白色LED由日亞化學(xué)工業(yè)開發(fā)出基本構(gòu)造，并實(shí)現(xiàn)了廣泛普及。但如今市場對LED照明的需求越來越多樣化，僅憑以往的技術(shù)框架已經(jīng)無法滿足市場需求。現(xiàn)在，不僅僅是改良，基本構(gòu)造各異的技術(shù)逐漸出現(xiàn)。這些技術(shù)具有取代以往技術(shù)的可能性。

　　LED照明在技術(shù)上迎來了第二個發(fā)展階段。這是因?yàn)榛緲?gòu)造大大改變的多項(xiàng)技術(shù)正在強(qiáng)勢崛起，而不僅僅是以往白色LED技術(shù)的改良。這些革新性技術(shù)將開拓白熾燈泡和熒光燈以外的新照明用途。

　　以往的白色LED大多指以日亞化學(xué)工業(yè)1996年推出的技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的LED。這類產(chǎn)品一般組合使用在藍(lán)寶石基板上生長GaN晶體制作的藍(lán)色LED與黃色發(fā)光熒光材料YAG*，從而形成白光。

　　*YAG=釔(Y)鋁(Al)石榴石(Garnet)。這里是指在由Y3Al5O12構(gòu)成的石榴石構(gòu)造材料中添加鈰離子(Ce3+)的材料。日亞化學(xué)工業(yè)在LED熒光材料中采用了YAG與鎵(Ga)釓(Gd)石榴石(GGG)的化合物。

　　日亞化學(xué)的技術(shù)無疑是在與其他白色發(fā)光LED技術(shù)的競爭中脫穎而出的一項(xiàng)優(yōu)秀技術(shù)。不過，由于技術(shù)成熟度比較高，性能進(jìn)一步提高的余地較小。

　　日亞化學(xué)工業(yè)在2010年初試制成功以20mA的電流實(shí)現(xiàn)了249lm/W高發(fā)光效率LED時就表示“技術(shù)已經(jīng)接近極限”，宣布追求發(fā)光效率的研究和學(xué)術(shù)發(fā)表將會告一段落。

　　另一方面，伴隨著LED在照明市場上的作用越來越大，對性能的要求也呈現(xiàn)高度化和多樣化，具體表現(xiàn)為(1)提高發(fā)光效率、(2)大幅削減制造成本、(3)實(shí)現(xiàn)高亮度、(4)提高顯色指數(shù)、降低LED特有的眩光，等等需求。而以往的白色LED技術(shù)已經(jīng)無法充分應(yīng)對這些需求，因而出現(xiàn)市場增長停滯態(tài)勢(圖1)。

　　最大限度努力確保性能

　　此前，具備高發(fā)光效率和大光通量的LED照明產(chǎn)品為設(shè)法滿足(1)～(4)的需求，把精力集中在了為數(shù)不多的技術(shù)選項(xiàng)中。例如，發(fā)光效率接近200lm/W的直管型LED燈通過為各芯片加載小電流使之以低亮度發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)高效率，同時通過大量排列這種芯片來確保燈具整體所需光通量(圖2)。

采用這種設(shè)計(jì)的原因之一是，LED芯片的發(fā)光特性存在“光效下降(Droop)現(xiàn)象”。電流密度越小發(fā)光效率越高，電流密度增大，發(fā)光效率則會不斷降低。也可以說，發(fā)光效率與亮度屬于此消彼長的關(guān)系。

　　當(dāng)然了，無論怎么削減電流密度，也無法超越LED芯片本來的發(fā)光效率極限。因此，LED燈具廠商紛紛設(shè)法獲得發(fā)光效率盡量高的LED芯片。他們采取的辦法不僅僅是與技術(shù)實(shí)力高的LED芯片廠商簽訂合作協(xié)議。

　　因?yàn)榧词故峭患覐S商以相同的條件制造的LED芯片，發(fā)光效率也有高有低，性能并不穩(wěn)定。為了從這些性能高低不均的產(chǎn)品中，得到發(fā)光效率比標(biāo)準(zhǔn)品高的芯片，LED燈具廠商展開了競爭。例如，愛麗思?xì)W雅瑪“選擇的是上等品，用金槍魚來比喻的話相當(dāng)于肉質(zhì)鮮美的‘腹部’部分”(愛麗思?xì)W雅瑪執(zhí)行董事、LED事業(yè)本部本部長石田敬)。不過，如果只使用高性能的芯片，則無法確保市場要求的數(shù)量。因此，該公司根據(jù)性能與數(shù)量來全盤考慮產(chǎn)品性能參數(shù)。