LED元件與產業概況

　　現今科技進步帶動
LED
應用更為多元，從傳統的顯示訊號燈發展、至隨處可見的一般室內照明，路燈照明，商業工業應用照明等。以節能減碳為前提下，尋找高效率光源一直都是各國努力之目標。直到
LED
光源的出現，大量地取代過去發光效率較低的傳統光源，並確實運用在各式各樣的產業。LED
發光效率提升，製造成本與
LED
燈具價格下滑，使得
LED
應用於照明對消費者而言不再是高不可攀的一項選擇。

　　本書著重於
LED
的製作和產業發展環境介紹，儘量避免提及艱深理論，並由LED產業概況、光電半導體元件、LED
照明產品設計與應用與產品發展趨勢作通盤解析，使讀者能從中掌握產業動向。各單元文末皆附
LED
工程師鑑定考題，讓讀者從中順利掌握命題趨勢。


本書特色

　　對於
LED
的產業發展而言，LED
的未來取決於下列幾點：

　　1. LED
發光效率提升

　　LED
元件技術發展速度快，短短幾年已成為最受期待的下一世代光源。高發光效率為
LED
元件擴張應用市場的重要切入點，LED元件發光效率持續快速提升中。當
LED
元件技術增進，產品更迭速度將更為快速，技術落後即被市場淘汰。

　　元件成本下滑，將帶動
LED
照明燈具終端價格降低，在
LED
照明走向終端通路且面臨市場上價格競爭激烈挑戰下，LED
照明燈具市場滲透率可望持續提升。

　　2. LED
技術研發方向由高效率化轉為低成本化　

　　LED
元件發光效率提升，帶動每千流明價格下滑。參考美國
DOE於
2011
年
5
月公佈之固態照明發展年度計劃，如圖
12
所示，DOE
擬定
2015
年冷白光
LED
元件發光效率提升至
224
lm/w，價格下滑至每千流明
2
美元，暖白光則為發光效率提升至
202
lm/w，價格下滑至每千流明
2.2
美元。未來
LED
照明產品除了發光效率持續的提升，將更著重在低成本化的技術研發。

　　3. 模組化晶片的開發

　　為了配合高光通量的要求，2000
年推出第一代的
LED
功率晶片面積為
40
mil×40
mil，由於面積大的緣故，其光通量雖然高，但是發光效率卻不佳。2003
年，有業者開發出串聯式
LED
功率晶片，其優點為發光效率佳，而且由於
LED
是串聯的，所以其驅動電壓為所有
LED
驅動電壓的總合，其缺點為製程較複雜。另一方面，為了讓
LED
功率晶
片可以在
AC
的供電環境下使用，也有幾個研發團隊提出
AC LED
功率晶片的構想和作法。

　　4. 高演色性
LED

　　無論是照明用的
LED
燈還是
LCD
顯示器用的
LED
背光模組，都需要良好演色性的光源以呈現豐富的色彩。LED
光源的
CRI
值要大於90%才比較理想。RGB LED
光源的
CRI
雖然可以達到
90%，但是並不適用於照明用的
LED
燈。因此，未來必須開發高
CRI
值之照明
LED燈，在此其中，螢光粉和
UV LED（紫外光
LED）就會扮演重要的角色。

　　5. 高等
LED
製程技術的成熟和普及

　　此處所指之高等
LED
製程技術包含:

　　(1)
覆晶（flip-chip）技術

　　(2)
雷射剝離（laser liftoff）技術

　　(3)
電鍍（electroplating）技術

　　這
3
種技術為目前製作
LED
功率晶片常用的製程技術，具有高光通量和高導熱係數，操作穩定性高。隨著製程技術的成熟，利用該技術製作之
LED
功率晶片會愈來愈普及。本書將針對上述特點一一進行討論，以期讓讀者對未來產業發展更有通盤性了解。

作者簡介

陳隆建

學歷：

　　清華大學電機工程研究所博士

經歷：

　　台北科技大學光電工程系
助理教授

　　台北科技大學光電工程系
副教授

現職：

　　台北科技大學光電工程系/所
教授