绿色LED取得突破

　　针对多色LED方式，还有的研究人员不依赖荧光材料，而是全力开发具备高发光效率的绿色LED。比如名古屋大学研究生院工学系研究科教授天野浩的研究室(图7)。最近，该研究室已有眉目实现外部量子效率(EQE)高达约60%的绿色LED。而在此之前，EQE最高只有20%左右。

　　此前，很多研究人员和企业都放弃了提高绿色LED的InGaN晶体品质。因为，只要晶体生长时的温度稍有偏差，就会出现In过剩或者不足的情况。

　　天野研究室采取的是实时、详细地观察晶体生长的方法。在晶体生长时边照射3种波长的激光，边观察晶体状态，根据情况调整温度等生长条件。天野介绍说，“接下来要对结果进行详细分析和评测”，通过与高效率红色LED和蓝色LED等组合，“应该能实现接近300lm/W的效率”(天野)。

　　新基板蕴藏着巨大的可能性

　　在对白色LED的要求中，(2)制造成本、(3)高亮度化以及(4)超越显色指数和眩光极限的技术大多都与新基板有关。这些技术不使用蓝宝石基板，而是在其他基板上生长GaN晶体制作LED(图8)。可以选择SiC基板、Si基板以及GaN基板等。

　　这些基板虽然各有各的课题，但优点是都蕴藏着能大幅超越以往白色LED技术的冲击力，有望开拓LED照明的新用途。

　　此外，也有想利用蓝宝石基板提高发光效率和支持大电流密度的研究开发(图8(b～d))。这些开发大多都是在基板上稍微施加一些特殊加工，目前还没形成主流技术，不过为解决存在的课题，正在加速开发。新基板将在与蓝宝石基板的竞争中，加速提高性能。

　　利用Si基板大幅削减成本

　　在新基板技术中，有望(2)大幅降低制造成本的，是在Si基板上生长GaN晶体的“GaN on Si”技术。该技术最近突然开始受到关注。

　　GaN on Si技术的最大特点是，制造装置可使用普通的半导体用装置。这样就有望大幅削减包括封装工序在内的制造成本。也在推进GaN on Si技术研发的名古屋大学的天野预测，“采用GaN on Si技术可将LED封装价格降至1/4”。

　　GaN on Si技术还有其他优点。比如通过采用半导体制造技术，可提高加工效率，能与其他电路集成等，有望催生新的附加值。

　　另外，GaN on Si并不是新技术。该技术虽然备受期待，但直到最近才开始推进实用化，这是因为一直未能解决技术课题(图9)。例如，由于GaN与Si的晶格常数之差和热膨胀系数之差较大，不容易在Si基板上生长高品质GaN晶体。因为热膨胀系数不同，存在晶体破损和硅晶圆曲翘的课题。制作的LED发光效率也比较低，很难追上性能领先的蓝宝石基板白色LED。另外还存在作为LED基板来说最致命的课题，即Si会吸收可见光。