   w i l l   b e   pr e s e nt e i n   t h e   n e xt   pa rt .   I n   t h i s   pa rt   i s   t h e   m a t h e m a t i c a l   m o de l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   5 O c t o b e r   2020   :     5 18 3   -   5190   5188   us e t o   c a l c ul a t e   t h e   t ra n s m i t t e d   b l ue   l i g ht   a n d   c o n v e r t e d   y e l l o w   l i ght   i t h e   do ub l e - l a y e r   p h o s p h o s t ruc t u r e .   M o r e ov e r ,   t h i s   m a t h e m a t i c a l   s y s t e m   w i l l   p r o v e   t ha t   t h e   us e   o f   a   do ub l e - l a y e r   p h o s p h o r   s t r uc t u r e   c a b r i ng  s upe r i o i m p r o v e m e n t   t o   t h e   l i g h t i n g   e f f i c i e n c y   of   W L E D s   t ha t h e   s i ngl e   o n e .   A dd i t i o n a l l y ,   di s a dv a nt a ge     of   M gS r 3 Si 2 O 8 :Eu 2+ , M n 2+   p h o s ph o l a y e r   t o   t h e   l u m i n o u s   f l ux  w i l l   b e   de m o n s t ra t e t hr o ug h   f o r m ul a s   b e l ow   [19 - 23].   T h e   e m i t t e d   b l ue   l i g ht   a nd  y e l l ow   l i g ht   f r o m   l i g ht   c o nv e r s i o n   f o r e m o t e   p h o s ph o s t r uc t u r e   c o n t a i ni n g   o n e   p h o s p h o l a y e r   w i t t hi c kn e s s   de s c ri b e a s   2 h   a r e   e xp r e s s e a s   f o l l ow s :       1 = 0 × 2 1   ( 1 )     1 = 1 2 1 × 0 1 1 ( 2 1 2 1 )   ( 2 )     T h e   e m i t t e d   b l ue   l i g h t   a n d   y e l l ow   l i ght   f r o m   l i g ht   c o n v e r s i o n   f o r   r e m o t e   p h o s ph o r   pa c ka ge   c o n t a i ni n t w ph o s p h o l a y e r s   w i t h   t h e   l a y e r   t h i c k n e s s   o f   h   a r e   m e a s u r e w i t h :     2 = 0 × 2 2   ( 3 )     2 = 1 2 2 × 0 2 2 ( 2 2 2 2 )   ( 4 )     T h e   h   de pi c t s   t h e   p h o s p h o l a y e r   de n s i t y .   T h e   s ub s c r i pt   1”   a nd  2”   n o t e   t h e   s i n g l e   l a y e r   a n d   do ub l e - l a y e r   r e m o t e   p h o s p h o c o n f i gu r a t i o n s .   β   i s   t h e   c o n v e r s i o c o e f f i c i e n t   f o r   b l ue   l i g ht   c o n v e r t i n g   t o   y e l l ow   l i g h t .     γ   i s   t h e   r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t   o f   t h e   y e l l ow   l i g h t .   T h e   i n t e n s i t i e s   o f   b l ue   l i g h t   ( PB a n y e l l ow   l i ght   ( PY a r e   t h e   l i g h t   i nt e n s i t y   f r o m   b l ue   L E D ,   i n di c a t e by   PB 0 .   α B ;   α Y   a r e   pa ra m e t e r s   de s c r i b i n t h e   l o s s   o f   t ra n s m i t t e d   e n e rgy   i n   b l ue   a n y e l l ow   l i g h t s   du ri n t h e i s c a t t e r i ng  p r o c e s s   i n   t h e   p h o s p h o l a y e r   r e s pe c t i v e l y .     T h e   l um i n o us   e f f i c i e n c y   of   pc - L E D s   r e c e i v e s   s i g n i f i c a n t   e nha n c e m e nt   w h e t h e   r e m o t e   p h o s ph o r   s t ruc t u r e   ha s   m ul t i p l e   l a y e r s   c o m pa r e t o   t h e   s i n g l e   l a y e r   s t ruc t ur e :     ( 2 + 2 ) ( 1 + 1 ) 1 + 1 > 0   ( 5 )     T h e   s c a t t e ri n o f   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   p h o s ph o p a r t i c l e s   w e r e   a na l y z e by   us i n t h e   M i e - t h e o r y   [24,   25] .   In  a ddi t i o n,   t h e   s c a t t e r i n g   c r o s s   s e c t i o n   o f   c i r c ul a p a r t i c l e s   C s ca   c a b e   m e a s u r e us i n g   t h e   f o l l o w i n e qua t i o n   w i t t h e   M i e   t h e o r y .   T h e   e f f i c i e n c y   of   l i g h t   po w e r   t ra n s m i s s i o c a n   b e   de f i n e w i t B e e r s   l a w   [26]:       =   0   ( )   ( 6 )     T h e   I 0   i t h i s   e qua t i o n   i s   t h e   e n e rgy   of   i n c i de n t   l i g ht ,   r e p r e s e nt s   t h e   de n s i t y   of   ph o s p h o l a y e r   (m m )   a n   µ ext   i s   t h e   e x t i n c t i o n   c o e f f i c i e n t ,   w hi c a r e   m e a s u r e d   by :   µ ext   N r .C ext ,   w h e r e   N r   i s   a s   t h e   n um b e de n s i t y   di s t r i b ut i o n   o f   pa rt i c l e s   ( m m - 3 ).   C ex t   (m m 2 i s   t h e   e xt i n c t i o c r o s s - s e c t i o n   o f   ph o s ph o p a r t i c l e s .   F r o m   (5) ,   i t   c a b e   s e e n   t h a t   t h e   l i g h t i n g   pe r f o r m a n c e   o f   W L E D s   w i t du a l - l a y e r   p h o s ph o i s   b e t t e r   t h a t ha t   o f   W L E D s   s i n g l e - l a y e r   p h o s ph o r .   T h e r e f o r e ,   t h i s   a r t i c l e   c o n f i rm s   t ha t   us i ng  du a l - p h o s ph o l a y e r   c a r e s ul t   i n   b e t t e l u m i n o us   f l ux.   T h e   de t a i l e l u m i n o us   f l ux  a r e   c a l c ul a t e a n d   p r e s e n t e i n   F i gu r e   5 .   F i gu r e   (a ),   t h e   c o n c e n t ra t i o o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   ri s e   f r o m   2 w t .   t o   2 w t . ,   t h e   l um i n e s c e n c e   qua l i t y   of   W L E D s   s h o w s   a   s i g ni f i c a nt   i n c r e a s e .   O t h e   o t h e ha n d,   t h e   c o n c e nt ra t i o n   o f   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   ha s   a   c o n s i de ra b l y   n e ga t i v e   e ff e c t   o t h e   l u m i n e s c e n c e   qu a l i t y   o f   W L E D s   w i t M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   l a y e r .   O bv i o us l y   f r o m   F i gu r e   5   (b ),   t h e   l um i n o us   f l ux  de c r e a s e s   dra m a t i c a l l y   w h e t h e   c o n c e nt ra t i o n   o M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   s t a r t s   t o   ri s e   f r o m   2 %   w t .   a n d   bo t t o m s   o ut   a t   a b o ut   400   l m   w i t 26   %   w t   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   c o n c e n t ra t i o n .   I a ddi t i o n,   B e e r ’s   l a w   c l a i m s   t ha t   t h e   e xt i n c t i o o f   c o e ff i c i e n t   i n c r e a s e   w i t h   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   c o n c e n t r a t i o n   b ut   i s   i n v e r s e l y   pr o po r t i o n a l   t o   t h e   t ra n s m i t t e l i g h t   pow e r .   T h e r e f o r e ,   ha v i n p h o s p h o r   l a y e r s   w i t h   hi g h   t hi c k n e s s   c a n   n e g a t i v e l y   a ffe c t s   t h e   l u m i n o us   f l ux  due   t o   t h e   e xc e s s i ve   a m o u n t   o f   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   c o n c e n t ra t i o n.   D e s pi t e   t h e   d i s a dv a nt a ge ,   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   s t i l l   a c h i e v e   a s t o un di ng  r e s ul t   i n   de ve l o pi n CR a nd  CQ S .   B e s i de s   us i n du a l - l a y e r   ph o s p h o r   r e m o t e   s t r uc t u r e   i s   m uc m o r e   e ff i c i e n t   t ha a   s i n g l e - l a y e r   t y pe .   T h e r e f o r e ,   t h e   de c l i n e   c a us e   b y   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   i s   a c c e pt a b l e .   T h e   r e m a i ni n g   f a c t o r   i s   t h e   m a n uf a c t u r e r s   i nt e n t i o f r o m   w h i c h   a   s ui t a b l e   c o n c e nt r a t i o o f   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2 +   c a b e   a p pl i e i n   m a s s   p r o duc t i o o f   W L E D s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       T he   ap pl i c a t i on   o f   do ubl e - l a y e r   r e m o t e   phos ph or   s t r u c t ur e s   i i n c r e as i ng . . .   ( Nguy e n   T hi   P huong   L oan )   5189       (a )   (b )     F i gu r e   5 .   T h e   l um i n o us   f l ux  a s   a   f un c t i o o f   t h e   c o n c e nt r a t i o o f     (Ce , T b )M gA l 11O 19 : Ce : T b   a n d   M gS r 3S i 2O 8 : E u2+ , M n 2 +   :   (a G Y C ;   (b R Y C       4.   C O N C LU S I O N     T h e   pa pe r   p r e s e n t s   t h e   e ff e c t   o f   ph o s ph o r   g r e e n   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   a n p h o s ph o r e M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   i n   dua l - l a y e r   ph o s p h o s t r uc t u r e   o n   t h e   i n d i c a t o r s   o f   W L E D s   c h r o m a t i c   qua l i t y   a n d   l i g ht   o ut pu t .   M o r e o v e r ,   t h i s   i s   t h e   f i r s t   t i m e   t h e   de t a i l e c om pa ri s o n   b e t w e e n   t h e   t w o   t y pe   of   dua l - p h o s ph o l a y e r   s t r uc t u r e   i s   m a de .   T h e   v e r i f i c a t i o n   us i ng  t h e   M i e   t h e o r y   a n t h e   B e e r ’s   l a w   h a s   c e r t i f i e t ha t   M gS r 3 Si 2 O 8 : E u 2+ , M n 2+   i s   t he   r e a s o na b l e   c h o i c e   t o   i m p r o v e   c o l o qu a l i t y .   M e a n w hi l e ,   ( Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   i s   t h e   c h o i c e   t o   i m p r o v e   t h e   l u m i n o us   f l ux   o f   W L E D s .   T h e   r e s ul t s   a c hi e v e f r o m   t h e   t w o   s t r uc t u r e   i s   a ppl i c a b l e   f o r   W L E D s   w i t l o w   c o l o r   t e m pe ra t u r e   (6 600   K )   a n d   c o n f i gu r a t i o n s   w i t t h e   t e m pe r a t u r e   h i g h e t h a 7 700   K .   W i t t h e s e   o ut c o m e s ,   t h i s   s t udy   i s   a b l e   t o   o pt i m i z e   t h e   c hr o m a t i c   qu a l i t y   of   w h i t e   l i g h t ,     a   c ha l l e n gi n g   o b j e c t i ve   t o   a c h i e v e   w i t r e m o t e - ph o s p h o r   s t r u c t ur e ,   e s pe c i a l l y   w i t t h e   o n e s   ha v i ng  hi g h   c o l o r   t e m pe ra t u r e .   T h us ,   t hi s   i s   t h e   v a l ua b l e   i n f o r m a t i o f o r   m a n uf a c t u r e r s   a s   ge t t i ng  b e t t e qu a l i t y   of   W L E D s   w i t hi g c o l o r   t e m pe ra t u r e s   i s   s t i l l   a   ha r d   t a s k   t o   c o m pl e t e ,   a n d   t h e r e   a r e   n o t   e n o ug r e f e r e n c e s   f o r   t h e m   t o   c o un t   o n .   H ow e ve r ,   t h e r e   i s   a   di s a dv a n t a ge   c a us e by   a n   i n s uf f i c i e nt   m a n a ge m e nt   o f   ph o s ph o r   c o n c e nt r a t i o n :   a s     t h e   c o n c e nt r a t i o n s   o f   (Ce , T b )M gA l 11 O 19 : Ce : T b   o M gS r 3 Si 2 O 8 :Eu 2+ , M n 2+   i n c r e a s e s   e xc e s s i ve l y ,   t h e   c o l o r   qua l i t y   o r   l um i n o us   f l ux  s i g ni f i c a n t l y   r e duc e s .   H e n c e ,   i t   i s   i m po r t a nt   t o   de t e rm i n e   t h e   ri g h t   c o n c e n t ra t i o n   f o r   ph o s p h o l a y e r s .   D e pe ndi n g   o t h e   go a l s   a nd   b a s e o t h e   us e f ul   i n f o r m a t i o p r o v i de i t h i s   s t u dy ,     t h e   m a nuf a c t ur e r s   c a c h o o s e   t h e   m o s t   a p p r o pri a t e   r e m o t e   p h o s ph o s t r uc t u r e   a n d   p h o s p h o c o n c e n t ra t i o t pr o duc e   b e t t e r   q ua l i t y   W L E D s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   T .   T .   T r a ng ,   e t   a l . ,   E xc e l l e n t   l um i no us   f l ux   o f   W L E D s   w i t f l a t   dua l - l a y e r   r e m o t e   pho s pho r   g e o m e t r y ,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u ni c at i o C om put i n E l e c t r on i c s   a nd  C o nt r o l ,   v o l .   17 ,   no .     5 ,   pp.   2 527 - 253 4,   20 19 .   [ 2]   P .   X .   L e ,   e t   a l . ,   T he   I m pa c t s   o f   D i s t a nc e   B e t w e e P ho s p ho r   L a y e r s   o O pt i c a l   P r o pe r t i e s   o f   T r i pl e - L a y e r   P ho s pho r   S t r uc t ur e ,   A d v an c e s   i n   E l e c t r i c a l   and   E l e c t r o ni c   E ngi ne e r i ng ,   v o l .   17 ,   no .     1 ,   p p.   81 - 86 ,   201 9.   [ 3]   S .   D .   Y u ,   e t   a l . ,   E nha nc e d   o pt i c a l   a nd   t he r m a l   pe r f o r m a nc e   o f   w h i t e   l i g ht - e m i t t i ng   di o de s   w i t h   ho r i z o nt a l l y   l a y e r e qua n t um   do t s   pho s p ho r   n a no c om po s i t e s ,   P hot o ni c s   R e s e ar c h ,   v o l .   6 ,   no .   2 ,   pp .   90 - 98 ,   201 8.   [ 4]   J .   P .   Y o u,   e t   a l . ,   L i g ht   e x t r a c t i o n   e nh a nc e d   w hi t e   l i g ht - e m i t t i ng   di o de s   w i t h   m u l t i - l a y e r e d   pho s pho r   c o n f i g u r a t i o n,   O pt i c s   E x pr e s s ,   v o l .   1 8 ,   no .   5 ,   pp.   5 055 - 506 0,   20 10.   [ 5]   S .   W .   J e o n,   e t   a l . ,   I m pr ov e m e nt   o f   pho s pho r   m o de l i ng   ba s e d   o t he   a b s o r pt i o o f   S t o ke s   s h i f t e l i g ht   by     a   pho s p ho r ,   O p t i c s   E x p r e s s ,   v o l .   22 ,   no .   1 05 ,   p p.   A 1237 - A 1242,   2 014.   [ 6]   X .   G .   X u,   e t   a l . H i g l um i ne s c e nt   L i 2 C a S i O 4 : E u 2+   c y a pho s pho r   f i l m   f o r   w i d e   c o l o r   g a m ut   f i e l e m i s s i o di s p l a y ,   O p t i c s   E x pr e s s ,   v o l .   20 ,   no .   16 ,   p p.   17 701 - 177 10 ,   2012 .   [ 7]   A .   Ž uka u s ka s ,   e t   a l . ,   C o l o r   r e nd i t i o e ng i ne e r i ng   o f   pho s pho r - c onv e r t e l i g ht - e m i t t i ng   di o de s ,   O p t i c s   E x pr e s s v o l .   21 ,   no .   22 ,   pp .   2664 2 - 26656 ,   201 3.   [ 8]   C .   H .   C h i a ng ,   e t   a l . ,   E f f e c t s   o f   F l ux  A ddi t i v e s   o C ha r a c t e r i s t i c s   o f   Y   2 . 9 5   A l   5   12   : 0. 05C e   3+   P ho s pho r :   T he r m a l   S t a b i l i t y   a nd  A ppl i c a t i o t o   W L E D s ,   J o ur n al   o f   D i s p l a y   T e c h no l o gy ,   v o l .   1 1 ,   no .   5 ,   p p.   46 6 - 470 ,   2015 .   [ 9]   Z .   Z .   Z ho u,   e t   a l . ,   W h i t e   l i g ht   o bt a i nm e nt   v i a   t r i c o l o r   l um i ne s c e nt   c e nt e r s   a nd   e n e r g y   t r a ns f e r   i n   Ca 3 Z r S i 2 O 9 : E u 3 + , Bi 3 + , Tb 3+   pho s pho r s ,   O p t i c al   M a t e r i a l s   E x p r e s s ,   v o l .   8,   no .   11 ,   pp.   3 526 - 354 2,   20 18 .   [ 10]   O .   H .   K w o n,   e t   a l . ,   W hi t e   l um i ne s c e nc e   c ha r a c t e r i s t i c s   o f   r e d / g r e e s i l i c a t e   pho s p ho r - g l a s s   t h i c f i l m   l a y e r s   pr i nt e o n   g l a s s   s ub s t r a t e ,   O pt i c a l   M at e r i al s   E x p r e s s ,   v o l .   6 ,   no .   3 ,   pp .   938 - 945 ,   201 6.   [ 11]   H .   C .   K uo ,   e t   a l . ,   P a t t e r ne d   s t r uc t ur e   o f   R E M O T E   P H O S P H O R   f o r   pho s pho r - c o nv e r t e w h i t e   L E D s ,   O p t i c s   E x pr e s s ,   v o l .   19 ,   no .   104 ,   pp .   A 930 - A 936,   2011 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   5 O c t o b e r   2020   :     5 18 3   -   5190   5190   [ 12]   C .   B u l l ,   D .   E .   M a s o n ,   T he   D e t e r m i na t i o o f   t he   D i s t r i but i o o f   E l e c t r o T r a pp i ng   S t a t e s   i P ho s pho r s ,   J ou r na l   of   t he   O p t i c al   So c i e t y   of   A m e r i c a ,   v o l .   41 ,   no .   10 ,   pp .   718 - 726 ,   195 1.   [ 13]   G .   Y .   L e e ,   e t   a l . ,   T una b l e   e m i s s i o f r o m   b l u e   t o   w hi t e   l i g h t   i n   s i ng l e - ph a s e   N a 0 . 3 4 Ca ( 0 . 6 6 - x - y) Al 1 . 6 6 Si 2 . 3 4 O 8 xE u 2+ , y M n 2+   ( =   0 . 07 )   p ho s pho r   f o r   w h i t e - l i g ht   U V   L E D s ,   O p t i c s   E x p r e s s ,   v o l .   21 ,   n o .   3 ,   pp .   3287 - 32 97,   2 013 .   [ 14]   C .   T .   Y e h,   e t   a l . ,   L um i ne s c e nc e   m a t e r i a l   c ha r a c t e r i z a t i o ns   o l a s e r - pho s pho r   l i g ht i ng   t e c hn i que s ,   O pt i c s   E x p r e s s v o l .   27 ,   no .   5 ,   pp.   7 226 - 723 6,   20 19 .   [ 15]   O .   H .   K w o n,   e t   a l . ,   S i m p l e   p r i s m a t i c   pa t t e r ni ng   a ppr o a c f o r   ne a r l y   r o o m - t e m pe r a t u r e   pr o c e s s e p l a na r     r e m o t e   p ho s pho r   l a y e r s   f o r   e nh a nc e d   w h i t e   l um i n e s c e nc e   e f f i c i e n c y ,   O pt i c al   M a t e r i al s   E x p r e s s ,   v o l .   8 ,   no .   10   pp.   32 30 - 3237 ,   201 8.     [ 16]   T .   T .   T r a ng ,   e t   a l . ,   I m pr o v i ng   l um i no us   f l ux   a nd   c o l o r   ho m og e ne i t y   o f   dua l - l a y e r   pho s pho r   s c t r uc t ur e ,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u ni c at i o C om put i n E l e c t r on i c s   a nd  C o nt r o l ,   v o l .   17 ,   no .   5 ,   pp .   2643 - 26 49 ,   2019 .   [ 17]   X .   Y .   H u a ng ,   e t   a l . ,   H i g h - br i g ht ne s s   a n d   hi g h - c o l o r   pur i t y   r e d - e m i t t i ng   C a 3 L u( A l O ) 3 ( B O 3 ) 4 : E u 3+   pho s pho r s   w i t h   i nt e r na l   qua nt um   e f f i c i e nc y   c l o s e   t o   un i t y   f o r   n e a r - ul t r a v i o l e t - ba s e d   w hi t e - l i g ht - e m i t t i ng   d i o de s ,   O p t i c s   L e t t e r s v o l .   43 ,   no .   6 ,   pp.   1 307 - 131 0,   20 18 .   [ 18]   T .   H .   Y a ng ,   e t   a l . ,   S t a bi l i z i ng   C C T   i n   pc W - L E D s   by   s e l f - c om pe ns a t i o b e t w e e n   e xc i t a t i o e f f i c i e nc y   a nd  c o n v e r s i o e f f i c i e nc y   o f   pho s pho r s ,   O pt i c s   E x p r e s s ,   v o l .   25 ,   no .   2 3 ,   pp .   2928 7 - 29295 ,   201 7.     [ 19]   Y .   P .   C ha ng ,   e t   a l . ,   A a dv a nc e l a s e r   h e a d l i g h t   m o dul e   e m pl oy i ng   hi g hl y   r e l i a bl e   g l a s s   pho s pho r ,   O p t i c s   E x pr e s s ,   v o l .   27 ,   no .   3 ,   pp .   180 8 - 1815 ,   2019 .   [ 20]   Y .   P e ng ,   e t   a l . ,   T he r m a l l y   s t a bl e   W L E D s   w i t h   e xc e l l e n t   l um i no us   p r o pe r t i e s   by   s c r e e n - pr i nt i ng   a   pa t t e r ne d   pho s pho r   g l a s s   l a y e r   o a   m i c r o s t r uc t u r e d   g l a s s   pl a t e ,   A p pl i e O p t i c s ,   v o l .   56 ,   no .   12 ,   pp .   3270 - 32 76 ,   2 017 .   [ 21]   H .   L .   S hi ,   e t   a l . ,   L um i ne s c e nc e   p r o pe r t i e s   o f   Y A G : C e ,   G d   pho s pho r s   s y nt he s i z e d   un de r   v a c uum   c o ndi t i o a nd   t he i r   w h i t e   L E D   p e r f o r m a nc e s ,   O pt i c al   M at e r i a l s   E x p r e s s ,   v o l .   4 ,   no .   4 ,   pp.   6 49 - 655 ,   2014 .   [ 22]   C .   H .   H ua ng ,   e t   a l . ,   T he r m a l l y   s t a b l e   g r e e n   Ba 3 Y ( P O 4 ) 3 : C e 3+ , T b 3+   a n r e C a 3 Y ( A l O ) 3 ( B O 3 ) 4 : E u 3+   pho s pho r s   f o r   w hi t e - l i g ht   f l uo r e s c e n t   l a m p s ,   O p t i c s   E x pr e s s ,   v o l .   19 ,   no .   101 ,   pp.   A 1 - A 6.   20 11.     [ 23]   F .   A qui no ,   e t   a l . ,   E f f e c t   o f   l a s e r   s pe c kl e   o l i g ht   f r o m   l a s e r   d i o de - pum pe d   pho s pho r - c o nv e r t e l i g ht   s o ur c e s ,   A ppl i e O p t i c s ,   v o l .   56 ,   no .   2 ,   pp .   278 - 28 3,   20 17.   [ 24]   P .   A c uña ,   e t   a l . ,   P o w e r   a nd   pho t o budg e t   o f   a   r e m o t e   pho s pho r   L E D   m o dul e ,   O p t i c s   E x pr e s s ,   v o l .   22 ,   no .   1 04 ,     pp.   A 1079 - A 1092,   2014 .   [ 25]   J .   R .   O h ,   e t   a l . ,   F u l l   do w n - c o n v e r s i o o f   a m b e r - e m i t t i ng   pho s ph o r - c o n v e r t e d   l i g ht - e m i t t i ng   d i o de s   w i t h   po w de r   pho s pho r s   a nd   a   l o ng - w a v e   pa s s   f i l t e r ,   O p t i c s   E x pr e s s ,   v o l .   18 ,   no .   11 ,   pp .   1 1063 - 11 072 ,   2010 .   [ 26]   J .   C he ng ,   e t   a l . ,   S y nt he s i s   a n pho t o l um i ne s c e nc e   p r o pe r t i e s   o f   S r 4 L a ( P O 4 ) 3 O : R E 3+ ( R E = E u/ T b/ C e )   p ho s pho r s ,   C hi ne s e   O p t i c s   L e t t e r s ,   v o l .   15 ,   no .   12 ,   pp.   1 2160 2,   20 17.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.