LED照明
劣化は高温度によって加速されるため、熱を効率よく逃がして過度な高温状態とならないようにすることが求められる。このため照明用LEDは十分広い面積の放熱板に取り付けられることが推奨され、これが不可能な場合には強制空冷にするか駆動電流を減らして照度を小さくする、さもなくば寿命の短縮を甘受することになる。照明器具として利用する場合に、従来の白熱灯や蛍光灯、HIDランプと同等に施工業者が扱って放熱対策を万全に行わない時には、寿命が極端に短くなる恐れがある。
LED発光素子は光を除けばおおむね半導体の順方向電圧による電力消費とそれ以外の内部抵抗による電力消費によって発熱する。半導体部分の温度はジャンクション温度と呼ばれ、最も高温となる部位である。ジャンクション温度は以下の温度モデルで表現される。
T j = Δ T j − b + Δ T b − a + T a = ( R θ j − b + R θ b − a ) ⋅ P + T a {\displaystyle T_{j}=\Delta T_{j-b}+\Delta T_{b-a}+T_{a}=(R\theta _{j-b}+R\theta _{b-a})\cdot P+T_{a}}
T j {\displaystyle T_{j}} :ジャンクション温度
Δ T j − b {\displaystyle \Delta T_{j-b}} :ジャンクションとボードとの温度差
歯科の虫歯治療で一般的に使われるようになっている光硬化樹脂製の充填剤は青色の光で硬化するものが多く、その光源として光量のある青色LED光源が使用されている。従来のハロゲン照射器やキセノン照射器では装置が幾分大きく赤外線による患部への刺激があり、また、暖機運転が必要だったり光源ランプの交換の手間や、そもそも装置自体の規模が大きく高価だった。細いペン状のLED光源と小さな電源部だけで構成されるLED照射器は、そういった不便さや問題がなく価格も安くできる。
照明の演色性は、白昼の太陽光を最大の100とする指数で表す。色空間座標上での白、黄緑、緑、赤紫など8色の標準光源に対する標準対象物からの反射スペクトルと、検査対象の照明光源からの光による標準対象物からの反射スペクトルとを比較することで、計算式による指数の平均値から一般演色指数(Color Rendering Index, CRI)を導出する。また、平均演色評価数(Ra)という指数もある。
このCRIは白昼の太陽光が最大の100であるため、これより小さくなるにつれてその照明光源からの光の下では色の再現性が劣っていることを表す。
2009年の時点では青色発光LEDにYAG系の黄色蛍光体を使用した照明用LED(擬似白色発光ダイオード)が最も一般的であるがこれはRa値が60 - 85である。
2013年現在、白色を放つ高輝度LED製造には高価な半導体製造装置と高度な技術が必要とされ、LED照明そのものの生産・販売数が少ないことも量産効果を生まず、高価格である理由の1つとなっている。また、電源回路を必要とし放熱板や配光用のレンズ、散乱パネル等も器具全体を高価格にしている。LED電球については、価格の低廉化がみられるものの、直管蛍光灯形のLED照明や円形蛍光灯のLED照明については、まだ市場規模もLED電球ほど大きくなっておらず、技術的・生産コスト的にも発展途上の市場であり、特にLED電球が白熱電球と比較されるのに対し、蛍光灯との比較となり、価格競争力が弱い。しかしこちらも、価格の低下、発光効率の改善や生産性の改善が進み、従来の蛍光灯からの置き換えが進みつつある。
蛍光体を使用する白色LEDでは、蛍光体はリフレクタによる作られるくぼみなどに充填される。沈降などで発光素子の近くにだけ蛍光体の分子が濃密に分布しないよう均質に分散している必要があり、充填量もどの製品でも等しく正確な量でなければならない。これらが守られないと、製品は色ムラによる不良となる。
フリップチップ実装では、発光素子をサブマウント上にフリップチップ実装した後、サブマウントをパッケージのリードやサブストレートに実装する。ワイヤ・ボンティングはサブマウントに対して行う。発光素子は上下が逆になるため、光はサファイヤ基板を透過して外面に向かう。発光によって熱が生じる活性層はサブマウント近くになるため、バンプを通じての放熱が行いやすい。ただし発光素子をバンプでサブマウントに付ける時に、熱と超音波振動が加えられるために素子や周辺に負担がかかる。 バンプ バンプは金線を使用したワイヤ・ボンディングを利用して作る。トーチで金線の先端を加熱しボールを作る。ボールをキャピラリで発光素子の配線パッド上に押し付け、荷重と超音波、加熱により配線パッドと金線を合金化するとともにバンプを形成する。キャピラリを配線パッドから離し、バンプだけを残す。加熱はバンプ形成では約230°Cである。
張り合わせタイプではフリップチップの素子に似ているが形状が少し異なり、フリップした時に外部を向くサファイヤ層は除かれて反対に基部になる層として導電性基板が貼り付けられる。