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LED白光技术与未来发展方向

LED白光技术与未来发展方向

  • 分类:索菲动态
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  • 发布时间:2011-05-28 12:30
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LED白光技术与未来发展方向

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白光LED是LED產業中最被看好的新興產品,在全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,白光LED在在照明市場的前景備受全球矚目,歐、美及日本等先進國家也投注許多人力,並成立專門的機構推動白光LED研發工作。而目前白光LED的關鍵技術—藍光技術,專利權還掌握在日亞化等少數廠商手中,導致精於量產、降低成本的我國業者切入困難。但技術的演進畢竟是一日千里,將來只要有廠商突破日亞化的專利網,白光LED目前受制於價格的推廣困境,應當能顯著改善,而我國LED廠商也將有無窮的機會。

白光LED的技術概況

所謂白光是多種顏色混合而成的光,以人類眼睛所能見的白光形式至少須兩種光混合,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),目前已商品化的產品僅有二波長藍光單晶片加上YAG黃色螢光粉,在未來較被看好的是三波長光,以無機紫外光晶片加R.G.B三顏色螢光粉,此外有機單層三波長型白光LED也有成本低、製作容易的優點。預計三波長白光LED今年有商品化的機會,未來應用在取代日光燈、U型省電燈炮及LCD背光源等市場,對白光LED的市場成長有很大的幫助。

在技術方面白光LED目前主要分為2種發光方式:目前主要的商品化作法是日亞化(Nichia)以460nm波長的InGaN藍光晶粒塗上一層YAG螢光物質,利用藍光LED照射此一螢光物質以產生與藍光互補的555nm波長黃光,再利用透鏡原理將互補的黃光、藍光予以混合,便可得出內眼所需的白光。第二種是日本住友電工亦開發出以ZnSe為材料的白光LED,不過發光效率較差,但由於目前白光LED市場熱絡,仍呈現供不應由求現象。此外HP、Siemens、Cree Research、EMCORE是其他幾家生產高亮度LED的代表性廠商,對白光LED的開發也頗積極。顯然白光LED開發基礎在藍光技術,目前藍光LED技術以日亞化學領先,且有眾多的專利權,台灣廠商雖積極發展,但目前不易突破,不過許多廠商看好此一市場仍繼續研究中,如國聯光電已開發出藍光LED晶粒,有助未來進軍白光LED應用市場,億光與長庚大學進行共同研究,並陸續出貨下游相關產品。

白光LED的特色 白光LED是最被看好的LED新興產品,其在照明市場的發展潛力值得期待。與白熾鎢絲燈泡及日光燈相比,LED具有體積小(多顆、多種組合)、發熱量低(沒有熱幅射)、耗電量小(低電壓、低電流起動)、壽命長

(1萬小時以上)、反應速度快(可在高頻操作)、環保(耐震、耐衝擊不易破、廢棄物可回收,沒有污染)、可平面封裝易開發成輕薄短小產品等優點,沒有白熾燈泡高耗電、易碎及日光燈廢棄物含汞污染的問題等缺點,是被業界看好在未來10年內,成為替代傳統照明器具的一大潛力商品。

白光LED仍處於初期發展階段,使用壽命上仍待改進,但基本上沒有白熾燈泡、日光燈的缺點。雖然目前商品化並不多,價格過高是未能普及的主要原因,據日本業者估計,LED晶粒成本需由99年的每顆1美元降至0.2美元以下,市場才有更高的接受度。而未來白光LED的應用市場非常廣,包括手電筒、裝飾燈、LCD背光源、汽車內部照明市場、投影燈源等,不過最被看好的市場還是取代白熾鎢絲燈泡及日光燈。

在台灣方面對能源進口的依賴與日本相當,近期更因核四廠興建問題,掀起巨大的政治風波,開發新能源及提高能源使用效率,便成為當前重要的課題。而白光LED發展被寄以厚望,據PIDA預估,若是台灣25%的白熾燈泡及100%的日光燈被白光LED所取代,每年可省下110億度電力,約1座核能電廠每年的發電量。以台灣反核聲浪高漲及其他電廠興建也不易,節約能源可能是短期最有效的方法,而白光LED在照明市場的潛力更是值得期待。

白光LED的應用與市場規模

白光LED與一般照明設備比較,除了省電外還有壽命長、不發熱等優點,對於廢棄物的回收問題,也比現行日光燈少,可說是既安全又環保,目前尚未成熟的只剩價格因素,所以各界對白光LED寄以厚望,有[綠色照明光源]之稱。未來應用領域也非長廣泛,如小型手電筒照明、LCD背光源(汽車、音響儀表板、手機背光板)、交通號誌及指示板、室內照明、船、飛機、汽車內照明等。

在照明市場方面,根據Frost & Sullivan的預估,2000年白熾燈泡及日光燈的全球市場規模約為43億美元,每年成長率約為5%,是2000年全球可見光LED市場規模的2.5倍左右,因此照明市場的發展空間頗大。再根據Reed Electronics Research統計,99年全球白光LED市場有8800萬美元的市場,估計2000年將可成長至1.18億美元的規模,未來3年均將保持40%左右的成長速度,在2003年可達到2.7億美元的市場規模。未來在白光LED成本進一步降低、照明應用領域陸續開發的情形下,白光LED估計從2004年開始,還會有更為可觀的市場規模突破,顯示此一產品具有相當大的市場爆發力。(電子時報)

白光LED未來研發動向

未來白光LED在技術上有朝三波長全彩發展的趨勢,在亮度上目前每瓦15流明,未來目標是達到每瓦50流明;在價格上現階段每個20元台幣,未來目標降至5元台幣;因此三波長全彩、高流明、低成本是白光LED的發展趨勢,目前全球大廠也積極努力中,預估在2010年前可達成此目標。

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