白光LED的技術(shù)概況
　　自從出現(xiàn)發(fā)光二極管LED以來(lái)，人們一直在努力追求實(shí)現(xiàn)固體光源，隨著發(fā)光二極管LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新型材料（氮化物晶體和熒光粉）的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，使發(fā)白色光的LED半導(dǎo)體固體光源性能不斷完善并進(jìn)入實(shí)用階段。白光LED的出現(xiàn)，使高亮度LED應(yīng)用領(lǐng)域跨足至高效率照明光源市場(chǎng)。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類繼愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈泡之后，最偉大的發(fā)明之一。所謂白光是多種顏色混合而成的光，以人類眼睛所能見(jiàn)的白光形式至少須兩種光混合，如二波長(zhǎng)光(藍(lán)色光+黃色光)或三波長(zhǎng)光(藍(lán)色光+綠色光+紅色光)，目前已商品化的產(chǎn)品僅有二波長(zhǎng)藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉，在未來(lái)較被看好的是三波長(zhǎng)　光，以無(wú)機(jī)紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉，此外有機(jī)單層三波長(zhǎng)型白光LED也有成本低、制作容易的優(yōu)點(diǎn)。預(yù)計(jì)三波長(zhǎng)白光LED今年有商品化的機(jī)機(jī)會(huì)，未來(lái)應(yīng)用在取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LCD背光源等市場(chǎng)，對(duì)白光LED的市場(chǎng)成長(zhǎng)有很大的幫助。
　　在技術(shù)方面白光LED目前主要分為兩種發(fā)光方式:目前主要的商品化作法是日亞化學(xué)(Nichia)以460nm波長(zhǎng)的InGaN藍(lán)光晶粒涂上一層YAG熒光物質(zhì)，利用藍(lán)光LED照射此一熒光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長(zhǎng)黃光，再利用透鏡原理將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。白光LED開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)在于藍(lán)光技術(shù)，目前在藍(lán)光LED技術(shù)方面仍以日亞化學(xué)領(lǐng)先，擁有眾多專利權(quán)。第二種是日本住友電工亦開(kāi)發(fā)出以ZnSe為材料的白光LED，不過(guò)發(fā)光效率較差，但由于目前白光LED市場(chǎng)熱銷，仍呈現(xiàn)供不應(yīng)由求現(xiàn)象。
業(yè)界概況
　　在LED業(yè)者中，日亞化學(xué)是最早運(yùn)用上述技術(shù)工藝研發(fā)出不同波長(zhǎng)的高亮度LED，以及藍(lán)紫光半導(dǎo)體激光（Laser Diode；LD），是業(yè)界握有藍(lán)光LED專利權(quán)的重量級(jí)業(yè)者。在日亞化學(xué)取得蘭色LED生產(chǎn)及電極構(gòu)造等眾多基本專利后，堅(jiān)持不對(duì)外提供授權(quán)，僅采自行生產(chǎn)策略，意圖獨(dú)占市場(chǎng)，使得藍(lán)光LED價(jià)格高昂。但其他已具備生產(chǎn)能力的業(yè)者相當(dāng)不以為然，部分日系LED業(yè)者認(rèn)為，日亞化工的策略，將使日本在藍(lán)光及白光LED競(jìng)爭(zhēng)中，逐步被歐美及其他國(guó)家的LED業(yè)者搶得先機(jī)，屆時(shí)將對(duì)整體日本LED產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重傷害。因此許多業(yè)者便千方百計(jì)進(jìn)行藍(lán)光LED的研發(fā)生產(chǎn)。目前除日亞化學(xué)和住友電工外，還有豐田合成、羅沐、東芝和夏普，美商Cree，全球3大照明廠奇異、飛利浦、歐司朗以及HP、Siemens、Research、EMCORE等都投入了該產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，對(duì)促進(jìn)白光LED產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化方面起到了積極的促進(jìn)作用。
白光LED的特色
　　白光LED是最被看好的LED新興產(chǎn)品，其在照明市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿χ档闷诖?。與白熾鎢絲燈泡及熒光燈相比，LED具有體積小(多顆、多種組合)、發(fā)熱量低(沒(méi)有熱幅射)、耗電量小(低電壓、低電流起動(dòng))、壽命長(zhǎng)(1萬(wàn)小時(shí)以上)、反應(yīng)速度快(可在高頻*作)、環(huán)保(耐震、耐沖擊不易破、廢棄物可回收，沒(méi)有污染)、可平面封裝易開(kāi)發(fā)成輕薄短小產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有白熾燈泡高耗電、易碎及日光燈廢棄物含汞污染的問(wèn)題等缺點(diǎn)，是被業(yè)界看好在未來(lái)10年內(nèi)，成為替代傳統(tǒng)照明器具的一大潛力商品。
表一:白光LED與現(xiàn)行照明設(shè)備比較
照明方式 特點(diǎn)
白光LED 具有發(fā)熱量低、耗電量少（白熾燈泡的八分之一，熒光燈泡的二分之一）、壽命長(zhǎng)（數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，是熒光燈的10倍）、反應(yīng)速度快、體積小可平面封裝等優(yōu)點(diǎn)，易開(kāi)發(fā)成輕薄短小的產(chǎn)品，是被業(yè)界看好在未來(lái)10年內(nèi)，成為替代傳統(tǒng)照明器具的一潛力商品。
熒光燈 熒光燈省電，但廢棄物有汞污染、易碎等問(wèn)題。
白熾鎢絲燈泡 低效率、高耗電、壽命短、易碎。

　　目前白光LED仍處于初期發(fā)展階段，在使用壽命上仍待改進(jìn)，但基本上沒(méi)有白熾燈泡、熒光燈的缺點(diǎn)，價(jià)格過(guò)高是未能普及的主要原因。據(jù)日本業(yè)者估計(jì)，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(chǎng)才有更高的接受度。未來(lái)白光LED的應(yīng)用市場(chǎng)將非常廣泛，包括手電筒、裝飾燈、LCD背光源、汽車內(nèi)部照明市場(chǎng)、投影燈源等，不過(guò)最被看好的市場(chǎng)以及最大的市場(chǎng)還是取代白熾鎢絲燈泡及熒光燈。
表二:白光LED照明效益分析
地區(qū)＼條件·效益 條件 能源節(jié)約 降低二氧化碳排放
美國(guó) 55％白熾燈及55％日光燈被白光LED取代 每年節(jié)省350億美元電費(fèi)。 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(fā)電量。 每年節(jié)省10億公升以上的原油消耗。
臺(tái)灣 25％白熾燈及100％日光燈被白光LED取代 節(jié)省110億度電，約合1座核電廠發(fā)電量。

表二所示是對(duì)白光市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益預(yù)測(cè)，對(duì)于十分依賴能源進(jìn)口的國(guó)家如日本，發(fā)展白光LED在照明市場(chǎng)取代部份傳統(tǒng)照明器具是一項(xiàng)極有價(jià)價(jià)值的計(jì)劃，若是其100％的白熾燈泡被白光LED所取代，則每年可省下相當(dāng)于1～2座發(fā)電廠的發(fā)電量。間接減少大約10億公升的耗油量，而發(fā)電過(guò)程中排放的二氧化碳也會(huì)減少，抑制地球的溫室效應(yīng)擴(kuò)散，因此在日本對(duì)白光LED的研發(fā)有著及其重要的作用和地位，日本通產(chǎn)省早在1998年就主導(dǎo)編制了「21世紀(jì)光計(jì)劃」，針對(duì)新世紀(jì)照明用LED光源進(jìn)行實(shí)用化研究。
白光LED的應(yīng)用與市場(chǎng)規(guī)模新世紀(jì)照明主流是高亮度白光LED的終極目標(biāo)。對(duì)白光LED而言，照明替換市場(chǎng)是相當(dāng)有潛力的。過(guò)去常規(guī)LED只能在產(chǎn)品上充當(dāng)指示燈號(hào)，而今隨著技術(shù)進(jìn)步、亮度提升，高亮度白光LED正一步步進(jìn)軍潛力龐大無(wú)比的燈光照明市場(chǎng)。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全球照明市場(chǎng)的年均成長(zhǎng)率約為5.5％，2000年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)45億美元，是可見(jiàn)光LED的2倍以上。若以每年白光LED發(fā)光效率平均成長(zhǎng)60％的速度開(kāi)發(fā)下去，要達(dá)到大型化、低價(jià)化、使用壽命長(zhǎng)的照明用光源并非不可能。業(yè)界一般認(rèn)為，白光LED照明市場(chǎng)可望在2010年左右趨于成熟。目前日亞化工、豐田合成、SONY、住友電工等業(yè)者都已有初步的照明產(chǎn)品問(wèn)世，唯因價(jià)格與常規(guī)燈泡相比仍有很大的差距。預(yù)計(jì)未來(lái)10年內(nèi)，高亮度LED對(duì)全球照明工業(yè)將造成巨大的沖擊。正因?yàn)榇?，各界都?duì)白光LED寄以厚望，有[綠色照明光源]之稱。
表三:白光LED市場(chǎng)概況 單位：百萬(wàn)美元
年份 1998 1999 2000 2001 2002 2003
汽車用 10 13 18 23 31 41
電腦用 13 16 21 28 37 49
民用 19 24 32 42 55 73
工業(yè)用 6 8 11 14 18 24
軍事/天文用 6 7 9 12 16 22
通訊用 13 17 22 30 39 51
其他 3 4 5 6 8 11
總計(jì) 70 88 118 156 204 270
資料來(lái)源：ReedElectronicsResearch，1999/7
　　在照明市場(chǎng)方面，根據(jù)Reed Electronics Research統(tǒng)計(jì)，99年全球白光LED市場(chǎng)有8800萬(wàn)美元的市場(chǎng)，估計(jì)2000年將可成長(zhǎng)至1.18億美元的規(guī)模，未來(lái)3年均將保持40％左右的成長(zhǎng)速度，在2003年可達(dá)到2.7億美元的市場(chǎng)規(guī)規(guī)模。未來(lái)在白光LED成本進(jìn)一步降低、照明應(yīng)用領(lǐng)域陸續(xù)開(kāi)發(fā)的情形下，預(yù)計(jì)白光LED從2004年開(kāi)始，還會(huì)有更為可觀的市場(chǎng)規(guī)模突破，顯示出此一產(chǎn)品具有相當(dāng)大的市場(chǎng)爆發(fā)力。
　　另外，車用市場(chǎng)亦將是白光LED的高成長(zhǎng)領(lǐng)域。以2000年全球新車市場(chǎng)需求約5,300萬(wàn)臺(tái)計(jì)算，每輛汽車內(nèi)裝約100顆LED，用于儀表板、空調(diào)音響面板等照明燈、后座閱讀燈等用途，則可得出車用LED市場(chǎng)年需求約為53億顆。當(dāng)前車用LED市場(chǎng)主要由HP及Osram Opto占有大部分，其他加入業(yè)者有Siemens等。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
未來(lái)白光LED在技術(shù)上有朝三波長(zhǎng)全彩發(fā)展的趨勢(shì)，在亮度上目前每瓦15流明，未來(lái)目標(biāo)是達(dá)到每瓦50流明；在價(jià)格上現(xiàn)階段每個(gè)20元臺(tái)幣，未來(lái)目標(biāo)降至5元臺(tái)幣；因此三波長(zhǎng)全彩、高流明、低成本是白光LED的發(fā)展趨勢(shì)，目前全球大廠也積極努力中，預(yù)估在2010年前可達(dá)成此目標(biāo)。

表四:白光LED未來(lái)研發(fā)動(dòng)向
發(fā)展方向 目前指標(biāo) 研發(fā)目標(biāo)
提高光效率 15 lm/W 100 lm/W
1．GaN無(wú)機(jī)UV—LED短波激發(fā)光源研發(fā) 460 nm 254 nm
2．外部能量轉(zhuǎn)換效率研發(fā) 10% 40%
3．高熒光材料能量轉(zhuǎn)換效率研發(fā) 60% 90%
降低成本 2 lm/$ 2000 lm/$
1．無(wú)機(jī)LED晶體成本 1個(gè)/$ 0．2個(gè)/$
2．高*作功率技術(shù)研發(fā)