LED的现状与未来发展课件

白光LED-愛迪生時代的結束PRESENTBY:Kay1白光LEDPRESENTBY:Kay1發光原理2發光原理2LED發光原理LED(LightingEmittingDiode)

利用p型材質(電洞)及n型材質(電子)，通入順向電壓，電子與電洞於pn接面結合而產生光。3LED發光原理LED(LightingEmittingLED的分類一般短波長紅外光

高亮度長波長紅外光可見光不可見光LED波長450~780nm光波長850~1550nm850~950nm850~950nm4LED的分類一般短波長紅外光高亮度長波長紅外光可見光不可見白光LED技術概況1993年GaN系藍光LED被開發出來，白光LED才成為實際可行的產品。所謂白光是多種顏色混合而成的光，如二波長光(藍色光+黃色光)或三波長光(藍色光+綠色光+紅色光)白光LED開發基礎在於藍光技術，目前在藍光LED技術方面以日亞化學領先。5白光LED技術概況1993年GaN系藍光LED被開發出來，白白光LED種類白光LED-SMD型-Leaded型二波長型三波長型單晶粒藍ZnSe+基板藍InGaN+YAG雙晶粒藍InGaN+黃綠琥GaP單晶粒多晶粒紫外光Chip+紅藍綠螢光體紅藍綠光1ChipLED紅藍綠光LED3Chip組成6白光LED種類白光LED二波三波單晶粒藍ZnSe+基板藍InYAGPhosphorforWhiteLED

藍光激發螢光粉可藉由調整成份改變白光LED的色溫以紫外光激發紅藍色綠三色螢光粉單晶粒藍光LED7YAGPhosphorforWhiteLED單晶粒藍R.G.B三色組合白光

8R.G.B三色組合白光8

白光LED製造方式之優缺點白光產生方式優點缺點單晶粒藍光LED+YAG單一晶粒產生白光，成本低，電子迴路設計簡單螢光粉使其發光效率低白色光不夠均勻演色性不佳螢光粉材料不易尋找紫外光LED

+螢光材料螢光粉材質容易尋找可使用轉換效率高於YAG的螢光材料，發光效率有提高空間演色性佳發光效率低封裝材料被紫外光照射易產生老化限於螢光粉塗佈，使白色光不夠均勻多晶粒紅、綠、藍三色光組合發光效率較高可動態調整色溫演色性佳ColorGamut範圍大顏色自然三晶粒各別的電子迴路設計提高成本高近距離混色性不佳三原色LED發光效率不均ZnSe藍光LED+ZnSe基板單一晶粒產生成本低低驅動電壓(2.7V)不需使用螢光粉發光效率較GaN系50%壽命短，僅8,000小時9白光LED製造方式之優缺點白光產生方式優點缺點單晶粒藍光白光LED專利分析產品研發期產品推入期10白光LED專利分析產品研發期產品推入期10因應專利策略1.異議舉發使授與之專利權失其效用2.迴避設計3.技術創新4.策略聯盟：為了降低研發成本、互相利用專利權與取得規格制定權Ex:Emcore/GELightingAgilent/PhilipsLighting11因應專利策略1.異議舉發使授與之專利權失其效用11各種白色光源特性比較全光束（lm）發光效率（lm/W）演色性（CRI）光衰值（%）壽命（Hours）白熾燈泡(100W)1,75017100~0750螢光燈(40W)3,2008073-20,000緊湊型螢光燈(40W)1,2006069-10,000鹵素燈泡(100W)2,50023100~02,000白光ＬＥＤ(5mm)~1~20~853510,000~100,00012各種白色光源特性比較全光束（lm）發光效率（lm/W）演色性地區＼條件·效益條件能源節約降低二氧化碳排放美國55％白熾燈及55％日光燈被白光LED取代每年節省350億美元電費。每年減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100％白熾燈被白光LED取代可減少1-2座核電廠發電量。每年節省10億公升以上的原油消耗。臺灣25％白熾燈及100％日光燈被白光LED取代節省110億度電，約合1座核電廠發電量。每年可節省五億公升的原油消耗。綠色趨勢13地區＼條件·效益條件能源節約降低二氧化碳排放美國55％白熾燈產業價值鏈LED的產業結構可以按照製程分為：

1.上游的磊晶片形成

2.中游的晶粒製作

3.下游封裝成各式各樣應用產品14產業價值鏈LED的產業結構可以按照製程分為：14產業現況主要材料材料來源產品廠商上游單晶片100%國外進口磊晶片國聯、鼎元、信越、晶元、全新中游磊晶片90%國外進口晶粒光磊、鼎元、國聯、台科、漢光下游晶粒98%國內供應燈泡型、數字/字元型、表面黏著型及點矩陣型等LED光寶、億元、興華、東具、今台、華興、佰鴻樹脂、導線架、模具100%國內供應金線、銀膠100%國外進口應用燈泡型、數字顯示、表面黏著及點矩陣LED主要由國內供應大型看板、第三剎車燈、交通號誌、背光源、IrDA、遙控模組瑩寶、光磊、國聯、恒嘉、華興、東貝、新眾、台灣松下15產業現況主要材料材料來源產品廠商上游單晶片100%產業動態技術創新迴避專利策略聯盟主動提起專利訴訟開發利基市場Nichia幾乎獨佔白光LED市場設置藍色LED生產及電極構造眾多基本專利的進入障礙，堅持不對外提供授權Nichia白光LED寡佔的瓦解

歐美台韓廠商紛紛搶進LED市場與發光效率提高所引發的價格與性能競爭。2001年

以後16產業動態技術創新迴避專利策略聯盟主動提起專利訴訟開發利基市場日本廠商產業動態日本為全球LED產業(含白光)最大產國，其動向幾乎為LED業者的觀測指標。Citizen-世界第一大生產SMDLEDs製造商Matsushita(松下)Nichia(日亞)-藍光LED領導廠商ToyotaGosei(豐田合成)17日本廠商產業動態日本為全球LED產業(含白光)最大產國，17照明大廠強大銷售網路品牌知名度照明、螢光體技術光電半導體大廠GaN-based領域優異的材料、製程、設備歐美廠商產業動態結合18照明大廠光電半導體大廠歐美廠商產業動態結合18產業SWOT分析優勢1.具有上中下游的完整架構2.已具規模經濟劣勢1.國內無法掌握LED專利權2.磊晶技術取得不易機會1.可發展高毛利產品2.各種新應用的產品不斷推出帶動需求3.專利權問題的突破威脅1.美、日、歐盟各國在白光LED照明產業的發展積極且有明顯的計畫資料來源:光電科技工業協進會/本組整理

19產業SWOT分析優勢劣勢機會威脅資料來源:光電科技工業協進產業關鍵成功因素白光LED主流規格技術領先發光效率提高產品創新專利保護避開日亞專利成本下降價格下跌大量生產關鍵零組件掌握市場趨勢掌握照明廠策略聯盟背光源模組開發20產業關鍵成功因素白光LED技術領先專利保護成本下降關鍵零組件高亮度LED21高亮度LED21LED應用市場22LED應用市場22發光二極體產值我國發光二極體(LED)產值200220032004成長率備註市場總產值(NT億元)235303

38126%占全球總產值的24%，僅次於日本的47%，居世界第二大供給國29%26%23發光二極體產值我國發光二極200220032004成長率備註背光源通訊產品顯示器市場來電指示燈（CallIndicator）1顆螢幕背光源（Backlight）2~4顆按鍵背光源（Keypad）8~10顆戶外大型全彩螢幕手機PDA:取代CCFL（8顆）數位相機（6顆）手機用閃光燈3~4顆24背光源通訊產品顯示器市場來電指示燈（CallIndicat白光應用於背光源市場規模200020012002200320042005CAGR手機447015530741251766.3%其他應用7010814517520521925.5%數位相機00.642.26.31633168%PDA00.430.723.81434198.2%合計10417930349264780351.4%25白光應用於背光源市場規模20002001200220032起源於1998年，做為閱讀燈用充作儀表板、面板等照明燈（約60～100顆光源/每台車)，取代中型液晶顯示器(10吋以下)市場，HP及Osram為主要提供者車用市場LED耐機械衝撞及

振動力強：產品壽命長LED光源反應速度快LED體積小26起源於1998年，做為閱讀燈用車用市場LED耐機械衝撞及

白光LED效率預測分析圖資料來源：工研院光電所27白光LED效率預測分析圖資料來源：工研院光電所27白熾燈泡白光LED2000年75wattsx17lm/w=1275lumen發光效能：15lm/w885～1000顆2000年價格0.65美元/單位0.7美元/單位x885顆=620美元2005年75wattsx17lm/w=1275lumen發光效能：50lm/w320～340顆2005年價格0.65美元/單位0.1美元/單位x340顆=34美元產品價格分析100倍50倍28白熾燈泡白光LED2000年75wattsx17lm/w=白光LED應用發展趨勢資料來源：工研院IEK-ITIS計畫29白光LED應用發展趨勢資料來源：工研院IEK-ITIS計畫2結論與建議新世紀照明主流是高亮度白光LED的終極目標30結論與建議新世紀照明主流是高亮度白光LED的終極目標30演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！白光LED-愛迪生時代的結束PRESENTBY:Kay32白光LEDPRESENTBY:Kay1發光原理33發光原理2LED發光原理LED(LightingEmittingDiode)

利用p型材質(電洞)及n型材質(電子)，通入順向電壓，電子與電洞於pn接面結合而產生光。34LED發光原理LED(LightingEmittingLED的分類一般短波長紅外光

高亮度長波長紅外光可見光不可見光LED波長450~780nm光波長850~1550nm850~950nm850~950nm35LED的分類一般短波長紅外光高亮度長波長紅外光可見光不可見白光LED技術概況1993年GaN系藍光LED被開發出來，白光LED才成為實際可行的產品。所謂白光是多種顏色混合而成的光，如二波長光(藍色光+黃色光)或三波長光(藍色光+綠色光+紅色光)白光LED開發基礎在於藍光技術，目前在藍光LED技術方面以日亞化學領先。36白光LED技術概況1993年GaN系藍光LED被開發出來，白白光LED種類白光LED-SMD型-Leaded型二波長型三波長型單晶粒藍ZnSe+基板藍InGaN+YAG雙晶粒藍InGaN+黃綠琥GaP單晶粒多晶粒紫外光Chip+紅藍綠螢光體紅藍綠光1ChipLED紅藍綠光LED3Chip組成37白光LED種類白光LED二波三波單晶粒藍ZnSe+基板藍InYAGPhosphorforWhiteLED

藍光激發螢光粉可藉由調整成份改變白光LED的色溫以紫外光激發紅藍色綠三色螢光粉單晶粒藍光LED38YAGPhosphorforWhiteLED單晶粒藍R.G.B三色組合白光

39R.G.B三色組合白光8

白光LED製造方式之優缺點白光產生方式優點缺點單晶粒藍光LED+YAG單一晶粒產生白光，成本低，電子迴路設計簡單螢光粉使其發光效率低白色光不夠均勻演色性不佳螢光粉材料不易尋找紫外光LED

+螢光材料螢光粉材質容易尋找可使用轉換效率高於YAG的螢光材料，發光效率有提高空間演色性佳發光效率低封裝材料被紫外光照射易產生老化限於螢光粉塗佈，使白色光不夠均勻多晶粒紅、綠、藍三色光組合發光效率較高可動態調整色溫演色性佳ColorGamut範圍大顏色自然三晶粒各別的電子迴路設計提高成本高近距離混色性不佳三原色LED發光效率不均ZnSe藍光LED+ZnSe基板單一晶粒產生成本低低驅動電壓(2.7V)不需使用螢光粉發光效率較GaN系50%壽命短，僅8,000小時40白光LED製造方式之優缺點白光產生方式優點缺點單晶粒藍光白光LED專利分析產品研發期產品推入期41白光LED專利分析產品研發期產品推入期10因應專利策略1.異議舉發使授與之專利權失其效用2.迴避設計3.技術創新4.策略聯盟：為了降低研發成本、互相利用專利權與取得規格制定權Ex:Emcore/GELightingAgilent/PhilipsLighting42因應專利策略1.異議舉發使授與之專利權失其效用11各種白色光源特性比較全光束（lm）發光效率（lm/W）演色性（CRI）光衰值（%）壽命（Hours）白熾燈泡(100W)1,75017100~0750螢光燈(40W)3,2008073-20,000緊湊型螢光燈(40W)1,2006069-10,000鹵素燈泡(100W)2,50023100~02,000白光ＬＥＤ(5mm)~1~20~853510,000~100,00043各種白色光源特性比較全光束（lm）發光效率（lm/W）演色性地區＼條件·效益條件能源節約降低二氧化碳排放美國55％白熾燈及55％日光燈被白光LED取代每年節省350億美元電費。每年減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100％白熾燈被白光LED取代可減少1-2座核電廠發電量。每年節省10億公升以上的原油消耗。臺灣25％白熾燈及100％日光燈被白光LED取代節省110億度電，約合1座核電廠發電量。每年可節省五億公升的原油消耗。綠色趨勢44地區＼條件·效益條件能源節約降低二氧化碳排放美國55％白熾燈產業價值鏈LED的產業結構可以按照製程分為：

1.上游的磊晶片形成

2.中游的晶粒製作

3.下游封裝成各式各樣應用產品45產業價值鏈LED的產業結構可以按照製程分為：14產業現況主要材料材料來源產品廠商上游單晶片100%國外進口磊晶片國聯、鼎元、信越、晶元、全新中游磊晶片90%國外進口晶粒光磊、鼎元、國聯、台科、漢光下游晶粒98%國內供應燈泡型、數字/字元型、表面黏著型及點矩陣型等LED光寶、億元、興華、東具、今台、華興、佰鴻樹脂、導線架、模具100%國內供應金線、銀膠100%國外進口應用燈泡型、數字顯示、表面黏著及點矩陣LED主要由國內供應大型看板、第三剎車燈、交通號誌、背光源、IrDA、遙控模組瑩寶、光磊、國聯、恒嘉、華興、東貝、新眾、台灣松下46產業現況主要材料材料來源產品廠商上游單晶片100%產業動態技術創新迴避專利策略聯盟主動提起專利訴訟開發利基市場Nichia幾乎獨佔白光LED市場設置藍色LED生產及電極構造眾多基本專利的進入障礙，堅持不對外提供授權Nichia白光LED寡佔的瓦解

歐美台韓廠商紛紛搶進LED市場與發光效率提高所引發的價格與性能競爭。2001年

以後47產業動態技術創新迴避專利策略聯盟主動提起專利訴訟開發利基市場日本廠商產業動態日本為全球LED產業(含白光)最大產國，其動向幾乎為LED業者的觀測指標。Citizen-世界第一大生產SMDLEDs製造商Matsushita(松下)Nichia(日亞)-藍光LED領導廠商ToyotaGosei(豐田合成)48日本廠商產業動態日本為全球LED產業(含白光)最大產國，17照明大廠強大銷售網路品牌知名度照明、螢光體技術光電半導體大廠GaN-based領域優異的材料、製程、設備歐美廠商產業動態結合49照明大廠光電半導體大廠歐美廠商產業動態結合18產業SWOT分析優勢1.具有上中下游的完整架構2.已具規模經濟劣勢1.國內無法掌握LED專利權2.磊晶技術取得不易機會1.可發展高毛利產品2.各種新應用的產品不斷推出帶動需求3.專利權問題的突破威脅1.美、日、歐盟各國在白光LED照明產業的發展積極且有明顯的計畫資料來源:光電科技工業協進會/本組整理

50產業SWOT分析優勢劣勢機會威脅資料來源:光電科技工業協進產業關鍵成功因素白光LED主流規格技術領先發光效率提高產品創新專利保護避開日亞專利成本下降價格下跌大量生產關鍵零組件掌握市場趨勢掌握照明廠策略聯盟背光源模組開發51產業關鍵成功因素白光LED技術領先專利保護成本下降關鍵零組件高亮度LED52高亮度LED21LED應用市場53LED應用市場22發光二極體產值我國發光二極體(LED)產值200220032004成長率備註市場總產值(NT億元)235303

38126%占全球總產值的24%，僅次於日本的47%，居世界第二大供給國29%26%54發光二極體產值我國發光二極200220032004成長率備註背光源通訊產品顯示器市場來電指示燈（CallIndicator）1顆螢幕背光源（Backlight）2~4顆按鍵背光源（Keypad）8~10顆戶外大型全彩螢幕手機PDA:取代CCFL（8顆）數位相機（6顆）手機用閃光燈3~4顆55背光源通訊