在與創(chuàng)能及節(jié)能元件展會“Green Device 2010”同時進行的研討會" title="研討會">研討會“Green Device 論壇2010”上，舉行了照明用LED、有機EL以及半導體激光器等固體光源技術研討會“新一代照明論壇”。固體光源領域的國內外廠商從發(fā)光效率、亮度、壽命、演色性、面光源化以及點光源化五點出發(fā)，介紹了最新進展。
日本" title="日本">日本飛利浦流明公司（Philips Lumileds Lighting）的神山博幸以白色LED的高效率化為中心，對相關技術的未來進行了展望。據(jù)神山博幸介紹，按照普通白色LED發(fā)光效率的提高速度來看，將會在近幾年內超過200lm/W。雖然燈泡色LED在發(fā)光效率方面遜色于普通的白色LED，但目前已經(jīng)達到90～100lm/W，不久就將超過200lm/W。今后，還需要在高電流密度下實現(xiàn)同樣級別的高效率。具體做法是減少電流密度越高反而發(fā)光效率越低的“衰退（Droop）”現(xiàn)象。
日本飛利浦流明為解決這一課題，正在改變白色LED及燈泡色LED的光源——藍色LED芯片的構造。雖然具體細節(jié)沒有公布，但已經(jīng)在藍色LED芯片發(fā)光區(qū)域的量子井層和隔斷層的界面附近，采用了防止電子或者空穴蓄積的層構造，使電子和空穴易于再次結合。這樣，1mm見方芯片的外部量子效率在通入350mA電流時可達65.5％，通入1A電流時的效率也可高達59％。
通過上述方法以及降低順向電壓技術等，希望將來在1mm見方芯片中電流密度為2A/mm2時的發(fā)光效率能夠達到150lm/W，光通量能夠達到1000lm。這就需要將內部量子效率提高到80％（目前為53％），外部量子效率提高到72％（目前為47％），熒光體的轉換效率提高到252lm/Wopt（目前為228 lm/Wopt）。
日本歐司朗光電半導體公司（Osram Opto Semiconductors GmbH）的Michael Schmitt也介紹了降低衰退現(xiàn)象的高輸出功率白色LED技術。這是一項名為“UX:3”的將n電極設在LED內部的技術。使電流在芯片內部均勻地通過，從而控制電流密度，提高效率。另外，通過取消芯片表面的電極，使芯片內部的光更容易向芯片外部放出。
該公司透露了向1mm見方的芯片通入電流時光輸出功率的特性。與隨著電流的增大光輸出功率呈線形上升的理想特性（沒有衰退現(xiàn)象）相比，通入電流在350mA～1A范圍時的光輸出功率比理想特性低15％左右。
在與創(chuàng)能及節(jié)能元件展會“Green Device 2010”同時進行的研討會“Green Device 論壇2010”上，舉行了照明用LED、有機EL以及半導體激光器等固體光源技術研討會“新一代照明論壇”。固體光源領域的國內外廠商從發(fā)光效率、亮度、壽命、演色性、面光源化以及點光源化五點出發(fā)，介紹了最新進展。
日本飛利浦流明公司（Philips Lumileds Lighting）的神山博幸以白色LED的高效率化為中心，對相關技術的未來進行了展望。據(jù)神山博幸介紹，按照普通白色LED發(fā)光效率的提高速度來看，將會在近幾年內超過200lm/W。雖然燈泡色LED在發(fā)光效率方面遜色于普通的白色LED，但目前已經(jīng)達到90～100lm/W，不久就將超過200lm/W。今后，還需要在高電流密度下實現(xiàn)同樣級別的高效率。具體做法是減少電流密度越高反而發(fā)光效率越低的“衰退（Droop）”現(xiàn)象。
日本飛利浦流明為解決這一課題，正在改變白色LED及燈泡色LED的光源——藍色LED芯片的構造。雖然具體細節(jié)沒有公布，但已經(jīng)在藍色LED芯片發(fā)光區(qū)域的量子井層和隔斷層的界面附近，采用了防止電子或者空穴蓄積的層構造，使電子和空穴易于再次結合。這樣，1mm見方芯片的外部量子效率在通入350mA電流時可達65.5％，通入1A電流時的效率也可高達59％。
通過上述方法以及降低順向電壓技術等，希望將來在1mm見方芯片中電流密度為2A/mm2時的發(fā)光效率能夠達到150lm/W，光通量能夠達到1000lm。這就需要將內部量子效率提高到80％（目前為53％），外部量子效率提高到72％（目前為47％），熒光體的轉換效率提高到252lm/Wopt（目前為228 lm/Wopt）。
日本歐司朗光電半導體公司（Osram Opto Semiconductors GmbH）的Michael Schmitt也介紹了降低衰退現(xiàn)象的高輸出功率白色LED技術。這是一項名為“UX:3”的將n電極設在LED內部的技術。使電流在芯片內部均勻地通過，從而控制電流密度，提高效率。另外，通過取消芯片表面的電極，使芯片內部的光更容易向芯片外部放出。
該公司透露了向1mm見方的芯片通入電流時光輸出功率的特性。與隨著電流的增大光輸出功率呈線形上升的理想特性（沒有衰退現(xiàn)象）相比，通入電流在350mA～1A范圍時的光輸出功率比理想特性低15％左右。
有效散出芯片熱量，可靠性提高
在延長光源壽命方面，豐田合成的山口壽夫發(fā)表了演講。指出在用于照明等的高輸出功率白色LED方面，光源藍色LED芯片的散熱方法非常重要。作為應用于該公司產(chǎn)品的散熱技術，首先在熱傳導率高的陶瓷基板上將藍色LED芯片進行倒裝芯片封裝，把成為熱源的芯片發(fā)光層靠近陶瓷基板。然后，將LED芯片的電極與陶瓷基板的電極通過金錫（AuSn）焊料連接。金錫焊料的存在使LED芯片的熱量便于從電極散出。在可靠性試驗方面，即使經(jīng)過兩萬小時的使用，亮度也僅有5％左右的降低。在頻繁進行白色LED的開燈、關燈時，流向LED芯片的熱壓也會減小，因此通過這種使用方法也可延長壽命。
豐田合成還介紹了該公司開發(fā)的采用玻璃材料封裝的白色LED。玻璃封裝的特點是，與采用樹脂封裝的普通白色LED相比可靠性更高（短波長的光不會變弱）；線膨脹系數(shù)方面，由于LED芯片與封裝基板距離很近，不易產(chǎn)生由溫度變化引起的熱壓。該公司在開發(fā)中與住田光學玻璃進行了合作。目前，計劃在采用小型芯片的部分產(chǎn)品中展開該技術，最新數(shù)據(jù)方面，通入20mA電流時的發(fā)光效率達到了104.9lm/W（現(xiàn)有規(guī)格為76.5lm/W）。首先將用于檢測設備以及內視鏡等特殊用途的照明，將來還希望在更廣領域的照明中使用。
LED要想成為照明主角，不但要具有高能源效率、充分的亮度以及較長的壽命等，還要追求光線是否讓人感到舒適。從這一角度推進白色LED開發(fā)的就是三菱化學。在“Green Device Forum 2010”上，三菱化學的折戶文夫介紹說，演色性及色彩表現(xiàn)性等白色光的色調今后將越來越重要。
折戶認為，僅用平均演色性指數(shù)（Ra）來作為判斷白色LED演色性好壞的數(shù)值是不夠的。因為Ra中不包含對鮮紅色等高彩度顏色的演色性評價。對此，折戶強調了該公司將紅色熒光體CASN（CaAlSiN3;Eu2+）添加到白色LED熒光體中做法的好處。
折戶指出，想要進一步提高演色性時，可在近紫外LED上結合使用紅、綠、藍三種熒光體。三菱化學開發(fā)出了利用發(fā)光波長為405nm的近紫外LED的白色LED。雖然仍存在因斯托克斯效應導致的效率下降、因發(fā)光波長短導致的封裝材料劣化等課題，但Ra超過了95，高彩度紅色的演色性（R9）超過了90。但白色LED的發(fā)光效率在色溫為2700K時還比較低，只有25lm/W。該公司今后將致力于發(fā)光效率的提高。
折戶在演講中提到了以15種飽和色作為色卡的演色性新評測基準Color Quality Scale（CQS），Ra雖低但CQS高的話，也可清晰看到照明下的物體，這種CQS目前正在接受CIE Technical Committee的審議。