UV LED õ u § T “ Ó Þ” X ¢ ° Ë Ñß O Ë× DM כ r Ç4 õ m Í < gX c l; c å ¾ ˔ X ¢ Ž ì ŏ Œ

UV LED õ u § T “ Ó Þ” X ¢ ° Ë Ñß O Ë× DM  כ r Ç4  õ m Í < gX c l; c å ¾ ˔ X ¢ Ž ì ŏ Œ



™ »< ( 8  · b 9 ) ç ¸ 6 Ò ·  6 Ò<  ¢ 9

ô

 Dz D G F  g l Õ ü t" é ¶ LED  \ O é ß –, F  g Å Ò 500-779

~ ç

¡) ç ¦  · + ä ‡ ç ¡) כ

„

 z Œ ™@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , F  g Å Ò 500-757

(2010¸   2 Z 4 3{ 9  ~ à Î6 £ §, þ j7 á x à º& ñ ‘ : r 2010¸   2 Z 4 24{ 9  ~ à Î6 £ §)

UV LED \  ¦ s 6   x ô  Ç F  g â  ol  ] j Œ •`  ¦ 0 AK  365, 380, 405nm LED } 9 õ  T1 + þ AI , SMD + þ AI  J v  t

\  ¦ s 6   x ô  Ç LED \  ¦ Ò  re  ¦ ] j Œ • % i “ ¦ ] j Œ •  ) a LED _    © œZ >  F  gØ  ¦§ 4 õ   â  o& ñ • ¸\  ¦ z  ´+ « > % i  . Ò  r e 

¦ LED ×  æ 405nm UV LED \  ¦ F  g † < Æ& h Ü ¼– Ð o — ¸4 S qa A “ ¦ s \  ¦ s 6   x # Œ spot F  g`  ¦ + þ A$ í   H þ j& h _  F 

g † < Æ> \  ¦ [ O > , ] j Œ • % i  . ] j Œ •  ) a F  g † < Æ> ü < 405nm UV LED \  ¦ s 6   x # Œ  â  o 0 p x ô  Ç ™ è+ þ A F  g â



ol  — ¸Ñ ý t`  ¦ ] j Œ • % i “ ¦ Õ ª : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3  % i  .

Ù þ

˜d ” # Q:  ü @‚   LED,  â  ol , F  g † < Æ>  [ O > , Spot F  g

Design and Evaluation of an Optical Curing System using UV Light-emitting Diodes

Jae Bum Kim ^∗ · Seong-Ran Jeon · Jae Gwang Han

Korea Photonics Technology Institute, Gwang Ju 550-779

Sung-KuKnag · Chang SubChung

Department of Physics, Chonnam National University, Gwang Ju 550-757 (Received 3 February 2010, in final form 24 February 2010)

We fabricated ultraviolet-light-emitting diodes(LEDs) for use in a curing-apparatus, by using LED chips with 365-nm, 380-nm, 405-nm wavelengths in T1 and SMD type packages. The optical power and the curing ability of the fabricated LEDs were analyzed. Of all the fabricated LEDs, we reconstructed the 405-nm LED using optical simulation tools; then, we designed an optimal optic system with the reconstructed LED. Finally, we used the UV LED based on the designed data to make an optical curing system, and we analyzed the characteristics of that prototype.

PACS numbers: 42.15.Eq

Keywords: UV LED, Curing, Optical Design, Condensing

I. " e  ] Ø

∗

E-mail: [email protected]

UV Ï þ ›á ԍ  H à º“ É r „  l   ß ¼~ ½ Ód ” s 
, ×  æ · ú šÃ º“ É r Ï þ ›á Ô, B

j» 1 Ï ½ + É s × ¼ 1 p x õ  ° ú  s  Z  }“ É r · ú š§ 4 s 
 “ ¦„  · ú š\  _ K  Ò q

t$ í ÷ &  H  ü @‚  `  ¦ s 6   x Ù ¼– Ð „  l \  -t \  @ /ô  Ç F  g  

¨ 8

Š ´ òÖ  ¦ s  ± ú   kW / å L _  ™ èq „  § 4 s  ™ è6   x ÷ &“ ¦, õ • ¸ô  Ç

-300-

\ P

 ~ ½ ÓØ  ¦, f ” ] X & h Ü ¼– Ð  â  o\  › ' a # Œ t  · ú §“ É r V , “ É r  ü @‚  

% ò

% i  1 p x Ü ¼– Ð “  K  Ø  æì  r ô  Ç Í ‰ ty Œ •r Û ¼% 7 ›õ  ˜ Р ñ © œq  כ ¹

½

¨  ) a  . ¢ ¸ô  Ç „  " é ¶ / B N/ å L  © œu  x 9  „  l & h  ] j# Q 0 p x ô  Ç „   À

Ó î ß –& ñ r Û ¼% 7 ›s  € 9 à º& h Ü ¼– Ð כ ¹½ ¨ ÷ &Ù ¼– Ð r Û ¼% 7 ›s  ß ¼ l

 & t “ ¦ 4 Ÿ ¤ ¸ ú šK  t >   ) a  .

ì ø

̀  \  UV LED \  ¦ s 6   x ô  Ç í ß –\ O 6   x  â  ol   H é ß –{ 9   



© œ F  g " é ¶ Ü ¼– Ð l ” > r _  UV Ï þ ›á Ô\  q K   ü @‚  _  0 A+ « >$ í s  B

Ä º & h “ ¦, à º“ É r õ  ° ú  “ É r ×  æF K5 Å q`  ¦  6   x t  · ú §  H • 2 ;¨ 8 Š â F 

g " é ¶ Ü ¼– Ð ×  æF K5 Å q \  _ ô  Ç ¨ 8 Š ⠚ ¸% i `  ¦ Ä »µ 1 Ï t  · ú §  H  .

¢

¸ô  Ç ™ èq „  § 4 s   © œ@ /& h Ü ¼– Ð B Ä º  Œ •l  M :ë  H \  í ß –\ O „   ì

ø Í\    • 2 ; \  -t  ] X y Œ ™´ òõ • ¸ B Ä º 9 þ t  כ Ü ¼– Ð \ V © œ÷ &# Q

”

  . : £ ¤ y  l ” > r _  UV Ï þ ›á Ô_   â Ä º õ • ¸ô  Ç \ P ~ ½ ÓØ  ¦ – Ð “   ô

 Ç  â  o] j¾ ¡ § _    + þ A x 9   Œ •\ O ¨ 8 Š â _  0 A+ « >$ í 7 £ x  µ 1 ÏÒ q t

Ù ¼– Ð s \  ¦ ~ ½ Ót  l  0 AK  Ø  æì  r ô  Ç Í ‰ ty Œ •r Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨$ í K

    H Ô  ¦¼ # † < Ês  e ” t ë ß – UV LED _   â Ä º\   H µ 1 Ï F  g

~

½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_  \ P s  µ 1 ÏÒ q t t  · ú §Ü ¼Ù ¼– Ð  Œ •\ O ¨ 8 Š â s  > h‚  ÷ &

“

¦ r Û ¼% 7 ›`  ¦ B Ä º  Œ •“ ¦ ´ òÖ  ¦& h Ü ¼– Ð ½ ¨$ í ½ + É Ã º e ” >   ) a   [1].

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H s  Qô  Ç UV LED  © œ& h `  ¦ þ j& h  o # Œ F  g

´

òÖ  ¦`  ¦ F G @ / o ½ + É Ã º e ”   H F  g â  o r Û ¼% 7 ›`  ¦ [ O >  x 9  r  ]

j Œ • # Œ l ” > r _  UV  ïh A x 9  ‘ : r` ç / B N& ñ \ " f UV Ï þ ›á Ô\  ¦

@

/^ ‰   H  כ `  ¦ 3 l q& h Ü ¼– Ð % i  .

UV LED \  þ j& h  o  ) a F  g † < Æ> \  ¦ [ O >  l  0 AK " f UV LED F  g " é ¶`  ¦ ] j Œ •, 8 £ ¤& ñ # Œ LED — ¸4 S qa A\  € 9 כ ¹ô  Ç  « Ñ

\

 ¦ ½ ¨» ¡ ¤ % i Ü ¼ 9, UV % ò % i \ " f F  g ´ òÖ  ¦ s  a % ~“ É r F  g † < Æ F 

«

Ñ\  ¦ ‚  & ñ % i “ ¦ s \  ¦ : Ÿ x K  F  g’ < Hz  ´`  ¦ þ j™ è o % i  . ¢ ¸ ô

 Ç spot  â  ol ü <  â  o½ + É ] j¾ ¡ § õ _   Œ •\ O  o , Õ ªo “ ¦ þ j

™

è spot ß ¼l \  ¦ “ ¦ 9ô  Ç F  g † < Æ> _  F  gØ  ¦§ 4 `  ¦   H» ¡ ¤ > í ß –`  ¦ :

Ÿ

x K    & ñ “ ¦,   & ñ  ) a   H» ¡ ¤ ½ ¨$ í `  ¦ þ j& h  o # Œ | 9 F  g ´ ò Ö

 ¦`  ¦ þ j@ / o ½ + É Ã º e ”   H F  g † < Æ> \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i 



.

II. ° Ë Ñß O Ë× D “ Ó Þ UV LED ° Ë Ñ] K ¡{ ¢ô o Ú8 ý 4 G › È õ m Í Ä Z

ØV Ä

1. Spot ° Ë Ñ ß O Ë× DM 

Spot F  g  â  ol   H UV Ï þ ›á Ô\ " f µ 1 Ïí ß –  ) a UV F  g \  -t 

\

 ¦ F  g$ 3 Ä »ü < ° ú  “ É r F  g„  5 Å x  © œu \  ¦ : Ÿ x K  „  ² ú ˜ “ ¦ F  g$ 3 Ä » _

 = å Q é ß –  Ò\  | 9 5 Å q F  g † < Æ> \  ¦  6   x # Œ spot + þ AI _  c ” & ñ + þ

A`  ¦ + þ A$ í r &  ï  r  .

s

 Qô  Ç r Û ¼% 7 ›“ É r F  g$ 3 Ä »– Ð_  { 9  ’ < Hz  ´, F  g$ 3 Ä » ? /\ 

"

f_  F  g„  ² ú ˜ ’ < Hz  ´õ  ° ú  “ É r F  g † < Æ& h  ’ < Hz  ´| ¾ Ós  7 £ x  >  ÷ &

“

¦, ¢ ¸ô  Ç e  ¦  Û ¼h Ë : F  g$ 3 Ä »_   â Ä º\   H y © œô  Ç  ü @ F  g \  _  K

 Ä »µ 1 Ï÷ &  H S !   Ü ¼– Ð “  K  F  g È Òõ Ö  ¦ s  / å L  y  $   ÷ &

Ù

¼– Ð, “ ¦\  @ /ô  Ç Â Ò{ Œ ™`  ¦ î ß –“ ¦ Ä »o  F  g$ 3 Ä »\  ¦  6   x “ ¦ e ”

 .

s

 Qô  Ç ë  H ] j\  ¦ > h‚   l  0 AK  ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H UV LED

\

 ¦ s 6   x ô  Ç Spot F  g UV  â  ol 6   x F  g † < Æ — ¸Ñ ý t`  ¦ [ O >  , ] j



Œ

• % i  . J v t  : £ ¤$ í \    É r F  g ´ òÖ  ¦ õ  F  g: £ ¤$ í `  ¦ q “ §

l  0 AK  T1(Lamp) + þ A LED ü < SMD + þ A LED \  ¦  ^ ‰ ]

j Œ • “ ¦ Õ ª F  g † < Æ& h  : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç Ê ê\  s \  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð î

ß –& ñ  ) a  Œ •\ O  o \  ¦ S X ‰ ˜ н + É Ã º e ”   H F  g † < Æ> \  ¦ [ O >  ] j Œ •

# Œ Õ ª : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3  % i   [2].

UV LED \  ¦ s 6   x ô  Ç F  g â  o — ¸Ñ ý t“ É r ´ òÖ  ¦& h “   F  gì  r Ÿ í _

 [ O > ü < ] j Œ •s  B Ä º ×  æ כ ¹  . l ” > rÏ þ ›á Ô\  q K  UV LED _  F  gØ  ¦§ 4 s   © œ@ /& h Ü ¼– Ð Z  } t  · ú §l  M :ë  H \  „  l & h 

’

   ñ\  _ K  ~ ½ ÓØ  ¦ ) a UV \  -t \  ¦ F  g † < Æ& h Ü ¼– Ð \ O  
 ´ ò Ö

 ¦& h Ü ¼– Ð — ¸ Å Ò 
 " é ¶   H + þ AI _  c ” `  ¦ ë ß –[ þ t # Q Å ÒÖ ¼

 B Ä º ×  æ כ ¹ >   ) a  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H F  g ´ òÖ  ¦`  ¦ † ¾ Ó © œ r

v l  0 AK  › ¸" î F  g † < Æ[ O >  ~ ½ ÓZ O õ     © œ F  g † < Æ [ O >  ~ ½ ÓZ O 

`

 ¦ # î ' Ÿ  # Œ r Û ¼% 7 ›_  F  g ´ òÖ  ¦`  ¦ þ j@ / o ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ 

% i  .

2. LED < gX c l õ m Í   ¹ Å ß O Ë× D S ] M ö

1) UV LED _  ] j Œ •

UV-A % ò % i \  5 Å q   H 365, 380, 405nm @ /€  & h  (1x1mm

²

) } 9 Ü ¼– Ð T1 + þ AI  J v t ü < Discrete + þ AI _  SMD J v t \  ¦ s 6   x # Œ LED\  ¦ ] j Œ • % i  .

1

l x{ 9 ô  Ç 1 p x/ å L _  } 9 `  ¦ J v t  7 á x À Óë ß –`  ¦  Ø Ô>  # Œ  



© œZ > – Ð y Œ •y Œ • 10> hm ”  ] j Œ • % i “ ¦, s \  ¦ : Ÿ x K  y Œ •   © œZ > , J

v t Z >  F  g: £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3 ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

Figure 1 “ É r ] j Œ •  ) a LED _    © œZ > , J v t Z >  µ 1 Ï F  g _ … Û

¼à Ô  ”  s  .

]

j Œ •  ) a LED   H T1 J v t \  ¦ & h 6   x ô  Ç  â Ä º\  q K  SMD J

v t \ " f €  • 2C  † ¾ Ó © œ  ) a 8 ú x4 Ÿ ¤  ‚  5 Å q`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3 



. T1 J v t _   â Ä º\   H / B N& ñ  © œ\ " f ]  t × ¼(  \  ¶ ú š{ 9 ÷ &



 H o × ¼á ÔY Ue ” _  0 Au , 7 £ ¤ o × ¼á ÔY Ue ” \   ҂ à Ì÷ &  H µ 1 Ï F  g } 9

_  ]  t × ¼(   © œ\ " f_  0 Au \     t † ¾ Óy Œ •õ  F  gØ  ¦§ 4 \  % ò

† ¾

Ó`  ¦ ~ à Γ ¦, SMD J v t \  ¦ & h 6   x ô  Ç  â Ä º  H 4 Ÿ x t 8 £ x _  + þ AI 

\

    t † ¾ Óy Œ •õ  F  gØ  ¦§ 4 s     >  H † d`  ¦ S X ‰ “   % i  .

2) ] j Œ •  ) a LED _   „   â  o r + « >

Ò 

re  ¦ ] j Œ •ô  Ç LED _   â  o• ¸\  ¦ r + « > l 0 AK  ç ß –é ß –ô  Ç z 

´+ « >  r– Ðó ø Í`  ¦ ] j Œ • % i  . F  g † < Æ& h Ü ¼– Ð È Ò" î ô  Ç 0.15mm

Table 1. Optical output values of fabricated LEDs (at 350mA driving).

Package Voltage Peak wavelength Half Band width TRF

(V) (nm) (nm) (nW)

365nm T1 4.17 365.98 15.72 4.5

Power 4.62 365.4 13.73 9.2

380nm T1 3.87 394.20 16.22 29.4

Power 4.16 390.16 13.94 68.5

405nm T1 3.86 397.08 16.95 138.7

Power 3.97 395.93 16.29 213

Fig. 1. 1. Fabricated UV LEDs and view angle charac- teristics (a) T1 type LED(365nm(left), 380nm(center), 405nm(right)), (b) Discrete type LED(365nm(left), 380nm(center), 405nm(right)).

· û

ª“ É r Ä »o  2B   s \  Roctite(p )  _  3103  â  o] j\  ¦

&

ñ | ¾ Ó ž ÐØ  ¦ l \  ¦ s 6   x # Œ 1.5mg ž ÐØ  ¦ r †   Ê ê ] j Œ •ô  Ç UV LED  r– Ðó ø Í 0 A\  { 9 & ñ  o \  ¦ ¿ º“ ¦ r + « > UV \  ¦ › ¸ r 

&

 › ¸ r ç ß –\    É r · û ª“ É r Ä »o  s _    ½ + ˧ 4 `  ¦ & ñ $ í & h  Ü

¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i  .

z 

´+ « >   õ  ] j Œ •  ) a 380nm SMD+ þ A LED _   â Ä º\   H LED  – Ð  À »€  \ " f 2 ∼ 3œ í  s \   â  o÷ &% 3 “ ¦, 380nm T1 _   â Ä º\   H 3mm b  # Q”    o \ " f 3œ í › ¸  Ê ê  â



o H † d`  ¦ S X ‰ “   % i  . T1 _   â Ä º\   H T1 ]  t` ç _   © œ€   ˜ Ð



 €  • 3mm b  # Q”    o \ " f  â  or ç ß –s  é ß –» ¡ ¤ ÷ &  H   õ 

\

 ¦ % 3 >  ÷ &% 3  . s  Qô  Ç   õ   H 3 ∼ 5mm & ñ • ¸_    H] X   o

\ " f spot s  + þ A$ í ÷ &“ ¦ Õ ª ˜ Ð   ú ª“ É r  o \ " f  H spot + þ

A$ í s  ÷ &t  · ú §Ü ¼ 9 s  ˜ Ð  |    o \ " f  H c ” s  S X ‰ í ß –÷ &

#

Q é ß –0 A €  & h { © œ y © œ• ¸ $  ÷ &>  ÷ &Ù ¼– Ð : £ ¤& ñ  o \ " f Â

ú

ª“ É r  â  or ç ß –`  ¦ ° ú >  ÷ &l  M :ë  H s  . T1 + þ AI _   â Ä º\ 



 H ]  t` ç  Ò y © œô  Ç ^  ¦2 Ÿ ¤E $ ™Ý ¼ % i ½ + É`  ¦ >  ÷ &
, SMD + þ A

Fig. 2. Pre-curing test using fabricated LEDs.

I

  H ]  t` ç s   _  ¨ î €  s 
 €  •ç ß –_  ^  ¦2 Ÿ ¤ ô  Ç + þ AI s Ù ¼– Ð z 

´] j– Ð  o  Y O # Q| 9  à º2 Ÿ ¤ › ¸ y © œ• ¸  H ± ú  t >   ) a  .

Õ

ª QÙ ¼– Ð LED  À »€  \ " f  © œ Z  }“ É r › ¸ y © œ• ¸\  ¦ ° ú >  ÷ &

% 3  .

365nm _   â Ä º\   H 1 l x{ 9 ô  Ç › ¸| \ " f €  • 5C  s  © œ_ 

Fig. 3. Fabricated Discrete type LED and its modeling results.

 â

 or ç ß –`  ¦ כ ¹½ ¨Ù þ ¡ . z  ´] j– Ð 365nm   © œ\  @ /ô  Ç  â  o ]

j_  ì ø Í6 £ x$ í “ É r B Ä º Z  }“ É r  כ Ü ¼– Ð · ú ˜ 94 R e ” t ë ß – [3] ] j Œ •

 )

a LED _  y © œ• ¸ 380nm \  q K  10 ∼ 15% à ºï  r Ü ¼– Ð ]

j Œ •  ) a } 9 _  $ í 0 p x Ü ¼– Ѝ  H  â  o\  f ” ] X  & h 6   x   H X <  H ô  Ç

>

 e ” 6 £ §`  ¦ S X ‰ “   % i  .

III. UV LED “ Ó Þ Spot ° Ë Ñß O Ë× DM  ° Ë Ñ] K ¡4  כ r Ç4  õ

m Í Ä Z ØV Ä

1. LED כ r Ç4 

]

j Œ •  ) a UV LED \ " f 8 £ ¤& ñ  ) a F  g | ¾ Ó, t † ¾ Óy Œ •,   © œ1 p x õ 

° ú

 “ É r F  g † < Æ : £ ¤$ í u \  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð LED _  — ¸4 S qa A`  ¦ à º' Ÿ  

%

i  . LED\  ¦ s 6   x ô  Ç F  g † < Æ> \  ¦ [ O >  l  0 AK " f  H F  g " é ¶ Ü

¼– Ð  6   x ÷ &  H LED _  ½ ¨› ¸ü < µ 1 Ï F  g+ þ AI , F  g | ¾ Ó1 p x \  @ /ô  Ç

½

¨^ ‰& h “   [ O >  ì ø Í× ¼r  ‚  ' Ÿ ÷ &# Q  ô  Ç .

LED \  ¦ F  g † < Æ& h Ü ¼– Ð — ¸4 S qa A   H X <  H Y > t  ~ ½ ÓZ O s  e ”

 . ' Í   P :– Ð LED µ 1 Ï F  g r \  F  g " é ¶ Å Ò0 A_  # Œ Q › ' a8 £ ¤& h 

\

" f “ ¦& ñ • ¸ B j \  ¦ s 6   x # Œ % 3 # Q”   n t _ O  s p t 

\

 ¦ : Ÿ x K  ˜ Ð& ñ  ) a 6 f• ¸  « Ñ\  ¦ s 6   x   H ~ ½ Ód ” s  . s  Qô  Ç + þ

AI _  — ¸4 S qa A\   H l  † < Æ& h  ½ ¨› ¸  H \ O “ ¦ s p t   « Ñ



 H  Œ ™ " é ¶ F  g‚   µ 1 Ï`  ¦ ë ß –[ þ t l  0 AK " f  6   x ) a  .

¿

º   P : ~ ½ ÓZ O “ É r l  † < Æ& h  ½ ¨› ¸\  ¦ ”   F  g " é ¶`  ¦ — ¸4 S qa A

“ ¦ # Œl \  ³ ð€  _  6 f• ¸ « Ñü < y Œ •• ¸Z >  y © œ• ¸ì  r Ÿ í\  ¦ & h  6

 

x   H ~ ½ ÓZ O s  . Õ ª Q
 s  ~ ½ ÓZ O “ É r LED \  ¦ ½ ¨{ 9 K " f   6

 

x K     H  6   x  _  { 9  © œ\ " f  H } 9 `  ¦ y Œ ™ “ ¦ e ”   H 4 Ÿ x t

8 £ x`  ¦ ] j  “ ¦ } 9   ^ ‰ë ß –_  : £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º \ O Ü ¼Ù ¼

–

Ð z  ´] j& h “   — ¸4 S qa A\   H ô  Ç>  e ” >   ) a  .

[

j   P : ~ ½ ÓZ O “ É r } 9 _   © œ[ j½ ¨› ¸\ " f Ò'  J v t  „  ^ ‰

\

 ¦ — ¸4 S qa AK " f z  ´] j µ 1 Ï F  g8 £ x \ " f µ 1 Ïí ß –   H  כ õ  1 l x{ 9  

>

 — ¸4 S qa A   H ~ ½ ÓZ O s  . [4,5] s  ~ ½ ÓZ O “ É r } 9 _  : £ ¤$ í \  ´ ú 

>

  © œ & ñ S X ‰ >  — ¸4 S qa A½ + É Ã º e ” Ü ¼
 z  ´] j F  g † < Æ& h “   Ó ü t

$ í

 « Ñ\  ¦ & h 6   x   H X <  H ô  Ç>  e ” Ü ¼Ù ¼– Ð [ O >  _  ´ ú §

“ É

r  â + « >õ  t d ” `  ¦ כ ¹ >   ) a  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H 0 A\ " f ] jr ô  Ç LED [ O >  ~ ½ ÓZ O  ×  æ [ j



 P : ~ ½ ÓZ O `  ¦ & h 6   x % i  .

(a)

(b)

Fig. 4. LED modeling and optical simulation results. (a) T1-type LED (b) SMD-type LED.

€

 $  J v t ü < } 9  ] j› ¸ \ " f ] j/ B N   H l ‘ : r& h “   u  Ã

º, + þ A © œ`  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð l ½ ¨& h “   + þ A © œ`  ¦ ½ ¨‰ & ³ % i “ ¦, # Œl 

\

 F  g † < Æ& h  Ó ü t$ í `  ¦  Ò# Œ “ ¦ œ íl  r Ó ý t Y Us ‚   ô  Ç s Ê ê\  F 

g † < Æ Ó ü t$ í u \  ¦ þ j& h  o K €  " f F  g † < Æ 8 £ ¤& ñ u ü < r Ó ý t Y U s

‚   ° ú כõ _  s  þ j™ è o ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ LED \  ¦ — ¸4 S qa A % i 



.

2. ù m É ’ Ò × ° Ë Ñ] K ¡4  כ r Ç4 

LED ü < ° ú  “ É r › ¸" î F  g " é ¶`  ¦ | 9 F  g   H F  g r Û ¼% 7 ›_  [ O > 



 H { 9 ì ø Í    © œ F  g _  [ O > ü <  H ² ú ˜o  F  g " é ¶ _  0 A © œì  r Ÿ íü < y Œ •

•

¸ì  r Ÿ í\   H % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Î>  ÷ &Ù ¼– Ð F  g " é ¶ _  [ O >  B Ä º ×  æ כ

¹ >   ) a  . : £ ¤ y  › ¸" î F  g`  ¦ | 9 5 Å q  
 y © œô  Ç t † ¾ Ó$ í `  ¦

° ú

>    H  â Ä º\   H F  g " é ¶ _  µ 1 Ï F  gì  r Ÿ í Õ ª@ /– Ð „  ² ú ˜÷ &

Ù

¼– Ð  © œ€  _  ç  H{ 9 • ¸1 p x \   H % ò † ¾ Ó`  ¦ ×  ¦ à º e ”   [6].

LED \  ¦ Ÿ í† < Êô  Ç { 9 ì ø Í& h “   › ¸" î F  g " é ¶“ É r µ 1 Ïí ß –y Œ •s  ß ¼Ù ¼

–

Ð F  g † < Æ>  [ O > r  Ó ü t ^ ‰Â Ò_  ½ ¨ â q \  ¦ þ j@ /ô  Ç ß ¼>  # Œ F 

g ´ òÖ  ¦`  ¦ † ¾ Ó © œr v   H  כ s  ×  æ כ ¹  . Õ ª Q
 s  Qô  Ç  â Ä

º F  g † < Æ> _  ß ¼l  7 £ x  “ ¦ ¢ ¸ô  Ç F  g † < Æ> _  à º  &  t

>  ÷ &Ù ¼– Ð " é ¶   H  © œ_  ß ¼l \  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Ò>   ) a  . Õ ª



QÙ ¼– Ð r Û ¼% 7 ›_  ß ¼l \  ¦  Œ •>  K     H  â Ä º\   H F  g’ < H z 

´_  þ j™ è o\  ¦ 0 AK  ì ø Í ü < Ï ã J] X r Û ¼% 7 ›`  ¦ 4 Ÿ ¤ ½ + ËK " f   6

 

x • ¸2 Ÿ ¤ ½ ¨$ í ½ + É € 9 כ ¹ e ”  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f• ¸ F  g ´ òÖ  ¦ † ¾ Ó



© œ`  ¦ 0 AK  Z  }“ É r ½ ¨ â q  % ò % i \ " f  H ì ø Í ½ ¨› ¸\  ¦ ° ú “ ¦ ± ú 

“ É

r ½ ¨ â q  % ò % i \ " f  H Ï ã J] X ½ ¨› ¸\  ¦ Ä »t  • ¸2 Ÿ ¤ [ O >  % i 



.

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f ”  ' Ÿ ô  Ç [ O >  é ß –>   H  6 £ § õ  ° ú  s  [ jì  r  o

½

+ É Ã º e ”  .

œ

íl  é ß –>  (   H» ¡ ¤ [ O > )

Fig. 5. LED condensing optics using single lens construc- tion.

Fig. 6. LED condensing optics using double lens con- struction.



Œ

•\ O  o  15 ∼ 20mm \  ¦ S X ‰ ˜ Ð “ ¦ Spot  â _  ß ¼l \  ¦ 3mm  | ¨ c à º e ” • ¸2 Ÿ ¤   H» ¡ ¤ > í ß –`  ¦ à º' Ÿ ô  Ç  [7].



6   x ) a } 9 _  ß ¼l  : 1 X 1mm

²

, C Ö  ¦(M) = 3 / 1.414( @ / y

Œ

•~ ½ ӆ ¾ Ó) = 2.1216x , à º¨ î , à ºf ” ~ ½ ӆ ¾ Ó = 3 / 1= 3x  © œ o 

 20mm s Ù ¼– Ð Ó ü t ^ ‰ o   H 6.66mm ∼ 9.43mm   ) a



. E $ ™Ý ¼ ] j Œ • _  / B Nd ” \  _ K  · û ª“ É r E $ ™Ý ¼_  œ í& h  o   H f = ab/(a+b) = 5 ∼ 6.4mm \  ¦ % 3 >   ) a  .

l

œ í [ O > 



 H» ¡ ¤ > í ß –\  _ K  ½ ¨ô  Ç E $ ™Ý ¼_  œ í& h  o ü < Ó ü t ^ ‰ o \  K

{ © œ÷ &  H E $ ™Ý ¼\  ¦ ½ ¨$ í % i  . s  é ß –> \ " f  H } 9 _  ß ¼l 

\

 ¦ Ó ü t ^ ‰_  ß ¼l – Ð [ O & ñ “ ¦ · û ª“ É r E $ ™Ý ¼\  _ K  ½ ¨ô  Ç F  g † < Æ

|

¾ Ó[ þ t`  ¦ s 6   x # Œ   H» ¡ ¤F  g † < Æ> \  ¦ ½ ¨$ í ô  Ç .



© œ[ j [ O > 

 

 © œ>  [ O >  ™ èá Ôà ÔJ ?# Q“   Code V\ " f ½ ¨^ ‰& h “   LED 4

Ÿ

x t 8 £ x _  Ï ã J] X Ò  ¦ x 9  + þ A © œ`  ¦ { 9 § 4  “ ¦ E $ ™Ý ¼_  F | 9 “ É r UV A % ò % i \ " f È Òõ Ö  ¦ s  Z  }“ É r F  g † < Æ Ä »o  ™ èF \  ¦ ‚  & ñ

(a) 3 B ½ ¨$ í _     © œ þ j& h  o [ O > ½ ¨$ í

(b) 3 B  ½ ¨$ í _  › ¸" î >  ½ ¨$ í

Fig. 7. The optical construction with triple lens (a) Op- timal imaging design construction with triple lens (b) Illumination construction with triple lens.

% i  . þ j& h  o õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  ½ ¨ â q \  ¦ 7 £ x r v €  " f 3 l q

³

ð spot  â ? /\ " f à º  þ j™ è o ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ [ O > ô  Ç .

[ O

>   Ž 7 £ x x 9  ˜ Ð& ñ [ O >  ]

j Œ •  ) a UV LED ü < 1 l x{ 9 ô  Ç l  † < Æ& h , F  g † < Æ& h  : £ ¤$ í `  ¦

° ú

  H LED \  ¦ › ¸" î [ O >  ™ èá Ôà ÔJ ?# Q“   Light tools\ " f — ¸ 4

S qa A “ ¦  © œ[ j [ O > \ " f [ O >   ) a F  g † < Æ> \  ¦ & h 6   x # Œ þ j7 á x

›

¸" î r Ó ý t Y Us ‚  `  ¦ à º' Ÿ ô  Ç . (‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H UV LED

\

 ¦ F  g " é ¶ Ü ¼– Ð  6   x >  ÷ &Ù ¼– Ð œ íl \  LED _  } 9  x 9  J  v

t \  ¦ z  ´] j Ò  re  ¦ õ  1 l x{ 9 ô  Ç F  g: £ ¤$ í `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ [ O 

>

 % i  . LED\ " f µ 1 Ïí ß –   H F  g " é ¶ ì  r Ÿ í  H Fig. 4 _  (a), (b) ü < ° ú   .

1) 2.1 E $ ™Ý ¼ B à º\    É r F  g † < Æ>  [ O >  + þ AI 

1 B _  l ‘ : r [ O >  ½ ¨$ í + þ AI 

1 B _  E $ ™Ý ¼ü < · ú ˜À Òp ³ o u F | 9 _  ì ø Í €  `  ¦ s 6   x # Œ Ï þ › á

Ô+ þ Aõ  SMD + þ A\  @ /K  [ O >  % i  . Z  }“ É r ½ ¨ â q  % ò % i 

\

" f  H ì ø Í  Ò\  ¦ : Ÿ x K  ì ø Í ô  Ç Ê ê Ï ã J] X E $ ™Ý ¼\  ¦ : Ÿ x õ  > 

÷

&“ ¦ ± ú “ É r ½ ¨ â q  % ò % i \ " f  H Ï ã J] X E $ ™Ý ¼\  _ K  y n Cs  „  

² ú

˜÷ &  H ½ ¨› ¸s  . ± ú “ É r ½ ¨ â q  % ò % i \ " f  H € ª œ  ñô  Ç | 9 F  g

$ í

0 p x`  ¦ Ä »t  t ë ß – Z  }“ É r ½ ¨ â q  % ò % i \ " f  H   H» ¡ ¤   © œ

$ í

0 p x`  ¦ ë ß –7 á ¤ t  · ú §“ ¦ à º • ¸ ß ¼>  µ 1 ÏÒ q t >   ) a  .

Table 2. Intial optical design data according to each construction.

½

¨$ í Radius(mm) Thickness Material

1st suf 2nd suf (mm) (HOYA)

1 lens 48.000 10.000 6.50 TAF3

2lenses 15.226 55.645 5.00 BAC4

20.600 7.610 7.60 NBFD10

5.160 4.348 3.04 BSC7

3lenses 119.763 27.548 3.73 NBFD10

14.056 40.213 3.75 NBFD10

Fig. 8. Comparison of optical performance of condensing beam according to working distance with each optical constructions.

2 B  ½ ¨$ í _  [ O >  + þ AI  µ

1 Ï F  g€  (LED) _    H] X  0 Au \  ] j 1 E $ ™Ý ¼\  ¦ 0 Au r v “ ¦ { 9

& ñ  o  ë ß –
p u b  # Q”   0 Au \  ] j 2 E $ ™Ý ¼\  ¦ ¿ º# Q ] j 1E $ ™Ý ¼

\

" f  H LED \ " f µ 1 Ï F  g ÷ &  H F  g _  y Œ •• ¸\  ¦ þ j™ è o # Œ ] j 2E $ ™Ý ¼– Ð „  ² ú ˜ “ ¦ ] j 2E $ ™Ý ¼\ " f  H „  ² ú ˜  ) a F  g`  ¦ 3 l q ³ ð& h 

\

 à º§ 4 r v   H % i ½ + É`  ¦ >   ) a  . Ï þ ›á Ô+ þ A LED ü < ° ú  s  t

† ¾ Óy Œ •s   Œ •“ É r F  g " é ¶ \   H  © œ{ © œy  ´ òõ & h Ü ¼– Ð & h 6   x ½ + É Ã º e ”

Ü ¼
 SMD + þ Aõ  ° ú  s  t † ¾ Óy Œ •s   H F  g " é ¶ \   H F  g ´ òÖ  ¦ \  ô

 Ç> \  ¦ ° ú >   ) a  . ¢ ¸ô  Ç ] j 2E $ ™Ý ¼_  à º  Ò{ Œ ™s  7 £ x  

>

  ) a  .

3 B  ½ ¨$ í _  [ O >  + þ AI 

2 B  ½ ¨$ í õ  Ä » ô  Ç + þ AI \ " f à º§ 4 E $ ™Ý ¼\  1B _  E $ ™Ý ¼

\

 ¦ Æ Ò # Œ    © œ& h _   © œâ ìa Ë >`  ¦ þ j™ è o ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç

½

¨$ í s  . Õ ªa Ë >“ É r    © œE $ ™Ý ¼_  þ j& h  o\  ¦ : Ÿ x K  ½ ¨$ í  ) a › ¸

"

î F  g – Ð\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . Fig. 7“ É r þ j& h  o  ) a ½ ¨$ í `  ¦ & h 6   x ô  Ç › ¸

"

î F  g † < Æ r Ó ý t Y Us ‚   ½ ¨$ í s  . E $ ™Ý ¼_   t } Œ • €  \ " f 4, 6, 9, 13, 21, 51mm b  # Q”   0 Au \   Ž Ø  ¦ l \  ¦ 0 Au r v “ ¦ y

© œ• ¸ì  r Ÿ í\  ¦ ì  r$ 3  % i “ ¦ 13mm 0 Au \ " f þ j™ è spot ß ¼l 

\

 ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  .

(a)

(b)

Fig. 9. Final optical system design layout for SMD-type LED (a) Basic design using Code V, (b) illumination design using Light tools.

Figure 8 “ É r [ O >   ) a [ jt  + þ AI _  F  g † < Æ> _   o Z >  spot : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . 1B  ½ ¨$ í s  š ¸y  9 spot ß ¼ l

\  @ /ô  Ç a % ~“ É r   õ \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ” Ü ¼
 1B _  ½ ¨$ í _ 

 â

Ä º\   H LED ü < E $ ™Ý ¼ s _  ç ß –  s  ß ¼Ù ¼– Ð 8 £ ¤€   Ò\  reflector \  ¦  6   x  8 • ¸ | 9 F  g ÷ &  H F  g | ¾ ӓ É r  © œ@ /& h Ü ¼– Ð

± ú

 t >  ÷ &Ù ¼– Ð  ‚  Ü ¼– Ð
 è ß – 4 Ÿ ¤  › ¸• ¸\ " f  © œ ± ú 

“ É

r þ j@ /u \  ¦ ^  ¦ à º e ” “ ¦,  © œ@ /& h Ü ¼– Ð E $ ™Ý ¼_  B à º 7 £ x

 ½ + Éà º2 Ÿ ¤ 4 Ÿ ¤   › ¸• ¸u  / å L  y  7 £ x  H † d`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

2) þ j7 á x [ O >  + þ AI  x 9  $ í 0 p x

SMD Discrete + þ AI _  LED SPOT F  g + þ A$ í F  g † < Æ>  2 B _  F  g † < ÆE $ ™Ý ¼– Ð ½ ¨$ í “ ¦ F  g † < Æ>  „  ^ ‰ U  ´s   H 30mm s ? / ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ ½ ¨$ í % i  . ] j 1E $ ™Ý ¼  H LED _  µ

1 Ïí ß – F  g`  ¦ þ j@ /ô  Ç Ã º6   x l  0 AK  B jm Û ¼& Û ¼_  €  •ô  Ç & ñ _

 Ï ã J] X § 4 Ü ¼– Ð ½ ¨$ í % i “ ¦, | 9 5 Å qE $ ™Ý ¼  H UV % ò % i \ " f Z  }

(a)

(b)

Fig. 10. Final optical system design layout for T1-type LED (a) Basic design using Code V, (b) illumination design using Light tools.

Fig. 11. Optical simulation results according to the work- ing distance of the final system.

“ É

r È Òõ Ö  ¦`  ¦ ° ú   H ™ èF ×  æ \ " f “ ¦Ï ã J] X  > \ P s “ ¦ / B N$ í s

 € ª œ  ñô  Ç LaC > \ P _  ™ èF \  ¦  6   x # Œ þ j& h  o [ O > ô  Ç

 

õ  15 ∼ 20mm % ò % i \ " f spot ß ¼l  1.5mm  ÷ &



 H › ¸| `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  . œ íl  [ O >   H Fig. 9 ü < ° ú  s  code V \  ¦ s 6   x # Œ l œ í [ O >  % i “ ¦   H» ¡ ¤ C Ö  ¦`  ¦ > í ß –

# Œ spot ß ¼l \  ¦   & ñ ô  Ç Ê ê, Õ ª % ò % i \ " f E $ ™Ý ¼_  þ j& h  o

\

 ¦ à º' Ÿ  % i  . % 3 # Q”   l œ í [ O >   « Ñ\  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð z  ´] j

–

Ð — ¸4 S qa A  ) a SMD LED \  ¦ s 6   x # Œ › ¸" î [ O >  á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›

“

  Light tools \ " f spot $ í 0 p x`  ¦ S X ‰ “   % i “ ¦ þ j& h spot `  ¦

% 3

  H E $ ™Ý ¼_  / B GÒ  ¦ õ  ¿ ºa  x 9  ç ß –  `  ¦   & ñ % i  . Light tools `  ¦ s 6   x ô  Ç þ j7 á x[ O >  x 9  ¨ î    õ  Fig. 11 õ  ° ú  s 

€



• 20mm b  # Q”   0 Au \  [ O & ñ  ) a  Ž Ø  ¦ l \ " f þ j™ è spot s

 + þ A$ í ÷ &  H  כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  .

T1(Lamp) J v t  + þ AI  LED SPOT F  g + þ A$ í F  g † < Æ> 

(a) T1 + þ AI  F  g † < Æ — ¸Ñ ý t (b) SMD + þ AI  F  g † < Æ — ¸Ñ ý t Fig. 12. Mechanical layout for the prototype.

Fig. 13. Prototype image (Condensing optical system using UV LED).

T1 J v t  + þ AI  LED _   â Ä º\   H } 9 `  ¦ W = “ ¦ e ”   H ]  t

` ç

 Ò y © œô  Ç & ñ _  Ï ã J] X § 4 `  ¦ + þ A$ í Ù ¼– Ð    © œ C Ö  ¦ s  &  t

>   ) a  . Õ ª QÙ ¼– Ð SMD + þ AI \  q K   © œ@ /& h Ü ¼– Ð spot

`

 ¦ þ j™ è o   H X < ô  Ç> \  ¦ ° ú >   ) a  . ¢ ¸ô  Ç o × ¼á ÔY Ue ” _  ì

ø Í (  s  } 9 \  “  ] X K  e ” # Q Z  }“ É r ½ ¨ â q – Ð ”  ' Ÿ ÷ &  H F  g

‚

 “ É r C Ö  ¦    o µ 1 ÏÒ q t½ + É Ã º e ”  . SMD ü < 1 l x{ 9 ô  Ç F  g † < Æ

½

¨$ í `  ¦ s 6   x # Œ l œ í[ O > \  ¦ % i “ ¦   H» ¡ ¤ C Ö  ¦“ É r ß ¼t ë ß – LED  ^ ‰_  µ 1 Ïí ß –y Œ •s   © œ@ /& h Ü ¼– Ð B Ä º  Œ •  spot ? /\ 

| 9

F  g ´ òÖ  ¦“ É r  © œ@ /& h Ü ¼– Ð Z  }  | 9  à º e ” >  ÷ &% 3  . [ O >   ) a E $

™Ý ¼  H SMD ü < 1 l x{ 9 ô  Ç F  g † < Æ ™ èF \  ¦  6   x # Œ UV % ò % i 

\

" f î ß –& ñ & h “   F  g È Òõ Ö  ¦`  ¦ S X ‰ ˜ н + É Ã º e ” >  % i “ ¦, E $ ™Ý ¼

³

ð€  \  Á ºì ø Í   ïh A“ É r 350nm ∼ 450nm % ò % i \ " f 0.5%

s

? /_  ì ø Í Ö  ¦`  ¦ ° ú • ¸2 Ÿ ¤ ] j Œ • % 3  . ¢ ¸ô  Ç LED ü < Ó ü t

^

‰E $ ™Ý ¼  s _  Ä »  Ü ¼– Ð “  K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H ’ < Hz  ´F  g`  ¦ þ j™ è



o l 0 AK  Lamp LED f . Ë  8\  ì ø Í  Ò\  ¦ { 9 ^ ‰ o # Œ 8

£ ¤€  F  g`  ¦ s 6   x # Œ | 9 F  g ´ òÖ  ¦`  ¦ † ¾ Ó © œ • ¸2 Ÿ ¤ þ j& h  o % i 



.

Fig. 14. Spot size measurement using beam shape tester.

(a)

b

Fig. 15. The results of spot size according to working distance. (a) Spot image at 20mm W/D (b) Spot size according to W/D.

T1 J v t  + þ AI _   â Ä º\   H Fig. 11 \ " f ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H  כ õ

 ° ú  s  12mm∼15mm % ò % i \ " f þ j™ è spot `  ¦ + þ A$ í “ ¦ e ”

 . ¢ ¸ô  Ç LED  ^ ‰_   Œ •“ É r µ 1 Ïí ß –y Œ •Ü ¼– Ð “  K     © œÂ Ò_  d ”

• ¸ SMD + þ AI \  q K   © œ@ /& h Ü ¼– Ð U  ·# Qt   H  כ `  ¦ · ú ˜ Ã

º e ”  . 4 Ÿ ¤  › ¸• ¸_   â Ä º\   H SMD + þ AI  €  • 6C  Z  }“ É r

° ú

כ`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . Fig. 11\ " f z  ´‚  _  data   H spot _  ß

¼l \  ¦
 ? /“ ¦  ‚  _  data  H  o Z >  4 Ÿ ¤  › ¸• ¸\  ¦ ˜ Ð

#

ŒÅ ғ ¦ e ”  .

Fig. 16. Irradiance measurement using irradiance tester(IL1350).

Fig. 17. Variation of irradiance according to driving cur- rent.

3. 3. < gX c lc Ü R ° Ë Ñ] K ¡{ ¢ô o Ú8 ý — ¤V R Ë ç g Ë

þ

j7 á x [ O >   ) a F  g † < Æ  « Ñ\  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð l ½ ¨& h “   [ O > \  ¦

¢ -

a « Ñ % i  . Fig. 12  H T1 J v t  + þ AI _  — ¸Ñ ý t õ  SMD + þ

AI  — ¸Ñ ý t _  › ¸w n • ¸\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  .

Figure 12 › ¸w n • ¸– Ð ] j Œ •  ) a r ] j¾ ¡ § s  Fig. 13 s  .

›

¸" î  Òü < F  g † < Æ Җ Ð ß ¼>  ½ ¨ì  r ÷ &# Qt “ ¦ › ¸" î  Ò\   H LED

\

 ¦ “ ¦& ñ “ ¦ Z  }“ É r ½ ¨ â q  % ò % i _  ’ < Hz  ´`  ¦ þ j™ è o l  0 A ô

 Ç ì ø Í  Ò { 9 ^ ‰ o ÷ &# Qe ” “ ¦ F  g † < Æ Ò\   H 2 B _  E $ ™Ý ¼

{ 9

& ñ  o \  ¦ Ä »t   9 “ ¦& ñ ÷ &# Q e ”  . þ j& h   © œ& h  › ¸& ñ `  ¦ 0

AK  F  g † < Æ Òü < › ¸" î  ҍ  H Õ ª ç ß –  `  ¦ › ¸& ñ ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ 

% i  .

1) r ] j¾ ¡ § 8 £ ¤& ñ ¨ î 

Spot  â 8 £ ¤& ñ (Beamage USB)

LED spot + þ A$ í F  g † < Ɨ ¸Ñ ý t õ  c ”  ì  r$ 3 l \  ¦ Fig. 14 ü < ° ú   s

 F  g  $ ™u \  & ñ § > = “ ¦  Œ •\ O  o \  ¦ 16mm∼24mm  t 

2mm ç ß –  Ü ¼– Ð Spot  â `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .

8

£ ¤& ñ  ) a   õ   H Fig. 15 \ " f% ƒ! 3  [ O >  þ j& h  0 Au “   20mm \ " f ì ø Íu ; Ÿ ¤ l ï  r þ j™ è spot size 3.06mm  8 £ ¤& ñ

÷

&% 3  . c ”  + þ A © œ• ¸ þ j& h 0 Au \ " f } 9 _  + þ AI “    y Œ •+ þ Aõ  Ä

» ô  Ç + þ AI \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . ¼ # 8 £ ¤ ~ ½ ӆ ¾ Ó_   © œâ ìa Ë >“ É r } 9  ] X

‚ à Ìr \  } 9 _  ×  æd ”  # QF M z Œ ™õ  4 Ÿ x t F _  q @ /g A+ þ A • ¸Ÿ í

\

   É r  כ Ü ¼– Ð K $ 3  ) a  .

4

Ÿ

¤  › ¸• ¸ 8 £ ¤& ñ [8]

Figure 16  H IL1350 4 Ÿ ¤  8 £ ¤& ñ l \  ¦ s 6   x ô  Ç 4 Ÿ ¤  › ¸• ¸ 8

£ ¤& ñ — ¸_ þ v s  . þ j& h  spot  o “   20mm 0 Au \ " f r  ]

j Œ • F  g " é ¶ — ¸Ñ ý t \ " f | 9 F  g ) a F  g _  4 Ÿ ¤  › ¸• ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i 



. Fig. 16_  4 Ÿ ¤  › ¸• ¸ 8 £ ¤& ñ l \  ¦ s 6   x # Œ 180œ í t  _

 r ç ß – â õ \    É r 4 Ÿ ¤  › ¸• ¸\  ¦ Fig. 17 \ " f ˜ Ð# Œ Šғ ¦ e ”

 . › ¸ | ¾ ӓ É r 350mA _  „  À Ó\  ¦ “  r (  `  ¦ M : þ j“ ¦ 814mW/cm

²

 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 “ ¦ 180œ í s Ê ê\  €  • 16% $ 

  ) a 680mW/cm

²

 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3  . $  „  À Ó “   r \   H µ

1 Ï\ P s   Œ •  r ç ß –s  t è ß – Ê ê\ • ¸ F  gØ  ¦§ 4     o 2.2% à º ï

 r s % 3 t ë ß – “  „  À Ó 7 £ x ½ + É Ã º2 Ÿ ¤ F  gØ  ¦§ 4 _  $   d ”  K

f ” `  ¦ S X ‰ “   ½ + É Ã º e ” % 3   [9].

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H UV Ï þ ›á Ô\  ¦ UV LED – Ð @ /^ ‰ô  Ç spot F  g

 â

 o  © œu \  ¦ [ O > , ] j Œ • % i  . UV LED _  : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3 

l  0 AK    © œZ > – Ð UV LED\  ¦ f ” ] X  ] j Œ • % i “ ¦, ] j Œ •

 )

a LED \  ¦ l   F  g † < Æ& h  ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð r Ó ý t Y Us ‚   # Œ LED F 

g " é ¶`  ¦ s 6   x ô  Ç þ j& h  o  ) a F  g r Û ¼% 7 ›s  0 p x • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

]

j Œ •  ) a LED : £ ¤$ í \  ´ ú   H spot F  g  â  o © œu 6   x F  g † < Æ> \  ¦ [ O

>  ] j Œ • % i “ ¦, s \  ¦ s 6   x # Œ UV LED F  g " é ¶`  ¦ s 6   x ô

 Ç ™ è+ þ A spot F  g â  o  © œu \  ¦ > hµ 1 Ï % i  . ] j Œ •  ) a F  g â  o



© œu   H 20mm _   Œ •\ O  o \ " f þ j™ è spot size  3mm s

 9, 1W { 9 § 4 „  § 4 \  þ j@ / 814mW/cm

²

\  ¦ ë ß –7 á ¤   H F  g

›

¸  $ í 0 p x`  ¦ % 3 % 3  . > hµ 1 Ï  ) a  © œu \  ¦ s 6   x # Œ  © œ6   x B j



˜ : r — ¸Ñ ý t _  ‘ : r` ç \  & h 6   x ô  Ç   õ  5œ í s ? /\ " f ‘ : r  â  o

 0 p x ô  Ç  â  o$ í 0 p x`  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\  ¦ ž Ð@ /

–

Ð UV LED\  ¦ s 6   x ô  Ç – B H Z …s # Q+ þ A @ /+ þ A  â  o © œu _  > h µ

1 Ï`  ¦ t 5 Å q& h Ü ¼– Ð ”  ' Ÿ ½ + É >  S \ ‰ s  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] J. C. Eloy, UV LED Market, (Yole Development, France, 2009), p. 56

[2] J. B. Kim, J. P. Kim, Y. W. Kim,, S. H. Shim, C. H.

Ann and C. S. Chung, Bulletin of the Korean Physical Society, 26, 109, (2008)

[3] J. C. Kim, C. H. Yoon and S. H. Lee, Industrial strat- egy of polymer material for next-gen electronic usage, KITECH, 2008.

[4] J. B. Kim, D. O. Choi, C. S. Chung, J. P. Kim and Y. W. Kim, Bulletin of the Korean Physical Society, 24, 538, (2006)

[5] ORA, Light tools Advanced User’s Guide, 2006.

Chap. 2

[6] Hai Liu, Zirong Tang and Tielin Shi, et al. in Pro- ceeding of the Photonics and Optoelectronics Meet- ings, (Wuhan, China, 2008), Vol., 7279

[7] Robert E . Hopkins, Military Standardization on Handbook, (Optical Design, HHIL-HDBK-141, 1962), p. 125

[8] I. W. Lee, Y. W. Kim and M. H. Jung, Optical and radiance measurement, KRISS-91-165-ET, 1991, p.

81

[9] LED/9œÇ¡æ”, LED /9  ,  ÏóÉÖÃ

כ ('9ó=Œý, »=, 2008), p. 115