LED照明光源重点研发高演色性与高可靠性

　　随着蓝光和白光发光二极管(LED)在1990年大举迈向实用化阶段后，无论是利用LED所进行的全彩显示，或是在近年来社会大众对节能议题所展现的高度重视下，LED所普及到的智能手机、个人电脑(PC)、电视背光、照明、白色家电产品或交通号志等多样化的产品应用领域愈来愈广。为满足市场需求，业界针对各种产品系列，包括能够实现高演色性与高可靠性的照明用LED、以PICOLED为代表产品的小型薄型LED,以及车用客制化色彩LED等倾注了相当的研发资源。

　　照明用白光LED产值急速成长

　　受到世界节能趋势以及日本东北大地震所引发的节能意识高涨，日本市场对于照明用白光LED的需求量大增，促使LED照明市场产值正不断急遽成长，然而，若要让照明光源完全从传统的白炽灯泡照明方式转换为LED照明，在产品特性上仍有些亟待解决的问题存在，其中，业界研发重点尤以LED灯的高演色性与高可靠性为主，以下将分别就业者针对高Ra值与发光效率的技术做分享。

　　兼顾高Ra值与发光效率

　　平均演色性评价指数(Ra)就是光源使物体表现或重现真实颜色的一种指数，指数愈高，代表颜色重现性愈佳(太阳光的Ra为100)，市场上期盼照明用白光LED能够兼具高发光效率与高演色性(Ra≧80)，但发光效率与Ra值两者之间却存在着效益权衡(Trade-off)特性。由于市场上对于发光效率有更高的要求，因此目前市场上多为Ra≒70的高发光效率LED.

　　一般白光LED灯的封装结构是将蓝光LED晶片安装在基板上，再以含有萤光体的树脂进行封装。在LED元件的发光色(蓝色)与萤光体的发光色(黄色、红色或绿色等)混合后，便会形成白光。

　　从发光效率的观点上来看，一般大多以蓝光+黄光来形成白光，但这样会造成红光的重现性不佳，因此不适合照明用途。一般所采用的解决方法就是增加红光的成分，藉此改善红光的重现性，但如此会有导致发光效率不理想的问题。

　　为兼顾高发光效率与高Ra值，业者将萤光体有效率地配置于封装内部，以两全其美的技术做为解决对策，成功地研发出Ra≧80且发光效率极高的产品。该系列产品无论在Ra或R9(红色)指数上的表现均十分良好，与Ra值相同的其他厂牌产品相较之下，该系列产品的R9值更高，红色的重现性也更佳。随着此项技术的突破，LED灯不但能降低色度的不均，还能因应更细致的色度等级。

　　高可靠度

　　近年来，市场上对于可靠性的相关需求也变得日益高涨。尤其是由于LED封装反射率较高，一般大多采用镀银的方式，不过银会因为硫化(因与硫磺产生反应而变黑的一种现象)而造成LED光束劣化，该现象对于户外LED灯造成严重问题，因此各家厂商莫不提出各种镀银方案的因应对策，但目前此问题仍无法完全获得改善。

　　有监于此，业界舍弃镀银方式，改采镀镍/镀金的方式。将LED封装镀银改为镀镍/镀金后，虽然会导致成本增加，并因反射率的降低而造成发光效率不佳，但经由封装结构的改善后，目前这些问题都已成功地被克服。

　　新封装结构既能维持高发光效率，又能实现高可靠性的LED发光表现，该系列产品即使在硫化试验中也展现出绝佳的表现，可完全避免光束劣化的现象。

　　LED小型/薄型化

　　随着行动装置体积轻薄短小化，市场上对于小间距产品的需求逐年强烈，零件也面临着更多降低高度及缩小尺寸之要求。此外，由于户外全彩显示装置大多采用LED,为提高表现效果，全彩型LED封装亦朝向更高密度发展。

　　元件技术

　　为让封装更小、更薄，内部的LED元件也必须同时采用小型薄型规格。因此，业者从晶圆上的发光层成膜到晶片化均采用自行研发的制程技术，终于成功地将磷化铝镓铟(AlGaInP)发光LED的元件尺寸缩小至边角0.13毫米(mm)、厚度t=50微米(μm)，一举实现小型化目标。