分析怎樣提高LED照明的可靠性

隨著藍光和白光發(fā)光二極管（LED）在1990年大舉邁向實用化階段后，無論是利用LED所進行的全彩顯示，或是在近年來社會大眾對節(jié)能議題所展現(xiàn)的高度重視下，LED所普及到的智能手機、個人電腦（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)品應用領域愈來愈廣。為滿足市場需求，業(yè)界針對各種產(chǎn)品系列，包括能夠實現(xiàn)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，以及車用客製化色彩LED等傾注了相當?shù)难邪l(fā)資源。

　　照明用白光LED產(chǎn)值急速成長

　　受到世界節(jié)能趨勢以及日本東北大地震所引發(fā)的節(jié)能意識高漲，日本市場對于照明用白光LED的需求量大增，促使LED照明市場產(chǎn)值正不斷急遽成長，然而，若要讓照明光源完全從傳統(tǒng)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題存在，其中，業(yè)界研發(fā)重點尤以LED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)光效率的技術做分享。

　　兼顧高Ra值與發(fā)光效率

　　平均演色性評價指數(shù)（Ra）就是光源使物體表現(xiàn)或重現(xiàn)真實顏色的一種指數(shù)，指數(shù)愈高，代表顏色重現(xiàn)性愈佳（太陽光的Ra為100），市場上期盼照明用白光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效益權衡（Trade-off）特性。由于市場上對于發(fā)光效率有更高的要求，因此目前市場上多為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脂進行封裝。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，便會形成白光。

　　從發(fā)光效率的觀點上來看，一般大多以藍光+黃光來形成白光，但這樣會造成紅光的重現(xiàn)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(xiàn)性，但如此會有導致發(fā)光效率不理想的問題。

　　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(nèi)部，以兩全其美的技術做為解決對策，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)品無論在Ra或R9（紅色）指數(shù)上的表現(xiàn)均十分良好，與Ra值相同的其他廠牌產(chǎn)品相較之下，該系列產(chǎn)品的R9值更高，紅色的重現(xiàn)性也更佳。隨著此項技術的突破，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，市場上對于可靠性的相關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，不過銀會因為硫化（因與硫磺產(chǎn)生反應而變黑的一種現(xiàn)象）而造成LED光束劣化，該現(xiàn)象對于戶外LED燈造成嚴重問題，因此各家廠商莫不提出各種鍍銀方案的因應對策，但目前此問題仍無法完全獲得改善。

　　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，又能實現(xiàn)高可靠性的LED發(fā)光表現(xiàn)，該系列產(chǎn)品即使在硫化試驗中也展現(xiàn)出絕佳的表現(xiàn)，可完全避免光束劣化的現(xiàn)象。

　　LED小型/薄型化

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