LED照明第二幕（二）綠色LED取得突破，利用Si基板大幅削減成本

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LED照明第二幕（一）刷新基本構造，突破發光效率、成本和亮度壁壘

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多色LED達到400lm/W

科銳公司的技術還存在“謎團”。該公司2014年3月發布的發光效率303lm/W的白色LED，超過了以往的白色LED技術的發光效率理論極限（圖4（a））。對此，認為“應該是採用了與藍色LED組合黃色熒光材料不同的技術”（某LED技術人員）的看法很多。

圖4：改變技術的話，理論極限將超過400lm/W 以不同方式實現的白色LED的發光效率理論極限。在以往的組合藍色LED和YAG熒光材料的方法中，294lm/W就是極限了，而在組合RGB或者在RGB中添加琥珀色的RGBA發光LED中，理論發光效率可達到400lm/W左右。（圖由《日經電子》根據美國標准技術研究所（NIST）的資料制作）

實際上，構造與以往的白色LED不同的技術，發光效率的理論極限要高得多。若不使用熒光材料，而是組合分別發紅色（R）、綠色（G）和藍色（B）光的LED來形成白色光，還有望實現409lm/W的超高發光效率（圖4（b））。

綠色LED發光效率低

利用多色LED形成白色光的想法以前就有。但其輸給了日亞化學工業的技術。主要有兩點原因。第一，多色方式要想維持白色，需要根據各色LED發光狀態的時間變化來控制各LED的驅動電流。

第二，與紅色和藍色LED相比，綠色LED的發光效率太低（圖5）。綠色LED是在GaN中添加銦（In），增加發光波長實現的。但生長晶體時非常難控制In的組成比，無法制作高品質晶體。

圖5：RGB和RGBA方式的關鍵在於提高綠色發光的效率 以RGB等各色發光的LED目前的外部量子效率。紫色和藍色發光的LED利用InGaN系、黃色和紅色發光的LED利用AlGaInP系半導體制作。一直到最近，綠色發光LED在哪種組合的LED中都難以實現高發光效率。（圖：名古屋大學天野研究室）

調色功能成為LED照明的軸心

不過，最近出現了重新挑戰這種多色LED方式的企業，這就是荷蘭皇家飛利浦。該公司採用多色LED方式，於2013年4月開發出了發光效率為200lm/W的直管型LED燈“TLED”。針對存在課題的綠色發光改進了方法，確保了所需的發光效率。這是通過組合藍色LED與自主開發的高效率綠色熒光材料實現的（圖6）。

圖6：飛利浦以調色功能為中心開發產品 飛利浦200lm/W的白色直管型LED燈的實現方法（a、b），以及採用RGB等各色發光的LED的可調色LED燈泡（c、d）。黃綠色LED的發光效率高達200lm/W。（圖（d）由飛利浦流明提供）

另外，飛利浦還導入了根據各色LED發光狀態的時間變化來控制各LED驅動電流的機制，從而能一直保持白色狀態。利用該機制，還實現了可選擇不同顏色的調色功能。

飛利浦把這種基於多色LED的調色功能與利用通信功能遠程控制照明器具的智能照明功能組合在一起，作為LED照明的重要附加值提供。估計這是打算重新構筑LED照明產品群的戰略。2012年10月，該公司上市了可顯示1677萬色的LED燈泡“hue”。另外還推出了有10多種顏色的LED封裝。