改變封裝技術(shù)，LED照明可靠性大增

　　隨著藍(lán)光和白光發(fā)光二極管（LED）在1990年大舉邁向?qū)嵱没A段后，無論是利用LED所進(jìn)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所普及到的智慧型手機(jī)、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(yīng)用領(lǐng)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?qū)崿F(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(dāng)?shù)难邪l(fā)資源。

　　照明用白光LED產(chǎn)值急遽成長

　　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(zhuǎn)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(diǎn)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(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(shù)（Ra）就是光源使物體表現(xiàn)或重現(xiàn)真實(shí)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(quán)衡（Trade-off）特性（圖1）。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。

　　圖1 發(fā)光效率與Ra值間具效益權(quán)衡。

　　一般白光LED燈的封裝結(jié)構(gòu)係將藍(lán)光LED晶片安裝在基板上，再以含有螢光體的樹脂進(jìn)行封裝。在LED元件的發(fā)光色（藍(lán)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(diǎn)上來看，一般大多以藍(lán)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(dǎo)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(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（圖 2）。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 （圖3）。隨著此項(xiàng)技術(shù)的突破，LED燈不但能降低色度的不均，還能因應(yīng)更細(xì)緻的色度等級。

　　圖2 業(yè)界已研發(fā)出兼顧高發(fā)光效率與高Ra值的產(chǎn)品。

　　圖3 新一代LED的紅色（R9）值表現(xiàn)已大幅提高。

　　高可靠度

　　近年來，市場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，不過銀會因?yàn)榱蚧ㄒ蚺c硫磺產(chǎn)生反應(yīng)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(yán)重問題，因此各家廠商莫不提出各種鍍銀方案的因應(yīng)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的改善后，目前這些問題都已成功地被克服。

　　新封裝結(jié)構(gòu)既能維持高發(fā)光效率，又能實(shí)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(yàn)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。