LED光源主要優勢

　　LED的發光原理是利用半導體中的電子和電洞結合而發出光子，不同于燈泡需要在3000度以上的高溫下操作，也不必像日光燈需使用高電壓激發電子束，LED和一般的電子組件相同，只需要2～4伏特(V)的電壓，在常溫下就可以正常動作，因此其壽命也比傳統光源來得更長，可達10萬小時以上(目前產業化的國外可達3~5萬小時)。

　　白熾燈的發光效率是8--15 lm/ W左右，普通T-8鹵素熒光燈光效可達40 lm/ W，T-5高效熒光燈可以達到80 lm/ W，LED光效可達200lm/w，LED還有毫秒級的通斷時間，這也是一般應用光源無法達到的。

　　LED所發出的顏色，主要是取決于電子與電洞結合所釋放出來的能量高低，也就是由所用的半導體材料的能隙所決定。同一種材料的波長都很接近，因此每一顆LED的光色都很純正，與傳統光源都混有多種顏色相比，LED可說是一種數字化的光源。

　　LED芯片大小可以因用途而隨意切割，常用的大小為0.3～1mm左右，跟傳統的燈泡或日光燈相比，體積相對小得多。為了使用方便，LED通常都使用樹脂包裝，做成5mm左右的各種形狀，十分堅固耐震。

 LED手機市場前景

　　就手機上應用LED來說，主要可分為四大類，第一類為來電指示燈，約使用1顆；第二類是手機附數字相機可搭配閃光燈，約使用一顆；第三類為屏幕背光源約使用2-6顆，第四類為按鍵背光源約使用6-10顆，所以一共加起來最少約要10~12顆LED，而最高階的機種可能會達到19~20顆LED，可見手機對LED產業的貢獻度。

　　從全球銷售額來看，2005年手機市場占比高達62%，從量上看，手機市場占比也達18%，手機市場當之無愧是推動LED產業的第一波浪潮。盡管手機市場仍在增長，但增長日趨緩慢；另一方面，各種新型具有多種附加功能的手機越來越多，手機功耗大，對手機節能的要求越來越強烈，這將推動能耗更低的OLED面板對TFT LCD面板的替代，而OLED是主動發光，不需要背光，對LED的需求趨降。

　　綜合來看，手機市場目前仍是LED的主要市場，但手機市場的影響力在下降，LED成長需要新的應用市場的推動，白光LED進入一般通用照明市場預計2010后才會真正來臨，現階段有兩個“整裝”市場潛力大—筆記本、液晶顯示器及液晶電視的背光與汽車內飾背光及前后燈市場。

LED背光技術領先優勢

LED NB及液晶電視背光市場前景

　  LED背光技術領先優勢

　　LED作為LCD的背光源，與傳統背光技術相比，除了在色域范圍的優勢外，還有很多獨特的優點，歸納為十個方面：

　　節能。目前，照明消耗約占整個電力消耗的20%，同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，熒光燈管的二分之一。美國、日本等國家和臺灣地區對LED照明效益進行了預測，美國55%白熾燈及55%的日光燈被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%白熾燈換成LED，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；臺灣地區25%白熾燈及100%的日光燈被白光LED取代，每年節省110億度電。

　　LED背光源有更好的色域。其色彩表現力強于CCFL背光源，可對顯示色彩數量不足的液晶技術起到很好的彌補作用，色彩還原好；LED的使用壽命可長達10萬小時。即使每天連續使用10個小時，也可以連續用上27年，大大延長了液晶電視的使用壽命，可獲得對等離子技術壓倒性的優勢；亮度調整范圍大。實現LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一個門檻。因此，無論在明亮的戶外還是全黑的室內，用戶都很容易把顯示設備的亮度調整到最悅目的狀態；完美的運動圖像。傳統CCFL燈管的閃爍發光頻率較低，表現動態場景可能產生畫面跳動。

　　LED背光可以靈活調整發光頻率，而且頻率大大高于CCFL，因此能完美地呈現運動畫面；實時色彩管理。由于紅綠藍3色獨立發光，容易精確控制目前的顯示色彩特性；可以調整的背光白平衡，同時保證整體對比度。當用戶的視頻源在計算機和DVD機間切換時，可以輕松在9600K和6500K間調整白平衡，而且不會犧牲亮度和對比度；可以為大尺寸屏幕提供連續面陣光源。LED是一種平面狀光源，最基本的發光單元是3～5mm邊長的正方形封裝后，極容易組合在一起成為既定面積的面光源，具有很好的亮度均勻性，如果作為液晶電視的背光源，所需的輔助光學組件可以做得非常簡單，屏幕亮度均勻性更為出色；安全。LED使用的是5～24V的低壓電源，十分安全，供電模塊的設計也頗為簡單；環保。LED光源沒有任何射線產生，也沒有水銀之類的有毒物質，可謂是綠色環保光源；抗震。平面狀結構讓LED擁有穩固的內部結構，抗震性能很出色。

　　在液晶顯示器已經成為主流顯示器的今天，LED背光源憑借其獨特、壓倒性的優勢，逐漸顯示出強大的應用前景。

LED背光源現在存在的問題

　　LED背光技術就象許多新型技術一樣擁有許多誘人的優點，但LED要想占據大尺寸LCD背光源的主流，目前還需要解決一些技術難點。通過表的對比，我們已經發現LED在功耗方面處于劣勢，除此之外還存在成本高、一致性差等問題。

　　1)目前LED的發光效率較低，與同等尺寸CCFL背光源相比耗電量高。目前CCFL的輸出光通量多在5000～7000lm范圍，實際屏幕的輸出光通量高于300lm，而多數LED背光都還無法達到這一指標。不過，現在全球有大量的企業從事相關研究，LED發光效率提升相當之快，目前光通量達到10000lm的高亮型LED背光也已經出現，相信離成熟僅是咫尺之遙；2)成本太高、價格昂貴，同等尺寸的背光源，LED是CCFL價格的4倍。對于目前價格競爭激烈的市場而言，讓廠家有些望而卻步，只有索尼為了圖像質量不計成本。當然，隨著工藝的成熟和生產規模的增加，LED背光的成本會逐步下降；3)用LED作為背光源存在白光的一致性問題，這比起CCFL是個劣勢；4)LED在網點設計上較線性光源CCFL難，需考慮LED輻射狀的光強衰減；5)RGB LED背光源時間一久會產生色移，波長會隨溫度變化，產生不同顏色。

　　此外，散熱、光源均勻性、以及LED芯片發光效率也是目前液晶面板廠商不太采用的原因之一。目前，使用LED作為背照燈光源的大尺寸液晶面板模塊產品僅有少量。Displaybank表示，這是因為顯示器領域的價格競爭激烈，必須把降低成本放在第一位。今后，LED背照燈的普及速度取決于何時能夠解決目前LED背照燈所擁有的散熱困難、均一性差和LED芯片發光效率低等問題。

LED液晶用背光前景

　　應用在液晶面板背光的LED，會依據點燈方式是直下還是側光式，用途是電視還是電腦熒幕，都更有不同。對于輝度的要求方面，電視會比電腦熒幕高，側光式背光的話就會使用白光LED，如果是要求高輝度、高演色性的電視就會使用直下式背光。電腦熒幕的話，一般都使用側光方式的RGB點燈，但是電視的話，采用白色直下和RGB側光的方式不同，就熱門程度而言，現在在LED市場上備受關注的是使用白光LED側光方式的液晶用背光領域。

　　使用白光LED側光方式的背光，其優點是可以達到PC本體的薄型化、輕型化，延長電池壽命等等的特色，但現在的白光LED的紅色spectre比較弱，有色再現性不足的缺點，但是對電腦熒幕畫面，尤其是筆記型電腦，要求與電視同樣高演色性的使用者不多，所以在這一方面色再現不會成為一個大問題，而且如果真有高演色性方面的需求，也可以使用RGB 3原色背光和在白光LED的Rail配列中，利用定點混合紅色LED的方法等等來解決，相信在未來，電腦熒幕用光源對于白光LED做為背光源的采用將會更加擴大。

　　另一方面，電視用RGB背光的市場化則相當被看好，目前已經有相當多的業者將RGB 3原色LED背光液晶電視商品化了，但是要將這些三原色的背光完全成為主流技術，需要解決的問題還很多，相信還需花費數年來解決這些問題。這是因為3原色背光的根本性問題在于成本，由于電視背光需要高輝度，所以使用的必須是1W以上的高輝度LED，而且因為是直下式的方式，所以在LED的使用數方面，也會因為面板面積而大幅度的增加，在加上為了色調同一，數百個LED全部都需根據發光波長嚴格選定，光是LED成本就很高。使用時還有冷卻LED的散熱鰭片和冷卻風扇等解決熱效應零件的成本，另外還需要調整各LED色差的RGB色度Sensor，以及將Sensor偵測出的內容送回LED的Sensing Algorithm等周邊電路的成本，并且因為大量使用高輝度LED，導致的驅動電流的增加也是一大問題，所以以現今而言能夠完成低價化還比較困難。

　　除了成本之外，也有一些問題需要克服，例如影像播放訊號的高解析度范圍，現在的影像播放訊號只能發揮LED的3原色背光最基本演色解析度，因此要將3原色背光的潛能發揮出來，就必須強化內容高解析度，因此在目前的環境下，使用RGB 3原色的背光是有點大材小用。因此，未來如果期望將3原色背光面板完全市場化的話，前提是必須降低成本，并且提高品質，建立采用 高解析資訊播放規格，并且基于這個規格來普及影像內容，所以現在說3原色背光已經市場化，其實還是言之過早，但是相信使用3原色背光的LCD面板，將來會達到實用化應該是毫無疑問的。

　　目前，使用LED作為背照燈光源的大尺寸液晶面板模塊產品僅有少量。這是因為顯示器領域的價格競爭激烈，必須把降低成本放在第一位。今后，LED背照燈的普及速度取決于何時能夠解決目前LED背照燈所擁有的散熱困難、均一性差和LED芯片發光效率低等問題。

　　目前的技術條件下，CCFL面板的售價要比LED面板的售價便宜2倍以上，筆記本制造商目前只能在高端的產品中采用LED面板，如果筆記本采用LED背光面板，那么它的整體售價將增加300美元。一般業者認為，當LED背光與CCFL背光價格拉近至1.5倍以內時，LED背光滲透率將快速拉高。

　　由于成本等問題，雖然目前大多數廠商目前不愿意在筆記本采用LED背光面板，2006年，面向大尺寸液晶面板制造的LED背照燈極少，在統計上幾乎為零。但從2007年的第二季度開始，蘋果和惠普等公司將推出采用LED背光面板的筆記本電腦，相信隨著業界知名品牌的加入，LED背面面板在筆記本中的使用將會越來越普遍。臺灣PIDA預測，在2007年年內，10英寸到12英寸筆記本中的的10%將采用LED背光面板，但尺寸更大的筆記本目前仍然不會大量采用LED背光面板，價格昂貴是主要原因之一。

　　而韓國Displaybank發表了大尺寸液晶面板用發光二極管(LED)背照燈的全球市場預測，對象包括液晶顯示器、筆記本電腦、液晶電視等。該公司預測到2007年，將達到約510萬臺，占整個背照燈市場的1.5%，2008年達到約1900萬臺和占市場的4.8%，2009年達到4210萬臺和9.6%，2010年將迅速增加到約6780萬臺和14.1%，2010年LED背照燈在金額上會達到45億9900萬美元，占總體的25.4%。

　　所以NB和液晶電視面板背光將成為推動全球LED產業成長的新的推動力，由于NB及液晶電視面板主產地在臺灣地區、韓國和日本，這些地區LED產能強大，且不斷有新的產能加入，如臺灣鴻海、佳總、聯茂這些電子產業大廠將進入LED產業，大陸面板產能較低，在這一波推進潮中獲益估計有限。但如果國內下游液晶電視整機廠自建面板模組廠的話，將推動國內背光對LED新的需求，長遠需求前景看好，目前國內只有TCL有自建液晶模組廠的規劃，產能為250萬臺/年，2009年投產。

LED在汽車領域的應用前景

　　在車用數量方面，每臺車分別需要100顆(內部)、200顆(外部)。內部應用如儀表板、閱讀燈，外部應用則為尾燈、煞車燈、方向燈、頭燈等。目前全車內部采用LED的車廠家幾乎全為歐洲的公司；而在外部照明使用LED方面，歐系及日系汽車將第三剎車燈改成LED的比率已超過80%。

　　車用領域最大的課題是將LED應用在汽車的頭燈，例如在日本市場，由于受到法律的限制，無法在頭燈使用LED。但是，這樣的限制將在2007年開始出現轉機，從2007年開始可以將LED應用在概念車上，從2008年開始，更可以擴大使用LED來作為頭燈，并且在2010年以后應該可以以允許開始正式使用。從元件的性能來看，目前的白光LED已經可以代替鹵素燈了，最大的挑戰是如何取代HID。但是隨著技術的發展，相信到2010年，LED將會有機會在亮度和成本兩方面與HID進行競爭。

　　從基本來看，在汽車頭燈使用LED的優點很多，首先是使用壽命，盡管與前述的LED的高峰衰減期也有一些關系，但是汽車的頭燈不是平常的照明，所以與一般照明用途不同；接下來是設計的靈活度，頭燈內的縱深將變薄，正面可以用來全面照明，使得設計的彈性度增加，而且因為LED是比較指向性強的光源，所以作為照明可以進行設計簡單化和輕型化，除此之外，透過與可視光通訊技術的結合，非常有可能成為安全行駛用的資訊通訊元件。

　　在頭燈之外，LED在汽車的應用也逐漸地增多，尾燈、方向燈和霧燈等外部照明，還有車內燈、腳燈、儀表板用燈、導航設備用的液晶背光，和其他自動設備的操作面板，應用可以說是相當的多，當然各個應用領域都有輝度要求，同時對于演色性也有所要求，另一方面也有只要成本低的情況，所以要求各不相同。這彼此之間可以約略的進行區分，例如一般車外燈的要求會是以輝度為主，車輛內裝則是以演色性為主。具體來說，頭燈是需要光的到達距離，對色再現等等沒有明確的要求，而車內燈會因為乘車人討厭藍色的光等等因素，所以對演色性的要求很高，而如果應用在儀表板上的LED就和演色性無關，不過卻會被要求低輝度和低成本。

　　以目前來看，在車用領域最大的市場在車內飾背光，其次為車后燈，2006年全球車內飾市場銷售額4.2億美元，車后燈市場為2.2億美元，預計2010年汽車市場LED總體銷售額會達到11.5億美元。

LED用于照明尚需時日

LED用于一般照明領域技術與成本制約尚需一段時間

　　未來LED市場最大的領域就是一般照明市場，如果能夠完全代替熒光燈的話，相信就可能有近1000億美元的潛在市場規模，并且能夠應用在更多不同的領域。但是事實上，如果期望LED能夠完全取代傳統燈源還是有一定的困難。由于LED是點光源，因此在部分的產品可以開始利用LED來代替以往的白熾燈等燈泡，就實際的市場上而言，目前已經有包括吸頂燈、內部照明等開始采用，而市場規模也是逐年擴大之中。但是，在熒光燈等面光源領域的市場發展卻較為緩慢，因為如果要把LED作為面光源來利用的話，只能像面板用的背光一樣，以直下的方式將LED在固定面上鋪滿，或者以側光的方式利用導光板來完成。但是這些方式都很難在發光功率和價格方面代替熒光燈，特別是在一般照明領域需要演色性高，這樣一來就需要使用紫外光，或者使用以藍色LED為基礎，配可激發RGB的熒光粉，不過這卻會造成發光效率的下降，因此期望滿足產業化的100lm/W的照明效率需求還需要一段時間。

　　半導體照明成本在逐漸下降

　　該部分為南昌大學江風益教授在《中國電子報》上撰文(11/2005)，對認識LED白光照明成本結構及發展趨勢有莫大裨益，在此引用。

　　半導體照明的技術路線眾多，不同技術路線成本不同。就同一種技術路線而言，不同技術水平成本也有明顯差異。即使同一種技術路線、同一種技術水平，各生產廠家采用不同的成本控制方法，其結果也會有較大差別。

　　由于上述問題都給成本預測帶來困難，所以要做半導體照明的有關成本預測，對技術方案進行一些假設：首先，藍光LED激發熒光粉，其中藍光LED為GaN基多量子阱LED結構；其次，由尺寸為1mm×1mm的芯片封裝成單燈；第三，半導體照明燈由若干個單燈簡單組合而成；第四，每一個單燈均安裝在帶有驅動電源、散熱性能良好的燈支架上，但驅動電源、支架及裝飾部件的成本不計算在固態照明燈成本之內，即僅考慮“燈泡”的成本；第五，芯片發光效率高低和芯片器件所能承受的功率密度大小基本與成本無關。這一假設在一定范圍內是成立的。比如，同一家研究單位或企業提高外延生長、芯片制造和器件封裝水平，往往可以在不明顯增加成本的前提下，通過優化工藝技術而顯著提高發光效率和器件所能承受的電流密度；第六，外延生長、芯片制造和器件封裝均達到比較理想的90%的合格率。

　　發光效率為40lm/W時，1W半導體白光燈成本在2.5元以內，光通量為1500lm的半導體白光照明燈，其成本應可控制在93.75元以內；發光效率為200lm/W時，1W半導體白光燈成本在2.5元以內，光通量為1500lm的半導體白光照明燈，其成本應可控制在18.75元以內；發光效率高達200lm/W，同時器件功率密度高達10W/mm2(美國固態照明技術路線圖的最高目標)，也就是說使用一顆1mm×1mm的GaN基LED芯片，就可封裝成光通量為2000lm的半導體白光燈，它比20W日光燈還亮。此時，比起日光燈、1500lm半導體白光燈的成本更低，其成本主體取決于封裝，成本有可能變到5元以下。

　　一些國家已經對固態照明技術的成本做出了一個規劃，例如，美國固態照明技術路線圖中就有對成本的目標：首先，到2007年，光通量為200lm的固態白光照明燈(效率為75lm/W)，價格降到4美元以下，即光通量相當于20W白熾燈水平的固態白光照明燈，其單價降到32元人民幣左右；其次，到2012年，光通量為1000lm的固態白光照明燈(發光效率為150lm/W)，價格降到5美元以下，即光通量相當于60W白熾燈水平的固態白光照明燈，其單價降到40元人民幣左右；第三，到2020年，光通量為1500lm的固態白光照明燈(發光效率為200lm/W)，價格降到3美元以下，即光通量相當于20W日光燈水平的固態白光照明燈，其單價降到24元人民幣左右。(注：這一目標可能較早制定，日亞宣布2007年將投產光效為150lm/w的LED產品，全球LED照明產品的研發進程估計大大快于上述目標進程)

　　目前市場上光通量為30lm～50lm的固態白光單燈(1mm×1mm芯片)，其銷售價格約為20元到28元。但實際成本如何呢？在一片直徑為50mm的藍寶石襯底上，GaN基LED的襯底、外延和芯片成本分別為300元、300元和600元，用此外延材料可制造成1600個大小為1mm×1mm的功率型半導體芯片，每個芯片的成本不到1元。目前封裝1W半導體白光燈的成本約6元(芯片成本除外)，但批量生產，廠家自己開模，成本控制在1.5元是沒有問題的，所以，只要企業規模做上去了，合格率達到預期的目標，1W半導體白光燈成本應在2.5元以內。

　　這一目標能否達到，外延材料生長、芯片制造和器件封裝同樣重要。研究工作表明，半導體照明芯片承受功率密度10W/mm2是沒有問題的，只要散熱條件足夠好，而今后的關鍵問題在于提高外延材料內量子效率，提高芯片出光效率，提高器件封裝效率和散熱特性半導體白光照明燈要替代白熾燈和日光燈，在外延、芯片和封裝等成本上并沒有很大困難，即使上述預測成本提高一倍也還是比較樂觀的，這里關鍵的挑戰在于能否大幅度提升技術水平。不斷提高外延材料的質量，不斷提高發光效率，不斷提高器件所能承受的功率密度，解決好器件散熱問題，半導體照明燈替代白熾燈和日光燈是必然趨勢，其價格一定能降到老百姓能接受的程度。近期國內外技術突飛猛進，預示著半導體照明燈進入千家萬戶的時代會提前到來。

LED超越傳統光源創造更高品質

　　LED市場是一個尚包含著很多的課題和可能性的領域，正因為如此市場的潛力是相當的大，相信在各領域的努力下，LED大有機會可以超越傳統光源，創造更高品質的光源環境。

　　對于LED的新應用市場來說，早期一般所期待的是車用領域、LCD用背光燈領域，以及代替白熾燈等燈泡，或代替用于室外看板光源功能的一般照明領域，對于這些領域，LED可以說在輝度和演色性兩方面都能夠滿足要求，只不過在部分的技術上還要進行開發和努力。

　　但是因為LED的技術還在不斷的開發中，各種應用的可能性都還是相當的大，相信未來必定會因為發光效率的提高，和價格的降低被開發出更多的新應用領用，例如目前已經有業者開始開發利用LED作為液晶投影機的光源、可視光通訊用的光源等等。此外伴隨著這些變化，在封裝材料、熱傳導黏合劑等的封裝相關領域也因此而有著相當多的改變，并且出現了相當大的連鎖效應。

　　就如平面顯示器實現每英　1萬日圓的理想一樣，就技術與應用而言，白光LED的效能已經逐漸接近在100lm/W下、每流明1日圓的成本目標。以目前技術而言，如果藍光LED芯片的光輸出若能達到360lm/W的話，就有相當大的可能性獲得100lm/W輸出的白光LED，而這個達到360lm/W藍光LED芯片的技術以今天而言，已經不再是艱巨的挑戰了，Cree在2006年便以發展出光輸出高達370lm/W白光LED用藍光LED芯片。所以一旦360lm/W以上的藍光LED芯片量產技術確立之后，下一個目標便是開始朝向在白光100lm/W下、每流明1日圓的成本目標發展。更具體化一點來看，如果期望在各領域普及白光LED應用的話，就必須將現在30lm/W的成本降低1/2~1/3。這樣一來就必須朝向提高在LED生產和封裝時的良率，以及使用材料的改變。不過最好的方法還是透過量產的方式來降低單價，但是為了得到更大的量產效果，終究還是必須增加白光LED在各方面的應用機會。現在各業者都在努力增加白光LED的應用領域，所以才能夠使得1ml的成本持續降低，相信在未來數年內1m　的大面積LED晶片的產品和高單價的高階LED產品，能夠有機會到達商品化實用的價格。

　　在藍光LED芯片與白光LED技術的迅速推進下，在應用市場方面也獲得了相對令人欣慰的回應。白色發光LED的應用，從單顆小型照明應用，不斷擴展到液晶面板背光源，并即將敲開車用大燈、屋外照明等各領域的應用大門。根據isuppli市調公司的統計，2006-2008年復合成長率(CAGR)約為111.2%，而2007年LED產品各項應用更將步入高速成長期，整體而言，手機應用已出現成長趨緩，但背光源、車用、戶外看板等需求將大幅提升，從2005-2010年之間，背光源、車用、戶外看板的年復合成長率分別為55.8%、19.2%、16.5%。