【LED照明第二幕】（一）刷新基本构造，突破发光效率、成本和亮度壁垒
摘要： 白色LED由日亚化学工业开发出基本构造，并实现了广泛普及。但如今市场对LED照明的需求越来越多样化，仅凭以往的技术框架已经无法满足市场需求。现在，不仅仅是改良，基本构造各异的技术逐渐出现。这些技术具有取代以往技术的可能性。
眩光和显色指数低也是课题
以往的高效率直管型LED灯为各芯片加载小电流还有其他原因。即如果为芯片加载大电流，各芯片的亮度会变得非常高，眩光比较严重。会导致亮度不均，灯具十分晃眼。这样就无法取代以面状均匀发光的荧光灯。另外，现有白色LED还存在一个课题，即如果优先确保发光效率，显色指数会降低。
旨在取代汞灯等大光通量灯具的COB(Chip On Board)也与直管型LED灯一样，采取大量排列LED芯片，以较低的电流密度驱动的战略。这是为了兼顾大光通量和高发光效率，并抑制眩光。不过，排列大量芯片的话，COB的面积必然会增大。这样就难以用于汽车前灯和房间的吊灯等想在有限的面积内确保大光通量(即高亮度)，而且想实现高发光效率的用途。
根据需要的性能选择技术
上面介绍的这些方法很难满足想在灯泡和荧光灯以外的用途广泛使用LED的市场要求。因此，LED照明的用途开拓一直未取得进展。在这种情况下，通过引进基本构造不同于以往白色LED的技术，来解决上述课题的行动日益加速(图1)。上述(1)～(4)的需求可根据需要确保的性能来采取完全不同的技术。
关于(1)发光效率，美国科锐公司等的研发品实现了303lm/W、量产品实现了208lm/W的高数值(图3)。该公司的LED是在碳化硅(SiC)基板上生长GaN晶体制造的。最初的构造就不同于日亚化学工业的白色LED技术。
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图3：在电流密度上没有差别 (a)为科锐公司的研究开发和量产化成果。(b)为科锐与日亚化学工业的开发品的电流密度和发光效率的关系。 |
这种差别在量产阶段体现得比研究开发阶段更明显。以电流密度来比较科锐和日亚化学工业的LED发光效率，除了303lm/W产品以外，日亚化学工业的优势更明显(图3(b))。但科锐投放量产品的时间比日亚化学工业等其他竞争公司早1～2年。
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