せっしん異業種交流会
京都大学・摂津信用金庫「産学連携フォーラム」
いばらき京都ホテル
平成１３年１２月６日（木）「固体照明革命を巻き起こすベンチャービジネスと特許戦略」
ー手術用照明装置開発を通じてー
川上 養一，藤田茂夫（京都大学大学院工学研究科）
島田 順一（京都府与謝の海病院外科・京都府立医科大学呼吸器外科併任）

InGaN 青色・緑色発光ダイオード(LED）と青紫色レーザダイオード(LD)

超高輝度発光ダイオード（Green:525nm & Blue：470nm LED）

青紫色レーザダイオード（Violet LD）400nm

日亜化学
（株）提供

発光ダイオード（LED）の構造と発光原理
LEDの心臓部は半導体チップ（通常0.3ミリ角程度）である。
半導体チップのｐ型伝導層とｎ型伝導層の間に電圧をかけると、活性層にｐ層から正孔が、ｎ層から電子が注入される。
正孔と電子が再結合すると光子（発光）が発生する。
半導体チップの構造++++++++ ++++++++++ ++ +++++++++++- -++ p型伝導層++++++- + - + + + + + + 活性層-- +- + - - n型伝導層-- -- 基板-光子（発光）正孔と電子の再結合
正孔- 電子+光子 を発生 ： 輻射再結合過程
熱 を発生 ： 非輻射再結合過程

InGaN系LEDの構造
p-electrode(Ni/Au)
p-GaN:Mg,1 µm
n-electrode(Ti/Al)

p-Al0.2Ga0.8N:Mg,
100 nmInGaN, SQWn-GaN:Si,4 µm
GaN buffer layer,
30 nm(0001) sapphire substrate

InGaN系LDの構造
p-GaN
p-AlGaN/GaN MD-SLScladding layer
p-GaN waveguiding layer
p-AlGaN capping layer
InGaN MQW active layer
n-GaN waveguiding layer
n-AlGaN/GaN MD-SLScladding layer
ELOG GaN
GaN buffer layer
Al2O3(0001) substrate

Ni / Au electrodeTi / Al electrode
SiO2

ZnMgSSe:Cl
AlGaN:Si

ZnMgSSe:N
ZnSSe:N AlGaN:Mg
GaN:Mg 閉じ込め層

ZnSSe:Cl
GaN:Si

閉じ込め層

導波層 ZnCdSe 導波層
InGaN

量子井戸--------------電子-伝導帯端-

輻射再結合++正孔

光--発----++++++++価電子帯端

種々の半導体のバンドギャップとそれに対応した発光波長1.52

2.5
0.2

C

4.0
3.0
2.0

MgS(r)ZnS
ZnO(h)
CuAlS2GaN(h)
SiC(6H)
SiC(3C)

MgSe(r)

0.4

CuAlSe2
CuGaS2InN(h)GaP

CuGaSe2
GaAs
Si

1.0

Ge0

4.0

5.0

格子定数

0.3

ZnSe

CdS
CdSe
InP CdTe
GaSb
InAs

6.0

(A)

ZnTe

InSb

0.5
0.6
0.8
1.0
2.0
5.0(μm)

バンドギャップ

5.0

波長(eV)(A)

AlN(h)

BN6.0

ボンド長21世紀の照明革命に向けて
1. LEDの発光効率の向上
2. 演色性の改善
3. 環境にやさしい照明デバイス
4. 実装方法と放熱特性

Luminous Efficiency (lm/W)

半導体発光ダイオードの発光効率の変遷
10２

AlInGaP/GaP
Red-orange

2

AlInGaP/GaAs
Red-orange

101

AlGaAs/GaAs
Thomas Edison’s GaAsP:N Red
first bulb
Red-yellow
GaP:N Green010
GaP:Zn,ORed

ηext＞50%
ηlumi ＞100lm/W
InGaN Green
InGaN Blue
InGaN White
ZnCdSe White

GaAs Red

10-1

1970

1980

1990

2000

Year
UV LED開発活発化

高輝度・高効率LEDが拓く種々の応用分野

680nmの赤色光(LD)に5％の青色光(LED)を加えた光が稲の育成には有効とされているフルカラーLED
ディスプレイ
http://www.building.melco.co.jp/blei/products/
pv/index.html

3原色調光によるLEDフルカラー
照明装置

植物栽培
http://www.hpk.co.jp/hikari/agritec.html

http://www.joho-yamaguchi.or.jp/sh/rgbx.html

始まりだしたLED照明ビジネス

電球タイプのLED照明バルブ

Beaconタイプの標識・警告灯

様々な発光色の懐中電灯

ベスト装着タイプのLED発光体

目的に応じて発光色をセレクトできる

交通整理，緊急時，建設現場等における安全着

LED照明は新ベンチャー創出の宝庫
カプセル型ワイヤレス内視鏡
撮影された画像はUHF送信によって外部に送り出される

画像受信装置と得られた小腸の画像

先端部に白色LEDとCMOS撮像素子を実装

素子は内蔵されたボタン電池で駆動
http://www.givenimaging.com/

海外における白色LED照明関連のベンチャー、合弁・子会社設立の動き
米国• Hewlett-Packard Co. → Agilent Technologies• Cree → Cree Lighting• LumiLeds Lighting
Philips Lighting と Agilent Technologiesのジョイントベンチャー• GELcore
GE Lighting と EMCOREのジョイントベンチャー• Advanced Illumination (Ai)• Color Kinetics

ヨーロッパ• Philips Electronics → Philips Lighting B. V. （オランダ）• OSRAM → OSRAM Opto Semiconductors （ドイツ）• Siemens Semiconductors → Infineon Technologies （ドイツ）

添付資料２

京都大学VBL 川上養一

実験に用いた指輪の写真(1) 通常の照明条件で撮影した指輪の写真 LEDは駆動していない

２０００年2月8日(2) 照明を暗くして（暗時）撮影した指輪の写真 LEDは駆動していない

添付資料３

京都大学VBL 川上養一

２０００年2月8日

イルミネーションタイプの指輪の写真(3) 暗時に白色LEDを駆動した時(4) 暗時に緑色LEDを駆動した時(5) 暗時に青色LEDを駆動した時

Ｒ：Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
Ｇ：ZnS：Cu, Al
Ｂ：ZnS:Ag400500

波発光強度（任意目盛り）

発光強度（任意目盛り）

CRTディスプレー

600

長700800

Ｂ：ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ2＋コンの画面）

400500波600

長Ｇ： InGaN系LED
Ｂ： InGaN系LED

700（nm）

500

波

Ｇ：ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｔｂ３＋（ノートパソ

Ｒ：AlGaInP系LED（nm）
Ｒ：Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋

蛍光灯

フルカラーLED
ディスプレー

400800

発光強度（任意目盛り）

発光強度（任意目盛り）

各種白色発光体のスペクトル600

長700800（nm）

電球

黒体輻射スペクトルに近い：
照明として理想的

400500波600

長700（nm）

800

白色LEDの実現方式と特徴
材料
ＧａＮ方式

青色ＬＥＤ
・低コスト
＋・電源回路の構成が簡単
ＹＡＧ系蛍光体・ 発光効率が向上できる可能性有り
紫，近紫外ＬＥＤ（ＹＡＧよりも変換効率が高く，演色性＋に配慮した蛍光体材料が使用可能）
R,G,B 蛍光体
青色ＬＥＤ （InGaN系） ・高発光効率（現状で２０ｌｍ／Ｗ）＋ 緑色ＬＥＤ （InGaN系）
・表示色が自由に変更可能＋ 赤色ＬＥＤ （AlGaAs系）
青色ＬＥＤ
・低コスト
＋
・電源回路の構成が簡単
ＺｎＳｅ基板・ 動作電圧がＧａＮ系に比べて低い（２．７Ｖ）
・ １００ｌｍ／Ｗを超える発光効率の可
紫外ＬＥＤ
能性有り
＋
（現状の蛍光灯に使用している蛍ハロリン酸カルシウム光体が使用可能）
系蛍光体

*

**

ＺｎＳｅ

*****

ＺｎＳ
ＺｎＯ
ＡｌＮ

長所短所
・発光効率が低い

・赤色等の演色性が良くない
・紫，近紫外ＬＥＤの高効率化***
・ それぞれのチップに対して電源回路が必要（→高コスト）****

・演色性が必ずしも良くない

・現状発光効率低い（８ｌｍ／Ｗ）
・現状寿命８０００時間 高輝度発光時
寿命激減

・赤色等の演色性が良くない・ 現状紫外ＬＥＤが実用化に至っていない

日亜化学工業 ： 特許公開平11-261114他 （対抗特許－住友電工 ： 特許公開2000-49374（GaN基板を光らせる））*豊田合成＋東芝： http://www.toyoda-gosei.co.jp/topics/010208.html, www.toshiba.co.jp/about/press/2001_02/pr_j0801.htm***** Cree社が，紫色LED（390nm）の超高効率化に成功した模様（外部量子効率30%）： 例えば，松下電産 ： 特許公開平9-232627， 日亜化学工業特許公開平11-261114**** 三原色の発光層を一つのチップに設ける
ただし現状では，赤色InGaN発光層の開発が困難視されているため“絵に書いた餅”***** 住友電工 ： 特許公開2000-82845 （ZnSe基板を光らせる）

白色発光ダイオード（日亜化学）
InGaN系青色ＬＥＤ＋ＹＡＧ系蛍光体

発光効率 ： 15～28 lm/W
相関色温度 ： 6500K（昼光色）
平均演色評価数（Ra） ： 87

InGaN系青色ＬＥＤ＋ＹＡＧ系蛍光体方式の白色LEDがカバーする色度座標と相関色温度
色温度
6500K 昼光色
5000K 昼白色
4200K 白色
3500K 温白色
3000K 電球色

相関色温度
3500K以上の白色光を作製できる

海外の動き照明用発光ダイオードの現状のスタンスと将来（会議からの推察）期待されるＬＥＤの照明用の用途

現状のＬＥＤの適用度

将来の予測期待度

適用度向上のため の要解決
点・関連コメント

アメリカ

日本

１．一般照明××△

効率向上、単位電力の増大

２．道路照明××○

効率向上、配光改良

３．タスク照明△×○

効率向上、演色性向上

４．アクセント照明△×○

低照度、ディスプレイに近い

５．劇場の階段灯○×○

必要照度が低い

６．フラッシュライト○×○

ディスプレイに近い

７．誘導灯

○△○

８．交通信号灯◎△◎現在既に普及しつつある

９．自動車電装用○○◎

低電圧でＬＥＤの適合性大１０．自動車前照灯△×△

単位電力の増大、配光改良

１１．液晶バックライト△○◎

ディスプレイに近い手術用無影灯システム

170 kg600-850W

手術台に横たわったときに目にするシーン!?

無影灯下での外科手術の様子

LEDは21世紀の照明デバイスになりうるのか？
• LEDが実用上最高レベルの照度を必要とする手術時の照明に応用できるのだろうか？

• 2万luxから10万ｌｕｘが必要

現状の照明での問題点• 照明機器と術野の間に外科医の頭がある．
• 手術術式の変化で，真上からではなく，横方向で患者に対して手術を行なう場面が出てきている．
• 体腔の奥を手術するときには，なかなか注視している部位に光がとどかず，手術がしづらい場面がある．

手術用照明としてのLEDの可能性• 手術時の術野の照明は，世界中どの国でも，最高の明るさを要求される．→ 20,000-100,000 lx• この最高峰は、現在、キセノンやハロゲンランプにささえられている．
LEDが真の照明デバイスとしての時代を迎えるためには、この最高峰で勝負できなくてはならない.

視線方向照明システム• 視線方向を検知する手段を備え、視線方向をLEDランプを用いて、照明するシステム

白色LEDゴーグル照明装置
Liイオンバッテリー（300g×2 = 600g）
7.2V, 38.8Wh直列

DC-DCコンバータ（135 ｇ）
電力変換効率 ： 82 %LEDゴーグル（65 ｇ）
白色LEDの個数（56×2 = 112個）

医療用照明に求められる白色LEDの特性-照 度・手術時の照度基準 ： 20,000 ｌｘ（日本） ［ｌｘの単位は，lm/m2］
・手術野の面積：15cm角程度あれば良い→ 面積S = (0.15 m)＾2 = 0.0225 m2
・必要とされる全光束 ： 20,000×0.0225 = 450 lm
・一個の白色LEDから放射される全光束 :InGaN-YAG系白色LEDの発光効率 を15 lm/Wとする。
定格駆動時（3.5V，20mA）の消費電力は70mW→1個あたり約1 lm

・必要とされる白色LEDの個数 → 450 個 （定格駆動時）→ 113 個 （定格の4倍で駆動時）・その時の消費電力P = 450 /15 = 30 W

医療用照明に求められる白色LEDの特性- 消費電力と供給電源 ・介護医療・災害時医療応用を考えるとバッテリー駆動が望ましい。
・手術時間 ： 2時間以上
・消費電力 : 30 W×2 h = 60 Wh 以上
・バッテリーの技術背景 ：近年，携帯電子機器の普及に伴い急速に性能が向上。
→ Liイオンバッテリーパック（7.2 V, 38.8 Wh）2個使用
問題点 ： LEDの光出力は，駆動電流によって変化する。この電流は，電圧によって大幅（指数関数的）に変化する。 → Liイオンバッテリーの電圧は放電とともに低下するのでLEDの光出力が低下し，バッテリー容量が残っていてもLEDの立ち上がり電圧以下になると消えてしまう。

DC-DCコンバーター回路を用いて一時側（バッテリー）の電圧が変動しても，常に二次側（LEDパネル）に一定電圧が印可できるよう制御世界初のLED照明を用いた外科手術
手術の内容： 慢性腎不全患者に対して、内シャント造設術を行った．
記録の達成場所：京都府与謝郡岩滝町男山４８１ 京都府立与謝の海病院手術室
記録達成日時：2000 年 9 月 11 日
手術時間：2 時間 20 秒
白色 LED 照明下手術メンバー
1. 手術スタッフ
執刀医：島田順一 （しまだ じゅんいち）１
第一助手：天池 寿 （あまいけ ひさし）１
直接介助看護婦：坂本由佳 （さかもと ゆか）１
2. 技術スタッフ
LED 照明装置作製，技術責任：川上養一 （かわかみ よういち）２
技術サポート，ビデオ撮影 ：岡本晃一 （おかもと こういち）３
3. 装置発明者
視線入力 LED 照明装置：島田順一，川上養一，藤田茂夫 ４所属
１京都府立与謝の海病院外科（京都府立医科大学呼吸器外科助手併任）
２京都大学工学研究科電子物性工学専攻助教授（京都大学ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー助教授併任）
3 京都大学工学研究科電子物性工学専攻 日本学術振興会博士研究員
4 京都大学工学研究科電子物性工学専攻教授

The first operation with LED lighting

Operation time ;2 hours

September 11th,
2000

LED手術-1

LED手術-2

LED手術-3

記録の内容世界で、はじめて、発光ダイオード（ＬＥＤ）の照明の元で、外科手術を行った。
実用照明で最高の照度を要求する医療現場で、発光ダイオード照明が使用された世界最初の手術例であり、LED が 21 世紀の照明デバイスとなるための、「照明革命」の記念すべき第一歩である。
記録の意義
従来の大型の無影灯を用いた設備では、消費電力が高く装置からの放熱のため特別な電力・空調システムが必要である。しかも術者の頭が影になり、術野に十分な照度が供給されないという問題が生じていた。LED への電力供給は、すべてリチウムイオン電池により供給し、商用電源を用いない。これにより介護、遠隔地医療で用いられることが実証された。しかも、術野に影が生じるという問題も解消された。
技術背景
LED 照明装置の内訳：白色 LED 照明装置つきゴーグル３個白色 LED 補助ランプ 1 個使用されている白色 LED の個数：ゴーグル１個につき１１２個×３：補助ランプ
２４０個 で合計５７６個
全消費電力、６５ワット：天井からの無影灯照明の約１０分の１
電力供給：すべてリチウムイオン電池により供給。DC-DC コンバータにより制御。
色温度：6500Ｋ で現在のところ、やや青みがかった白色である。
今回の手術に必要な 20000Lux の照度を得るために必要な高品質の白色 LED は、InGaN 系の半導体でできており、日亜化学工業㈱の協力により供給された．

大日本スクリーンにて試作されたゴーグル：
日本臨床外科学会

大日本スクリーンにて試作されたゴーグル：
日本臨床外科学会

白色LEDゴーグル照明装置の用途
手術の時の照明、介護・緊急医療現場での治療時の照明など
歯科治療時
警備
スキー
スキューバダイビング
寝ころんで本を読むとき？？

歯科医療への応用例

21世紀の照明革命に向けて
1. LEDの発光効率の向上
2. 演色性の改善
3. 環境にやさしい照明デバイス
4. 実装方法と放熱特性

外科手術に求められる照明光源の演色性
白色LEDを用いた初めての外科手術［慢性腎不全患者に対する内シャント造設術（動脈と静脈の吻合）］

Vein
静脈

Radial Artery
動脈

現状では動脈が黒ずんで見えて静脈との見分けがつけにくい．

スペクトル放射束（相対値）

InGaN-YAG白色LED（相関色温度：6500K）と演色
評価用標準光D65の発光スペクトル分布

20①① InGaN-YAG白色LED
InGaN-YAG白色LED
相関色温度：約6500K，色度座標：x=0.310,
相関色温度：約6500K，色度座標：x=0.310, y=0.320
y=0.320（昼光色）②② 演色評価用標準光D
演色評価用標準光D65
65 （昼光色）
色温度：6504K，色度座標：x=0.3127,
色温度：6504K，色度座標：x=0.3127, y=0.3290
y=0.3290③ 標準光Ａ （電球色）
色温度：2856K，色度座標：x=0.4476, y=0.4074②100400③①500600
波長 (nm)700

各種ランプおよびInGaN-YAG白色LEDの演色評価数と発光効率
色 度
ランプ種類xy平均
基 準 演色赤光 源 評価
R9数Ra

特殊演色評価数
黄R10緑
R11青紫
R12肌色
R13

木の葉
R14

日本
人肌
R15

効 率
［lm/W］

昼光色D

0.309 0.339 D6500

77-52

63687673965873

白 色W

0.360 0.366

P4500

69-75

5351

6165955085

天然白色W-DL 0.361 0.363

P4500

87

5473

837886948666

色評価用純正色0.347 0.361
W-EDL-50K

P5000

989095989598989755

InGaN-YAG系0.310 0.320 D6500
白色LED875187736292989320

InGaN-YAG系白色LEDは，スペクトル分布に対応して赤色および青紫色の特殊演色評価数が良くない希土類錯体 ：物理と化学の融合
希土類錯体：希土類錯体とは？

大阪大学 柳田研究室 （長谷川，和田，柳田）にて開発

希土類イオンが有機物（配位子）

われわれ（島田，川上，藤田）とLEDとの組み合わせに関する共同研究によって包まれた分子

希土類錯体の特徴
有機配位子☆有機溶媒および ポリマー へ均一分散可能☆有機合成により大量生産可能

Ln(III)☆有機配位子の構造を変化させることにより、発光色を微細制御可能

希土類イオン

希土類錯体を含むプラスティックの特徴
工業的メリット☆ 優れた熱耐久性（分解温度：360℃）☆ 光励起が希土類の f 軌道のみであるため、光耐久性に優れる☆ 高い光変換効率（40～80%）☆

プラスティック

中へドープ可能Eu(pms)3錯体の発光スペクトル

Eu(pms)3 錯体の構造
O

CF3O S
NEu(III)
O S
O

CF33550600

650700

発光波長（ nm ）750

Emission Intensity (arb. units)

Eu3+錯体とInGaN系LEDを用いた波長変換技術
Eu3+のf-f吸収
Eu3+の赤色発光帯

3000

紫色LED

2000
1000

LED点灯
0400500600
Wavelength (nm)700

ピーク波長395nmで発光する 紫色LEDの上にEu錯体をかぶせて測定。 Eu3+のf-f吸収スペクトル（394nm）の位置でスペクトルに穴が空き， Eu3+の赤色発光帯が発光している。

Emission Intensity (arb. units)

白色LED（InGaN青色LED+YAG蛍光体）とEu3+錯体の組み合わせ応用②①～④は，Eu3+の赤色発光
Blue+YAG 白色 LED

400①③④500600
Wavelength (nm)700

白色LED（InGaN青色LED+YAG蛍光体）の上にEu3+錯体をかぶせて測定。
Eu3+のf-f吸収スペクトルの位置でスペクトルに穴が空き， Eu3+の赤色発光帯が発光しており，色温度を少し下げるとともに赤色領域の演色性が高まっている。

希土類錯体とレーザダイオードの組み合わせも有望
PMMA中のEu(pms)3錯体の励起スペクトル
PLE Intensity (arb. units)

1000
800

InGaN-LDで光励起させたときのEu(pms)3錯体からの発光

394.0 nmのf-f吸収メインピーク

600
400
200
0200

300
400500
Wavelength (nm)600

• 394nm付近で発振するInGaN-LDで光励起することにより、励起光をほぼ100%、Eu3+にエネルギー伝達することが可能• Tb3+錯体は緑色、Eu2+やCe3+錯体は青色発光するため、光の三原色をLD励起からの波長変換で実現できる

希土類錯体を含むプラスチックと発光ダイオード、レーザダイオードとのコンビネーション

広がる種々の応用• LEDと組み合わせた高演色性白色光源• パワーLDと組み合わせたパワー照明• LDプロジェクションタイプの大型フルカラーディスプレー
• プラスチックの透明性を利用した自動車のストップランプ• プラスチックの任意加工性を利用した種々のアート21世紀の照明革命に向けて
1. LEDの発光効率の向上
2. 演色性の改善
3. 環境にやさしい照明デバイス
4. 実装方法と放熱特性

スペクトル放射束（相対値）

InGaN-YAG白色LED（相関色温度：6500K）と演色
評価用標準光D65の発光スペクトル分布

20①① InGaN-YAG白色LED
InGaN-YAG白色LED
相関色温度：約6500K，色度座標：x=0.310,
相関色温度：約6500K，色度座標：x=0.310, y=0.320
y=0.320（昼光色）②② 演色評価用標準光D
演色評価用標準光D65
65 （昼光色）
色温度：6504K，色度座標：x=0.3127,
色温度：6504K，色度座標：x=0.3127, y=0.3290
y=0.3290③ 標準光Ａ （電球色）
色温度：2856K，色度座標：x=0.4476, y=0.4074②100400

③

①500
600
波長 (nm)700

希土類錯体を含むプラスティックの発光特性とその応用☆ 発光量子効率：40～80 ％☆ 白色 LEDと組み合わせることにより赤の演色性を向上（血管の色を鮮やかに識別可能）☆ 希土類イオンを変えることにより多彩な発光色が可能
Eu(pms)3錯体の発光スペクトル

550

600

650

700

発光波長（ nm ）750

Solid State Lighting （固体照明）とは？
いままでの、真空管での発光を使わない、固体での発光原理を用いた照明

真空管と電球

電球
各種真空管フィラメントからの光の発生トランジスタとLEDトランジスタ

白色LED

LSI と 集積LEDs？

集積LEDsの形は？

256MB
memory21世紀の照明革命に向けて
1. LEDの発光効率の向上
2. 演色性の改善
3. 環境にやさしい照明デバイス
4. 実装方法と放熱特性

サーモビュワーにて観察した
白色LEDパネルの熱分布

Temperature (℃)

駆動条件：
20 mA/chip

Temperature (℃)

駆動条件：
45 mA/chip医療用照明に求められる白色LEDの特性-実装方法と放熱特性ＬＥＤ（単体およびパネル）の電流－光出力特性

ＬＥＤ光出力の温度特性

InGaN MQW White LED
InGaN SQW White LED
AlGaAs Red LED

LED単体

InGaN MQW Whie LED

LEDパネル

LED発光体パネルは，LED単体と比較して放熱特性が良くないため定格電流以上で駆動すると発光強度が低下してしまう。

LumiLEDsが開示してるLEDパワー照明技術
High Power Light Emitting Diode Package in a T0-220 Outline
パワートランジスター、パワーダイオード等の高出力電子デバイスでは、T0-220型のパッケージが用いられており、パワーLEDの照明にも適用した。
1mm角のInGaN-青色LEDチップをマウントしその上に蛍光体やエポキシレンズを付ける
ことで25lumenの白色発光出白色発光力を得ている。
http://www.lumileds.com/news/HPLED.html

AgilentとLumiLEDsが開示してるLEDパワー照明技術

アンバーおよび赤色LEDをメタルコアーのPCB基板上にマウント、写真のサイズは、61.5mm×65.5mm、6個直列接続のLEDを3つ並列接続して計18個を実装し、100～200lmの光束を得ている。
http://www.lumileds.com/cust_lighting/index.html
http://www.semiconductor.agilent.com/led_lamps/hpwlmdb1.html

LEDパワー照明技術の問題点と今後の課題～開発へのアプローチ～
液晶ディスプレー等の光源（現状：ハロゲンランプ）や自動車のヘッドランプ等をLEDに置き換えるには、LED発光体からの全光束を1000lm以上にしなければならない。しかも固体照明の特長を生かすためには、コンパクトに実装しなければならない。

アプローチ• LEDチップの面積を大きくする（歩留まりの関係で限界あり）• LEDチップをできるだけ密に実装する（多種のLEDを実装することで目的に応じたスペクトル分布が実現可能）問題点
LEDの発光層の非輻射再結合過程により熱が発生する。この熱は、温度上昇を招き、熱消光やデバイスの劣化を引き起こす。

解決法
放熱問題の解決が不可欠 → ダイヤモンドが一つのソリューション

放熱基板としてのダイヤモンドの特性と開発状況
ダイヤモンドは、銅系金属材料の３～５倍以上の熱伝導率を有する。
しかも、光学的に透明で絶縁性に優れ導電性制御も可能。
単結晶および多結晶ダイヤモンドは、バルク成長や気相成長により大量生産可能ですでに市場に出回っている。
住友電気工業（株）は、次世代携帯電話システム（Ｗ－ＣＤＭＡなど）基地局向け信号増幅用半導体デバイスや、ＷＤＭ技術光通信に用いられる発光素子制御用半導体デバイスなどに最適な、ダイヤモンドを用いたパッケージを開発している。

http://www.sei.co.jp/RandD/itami/diapkg.html

ダイヤモンド基板上への高密度実装技術

ダイヤモンド-導電性金属ハイブリッド放熱基板

産学連携による新技術の開発研究
特許出願：視線照明装置および手術照システム
島田順一、川上養一、藤田茂夫
出願番号
特願２０００－２５９７７１
意匠出願：
意匠出願： 意匠に係る物品
意匠に係る物品眼鏡
眼鏡

島田
島田 順一、川上順一、川上 養一、藤田養一、藤田 茂夫
茂夫
出願番号
意願２０００－０２２６８１
特許出願：発光装置
島田，川上，藤田，長谷川，柳田，和田
出願番号
出願番号

特願２００１－１０１０７１２７
特願２００１－１０１０７１２７

出願人 関西TLO株式会社
ゴーグルライト：独占実施許諾契約
大日本スクリーン製造株式会社
希土類錯体LED：非独占実施許諾契約と共同研究
日亜化学工業株式会社

21世紀照明革命プロジェクトのまとめ
１） 環境にやさしい照明デバイスとは何か？
２） 大学間交流による新しいアイデアの萌芽
３） 異分野間の知識交流の重要性
４） 大学から産業界へTLOを介した技術移転