分析怎樣提高LED照明的可靠性

隨著(zhù)藍光和白光發(fā)光二極管（LED）在1990年大舉邁向實(shí)用化階段后，無(wú)論是利用LED所進(jìn)行的全彩顯示，或是在近年來(lái)社會(huì )大眾對節能議題所展現的高度重視下，LED所普及到的智能手機、個(gè)人電腦（PC）、電視背光、照明、白色家電產(chǎn)品或交通號誌等多樣化的產(chǎn)品應用領(lǐng)域愈來(lái)愈廣。為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，業(yè)界針對各種產(chǎn)品系列，包括能夠實(shí)現高演色性與高可靠性的照明用LED、以PICOLED為代表產(chǎn)品的小型薄型LED，以及車(chē)用客製化色彩LED等傾注了相當的研發(fā)資源。

　　照明用白光LED產(chǎn)值急速成長(cháng)

　　受到世界節能趨勢以及日本東北大地震所引發(fā)的節能意識高漲，日本市場(chǎng)對于照明用白光LED的需求量大增，促使LED照明市場(chǎng)產(chǎn)值正不斷急遽成長(cháng)，然而，若要讓照明光源完全從傳統的白熾燈泡照明方式轉換為LED照明，在產(chǎn)品特性上仍有些亟待解決的問(wèn)題存在，其中，業(yè)界研發(fā)重點(diǎn)尤以L(fǎng)ED燈的高演色性與高可靠性為主，以下將分別就業(yè)者針對高Ra值與發(fā)光效率的技術(shù)做分享。

　　兼顧高Ra值與發(fā)光效率

　　平均演色性評價(jià)指數（Ra）就是光源使物體表現或重現真實(shí)顏色的一種指數，指數愈高，代表顏色重現性愈佳（太陽(yáng)光的Ra為100），市場(chǎng)上期盼照明用白光LED能夠兼具高發(fā)光效率與高演色性（Ra≧80），但發(fā)光效率與Ra值兩者之間卻存在著(zhù)效益權衡（Trade-off）特性。由于市場(chǎng)上對于發(fā)光效率有更高的要求，因此目前市場(chǎng)上多為Ra≒70的高發(fā)光效率LED。

　　一般白光LED燈的封裝結構是將藍光LED晶片安裝在基板上，再以含有螢光體的樹(shù)脂進(jìn)行封裝。在LED元件的發(fā)光色（藍色）與螢光體的發(fā)光色（黃色、紅色或綠色等）混合后，便會(huì )形成白光。

　　從發(fā)光效率的觀(guān)點(diǎn)上來(lái)看，一般大多以藍光+黃光來(lái)形成白光，但這樣會(huì )造成紅光的重現性不佳，因此不適合照明用途。一般所採用的解決方法就是增加紅光的成分，藉此改善紅光的重現性，但如此會(huì )有導致發(fā)光效率不理想的問(wèn)題。

　　為兼顧高發(fā)光效率與高Ra值，業(yè)者將螢光體有效率地配置于封裝內部，以?xún)扇涿赖募夹g(shù)做為解決對策，成功地研發(fā)出Ra≧80且發(fā)光效率極高的產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品無(wú)論在Ra或R9（紅色）指數上的表現均十分良好，與Ra值相同的其他廠(chǎng)牌產(chǎn)品相較之下，該系列產(chǎn)品的R9值更高，紅色的重現性也更佳。隨著(zhù)此項技術(shù)的突破，LED燈不但能降低色度的不均，還能因應更細緻的色度等級。

　　高可靠度

　　近年來(lái)，市場(chǎng)上對于可靠性的相關(guān)需求也變得日益高漲。尤其是由于LED封裝反射率較高，一般大多採用鍍銀的方式，不過(guò)銀會(huì )因為硫化（因與硫磺產(chǎn)生反應而變黑的一種現象）而造成LED光束劣化，該現象對于戶(hù)外LED燈造成嚴重問(wèn)題，因此各家廠(chǎng)商莫不提出各種鍍銀方案的因應對策，但目前此問(wèn)題仍無(wú)法完全獲得改善。

　　有鑑于此，業(yè)界捨棄鍍銀方式，改採鍍鎳/鍍金的方式。將LED封裝鍍銀改為鍍鎳/鍍金后，雖然會(huì )導致成本增加，并因反射率的降低而造成發(fā)光效率不佳，但經(jīng)由封裝結構的改善后，目前這些問(wèn)題都已成功地被克服。

　　新封裝結構既能維持高發(fā)光效率，又能實(shí)現高可靠性的LED發(fā)光表現，該系列產(chǎn)品即使在硫化試驗中也展現出絕佳的表現，可完全避免光束劣化的現象。

　　LED小型/薄型化

　　隨著(zhù)行動(dòng)裝置體積輕薄短小化，市場(chǎng)上對于小間距產(chǎn)品的需求逐年強烈，零件也面臨著(zhù)更多降低高度及縮小尺寸之要求。此外，由于戶(hù)外全彩顯示裝置大多採用LED，為提高表現效果，全彩型LED封裝亦朝向更高密度發(fā)展。