Z ØP ] k ù ] k ù° Ë Ñ= k ºõ u § T Ó Þ X ¢ LED ç g Ë m ºã _ Ë8 ý ° Ë Ñ] K ¡ ¤V R Ë; c 6 X ¢ S

(1)

Ä

Z ØP ] k ù ] k ù° Ë Ñ= k ºõ u § T Ó Þ X ¢ LED ç g Ë m ºã _ Ë8 ý ° Ë Ñ] K ¡ ¤V R Ë; c 6 X ¢ S

ö o Ú7 _T Ó Å ì Å

T

( å £ · z < g ` @

ô

Ça Ë >@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ð r ; 200-702

(2011¸ 11 Z 4 9{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 1 Z 4 5{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 1 Z 4 9{ 9 > F S X & ñ )

F

g Æ Ò& h r Ó ý t Y Us \ l ì ø ÍK " f ' õ AÒ o ¦^ µ 1 Ï F g s ¸× ¼(LED)ü < + þ AF g ^ 8 £ x s ì r o ) a ½ ¨ ¸_ LED

¸" î _ : £ ¤$ í ` ¦ Ñ þ Ò o LED ¸" î _ Õ ª כ õ q § % i . ì r o + þ A + þ AF g ^ ½ ¨ ¸ & h 6 x ) a ô Ç t 7 á x À Ó_ f

+ þ A ¸" î x 9 ¿ º t 7 á x À Ó_ " Ó t + þ A ¨ î ó ø Í ¸" î É r ¸¿ º Ñ þ Ò oLED ¸" î \ q K Z } É r l ½ ¨´ òÖ ¦ õ ¸

"

î ´ òÖ ¦` ¦ ? /% 3 . s H LED } 9 õ + þ AF g ^ 8 £ x s / B N ç ß & h Ü ¼ Ð ì r o H d Ü ¼ Ð+ + þ AF g ^ \ " f Û ¼ Ðß ¼Û ¼

s \ _ K ~ ½ ÓØ ¦ ) a © © _ y n Cs LED } 9 \ _ K F f ¨ Ã º | ¨ c S X Ò ¦ s × ¦ # Q[ þ t% 3 l M :ë H s . LED ¸

"

î Ü ¼ ÐÂ Ò' 1 m b # Q4 R e H ¸ F g \ " f_ Ò oý a³ ð ¼ # H ì r o + þ A + þ AF g ^ & h 6 x ) a f + þ A ¸" î ` ¦ ] j ü

@ ¸¿ º 0.01 & ñ ¸\ Ô ¦ õ # Ä ºÃ ºô Ç Ò o ¸ç H{ 9 $ í ` ¦ Ð# Å Ò% 3 . : r ½ ¨\ " f H ¢ ¸ô Ç + þ AF g ^ r Ó

ý

t Y Us _ ø @$ í ` ¦ ¾ Ó © r v l 0 AK 8 £ ¤& ñ ) a µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 \ l ì ø ÍK " f + þ AF g ^ _ f ¨ Ã º x 9 # l Û ¼

&

7 à Ô! 3 ` ¦ ½ ¨ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ] jr % i .

Ù þ

d # Q: ¦^ µ 1 Ï F g s ¸× ¼, LED, ¸" î , + þ AF g ^ , r Ó ý t Y Us

Simulation Study on the Optical Performances of LED Flat Illumination Devices Based on Remote Phosphor Designs

Byung-Woo Lee · Jae-Hyeon Ko ^∗

Department of Physics, Hallym University, Chuncheon 200-702

(Received 9 November 2011 : revised 5 January 2012 : accepted 9 January 2012)

Systematic comparisons between PC(phosphor-coated)-LED-based and RP(remote-phosphor)- LED-based illumination devices have been carried out by using optical simulations based on the Monte-Carlo ray-tracing technique. In order to simulate the phosphor particles reliably, we de- termined the absorption and the excitation spectra of phosphors based on the measured emission spectrum and analysis. The device efficiencies of the RP-LED-based devices were higher than those of the PC-LED-based devices by 4 ∼ 10 %. The illumination efficiencies of the RP-LED-based de- vices were higher than those of the PC-LED-based devices by 8 ∼ 11.6 %. These results contributed to the higher illuminances on the illuminated surfaces at a distance of 1 m from the devices. The origin of these higher efficiencies of the RP-LBE-based devices was attributed to the reduced prob- ability of the absorption in the RP-LED-based illumination devices of the light generated by LED.

The differences in the color coordinates between the center and other locations on the illuminated surface were found to be less than 0.01 except for the directly-lit RP-LED-based device, which exhibited a color difference of about 0.04. The color mixing occurred in only the phosphor layer

-47-

(2)

in the directly-lit RP-LED-based device while for other LED devices, it occurred not only in the phosphor layer but also in the alabaster glass plate, resulting in better color uniformity.

PACS numbers: 42.15.Eq, 42.79.Kr

Keywords: Light emitting diode, LED, Illumination, Phosphor, Simulation

I. " e Â ] Ø

þ

j H [ j> & h \ -t 0 Al ü < $ èq § 4 + þ A l Õ ü t \

@

/ô Ç Å Ò3 l q \ j Ë µ{ 9 # Q ¦^ µ 1 Ï F g s ¸× ¼ (Light Emitting Diode, LED) \ l ì ø Íô Ç ¸" î l Õ ü t s Â Òy ÷ & ¦ e [1–

3]. LED ¸" î É r l > r _ \ P 6 £ §F G + þ AF g1 p x õ H Ø Ô> Ã º É r 1

p

x _ Ä »K Ó ü t| 9 s í < Ê÷ &# Q e t · ú § ¨ 8 â 2 ; o& h ¸" î l

Õ ü t Ð y F g ~ Ã Î ¦ e Ü ¼ 9 [ j> & h ½ ¨ü < È Ò s À

Ò# Qt ¦ e ¦ þ j H \ H Ó o& ñ ³ ðr © u (Liquid Crystal Display, LCD) _ Ñ þ s à Ô6 x F g " é ¶ Ü ¼ Ð F g# 3 0 A > 6 x

÷

& ¦ e [4, 5]. Ä ºo ¢ ¸ô Ç LED ¸" î í ß \ O ` ¦ 21 [ j l

$ í © 1 l x§ 4 í ß \ O Ü ¼ Ð & ñ # LED_ ½ ¨> hµ 1 Ï\ ' a ô

Ç Ð× ¼ë s` ¦ Ã ºw n % i ¦ / B N/ B N l ' a` ¦ × æd Ü ¼ Ð LED ¸

"

î l l _ 6 x S X @ /\ ¦ Æ Ò ¦ e H © S ! s . LED ¸

"

î l l _ 6 x s S X @ /÷ &l 0 AK " f H õ ° ú É r r ©

¨ 8

â & h כ ¹ ÷ r m LED ¸" î _ ´ òÖ ¦ ¾ Ó © , F g < Æ½ ¨

¸_ þ j& h o, + þ AF g ^ l Õ ü t 1 p x ¸" î l l _ $ í 0 p x` ¦ ¾ Ó © r

v 9 H ª ô Ç ¸§ 4 s כ ¹½ ¨ ) a [6–9].

LED ê ø Í l : r& h Ü ¼ Ð o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ Ð ½ ¨$ í ) a s ¸× ¼ _

ª é ß \ í H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð À Ó\ ¦ f Ë 9 Å Ò# Q ] X ½ + Ë8 £ x Â Ò

H s Ö ¸$ í 8 £ x \ " f ü < & ñ / B N _ ½ + Ë\ _ K y n Cs ~ ½ Ó Ø

¦ ÷ & H ì ø Í ¸^ è s . & ³F © ´ ú §s 6 x ÷ & ¦ e H Ñ þ

Ò o LED_ ½ ¨ ¸ H # l " é ¶ s µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 \ ¸ l

#

H ' õ AÒ o LED } 9 (chip) 0 A\ © ¨ 8 Ó ü t| 9 + þ AF g

^

¸ í÷ &# Q e H ½ ¨ ¸s . â Ä º\ " f H, H ü @

` ¦ ~ ½ ÓØ ¦ H LED 0 A\ H ü @ ` ¦ R( À 1 Ïç ß Ò o), G(0 l q Ò

o) Õ ªo ¦ B( ê ø ÍÒ o) Ð ¨ 8 H © + þ AF g ^ \ ¦ ¸

í # Ò ot Ã º Z } É r ¸" î 1 p x` ¦ ½ ¨$ í l ¸ ô Ç [1].

s

Qô Ç ~ ½ ÓZ O É r J v f ç (packaging) / B N& ñ s é ß í H ¦

§

4 è ¸\ ¦ × ¦{ 9 Ã º e # Q" f & ³F ¸" î l l 6 x Ñ þ Ò oLED

Ð © ´ ú §s s 6 x ÷ & ¦ e . s â Ä º + þ AF g ^ H LED } 9 0

A\ { 9 & ñ ô Ç ¿ ºa Ð ¸ í÷ & z ´o B H Ã ºt > \ P _ 4 x t

] j(encapsulant)\ ¦Ø Ô> [ O Ê ê LED } 9 0 A\ { 9 & ñ ô

Ç + þ A © Ü ¼ Ð ` ¦ 9 . t ë ß s ü < ° ú É r + þ AF g ^ 0 Au

C \ P É r Ñ þ Ò o LED ´ òÖ ¦ \ H a % ~ t · ú § É r % ò ¾ Ó` ¦ p 2 ;

. = + þ AF g ^ ' õ AÒ oF g \ _ K # l ) a Ê ê F ~ ½ Ó Ø

¦ H y n C É r 1 p x ~ ½ Ó& h (isotropic) X <, s × æ ´ ú § É r Â Òì r s

r LED} 9 \ _ K F f ¨ Ã º | ¨ c Ã º e l M :ë H s . Ö ¦

∗

E-mail: [email protected]

Q LED } 9 _ Z } É r : r ¸ Ð K + þ AF g ^ _ : r ¸ ¸ © 5 p x

# è0 A “thermal quenching” & ³ © s µ 1 ÏÒ q t + þ A F

g ^ \ { 9 ÷ & H # l F g _ x 9 ¸ Z }` ¦ â Ä º µ 1 ÏÒ q t H

“luminance saturation” & ³ © \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ $ ¸ \ V © ) a

. þ j H s Qô Ç ë H ] j& h ` ¦ K l 0 AK © ¨ 8 ` ¦ { {

© H + þ AF g ^ \ ¦ LED} 9 Ü ¼ ÐÂ Ò' { 9 & ñ ô Ç o ë ß p u b # Q ä

¼o H ì r o + þ A + þ AF g ^ LED ¸" î (Remote-phosphor LED illumination) \ @ /ô Ç ' a d s & t ¦ e [10–14]. LED } 9

õ + þ AF g ^ ì r o ÷ & + þ AF g ^ \ _ K ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H y n C_ LED} 9 \ _ ô Ç F f ¨ Ã ºÖ ¦ s × ¦ # Q[ þ t כ s ¦ Ö ¦ Q \ P s

´ ú

§s µ 1 ÏÒ q t H LED} 9 Ü ¼ ÐÂ Ò' + þ AF g ^ \ ¦ ì r o r ( Ü ¼ Ð +

: r ¸ © 5 p x \ _ ô Ç + þ AF g ^ ´ òÖ ¦ $ \ ¦ } ` ¦ Ã º e ` ¦

כ

Ü ¼ Ð l @ / ) a .

: r 7 Hë H \ " f H { 9 ì ø Í& h ½ ¨ ¸_ Ñ þ Ò o LEDü < ì r o + þ A + þ

AF g ^ n s & h 6 x ) a Ñ þ Ò o LED ¸" î _ F g: £ ¤$ í ` ¦ r Ó

ý

t Y Us ` ¦ : x K q § ì r$ 3 ¦ % i . : £ ¤ y & h F g " é ¶ s

H : £ ¤$ í Ü ¼ Ð K µ 1 ÏÒ q t H è H Â Òd (glare) & ³ © ` ¦ × ¦ { 9

Ã º e H F g " é ¶ + þ AI _ n ` ¦ G × þ ¦ ¿ º n s

t H ª ô Ç : £ ¤$ í ` ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼ Ð q § H כ ` ¦ 3 l q

&

h Ü ¼ Ð % i . s \ ¦ 0 AK F g Æ Ò& h r Ó ý t Y Us l Z O ` ¦

6 x % i ¦ + þ AF g ^ _ F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ç ß ] X & h Ü ¼ Ð & ñ l

0 AK ¦Ø ¦§ 4 Ñ þ Ò oLED_ r F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ z ´+ « >& h Ü

¼ Ð 8 £ ¤& ñ ¦ Ö ¸6 x % i . s \ H K " f y ¸" î l ½ ¨

? / H C F gì r í, l ½ ¨´ òÖ ¦, ¸" î ´ òÖ ¦, Ò o ¸ ç H{ 9

¸, ¸ ¸ x 9 ¸ ¸ ç H{ 9 ¸ 1 p x # Q F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü

¼ Ð q § x 9 ì r$ 3 # ^ ¦ כ s .

II. S ö o Ú7 _T Ó Å8 ý ºü g Å

1. ] k ù° Ë Ñ= k S ö o Ú7 _T Ó Å

+ þ

AF g ^ í < Ê ) a LED ¸" î \ @ /ô Ç r Ó ý t Y Us ` ¦ Ã º '

l 0 AK " f H + þ AF g ^ \ @ /ô Ç r Ó ý t Y Us ` ¦ & ñ S X y '

H כ s × æ כ ¹ . s \ ¦ 0 AK " f H r + þ AF g ^ _ ~ ½ Ó Ø

¦(emission), # l (excitation), f ¨ Ã º(absorption) Û ¼& 7 à Ô

! 3

1 p x # Q F g < Æ: £ ¤$ í ` ¦ · ú H X <, s × æ # l x 9 f ¨ Ã

º Û ¼& 7 à Ô! 3 ' aº X <s ' H Ð: x + þ AF g ^ \ O ^ _ l x 9

«

Ñ Ð+ ] j/ B N ÷ &t · ú § H â Ä º ´ ú § . " f : r ½ ¨\ " f

H Ñ þ Ò o LED ? / H Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ K $ 3 # + þ AF g ^ _ f ¨

(3)

Fig. 1. (Color online) (a) The schematic drawing and (b) emitting spectrum of the high-power white LED (GLS Co.) used in this study.

Ã

º, # l Û ¼& 7 à Ô! 3 1 p x _ F g < Æ: £ ¤$ í ` ¦ ç ß ] X & h Ü ¼ Ð ½ ¨ ¦

% i . s \ ¦ 0 AK 6 x ) a Ñ þ Ò o LED H 10W/ å L _ ¦ Ø

¦§ 4 LED (GLS _ R4-P10-V2)s . s LED H ~ ½ Ó\ P ó

ø ÍÜ ¼ Ð l 0 p x H F K5 Å q PCB (printed circuit board) 0 A

\

Ã º_ ' õ AÒ o LED } 9 (chip)` ¦ C u ¦ Õ ª 0 A\ YAG (Y

3

Al

5

O

12

) > \ P + þ AF g ^ z ´o B H Ã ºt ü < < Êa ¸ í÷ &

#

Q e H ½ ¨ ¸\ ¦ . s Ñ þ Ò oLED_ Ø ¦F gì r í H r y

\ Á º ' a > 6 f ¸ 1 l x{ 9 ô Ç | Ã Ð! Qr î ß ì r í\ ¦ { ¦ e

%

3 ¦ 99 lm/W_ ´ òÖ ¦` ¦ ? /% 3 . s Ñ þ Ò o LED_

>

h| Ä Ì ¸ x 9 ì rF g 6 f ¸> (PR670, Photo Research)\ ¦ 6 x K

8 £ ¤& ñ ) a µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ õ Fig. 1\ ] jr ÷ &# Q e

. 450 nm Â Ò H _ ± ú Ðî r x ß ¼(peak) LED } 9 \

"

f µ 1 ÏÒ q t H # l " é ¶ _ Û ¼& 7 à Ô! 3 s ¦ 560 nm Â Ò H _ V ,

É

r x ß ¼ H YAG + þ AF g ^ \ _ K Û ¼ Ðß ¼Û ¼(Stokes) s ) a

¸| ½ ÓÒ o $ í ì r` ¦ · p . ' õ AÒ o LED} 9 É r GaNÓ ü t| 9 Ð ½ ¨

$ í

÷ &# Q e Ü ¼Ù ¼ Ð · ú 94 R e H GaN _ Ï ã J] X Ò ¦ õ È Òõ Ö ¦ /

B G ` ¦ r Ó ý t Y Us \ s 6 x % i . + þ AF g ^ { 9 _ ì ø Í â ì

r í Ð H 11 um \ " f þ j@ / ì r í\ ¦ t ¦ 5 um\ " f 17 um _ # 3 0 A\ 5 g e H Ä ºr î ß ì r í\ ¦ 6 x % i .

YAG + þ AF g ^ { 9 _ Ï ã J] X Ò ¦ Ð H { 9 : r m u (Nichia)

\

" f ] jr ô Ç Ï ã J] X Ò ¦ ì r í ß / B G ` ¦ Ö ¸6 x % i . ì r o + þ A + þ A F

g ^ l Õ ü t` ¦ & h 6 x l 0 AK " f H + þ AF g ^ { 9 LED } 9

Fig. 2. (Color online) The absorption, the emission, and the emitting spectra of the white LED obtained from the procedure described in the appendix A.

õ

H ì r o ) a © I \ " f ~ Ã Ì} s Ê ê} Ü ¼ Ð + þ A$ í ÷ &# Q

Ù ¼ Ð : r ½ ¨\ " f H PC(polycarbonate) Ã ºt \ + þ AF g

^

{ 9 í < Ê ) a F g # l 9 2 £ §(Fig. 3 \ " f H Phosphor layer g A < Ê)` ¦ n # ì r o + þ A + þ AF g ^ LED ¸" î \

&

h

6 x % i . s \ ¦ r Ó ý t Y Us l 0 AK · ú 94 R e H PC Ã

ºt _ Ï ã J] X Ö ¦ õ È Òõ Ö ¦ / B G ` ¦ Ö ¸6 x % i .

+ þ

AF g ^ _ F g: £ ¤$ í ` ¦ % 3 l 0 AK Ä º ì rF g l Ð Ñ þ Ò o LED _ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ ¦, + þ AF g ^ í < Ê÷ &t · ú § É r ' õ

AÒ o LED\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç Ê ê ' õ AÒ o Û ¼& 7 à Ô! 3 Â Òì r` ¦ É Qt , 7

£

¤ + þ AF g ^ Û ¼& 7 à Ô! 3 Â Òì r` ¦ / B G ´ ú » ¡ § èá Ôà ÔJ ?# Q (Peak- Fit, ver.4)\ ¦ s 6 x K / B G ´ ú » ¡ § ô Ç Ê ê © & h ½ + Ëô Ç < ÊÃ º + þ A I

\ ¦ ¹ 1 Ô ¤ . Õ ª Ê ê / B G ´ ú » ¡ § \ _ K % 3 # Q + þ AF g ^ ~ ½ ÓØ ¦ Û

¼& 7 à Ô! 3 õ z ´+ « >\ _ K % 3 É r ' õ AÒ o Û ¼& 7 à Ô! 3 X <s ' \ ¦ F

g < Æ r Ó ý t Y Us èá Ôà ÔJ ?# Q (LightTools, ver.7.1, ORA) á

Ô ÐÕ ªÏ þ \ { 9 § 4 ô Ç Ê ê # l , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 q × æ` ¦ â K

" f z ´+ « >\ " f % 3 É r Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ & ñ S X y F & ³ H ¸

|

` ¦ S X Ð % i ¦ s \ ¦ : x K # l , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ & ñ

% i . Ð [ jô Ç õ & ñ É r Appendix 1 \ " fÕ ü t ÷ &# Q e

. Fig. 2 H s Qô Ç õ & ñ ` ¦ : x K " f % 3 # Q + þ AF g ^ _ f ¨ Ã

º, # l , µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ Ð# ï r .

2. ç g Ë m] k ù LED ºã _ Ë S ö o Ú7 _T Ó Å

: r ½ ¨\ " f H [ j t ½ ¨ ¸_ LED ¸" î \ @ /K { 9 ì ø Í

&

h ½ ¨ ¸_ Ñ þ Ò oLED(PC-LED(phosphor-coated LED)

g A) & h 6 x ) a â Ä ºü < ì r o + þ A + þ AF g ^ n s & h 6 x

)

a â Ä º(RP-LED(remote-phosphor LED) g A) Ð

¾

º# Q y y [ O > ¦ Õ ª : £ ¤$ í ` ¦ q § % i . ¨ î ó ø Í+ þ A LED

(4)

Fig. 3. (Color online) Schematic figures of the six LED illumination devices simulated in this study: (a) PC-LED direct-lit, (b) RP-LED direct-lit, (c) PC-LED cavity edge-lit, (d) RP-LED cavity edge-lit, (e) PC-LED LGP edge-lit, (f) RP-LED LGP edge-lit. As to the details of the structure of each device, refer the text.

¸" î ` ¦ [ O > H X < e # Q" f LCD Ñ þ s à Ô l Õ ü t` ¦ Ã Ð ¸

H כ s H ¸¹ ¡ § s ) a . : £ ¤ y ¸ F g ó ø Í(light guide plate, LGP) l Õ ü t É r & h É r Ã º_ LED\ ¦ s 6 x K ç H{ 9 ¦ µ 1 ß É r Ñ þ Ò

oF g` ¦ ½ ¨ & ³ l 0 Aô Ç l : r n Ü ¼ Ð Ö ¸6 x| ¨ c Ã º e .

: r ½ ¨\ " f PC-LED ü < PR-LED y y \ @ /K [ O > ) a [

jt Ä »+ þ A/½ ¨ ¸_ ¸" î É r (1) f + þ A LED ¸" î (direct- lit LED illumination), (2) / B N1 l x " Ó t + þ A LED ¸" î (cavity edge-lit LED illumination) x 9 (3) ¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A LED ¸

"

î (LGP edge-lit LED illumination)Ü ¼ Ð ½ ¨ì r ) a . s [ þ t

¸" î _ n \ @ /ô Ç > h| Ä Ì ¸ Fig. 3(a) ∼ (f)\ ] jr

÷

&# Q e . $ í 0 p x ¨ î \ ¦ 0 AK " f ¸" î Ü ¼ ÐÂ Ò' 1 m_ o

\ & h s 3.6 × 3.6 m

²

¸ F g ` ¦ [ O & ñ % i . r Ó ý t Y

Us \ 6 x ) a F g Ã º H y ¸| { © 1000ë ß > h% i .

1) f + þ A LED ¸" î (direct-lit LED illumination)

Figure 3(a) ü < (b) H ¸¿ º f + þ A LED ¸" î ½ ¨ ¸\ K {

© ô Ç . Fig. 3(a)\ H GLS _ ¦Ø ¦§ 4 Ñ þ Ò o LED(R4- P10-V2) ¿ º > h C u ÷ &# Q e ¦ Fig. 3(b)\ H ' õ AÒ o LED 2 > hü < + þ AF g ^ { 9 í < Ê ) a F g # l 9 2 £ § s & h 6 x ÷ &% 3 .

Fig. 3(a) \ " f H & ñ y s ¸ ú 9 x p × ¼ + þ AI \ ¦ ì ø Í

ó ø Ís 6 x ÷ &% 3 ¦ ^ ß ¼l H 122 × 122 × 42 mm

³

s

. Ñ þ Ò o LED H & ñ y s ¸ ú 9 ì ø Í ó ø Í A á ¤ \ 0 Au # e

. ì ø Í ó ø Í É r Ñ þ Ò oPET 9 2 £ § Ü ¼ Ð & ñ % i ¦ PET_

© Z > f ¨ Ã ºÖ ¦` ¦ & h 6 x % i Ü ¼ 9 ì ø Í J É r " é ¶+ þ A Ä º r

î ß ì r íü < | Ã Ð! Qr î ß ì r í 60 %:40 %_ q Ð × æ^ o ?÷ &

(5)

#

Q e H < ÊÃ º Ð [ O & ñ % i . LED\ _ K + þ A$ í ÷ & H è H Â Ò d

& ³ © ` ¦ ] j l 0 AK Ñ þ Ò o LED 0 Au ô Ç / B M _ ì ø Í

@

/¼ # \ 122 × 122 × 3 mm

³

ß ¼l _ Ä »Ñ þ Ä »o (alabaster glass)\ ¦ 0 Au r ( . s Ä »Ñ þ Ä »o H SiO

2

Ó ü t| 9 Ð ÷ &# Q e Ü

¼ 9, È Òõ Ö ¦ x 9 f ¨ Ã ºÖ ¦ ¸ SiO

²

Ó ü t| 9 ^ _ : £ ¤$ í ` ¦ Õ ª

@

/ Ð & h 6 x % i . ¢ ¸ô Ç Ä »Ñ þ Ä »o _ © \ H ½ ü ô Ç + þ A I

_ q × ¼[ þ t s ½ ü > Á ºÃ ºy ´ ú §s C \ P ÷ &# Q e # Q y © ô

Ç S X í ß È Òõ 6 x` ¦ { { © t ë ß s Qô Ç ½ ¨ ¸\ ¦ Õ ª@ / Ð ì

ø Í% ò ½ + É â Ä º\ H r Ó ý t Y Us r ç ß s -Á º ´ ú §s èכ ¹ ) a

. s \ ¦ > h l 0 AK 7 × 7 µm

²

ß ¼l _ s " é ¶ S X í ß J

Ü ¼ Ð @ /^ # 6 x % i ¦ s â Ä º LED\ _ ô Ç 6 f

&

h

+ þ A$ í s ~ ½ Ót H d õ 1 l x r \ | Ã Ð! Qr î ß + þ AI _ C F gì r í

\

¦ + þ A$ í > ) a . Fig. 3(b)_ â Ä º\ H l : r ½ ¨ ¸ü < ß ¼ l

H Ñ þ Ò o LED f + þ A ¸" î õ ° ú t ë ß Ñ þ Ò o LED 0 Au ô

Ç o \ ¦ ' õ AÒ o LED @ / ¦ e ¦ Ä »Ñ þ Ä »o 0 Au Ù þ

¡~ o \ 1 l x{ 9 ô Ç ß ¼l _ F g # l 9 2 £ § s 0 Au K e .

2) / B N1 l x " Ó t + þ A LED ¸" î (cavity edge-lit LED il- lumination)

/ B

N1 l x " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä º Fig. 3(c) x 9 (d)ü < ° ú s LED

¸" î l ½ ¨_ 8 £ ¤ \ 0 Au # e . / B N1 l x " Ó t + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î (c)_ â Ä º 320 × 320 × 80 mm

³

ß ¼l _ 5 Å q s

f ¹ ¢ ¤ ^ + þ AI _ / B N ç ß \ + þ A ì ø Í ó ø Ís Z ~ # e

¦ Å Ò Ð H ¿ º 8 £ ¤ \ y y 2> h_ Ñ þ Ò o LED\ ¦ C \ P

%

i ¦ ì ø Í ó ø Í_ 0 A\ Ä »Ñ þ Ä »o W = # e H + þ AI Ð ½ ¨$ í

÷

&# Qe . F g # l 9 2 £ § s í < Ê ) a / B N1 l x " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä

º\ H Fig. 3(d) \ " f% ! 3 / B N1 l x " Ó t + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î

\

" f Ñ þ Ò o LED 0 Au ½ + É / B M \ ' õ AÒ o LED 0 Au K e

¦ ì ø Í ó ø Í_ À » \ 318 × 318 × 1 mm

³

ß ¼l _ F g # l

9 2 £ § s 0 Au K e . Ö ¦ Q ¸ F g \ " f Z } É r ¸ ¸ç H{ 9

¸\ ¦ ² ú $ í l 0 AK Ñ þ Ò oLED < Ê É r ' õ AÒ oLED_ Ø ¦F g y

¸\ ¦ 45 ¸ Ð ¸& ñ # ì ø Í ó ø Í < Ê É r F g # l 9 2 £ § \ { 9

÷

& ¸2 ¤ % i ¦, s â Ä º f ] X & h Ü ¼ Ð ¸" î 1 p x` ¦ 4 R ü

< | Ã Ð è H Ü ¼ Ð [ þ t # Q ¸ H y n C` ¦ þ j è o # è H Â Òd ` ¦ ] j

½ + É Ã º e H © & h s e .

3) ¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A LED ¸" î (LGP edge-lit LED illumination)

¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä º\ H " Ó t + þ A LCD Ñ þ s à

Ô\ ¦ l : r ½ ¨ ¸ Ð [ O > ô Ç Ê ê, # Q ¸| \ r Ó

ý

t Y Us % i . ¸" î l ½ ¨_ ß ¼l H LED _ ¸| \ ©

'

a\ O s 320 × 320 × 11 mm

³

ß ¼l Ð [ O & ñ % i . Fig.

3(e) H LGP _ ô ÇA á ¤ \ Ñ þ Ò o LED\ ¦ 80mm ç ß Ü ¼ Ð 4 > h C \ P ¦, LED\ " f ¸ H y n Cs " é ¶ t · ú § H ~ ½ Ó ¾ Ó Ü

¼ Ð D h H כ ` ¦ } l 0 AK " f 5 Å q s f ¹ ¢ ¤ ^ + þ A I

_ LEDì ø Í ó ø Ís LED\ ¦ Ñ ü t Qø ß + þ AI _ ½ ¨ ¸ Ð ÷ &# Q e

. ¢ ¸ô Ç LGP_ { 9 F g x 9 À » ` ¦ ] jü @ô Ç ¸ H É r Ñ þ

Ò oLED ì ø Í 9 2 £ §` ¦ 0 Au r & y n C_ < Hz ´` ¦ þ j è o % i

¦, À » \ H / B N1 l x " Ó t + þ A ¸" î \ " f 6 x ô Ç כ õ 1 l x{ 9 ô Ç Ä

»Ñ þ Ä »o \ ¦ C u % i . Ñ þ Ò o LED @ / ' õ AÒ o LED\ ¦ Z ~

¦ LGP 0 A\ F g # l 9 2 £ § x 9 Ä »Ñ þ Ä »o 0 Au K e H ½ ¨

¸ H Fig. 3(f) \ ] jr ÷ &% 3 . ¸ F g ó ø Í\ " f Ø ¦ ÷ & H y n C _

¸ ¸ç H{ 9 ¸ H ¸ F g ó ø Í_ x 9 \ + þ A$ í ÷ & H í ß ê ø Í J _

C u \ _ K f ] X & h Ü ¼ Ð & ñ ) a . : r ½ ¨\ " f H " é ¶ + þ

AÜ ¼ Ð + þ A$ í ) a í ß ê ø ÍJ _ ì ø Ít 2 £ §` ¦ or & " f ¸ ¸ç H { 9

¸ þ j@ / ÷ & H ¸| ` ¦ ¹ 1 Ô ¤ . Ð: x ¸ F g ó ø Í 0 A\ " f

H í ß ê ø Í J s t H & ñ ì ø Í $ í Ü ¼ Ð K ¦r y Ü

¼ Ð t H y n C_ $ í ì r s ´ ú § . " f y © ô Ç S X í ß 6

x` ¦ H Ä »Ñ þ Ä »o \ ¦ C u # F g ¸ cosθ_ + þ AI Ð

H | Ã Ð! Qr î ß ì r í Ð or ( . # l " f θ H LED

¸" î _ µ 1 Ï F g \ Ã ºf Z O \ @ /ô Ç Ø ¦ y ¸\ ¦ _ p ô

Ç .

3. LED ºã _ Ë V R Ë Ö « ç g Ë M Ç U Ø

II.2 \ " f [ O > ) a LED ¸" î [ þ t _ $ í 0 p x` ¦ q § l 0 AK

6 £ § õ ° ú É r ¨ î l ï r` ¦ & ñ _ ¦ Ö ¸6 x % i .

• l ½ ¨´ òÖ ¦(%) : ¸" î l ½ ¨\ " f 4 R ¸ H 4 ¤ Ø ¦

§ 4 (W)` ¦ white LED ÐÂ Ò' ¸ H 4 ¤ Ø ¦§ 4 Ü ¼ Ð è H Ê

ê Ñ þ ì rÖ ¦ Ð ¨ 8 í ß ô Ç ª Ü ¼ Ð & ñ _ ô Ç .

• ¸" î ´ òÖ ¦(lm/W) : ¸" î s q Æ Ò H \ { 9 H 8 ú x µ

1 Ï F gØ ¦§ 4 (lumen)` ¦ 8 ú x èq § 4 (W)Ü ¼ Ð è H ª Ü ¼ Ð & ñ _

ô Ç .

• Ò oý a³ ð s : ¸" î \ _ K q Æ Ò# Qt H ¸ F g ` ¦ 37

× 37 > h_ i ! s q Ð è H Ê ê, y i ! s qZ > ¨ î ç H Ò oý a³ ðü < ¸ F

g _ × æd i ! s q_ Ò oý a³ ðü <_ s \ ¦ ½ ¨ # ¨ î

% i .

@

/Â Òì r _ ¸4 S q\ Ä »Ñ þ Ä »o \ ¦ G × þ ¦ Õ ªX O t · ú § É r â Ä

º\ ¸ F g # l 9 2 £ § ^ y © ô Ç S X í ß 6 x` ¦ t ¦ e 6

£

§ Ü ¼ Ð K 6 > h_ ¸" î © u 0 A_ C F gì r í H ¸¿ º | Ã Ð

!

Qr î ß ì r í\ ¦ s À Ò% 3 . " f : r ½ ¨\ " f H C F gì r

í\ @ /ô Ç Z > ¸_ 7 H _ q § H t · ú § H .

(6)

Fig. 4. (Color online) (a) The chromaticity diagram on which the color coordinates of the PC-LED direct-lit illumina- tion device (green circle) in addition to those of the RP-LED direct-lit illumination device (black circles) are shown.

(b) and (c) exhibit the color coordinates of the cavity edge-lit LED and LGP edge-lit LED devices, respectively.

The arrow indicates the direction along which the density of the phosphor particles increases. The lines denote the Planckian locus.

Table 1. The device efficiencies of six LED illumination devices obtained from simulation.

PC-LED RP-LED Direct-lit type 64.8 % 74.8 % Cavity edge-lit type 51.1 % 55.4 % LGP edge-lit type 58.3 % 62.7 %

III. S ö o Ú7 _T Ó Å + s ÇÊ Ý õ m Í º8 ý

6 t Ä »+ þ A_ LED ¸" î _ $ í 0 p x` ¦ & ñ S X y ¨ î , q §

l 0 AK " f H 0 p x _ 1 l x{ 9 ô Ç Û ¼& 7 à Ô! 3 õ Ò oý a³ ð

H 1 l x{ 9 ¸| \ " f ¨ î H כ s × æ כ ¹ . " f

: r ½ ¨\ " f H [ j t Ä »+ þ AÜ ¼ Ð * '# Q ½ ¨ ¸\ ¦ 1 l x{ 9

> ¿ º t LED ¸" î (7 £ ¤ PC-LED x 9 RP-LED ¸

"

î )` ¦ q §½ + É â Ä º 1 l x{ 9 ô Ç Ò oý a³ ð % 3 # Qt ¸2 ¤ F g # l

9 2 £ § ? / + þ AF g ^ _ x 9 ¸\ ¦ ¸] X % i . + þ AF g ^ _ x 9 ¸ H F

g # l 9 2 £ § ? / F g _ ¨ î ç H Ä » o (mean free path)\ ¦

& ñ K Å Ò ¦ YAG + þ AF g ^ _ µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ y © ¸\ ¦

&

ñ Ù ¼ Ð K { © LED ¸" î _ Ò oý a³ ð\ f ] X & h % ò ¾ Ó` ¦ p

2 ; . : r ½ ¨\ " f 6 x ô Ç f + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î ¸ 4

S q_ â Ä º (x = 0.364, y = 0.385)_ Ò oý a³ ð\ ¦ Ð#

>

p

w ô Ç Ö ¼, _ Ñ þ Ò o` ¦ µ 1 Ïí ß < Ê` ¦ · ú Ã º e . ì r o + þ A + þ AF g

^

n (7 £ ¤, F g # l 9 2 £ §) s & h 6 x ) a f + þ A LED ¸" î _

+ þ AF g ^ x 9 ¸\ ¦ 2000 ∼ 6000 > h/mm

³

# 3 0 A\ " f ¸] X

% i ` ¦ M : % 3 # Qt H Ò oý a³ ð_ o Fig. 4(a)_ Ò o ¸

¸ © \ ³ ð & ³÷ &# Q e . Õ ªa Ë > © _ o¶ ú ³ ð H + þ AF g ^ x 9

¸ 7 £ x H ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ o . + þ AF g ^ _ x 9 ¸ 7 £ x

½

+ ÉÃ º2 ¤ LED } 9 s µ 1 ÏÒ q tr v H # l " é ¶ F g 8 Z } É r q Ö

¦ Ð ¸ê ø ÍÒ oÜ ¼ Ð 7 > ÷ &Ù ¼ Ð Ò oý a³ ð ¸ê ø ÍÒ o A á ¤ Ü ¼

Table 2. The illumination efficiencies of six LED illumi- nation devices obtained from simulation.

PC-LED RP-LED Direct-lit type 62.2 lm/W 69.4 lm/W Cavity edge-lit type 41.1 lm/W 46.1 lm/W LGP edge-lit type 51.3 lm/W 55.4 lm/W

Ð u Ä º5 gf ` ¦ · ú Ã º e . s × æ f + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î _

Ò oý a³ ð\ © H] X ô Ç + þ AF g ^ _ x 9 ¸ H 5700 > h/mm

³

%

i ¦ s ¸| \ " f ¿ º ¸" î _ $ í 0 p x` ¦ q § % i . / B N 1

l x " Ó t + þ A LED ¸" î x 9 ¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A LED ¸" î ¸ 1 l x { 9

ô Ç ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x # Ò oý a³ ð\ ¦ © H] X > ë ß H Ê ê

\

$ í 0 p x` ¦ q § % i ¦ + þ AF g ^ x 9 ¸ y y 9800 x 9 9300

>

h/mm

³

â Ä º Ñ þ Ò oLED ¸" î õ Ò oý a³ ð © H] X

%

i . + þ AF g ^ x 9 ¸ o\ É r Ò oý a³ ð o Fig. 4(b) x 9

(c)\ y y ³ ð & ³÷ &# Q e .

y

¸" î s · p l ½ ¨ ´ òÖ ¦ x 9 ¸" î ´ òÖ ¦ s y y Table 1 õ Table 2\ & ñ o ÷ &# Q e . l ½ ¨´ òÖ ¦ _ â Ä º\ H { 9 ì

ø Í Ñ þ Ò o LED & h 6 x ) a ¸" î Ð H ì r o + þ A + þ AF g ^ n

s 6 x ) a ¸" î s f + þ A ¸" î _ â Ä º 10 %, / B N1 l x " Ó t

+ þ A ¸" î _ â Ä º 4.3 %, ¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä º 4.4

% Z } É r כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e . Õ ªo ¦, ¸ F g \ { 9 ÷ & H 1W { © µ 1 Ï F gØ ¦§ 4 (lumen)Ü ¼ Ð & ñ _ ÷ & H ¸" î ´ òÖ ¦ _ â Ä º ì

r o + þ A + þ AF g ^ ¸" î s Ñ þ Ò o LED í < Ê ) a ¸" î Ð

>

H 8 % \ " f ß ¼> H 11.6 % t Z } > ¸ H כ ` ¦ S X

½

+ É Ã º e % 3 . s ü < ° ú É r õ : r s Ä » Ð H F g < Æ ½ ¨

¸ © ì r o + þ A + þ AF g ^ n s & h 6 x ) a ¸" î _ â Ä º, LED } 9

õ F g # l 9 2 £ § s { 9 & ñ o Ð b # Q4 R e Ü ¼Ù ¼ Ð F g # l

9 2 £ § ? / + þ AF g ^ # l ) a Ê ê y n C` ¦ 1 p x ~ ½ Ó& h Ü ¼ Ð F ~ ½ ÓØ ¦

(7)

½

+ É M : { 9 & ñ ô Ç f ¨ Ã ºÖ ¦` ¦ ' õ AÒ o LED} 9 \ _ K y n Cs f

¨ Ã º÷ & H q Ö ¦ s y è l M :ë H s . f ¨ Ã º\ ¦ x ô Ç y n C É r LED _ É r F g < Æ½ ¨ ¸(ì ø Í ó ø Í 1 p x) \ _ K ü @Â Ò Ð Ø ¦

| ¨

c Ã º e H 0 p x$ í ` ¦ % 3 H . s Qô Ç õ H l > r _ Ñ þ Ò

o LED y 2 ³ F g < Æ ¸× ¼(trapped optical mode) Ð K

´ òÖ ¦ s b # Q H l > r _ z ´+ « > õ [10]ü < © ' a$ í ` ¦

° ú

H . ¢ ¸ô Ç F g # l 9 2 £ § ? / + þ AF g ^ { 9 _ x 9 ¸\

"

f Ä »Ñ þ Ä »o \ ¦ 6 x t · ú § 8 ¸ Ø æì r ô Ç S X í ß 6 x s { 9

# Q± ú 0 p x$ í s e . s â Ä º Ä »Ñ þ Ä »o \ ¦ ] j ô Ç s

\ _ ô Ç y n C_ < Hz ´ì r s ] j ÷ &Ù ¼ Ð Æ Ò& h s ´ òÖ ¦ ¾ Ó

© ¸ l @ /½ + É Ã º e . t ë ß Ñ þ Ò o LED í < Ê ) a ¸" î _

â Ä º, è H Â Òd x 9 6 f& h ] j _ 9 כ ¹$ í Ü ¼ Ð K Ä »Ñ þ Ä

»o \ ¦ 6 x K ¦ s Ð ô Ç F g < Hz ´s µ 1 ÏÒ q t > ) a

. ô Ç¼ # F g # l 9 2 £ § s í < Ê ) a f + þ A ¸" î õ " Ó t + þ A ¸

"

î _ l ½ ¨´ òÖ ¦[ þ t` ¦ q §K Ð f + þ A ¸" î _ ´ òÖ ¦ s

8 Z } É r â ¾ Ó$ í ` ¦ S X ½ + É Ã º e H X <, s H " Ó t + þ A ¸" î _

â Ä º Ä »Ñ þ Ä »o x 9 ì ø Í ó ø Í\ _ ô Ç F g < Hz ´÷ r m ì ø Í

ó ø Íõ F g # l 9 2 £ § s \ " f µ 1 ÏÒ q t H × æ ì ø Í \ _ ô

Ç F g < Hz ´\ l ô Ç כ s ¦ ó ø Íé ß ) a .

Figure 3(f) _ ½ ¨ ¸\ " f F g # l 9 2 £ § _ 0 Au H ¸ F g ó ø Í _

0 A A ÷ r m ¸ F g ó ø Í_ { 9 F g , 7 £ ¤ ' õ AÒ o LED ü

< ¸ F g ó ø Í s \ 0 Au ½ + É Ã º ¸ e ¦ s ½ ¨ ¸ H Ñ þ s à

Ô ½ ¨\ " f ] jî ß ) a e [14]. F g # l 9 2 £ § s ¸ F g ó

ø Í_ 8 £ ¤ \ 0 Au ô Ç ¸" î _ l ½ ¨´ òÖ ¦` ¦ ¸ K : r õ

¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î õ q § # Ð ¤` ¦ M : 5

%& ñ ¸ l ½ ¨´ òÖ ¦ s & h É r õ M ® o . Õ ª s Ä » Ð H ' õ A Ò

o LED ÐÂ Ò' ¸ H y n Cs LGP8 £ ¤ \ 0 Au ô Ç F g # l

9 2 £ § Ü ¼ Ð { 9 , + þ AF g ^ \ _ K # l ) a Ê ê ¸| ½ ÓÒ oÜ ¼ Ð F

~

½ ÓØ ¦| ¨ c M : LGP ? /Â Ò Ð { 9 H y n C÷ r ë ß m r LEDA á ¤ Ü ¼ Ð ÷ &[ t ¸ H y n Cs ´ ú §s µ 1 ÏÒ q t > ÷ & H X <, s ü

< ° ú s ÷ &[ t : r y n C É r ' õ AÒ o LED} 9 õ LED ì ø Í ó ø Í\ _

K { 9 Â Ò f ¨ Ã º | ¨ c S X Ò ¦ s 7 £ x Ù ¼ Ð l ½ ¨´ òÖ ¦ s y è

H כ s Ò q ty ) a .

Figure 5 H ¸ F g × æd \ " f_ Ò oý a³ ðü < Ã º¨ î , Ã ºf

~

½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 0 Au ô Ç y i ! s qZ > Ò oý a³ ðü <_ s Ò oç H{ 9

¸\ ¦ 6 t ¸" î \ @ /K Ð# Å Ò ¦ e . Ñ þ Ò o LED f

+ þ A ¸" î _ â Ä º Ò oý a³ ð s x, y ¸¿ º 0.01p ë ß X

< ì ø Í # F g # l 9 2 £ § s í < Ê ) a f + þ A ¸" î _ â Ä º Ò o ý

a³ ð s þ j@ / 0.04 & ñ ¸ t µ 1 ÏÒ q t % i . / B N1 l x " Ó t + þ

A ¸" î _ â Ä º H Ñ þ Ò o LED ¸" î s H F g # l 9 2 £ § s í

þ

j@ / 0.015 p ë ß & ñ ¸ H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 ¦ ¸ F g ó

ø Í " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä º H ¼ # ¸F K 8 × ¦ # Q× ¼ H â

¾ Ó` ¦ Ð% i . F g # l 9 2 £ § s í < Ê ) a f + þ A ¸" î s q Æ Ò

H ¸ F g \ " f & ê ø Í Ò oý a³ ð Ô ¦ç H{ 9 $ í s Ðs H s Ä »

Fig. 5. (Color online) Differences in the color coordinates ((a) x, (b) y) with respect to the center values on the il- lumination surface. PC and RP denote phosphor-coated and remote-phosphor LEDs, respectively.

H LED } 9 s ? / H ' õ AÒ oõ + þ AF g ^ ? / H ¸ê ø ÍÒ o s _

Ò o D ¥ ½ + Ë(color mixing)s Ø æì r y s À Ò# Qt t · ú §l M : ë

H s . f + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î _ â Ä º, Ñ þ Ò o LED\ " f

¸ H y n Cs { 9 & h Ü ¼ Ð Ñ þ Ò o LED ? / + þ AF g ^ í < Ê ) a 4

x t ] j ? /\ " f Ò o D ¥ ½ + Ës ô Ç { 9 # Q ¦ s & h Ü ¼ Ð Ä » Ñ þ

Ä »o \ " f ¢ ¸ ô Ç _ Ò o D ¥ ½ + Ës s À Ò# Qt l M :ë H \ Ò o

¸ç H{ 9 ¸ B Ä º Z } t > ) a . ì ø Í , F g # l 9 2 £ § s í

< Ê ) a f + þ A ¸" î _ â Ä º ' õ AÒ o LED\ " f ¸ H y n Cs F g

#

l 9 2 £ § ? /\ " fë ß Ò o D ¥ ½ + Ë` ¦ l M :ë H \ ¿ º _ Ò o D ¥

½

+ Ë` ¦ H f + þ A Ñ þ Ò o LED ¸" î Ð H ¸ F g \ " f_ Ò

o ç H{ 9 ¸ b # Qt H כ s Ò q ty ) a . ¸ F g ó ø Ís & h 6 x

)

Ä » H ¸ F g ó ø Í ? /Â Ò\ " f í ß ê ø Í ¸à Ô J \ _ K y n Cs ( t

¦ Ä » ¸÷ & H õ & ñ \ " f ¢ ¸ ô Ç _ Ò o D ¥ ½ + Ës µ 1 ÏÒ q t l M

:ë H כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a . F g # l 9 2 £ § s í < Ê ) a f + þ A

¸" î _ Ò o ¸ç H{ 9 ¸\ ¦ > h l 0 AK " f H F g # l 9 2 £ § _

(8)

Fig. 6. (Color online) Illuminance distribution of six LED devices on the illumination surface along (a) the horizontal and (b) the vertical directions. PC and RP denote phosphor-coated and remote-phosphor LEDs, re- spectively.

+ þ

÷ & H y n C_ ' â Ð\ ¦ ¦ 9K ¸& ñ ½ + É 9 כ ¹ e ` ¦

כ

Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .

Figure 6 É r ¸ F g \ " f_ ¸ ¸ì r í\ ¦ ¸ H ¸" î l ½ ¨

\

@ /K Ð# Å Ò ¦ e . ¸ F g _ × æd \ " f_ ¸ ¸_ â Ä

º ì r o + þ A + þ AF g ^ & h 6 x ) a ¸" î s Ñ þ Ò o LED í < Ê ) a

¸" î Ð f + þ A_ â Ä º 15 %, / B N1 l x " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä

º 16.25 %, ¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A ¸" î _ â Ä º 22.81 % 8 Z } >

¸ H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 . s H l : r& h Ü ¼ Ð

Ê

ê \ q K Z } É r l ½ ¨´ òÖ ¦ õ ¸" î ´ òÖ ¦` ¦ Ðs l M :ë H

\

¦ s ÐÂ Ò' Y O # Q| 9 Ã º2 ¤ Ä ºr î ß + þ AI Ð Â Ò× ¼X O > × ¦

#

Q× ¼ H : £ ¤$ í ` ¦ Ð# Å Ò% 3 . = å Q Ü ¼ Ð, : r ½ ¨ t H ô Ç

>

Ð+ LED } 9 x 9 + þ AF g ^ t H : £ ¤$ í [ þ t _ : r ¸\ @ / ô

Ç _ > r$ í ` ¦ ì ø Í% ò t 3 l wÙ þ ¡ H & h ` ¦ t & h ¦ ô Ç .

: r ¸ LED } 9 x 9 + þ AF g ^ _ ´ òÖ ¦ \ p u H % ò ¾ Ó x 9 Û ¼

&

7 à Ô! 3 \ { 9 Ü ¼v H o\ ¦ ì ø Í% ò K ë ß Ð & ñ S X ô Ç r Ó

ý

t Y Us s 0 p x ½ + É כ s s H F g Æ Ò& h l Z O \ l ì ø Íô Ç

: r ½ ¨_ ] X H ~ ½ ÓZ O ` ¦ 8 A# Q Å H כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .

IV. + s Ç Â ] Ø

: r ½ ¨\ " f H ' õ AÒ o LED\ + þ AF g ^ ¸ í ) a { 9 ì ø Í& h

½ ¨ ¸_ Ñ þ Ò o LED í < Ê ) a ¸" î õ ' õ AÒ o LEDü < F g

#

l 9 2 £ § s í < Ê ) a ¸" î _ F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ q §, ì r$ 3

%

i ¦ s \ ¦ 0 AK F g Æ Ò& h l Z O ` ¦ s 6 x ô Ç r Ó ý t Y Us èá Ô à

ÔJ ?# Q\ ¦ 6 x # ¸" î : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . ø @$ í e

H + þ AF g ^ r Ó ý t Y Us ` ¦ 0 AK " f 8 £ ¤& ñ ) a Û ¼& 7 à Ô! 3 \ H

K + þ AF g ^ _ f ¨ Ã º x 9 # l Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ½ ¨ # s 6 x

%

i . : r ½ ¨\ " f F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ q §ô Ç ¸" î _ 7 á x À Ó Ð

H f + þ A ¸" î , 5 Å q s f ¹ ¢ ¤ ^ + þ AI _ ì ø Í ó ø Í ª 8 £ ¤

\ LED F g " é ¶ s 0 Au ô Ç / B N1 l x " Ó t + þ A ¸" î , " Ó t + þ A BLU _

" é ¶ o \ ¦ s 6 x # ë ß H ¸ F g ó ø Í " Ó t + þ A ¸" î 1 p x ß ¼> [

j t Ð ì r À Ó ) a . 8 ú x 6 t Ä »+ þ A_ LED ¸" î ` ¦ q

§, ¨ î ô Ç õ ì r o + þ A + þ AF g ^ l Õ ü t s & h 6 x ) a ¸" î s Ñ þ

Ò oLED\ ¦ 6 x ô Ç ¸" î \ q K 8 Z } É r l ½ ¨´ òÖ ¦ õ ¸

"

î ´ òÖ ¦` ¦ Ðe ` ¦ · ú Ã º e % 3 . 7 £ ¤, + þ AF g ^ LED ÐÂ Ò '

{ 9 & ñ o ë ß p u ì r o ) a כ Ü ¼ Ð K LED\ _ ô Ç r

F g(+ þ AF g ^ \ _ K µ 1 Ï F g ) a) _ F f ¨ Ã ºÖ ¦ s × ¦ # Q[ þ t # Q F g

< Hz ´Ò ¦ s y è ¦ s כ s ¸" î _ l ½ ¨´ òÖ ¦ x 9 ¸" î ´ ò Ö

\

¦ 4 R M ® o . ¢ ¸ô Ç ì r o + þ A + þ AF g ^ ¸" î \ " f 6 x ÷ & H F g

#

p x$ í s e ¦ s â Ä º\ H Æ Ò& h ´ òÖ ¦ > h ` ¦ l @ /½ + É Ã

º e ` ¦ כ s . ¸ F g \ " f_ Ò oý a³ ð ¼ # H F g # l 9 2

£

§ s í < Ê ) a f + þ A ¸" î ` ¦ ] jü @ ¸¿ º 0.01 s _

É r ¼ # ë ß Ð# Å Ò% 3 .

P

c p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H í ß < Æa ?1 l x F é ß _ 2011¸ < ÆÕ ü t ½ ¨q _ t " é ¶

`

¦ ~ Ã Î s À Ò# Q ½ ¨e ` ¦ µ 1 ß n ?m .

¼ × A: ® o° Ë Ñ z ð ² â ì È® z º ¼' [ ] k ù° Ë Ñ= k8 ý

° Ë

Ñ] K ¡ ¤V R Ë ù p § + s ÇX N Ë À W ¥ U ê s0 n É

(9)

: r Â Ò2 ¤ \ " f H + þ AF g ^ _ ~ ½ ÓØ ¦, # l x 9 f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3

`

¦ · ú ? /l 0 AK : r ½ ¨\ " f 6 x ô Ç ~ ½ ÓZ O \ @ /K [ O " î ô

Ç . + þ AF g ^ _ f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 É r + þ AF g ^ { 9 \ _ K f ¨ Ã

1s 100 %_ S X Ò ¦ Ð f ¨ Ã º H d` ¦, 0 s 100 %_ S X Ò

¦ Ð È Òõ H d` ¦ _ p ô Ç . + þ AF g ^ _ # l Û ¼& 7 à Ô! 3 É r f ¨ Ã

º Û ¼& 7 à Ô! 3 \ _ K f ¨ Ã º ) a F g s F ~ ½ ÓØ ¦ ÷ &l t _

? / H X <, [ jl 1s 100 %_ S X Ò ¦ Ð # l H d` ¦, 0 s

100 %_ S X Ò ¦ Ð < Hz ´H d` ¦ _ p ô Ç . s : £ ¤$ í [ þ t` ¦ ½ ¨

H X < 6 x ) a ~ ½ ÓZ O É r 6 £ § õ ° ú .

` Figure 1 _ µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ? / H Ñ þ Ò o LED\ í

< Ê÷ &# Q e H ' õ AÒ o LED } 9 ë ß ` ¦ ì r o K ½ ¨1 l x # s } 9 _ µ

1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ / B G ´ ú » ¡ §(fitting) á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x K / B G

AI \ ¦ s 6 x K Fig. 1_ Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ' õ AÒ o x ß ¼ Â Òì r` ¦ /

B G ´ ú » ¡ § ô Ç Ê ê\ Õ ª õ \ ¦ Fig. 1 _ Û ¼& 7 à Ô! 3 \ " f N S

"

f YAG + þ AF g ^ _ µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ½ ¨ô Ç . s X O > ½ ¨ô Ç + þ

AF g ^ Û ¼& 7 à Ô! 3 % i r / B G ´ ú » ¡ §` ¦ Ã º' # þ j& h _ < Ê Ã

º + þ AI \ ¦ ½ ¨ % i H X < s H “Beta(amplitude)” < ÊÃ º% i

[16].

a r Ó ý t Y Us á Ô ÐÕ ªÏ þ (LightTools, ORA )\ " f z ´ ]

j GLS white LEDü < 1 l x{ 9 ô Ç ü @+ þ A_ LED\ ¦ [ O > ô Ç Ê ê, z

¦` ¦ r Ó ý t Y Us á Ô ÐÕ ªÏ þ \ " f [ O > ô Ç LED\ { 9 § 4 ô Ç

. r Ó ý t Y Us á Ô ÐÕ ªÏ þ Ü ¼ Ð [ O > ô Ç GLS white LED _

blue LED} 9 _ µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 Ü ¼ Ð H z ´+ « >\ " f % 3 # Q blue LED _ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ { 9 § 4 ¦, z ´o B H Ã ºt ? /_ + þ A F

g ^ { 9 _ ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 \ H 0 A\ " f ½ ¨ô Ç / B G ´ ú » ¡ §

< ÊÃ º Õ ªA á Ô\ ¦ { 9 § 4 ô Ç Ê ê r Ó ý t Y Us ` ¦ Ã º' ô Ç . s â Ä

º + þ AF g ^ _ # l , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 _ íl ¸| Ü ¼ Ð H e _

° ú

H Ä ºr î ß < ÊÃ º\ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 _ íl ¸| Ü ¼ Ð [ O & ñ

% i . é ß , íl ¸| ` ¦ # Qb G> & ñ H þ j7 á x& h Ü ¼ Ð % 3 # Q t

H # l , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 É r 1 l x{ 9 % i . s X O > % 3 # Q r

Ó ý t Y Us _ µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 É r { © y z ´+ « >\ " f % 3 # Q (Fig. 1) Û ¼& 7 à Ô! 3 õ H { 9 u t · ú § H X <, s H + þ AF g ^ _

#

l , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 s & ñ S X > [ O & ñ ÷ &t · ú § ¤l M :ë H s

. " f z ´+ « > x 9 r Ó ý t Y Us _ Û ¼& 7 à Ô! 3 õ { 9 u t

\ ¦ ¸& ñ K 9 ¿ º õ { 9 u ÷ & ¸2 ¤ p [ j ¸& ñ ` ¦ K

ç ß . z ´+ « > x 9 r Ó ý t Y Us õ { 9 u ÷ & H ¸| \ Â Ò

½

+ Ë H f ¨ Ã º, # l Û ¼& 7 à Ô! 3 s Ð Fig. 2\ ] jr ÷ &# Q e

?

/F & h : £ ¤$ í Ü ¼ Ð ç ß Å Ò ¦ Ö ¸6 x ½ + É Ã º e [16].

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] E. F. Schubert and J. K. Kim, Science 308, 1275 (2005).

[2] E. F. Schubert, J. K. Kim, H. Luo and J.-Q. Xi1, Rep. Prog. Phys. 69, 3069 (2006).

[3] J. Y. Tsao, H. D. Saunders, J. R. Creighton, M. E.

Coltrin and J. A. Simmons, J. Phys. D: Appl. Phys.

43, 354001 (2010).

[4] A. Mills, LEDs Magazine May/June, 36 (2007).

[5] J. S. Ryu, M.-Y. Yu, S.-M. Park, S. J. Kim and J.-H.

Ko, New Physics: Sae Mulli 60, 56 (2010).

[6] C.-Y. Kim, S.-J. Kim, Y.-S. Choi, Y.-H. Han, S.-J.

Yu, S.-G. Kim, Sae Mulli 50, 180 (2005).

[7] H. S. Cheong, C.-H. Hong and H. K. Cho, Sae Mulli 51, 79 (2005).

[8] E. S. Choi, Y. H. Choi and Y. J. Shin, Sae Mulli 59, 160 (2009).

[9] S. W. Park, H. D. Lee, T. H. Kim and J. H. Jeong, New Physics: Sae Mulli 61, 420 (2011).

[10] H. L Luo, J. K. Kim, E. F. Schubert, J. Cho, C.Sone and Y. Park, Appl. Phys. Lett. 86, 243505 (2005).

[11] J. K. Kim, H. L Luo, E. F. Schubert, J. H. Cho, C.Sone and Y.Park, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L649 (2005).

[12] N. Narendran, Y. Gu, J. P. Freyssinier-Nova and Y.

Zhu, phys. stat. sol. (a) 202, R60 (2005).

[13] Y. Zhu and N. Narendran, J. Light & Vis. Env, 32, 115 (2008).

[14] R. Kasegawa, Y. Ito, T. Tsukahara, Y. Oshima, A. Ono, N. Nada, T. Igarashi, T. Izawa and T.

Kusunoki, IDW’09 Tech. Digest (Miyazaki, Japan, 2009), p. 1001.

[15] S. S. Jeong and J.-H. Ko, submitted to J. Inform.

Display.

[16] B.-W. Lee and J.-H. Ko, IDW’11 Tech. Digest

(Nagoya, Japan, 2011), p. 1365.

Z ØP ] k ù ] k ù° Ë Ñ= k   ºõ u § T  Ó Þ X ¢ LED ç g Ë  m  ºã _ Ë8 ý ° Ë Ñ] K ¡  ¤V R Ë; c 6  X ¢ S

Ä

Z ØP ] k ù ] k ù° Ë Ñ= k   ºõ u § T  Ó Þ X ¢ LED ç g Ë  m  ºã _ Ë8 ý ° Ë Ñ] K ¡  ¤V R Ë; c 6  X ¢ S

ö o Ú7 _T  Ó Å  ì Å 

T

( å ­ £ · z < g ` @

ô

 Ça Ë >@ / < Æ §    Ó ü t o  < Æõ , ð  r  ; 200-702

(2011¸  11 Z 4 9{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2012¸  1 Z 4 5{ 9  Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸  1 Z 4 9{ 9  > F  S X & ñ )

F

g  Æ Ò& h r Ó ý t Y Us   \  l ì ø ÍK " f ' õ AÒ  o  ¦^ µ 1 Ï F g s  ¸× ¼(LED)ü < + þ AF g ^ 8 £ x s  ì  r o   ) a ½ ¨ ¸_  LED



¸" î _  : £ ¤$ í `  ¦ Ñ þ Ò  o LED  ¸" î _  Õ ª כ õ  q  § % i  . ì  r o + þ A + þ AF g ^  ½ ¨ ¸ & h 6 x ) a ô  Ç t  7 á x À Ó_  f 

+ þ A  ¸" î x 9 ¿ º t  7 á x À Ó_  " Ó t + þ A ¨ î ó ø Í  ¸" î  É r  ¸¿ º Ñ þ Ò  oLED ¸" î \  q K  Z  } É r l ½ ¨´ òÖ  ¦ õ   ¸

"

î ´ òÖ  ¦`  ¦  ? /% 3  . s   H LED } 9 õ  + þ AF g ^  8 £ x s  / B N ç ß & h Ü ¼ Ð ì  r o  H  d Ü ¼ Ð+  + þ AF g ^ \ " f Û ¼ Ðß ¼Û ¼



 s \  _ K  ~ ½ ÓØ  ¦ ) a  ©   © _  y n Cs  LED } 9 \  _ K  F f  ¨ Ã º | ¨ c S X Ò  ¦ s  ×  ¦ # Q[ þ t% 3 l  M :ë  H s  . LED  ¸

"

î Ü ¼ ÐÂ Ò'  1 m b  # Q4 R e    H  ¸ F g  \ " f_  Ò  oý a³ ð ¼ #   H ì  r o + þ A + þ AF g ^  & h 6 x ) a f  + þ A  ¸" î `  ¦ ] j ü

@    ¸¿ º 0.01 & ñ  ¸\  Ô  ¦ õ  #  Ä ºÃ ºô  Ç Ò  o ¸ç  H{ 9 $ í `  ¦  Ð# Å Ò% 3  .  : r   ½ ¨\ " f  H ¢ ¸ô  Ç + þ AF g ^  r  Ó

ý

t Y Us   _    ø @$ í `  ¦  ¾ Ó © r v l  0 AK  8 £ ¤& ñ  ) a µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 \  l ì ø ÍK " f + þ AF g ^ _  f  ¨ Ã º x 9 # l  Û ¼

&

7 à Ô! 3 `  ¦ ½ ¨   H ~ ½ ÓZ O `  ¦ ] jr  % i  .

Ù þ

d  # Q:  ¦^ µ 1 Ï F g s  ¸× ¼, LED,  ¸" î , + þ AF g ^ , r Ó ý t Y Us  

Simulation Study on the Optical Performances of LED Flat Illumination Devices Based on Remote Phosphor Designs

Byung-Woo Lee · Jae-Hyeon Ko ∗

Department of Physics, Hallym University, Chuncheon 200-702

(Received 9 November 2011 : revised 5 January 2012 : accepted 9 January 2012)

The differences in the color coordinates between the center and other locations on the illuminated surface were found to be less than 0.01 except for the directly-lit RP-LED-based device, which exhibited a color difference of about 0.04. The color mixing occurred in only the phosphor layer

-47-

in the directly-lit RP-LED-based device while for other LED devices, it occurred not only in the phosphor layer but also in the alabaster glass plate, resulting in better color uniformity.

PACS numbers: 42.15.Eq, 42.79.Kr

Keywords: Light emitting diode, LED, Illumination, Phosphor, Simulation

I. " e Â ] Ø

þ

j   H [ j> & h   \  -t  0 Al ü < $  èq   § 4 + þ A l Õ ü t \ 

@

/ô  Ç Å Ò3 l q \  j Ë µ{ 9 # Q  ¦^ µ 1 Ï F g s  ¸× ¼ (Light Emitting Diode, LED) \  l ì ø Íô  Ç  ¸" î l Õ ü t s  Â Òy  ÷ & ¦ e    [1–

3]. LED  ¸" î  É r l  > r _  \ P 6 £ §F G + þ AF g1 p x õ   H Ø Ô>  Ã º É r 1

p

x _  Ä »K Ó ü t| 9 s   í < Ê÷ &# Q e  t  · ú §  ¨ 8  â  2 ; o& h  ¸" î l

Õ ü t  Ð y   F g ~ Ã Î ¦ e  Ü ¼ 9   [ j> & h     ½ ¨ü < È Ò  s  À

Ò# Qt  ¦ e   ¦ þ j   H \   H Ó  o& ñ ³ ðr  © u  (Liquid Crystal Display, LCD) _  Ñ þ  s à Ô6 x F g " é ¶ Ü ¼ Ð F g# 3 0 A >   6 x

÷

& ¦ e    [4, 5]. Ä ºo    ¢ ¸ô  Ç LED  ¸" î í ß \ O `  ¦ 21 [ j l

   $ í  © 1 l x§ 4 í ß \ O Ü ¼ Ð   & ñ #  LED_    ½ ¨> hµ 1 Ï\   ' a ô

 Ç  Ð× ¼ë  s`  ¦ Ã ºw n  % i  ¦ / B N/ B N l   ' a`  ¦ ×  æd  Ü ¼ Ð LED  ¸

"

î l l _   6 x S X  @ /\  ¦ Æ Ò   ¦ e    H  ©  S ! s  . LED  ¸

"

î l l _   6 x s  S X  @ /÷ &l  0 AK " f  H   õ  ° ú  É r r  © 

¨ 8

 â & h כ ¹  ÷  r  m   LED  ¸" î _  ´ òÖ  ¦  ¾ Ó © , F g  < Æ½ ¨



¸_  þ j& h o, + þ AF g ^  l Õ ü t 1 p x  ¸" î l l _  $ í 0 p x`  ¦  ¾ Ó ©  r

v  9  H  ª ô  Ç  ¸§ 4 s  כ ¹½ ¨  ) a  [6–9].

LED ê ø Í l  : r& h Ü ¼ Ð o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^  Ð ½ ¨$ í  ) a s  ¸× ¼ _

  ª  é ß  \  í  H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð   À Ó\  ¦ f  Ë  9 Å Ò# Q ] X ½ + Ë8 £ x Â Ò



 H s    Ö ¸$ í 8 £ x \ " f    ü < & ñ / B N _    ½ + Ë\  _ K  y n Cs  ~ ½ Ó Ø

 ¦ ÷ &  H ì ø Í ¸^   è s  .  & ³F   ©  ´ ú §s   6 x ÷ & ¦ e    H Ñ þ

Ò  o LED_  ½ ¨ ¸  H # l " é ¶ s   µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 \  ¸ l 

#

   H ' õ AÒ  o LED } 9 (chip) 0 A\   ©    ¨ 8  Ó ü t| 9   + þ AF g

^

  ¸ í÷ &# Q e    H ½ ¨ ¸s  .  â Ä º\    " f  H,   H  ü @



 `  ¦ ~ ½ ÓØ  ¦   H LED 0 A\    H  ü @  `  ¦ R( À 1 Ïç ß Ò  o), G(0 l q Ò 

o) Õ ªo  ¦ B( ê ø ÍÒ  o) Ð   ¨ 8    H     ©  + þ AF g ^ \  ¦  ¸



í #    Ò  ot Ã º Z  } É r  ¸" î 1 p x`  ¦ ½ ¨$ í l  ¸ ô  Ç  [1].

s

 Qô  Ç ~ ½ ÓZ O  É r J v f ç (packaging) / B N& ñ s  é ß í  H  ¦  

§

4  è ¸\  ¦ ×  ¦{ 9  Ã º e  # Q" f  & ³F   ¸" î l l 6 x Ñ þ Ò  oLED



Ð  ©  ´ ú §s  s 6 x ÷ & ¦ e   . s   â Ä º + þ AF g ^   H LED } 9  0

Z ØP ] k ù ] k ù° Ë Ñ= k ºõ u § T Ó Þ X ¢ LED ç g Ë m ºã _ Ë8 ý ° Ë Ñ] K ¡ ¤V R Ë; c 6 X ¢ S

Z ØP ] k ù ] k ù° Ë Ñ= k ºõ u § T Ó Þ X ¢ LED ç g Ë m ºã _ Ë8 ý ° Ë Ñ] K ¡ ¤V R Ë; c 6 X ¢ S

ö o Ú7 _T Ó Å ì Å

( å £ · z < g ` @

Ça Ë >@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ð r ; 200-702

(2011¸ 11 Z 4 9{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 1 Z 4 5{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 1 Z 4 9{ 9 > F S X & ñ )

g Æ Ò& h r Ó ý t Y Us \ l ì ø ÍK " f ' õ AÒ o ¦^ µ 1 Ï F g s ¸× ¼(LED)ü < + þ AF g ^ 8 £ x s ì r o ) a ½ ¨ ¸_ LED

¸" î _ : £ ¤$ í ` ¦ Ñ þ Ò o LED ¸" î _ Õ ª כ õ q § % i . ì r o + þ A + þ AF g ^ ½ ¨ ¸ & h 6 x ) a ô Ç t 7 á x À Ó_ f

+ þ A ¸" î x 9 ¿ º t 7 á x À Ó_ " Ó t + þ A ¨ î ó ø Í ¸" î É r ¸¿ º Ñ þ Ò oLED ¸" î \ q K Z } É r l ½ ¨´ òÖ ¦ õ ¸

î ´ òÖ ¦` ¦ ? /% 3 . s H LED } 9 õ + þ AF g ^ 8 £ x s / B N ç ß & h Ü ¼ Ð ì r o H d Ü ¼ Ð+ + þ AF g ^ \ " f Û ¼ Ðß ¼Û ¼

s \ _ K ~ ½ ÓØ ¦ ) a © © _ y n Cs LED } 9 \ _ K F f ¨ Ã º | ¨ c S X Ò ¦ s × ¦ # Q[ þ t% 3 l M :ë H s . LED ¸

î Ü ¼ ÐÂ Ò' 1 m b # Q4 R e H ¸ F g \ " f_ Ò oý a³ ð ¼ # H ì r o + þ A + þ AF g ^ & h 6 x ) a f + þ A ¸" î ` ¦ ] j ü

@ ¸¿ º 0.01 & ñ ¸\ Ô ¦ õ # Ä ºÃ ºô Ç Ò o ¸ç H{ 9 $ í ` ¦ Ð# Å Ò% 3 . : r ½ ¨\ " f H ¢ ¸ô Ç + þ AF g ^ r Ó

t Y Us _ ø @$ í ` ¦ ¾ Ó © r v l 0 AK 8 £ ¤& ñ ) a µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 \ l ì ø ÍK " f + þ AF g ^ _ f ¨ Ã º x 9 # l Û ¼

7 à Ô! 3 ` ¦ ½ ¨ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ] jr % i .

d # Q: ¦^ µ 1 Ï F g s ¸× ¼, LED, ¸" î , + þ AF g ^ , r Ó ý t Y Us

Byung-Woo Lee · Jae-Hyeon Ko ^∗

j H [ j> & h \ -t 0 Al ü < $ èq § 4 + þ A l Õ ü t \

/ô Ç Å Ò3 l q \ j Ë µ{ 9 # Q ¦^ µ 1 Ï F g s ¸× ¼ (Light Emitting Diode, LED) \ l ì ø Íô Ç ¸" î l Õ ü t s Â Òy ÷ & ¦ e [1–

3]. LED ¸" î É r l > r _ \ P 6 £ §F G + þ AF g1 p x õ H Ø Ô> Ã º É r 1

x _ Ä »K Ó ü t| 9 s í < Ê÷ &# Q e t · ú § ¨ 8 â 2 ; o& h ¸" î l

Õ ü t Ð y F g ~ Ã Î ¦ e Ü ¼ 9 [ j> & h ½ ¨ü < È Ò s À

Ò# Qt ¦ e ¦ þ j H \ H Ó o& ñ ³ ðr © u (Liquid Crystal Display, LCD) _ Ñ þ s à Ô6 x F g " é ¶ Ü ¼ Ð F g# 3 0 A > 6 x

& ¦ e [4, 5]. Ä ºo ¢ ¸ô Ç LED ¸" î í ß \ O ` ¦ 21 [ j l

$ í © 1 l x§ 4 í ß \ O Ü ¼ Ð & ñ # LED_ ½ ¨> hµ 1 Ï\ ' a ô

Ç Ð× ¼ë s` ¦ Ã ºw n % i ¦ / B N/ B N l ' a` ¦ × æd Ü ¼ Ð LED ¸

î l l _ 6 x S X @ /\ ¦ Æ Ò ¦ e H © S ! s . LED ¸

î l l _ 6 x s S X @ /÷ &l 0 AK " f H õ ° ú É r r ©

â & h כ ¹ ÷ r m LED ¸" î _ ´ òÖ ¦ ¾ Ó © , F g < Æ½ ¨

¸_ þ j& h o, + þ AF g ^ l Õ ü t 1 p x ¸" î l l _ $ í 0 p x` ¦ ¾ Ó © r

v 9 H ª ô Ç ¸§ 4 s כ ¹½ ¨ ) a [6–9].

LED ê ø Í l : r& h Ü ¼ Ð o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ Ð ½ ¨$ í ) a s ¸× ¼ _

ª é ß \ í H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð À Ó\ ¦ f Ë 9 Å Ò# Q ] X ½ + Ë8 £ x Â Ò

H s Ö ¸$ í 8 £ x \ " f ü < & ñ / B N _ ½ + Ë\ _ K y n Cs ~ ½ Ó Ø

¦ ÷ & H ì ø Í ¸^ è s . & ³F © ´ ú §s 6 x ÷ & ¦ e H Ñ þ

Ò o LED_ ½ ¨ ¸ H # l " é ¶ s µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 \ ¸ l

H ' õ AÒ o LED } 9 (chip) 0 A\ © ¨ 8 Ó ü t| 9 + þ AF g

¸ í÷ &# Q e H ½ ¨ ¸s . â Ä º\ " f H, H ü @

` ¦ ~ ½ ÓØ ¦ H LED 0 A\ H ü @ ` ¦ R( À 1 Ïç ß Ò o), G(0 l q Ò

o) Õ ªo ¦ B( ê ø ÍÒ o) Ð ¨ 8 H © + þ AF g ^ \ ¦ ¸

í # Ò ot Ã º Z } É r ¸" î 1 p x` ¦ ½ ¨$ í l ¸ ô Ç [1].

Qô Ç ~ ½ ÓZ O É r J v f ç (packaging) / B N& ñ s é ß í H ¦

4 è ¸\ ¦ × ¦{ 9 Ã º e # Q" f & ³F ¸" î l l 6 x Ñ þ Ò oLED

Ð © ´ ú §s s 6 x ÷ & ¦ e . s â Ä º + þ AF g ^ H LED } 9 0

A\ { 9 & ñ ô Ç ¿ ºa Ð ¸ í÷ & z ´o B H Ã ºt > \ P _ 4 x t

] j(encapsulant)\ ¦Ø Ô> [ O Ê ê LED } 9 0 A\ { 9 & ñ ô

Ç + þ A © Ü ¼ Ð ` ¦ 9 . t ë ß s ü < ° ú É r + þ AF g ^ 0 Au

C \ P É r Ñ þ Ò o LED ´ òÖ ¦ \ H a % ~ t · ú § É r % ò ¾ Ó` ¦ p 2 ;

. = + þ AF g ^ ' õ AÒ oF g \ _ K # l ) a Ê ê F ~ ½ Ó Ø

¦ H y n C É r 1 p x ~ ½ Ó& h (isotropic) X <, s × æ ´ ú § É r Â Òì r s

r LED} 9 \ _ K F f ¨ Ã º | ¨ c Ã º e l M :ë H s . Ö ¦

Q LED } 9 _ Z } É r : r ¸ Ð K + þ AF g ^ _ : r ¸ ¸ © 5 p x

# è0 A “thermal quenching” & ³ © s µ 1 ÏÒ q t + þ A F

g ^ \ { 9 ÷ & H # l F g _ x 9 ¸ Z }` ¦ â Ä º µ 1 ÏÒ q t H

“luminance saturation” & ³ © \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ $ ¸ \ V © ) a

. þ j H s Qô Ç ë H ] j& h ` ¦ K l 0 AK © ¨ 8 ` ¦ { {

© H + þ AF g ^ \ ¦ LED} 9 Ü ¼ ÐÂ Ò' { 9 & ñ ô Ç o ë ß p u b # Q ä

¼o H ì r o + þ A + þ AF g ^ LED ¸" î (Remote-phosphor LED illumination) \ @ /ô Ç ' a d s & t ¦ e [10–14]. LED } 9

õ + þ AF g ^ ì r o ÷ & + þ AF g ^ \ _ K ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H y n C_ LED} 9 \ _ ô Ç F f ¨ Ã ºÖ ¦ s × ¦ # Q[ þ t כ s ¦ Ö ¦ Q \ P s

§s µ 1 ÏÒ q t H LED} 9 Ü ¼ ÐÂ Ò' + þ AF g ^ \ ¦ ì r o r ( Ü ¼ Ð +

: r ¸ © 5 p x \ _ ô Ç + þ AF g ^ ´ òÖ ¦ $ \ ¦ } ` ¦ Ã º e ` ¦

כ

Ü ¼ Ð l @ / ) a .

: r 7 Hë H \ " f H { 9 ì ø Í& h ½ ¨ ¸_ Ñ þ Ò o LEDü < ì r o + þ A + þ

AF g ^ n s & h 6 x ) a Ñ þ Ò o LED ¸" î _ F g: £ ¤$ í ` ¦ r Ó

t Y Us ` ¦ : x K q § ì r$ 3 ¦ % i . : £ ¤ y & h F g " é ¶ s

H : £ ¤$ í Ü ¼ Ð K µ 1 ÏÒ q t H è H Â Òd (glare) & ³ © ` ¦ × ¦ { 9

Ã º e H F g " é ¶ + þ AI _ n ` ¦ G × þ ¦ ¿ º n s

t H ª ô Ç : £ ¤$ í ` ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼ Ð q § H כ ` ¦ 3 l q

h Ü ¼ Ð % i . s \ ¦ 0 AK F g Æ Ò& h r Ó ý t Y Us l Z O ` ¦

6 x % i ¦ + þ AF g ^ _ F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ç ß ] X & h Ü ¼ Ð & ñ l

0 AK ¦Ø ¦§ 4 Ñ þ Ò oLED_ r F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ z ´+ « >& h Ü

¼ Ð 8 £ ¤& ñ ¦ Ö ¸6 x % i . s \ H K " f y ¸" î l ½ ¨

? / H C F gì r í, l ½ ¨´ òÖ ¦, ¸" î ´ òÖ ¦, Ò o ¸ ç H{ 9

¸, ¸ ¸ x 9 ¸ ¸ ç H{ 9 ¸ 1 p x # Q F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü

¼ Ð q § x 9 ì r$ 3 # ^ ¦ כ s .

II. S ö o Ú7 _T Ó Å8 ý ºü g Å

1. ] k ù° Ë Ñ= k S ö o Ú7 _T Ó Å

AF g ^ í < Ê ) a LED ¸" î \ @ /ô Ç r Ó ý t Y Us ` ¦ Ã º '

l 0 AK " f H + þ AF g ^ \ @ /ô Ç r Ó ý t Y Us ` ¦ & ñ S X y '