編者按：就今天而言，白光led仍舊存在著發(fā)光均一性不佳、封閉材料的壽命不長，而無法發(fā)揮白光led被期待的應用優(yōu)點。但就需求層面來看，不僅話愕惱彰饔猛荊孀攀只?、LCD TV、汽車、醫(yī)療等的廣泛應用積極的出現，使得最合適開發(fā)穩(wěn)定白光LED的技術研究成果也就相當的被關心。
■藉由提高芯片面積來增加發(fā)光量
期望改善白光LED的發(fā)光效率，目前有兩大方向，就是提高led芯片的面積，也就是說，將目前面積為1m㎡的小型芯片，將發(fā)光面積提高到10m㎡的以上，藉此增加發(fā)光量，或把幾個小型芯片一起封裝在同一個模塊下。
雖然，將led芯片的面積予以大型化，藉此能夠獲得高多的亮度，但因過大的面積，在應用過程和結果上也會出現適得其反的現象。所以，針對這樣的問題，部分LED業(yè)者就根據電極構造的改良，和覆晶的構造，在芯片表面進行改良，來達到50lm/W的發(fā)光效率。
例如在白光LED覆晶封裝的部分，由于發(fā)光層很接近封裝的附近，發(fā)光層的光向外部散出時，因此電極不會被遮蔽的優(yōu)點，但缺點就是所產生的熱不容易消散。
而并非進行芯片表面改善后，再加上增加芯片面積就絕對可以一口氣提升亮度，因為當光從芯片內部向外散射時，芯片中這些改善的部分無法進行反射，所以在取光上會受到一點限制，根據計算，最佳發(fā)揮光效率的LED芯片尺寸是在7m㎡左右。
■利用封裝數個小面積LED芯片 快速提高發(fā)光效率
和大面積LED芯片相比，利用小功率LED芯片封裝成同一個模塊，這樣是能夠較快達到高亮度的要求，例如，Citizen就將8個小型led封裝在一起，讓模塊的發(fā)光效率達到了60lm/W，堪稱是業(yè)界的首例。
但這樣的做法也引發(fā)的一些疑慮，因為是將多顆led封裝在同一個模塊上，所以在模塊中必須置入一些絕緣材料，以免造成LED芯片間的短路情況發(fā)生，不過，如此一來就會增加了不少的成本。
對此Citizen的解釋是，事實上對于成本的影響幅度是相當小的，因為相較于整體的成本比例，這些絕緣材料僅不到百分之一，并因可以利用現有的材料來做絕緣應用，這些絕緣材料不需要重新開發(fā)，也不需要增加新的設備來因應。
雖然Citizen的解釋理論上是合理的，但是，對于較無經驗的業(yè)者來說，這就是一項挑戰(zhàn)，因為無論在良率、研發(fā)、生產工程上都是需要予以克服的。
當然，還有其它方式可達到提高發(fā)光效率的目標，許多業(yè)者發(fā)現，在LED藍寶石基板上制作出凹凸不平坦的結構，這樣或許可以提高光輸出量，所以，有逐漸朝向在芯片表面建立Texture或Photonics結晶的架構。
例如德國的OSRAM就是以這樣的架構開發(fā)出「Thin GaN」高亮度LED，OSRAM是在InGaN層上形成金屬膜，之后再剝離藍寶石。這樣，金屬膜就會產生映射的效果而獲得更多的光線取出，而根據OSRAM的資料顯示，這樣的結構可以獲得75％的光取出效率。
▲逐漸有業(yè)者利用覆晶的構造，來期望達到50lm/W的發(fā)光效率，由于發(fā)光層很接近封裝的附近，發(fā)光層的光向外部散出時，因此電極不會被遮蔽。（資料來源：LEDIKO）
當然，除了芯片的光取出方面需要做努力外，因為期望能夠獲得更高的光效率，在封裝的部分也是必須做一些改善。事實上，每多增加一道的工程都會對光取出效率帶來一些影響，不過，這并不代表著，因為封裝的制程就一定會增加更高的光損失，就像日本OMROM所開發(fā)的平面光源技術，就能夠大幅度的提升光取出效率，這樣的結構OMROM是將LED所射出的光線，利用LENS光學系統以及反射光學系統來做控制的，所以OMROM稱之為「Double reflection 光學系統」。
利用這樣的結構，可將傳統炮彈型封裝等的LED所造成的光損失，針對封裝的廣角度反射來獲得更高的光效率，更進一步的是，在表面所形成的Mesh上進行加工，而形成雙層的反射效果，這樣的方式，事實上是可以得到不錯的光取出效率控制的。因為這樣的特殊設計，這些利用反射效果達到高光取出效率的LED，主要的用途是針對LCD TV背光所應用的。
■封裝材料和螢光材料的重要性增加
但如果期望用來作為LCD TV背光應用的話，那么需要克服的問題就會更多了，因為LCD TV的連續(xù)使用時間都是長達數個小時，甚至10幾個小時，所以，由于這樣長時間的使用情況下，拿來作為背光的白光LED就必須擁有不會因為連續(xù)使用而產生亮度衰減的情況。
目前已發(fā)表的高功率的白光LED，它的發(fā)光功率是一個低功率白光LED亮度的數十倍，所以期望利用高功率白光LED來代替螢光燈作為照明設備的話，有一個必須克服的困難就是亮度遞減的情況。
例如，白光LED長時間連續(xù)使用1W的電力情況下，會造成連續(xù)使用后半段時間的亮度逐漸降低的現象，當然，不是只有高功率白光LED才會出現這樣的情況，低功率白光LED也會存在這樣的問題，只不過是因為，低功率白光因為應用的產品不同，所以，并不會因此特別突顯出這樣的困擾。<
