 LED投影机灯炮太便宜 1流明仅0.16元
LED照明的革命性变迁，就像真空管到晶体管，及CRT到Flat Panel Display是革命性的突破一样，照明从1980年开始是一个很大的革命，自1830年爱迪生发明灯泡，到目前为止，大部分还是气体放电，将近100多年，一直没有太大的改变，虽然效率有所提升，但在基本的材料技术上并没有多太多的变化，但是在固态照明（Solid State Light）出现后，才是照明技术真正的革命性的突破，所以看待固态照明这样的变化，就像晶体管及Flat Panel Display都是跨革命的成就。 因为技术与材料的突破，整个照明产业慢慢的起了微妙的变化。在过去，提到照明组件业者，大家会想到GE、欧司朗（OSRAM）、飞利浦等，这些都是生产照明组件相当大的业者之一，但是固态照明被开发出来后，产业就出现一些改变，例如，飞利浦（Philips）和Aglent合资成立了Lumileds，而Osram就成立了Osram照明等新公司慢慢向半导体产业倾斜。 2007年高亮度LED市场规模将达到1,200亿 全球2005年LED市场规模大概在新台币1,700亿元左右，可见光（Visible）LED的市场比例大约占了68％，另外的32％的市场比例属于红外光。2003年～2007年间，红外光的市场年平均规模约在新台币500～600亿元左右，但可见光的市场规模，因为高亮度的成长，将会从2003年的928亿元成长到2007年的1,500亿元，而整个Growth Rate的部分，可见光 LED 5年年平均大概是在12％左右，Infrared则是相当稳定的维持在5％，整体LED的市场成长率约在10％左右。
2003～2007 LED市场成长预测 在市场中成长幅度最大的是属于高亮度（High Brightness）LED，在2004年的1,600亿元市场规模中，高亮度LED的部分大约为800亿元左右，预计到2007年的时候，将成长到1,200亿元的市场规模。 目前一般对于高亮度的定义，仍旧是指发光亮度在8流明以上、以4元发光材料生产的LED，例如AlGaInN、GaN等，每年平均成长率（Average Growth Rate）大概是在14％左右，另外，在一般亮度的LED市场成长的部分，预计在未来将维持相当平稳300亿元规模的市场规模，不容易有大幅度成长或衰退的情况。 Mobile phone是带动高亮度 LED成长的一个重要动力，从2003～2005年，高亮度LED有相当大成长在Mobile phone这个应用上应用，目前手机上的背光源及按键灯源大多都是使用高亮度LED。 不过，到2005年为止，高亮度 LED在手机上的应用已经到了一个成长瓶颈，由于LED的发光效率愈来愈高，所以，未来使用的LED的数量反而会越来越少，甚至价格也越来越激烈。在应用用途上，除了会因为照相功能而增加一个闪光用LED以外，基本上市场的规模已经到了饱和的程度，预计2005年约为450亿元，与2004年相差无几，相信未来这两年不会有太大的变化。
HB LCD将呈现巨幅成长态势 对于未来的发展，大多数人最看好、成长速度最快的应该是车用市场，不过，以目前的应用状况来看至少还需要二、三年才能普及到整个市场。现在整体使用LED为光源的大概还是概念车，但基本上，就发展的趋势来看，从汽车的内装到外部灯源在未来将是很大的一块市场。
HB LED市场成长预测
高亮度LED将抢占白热灯泡照明市场 对于白光High Power LED来说，照明市场将会是非常大的一个市场，预计在3～5年后达到一个产业规模，预估 2005年的照明市场规模，约在130亿美元（新台币4,000亿元）左右，虽然白光High Power LED的5年市场规模总额达到了4亿美元（新台币120亿元），但是相对于整个照明的市场来说，还是非常的小。 以发光亮度及效率来看，虽然LED的效率是高于白热灯泡（白热灯泡大概8～10流明／瓦），但是，就发光亮度来看还是低于荧光灯或者卤素灯。不过，单纯Replace白热灯的市场就已经是一个相当大的市场，2005年全球总规模约130亿美元的照明市场中，白热灯泡的比例约占了27％白热灯泡，所以在照明的这一项应用中，白光High Power LED是有相当的市场发展空间。
全球照明市场成长预测 就灯源的取代角度来看，以目前LED的技术以及价格情况，在10流明／瓦以下的应用，LED有立即取代的条件，例如红绿灯、小型灯泡等等的应用。
2007年预计可降到0.02美元／流明 可以看出LED成本与发光效率的演变，在过去20年中LED的发光效率一直维持很稳定且快速的进步，而在流明价格比的方面，也是维持在一定的减低速度，以2005年来讲，大约0.2美元／流明，2006、2007年预计可以降到0.02美元／流明，如果期望应用在照明市场，最终降到0.01美元／流明，在未来的几年内是很有可能的，在中国大陆是以节能为目标也极力的在推动LED的照明，目标在2007年达到0.02美元／流明。所以可以说，价格是技术进步的原动力，因为技术永远比不上价钱上的压力。 LED价格流明比与亮度发展趋势。 就市场的竞争力而言，流明价格比降低的速度越快越好，但是要如何去做到，这是有相当多的门坎存在，核心技术还是在LED封装上面，虽然现在LED封装制程已经是相当成熟了，但是，因为价格这样的驱动力量，使得LED的封装包括材料等等都需要再做革命。 长久以来，LED封装的制程没有太大的转变，其实材料是很大的一个因素，因为封装材料一直没有革命性的突破。但是，在面对多样化应用的今天，LED封装材料已经开始进行一些改善。 热处理是LED封装的关键 LED的亮度部分，材料是相当重要的一个关键，不管是Epitaxy或芯片，先天上已经决定了LED 50％的亮度，而另外的50％就会取决在LED的封装技术及封装材料。对于LED封装来讲，大家所追求的是怎样把一个LED封装流明数做得越大越好？ 经过封装的过程，一个LED能达到几百个流明，这基本上不是一个很大的问题，主要的问题是如何去处理散热，然后接下来，在产生这么大的流明后，如何维持他的流明，这又是另外一个问题，如果热处理（Thermal Management）没有做好的话，LED的亮度和寿命下降的会很快，所以对于LED来说，如何做到有效的可靠度和Thermal Management，是非常重要。 因为手机应用市场的原因，这两年台湾高亮度LED发展的非常快，这是因为手机的应用要求不是很高，所以，以今天台湾的封装技术而言，在手机上的应用还是足以负荷的，但是，在未来面对户外广告牌、车用外部灯源，这对台湾的LED封装业者来说就是一个很大的挑战，所以，从这方面来看，国外的LED大厂，在技术上还是有一些领先的地位。 如何去消除因为追求高亮度所产生的Thermal 在LED的PN Junction中，光的效率越高，相对的热产生就会越少，但是很不幸的，大部分光的取出效率只有20～30％，其它部分都变成热了，Thermal Resistance Management是怎样从Junction中所产生的热送到LED封装中的Pad，对于高取光效率封装来说是很重要的一件事。 而在这个过程中，怎么样去消除LED的Temperature，不要造成太大的Thermal效应，对于LED封装来讲，基本上都是在做Thermal的Conduction。而如何把Junction Temperature能够降低（因为对半导体来讲最致命的就是Thermal），这是一个重要的课题。 目前所有的LED封装材料都是树脂，树脂1玻璃转化温度约在100～120℃左右，在Maintain Junction Temperature时，最好不要超过100℃，如果超过110～120℃，那么这样的封装就会有一些risk。 最近有一些新的封装观念和技术出现，例如Lumileds的Luxeon第二代k2，比LuxeonⅠ大幅提高了光功率。透过改量芯片，将光效能提高了10～30％。而在温度的方面将Junction Temperature由135℃提高至185℃。对材料的概念会被颠覆，所以说树脂是不是最佳的LED封装材料呢？在面对未来的应用环境及产品，还有相当多可以讨论的地方，其实在整个LED封装里面，如果可以利用玻璃或是其它材料的话，Junction Temperature还可以再做更好的控制。 怎么去降低热阻抗？实际上Flip芯片的封装方式是一个很好的方式和例子，AlGaInP是一个非常不好的热导体，差不多大概只有35℃左右而已，而GaN是一个比较好的热导体，大概有200℃左右，利用Flip芯片的封装方式可以把Thermal降到更低。在（图六）中可以看到，红色的部分就是LED部分，大概有83℃左右的Junction Temperature，其实比较好的Thermal Solution还可以加上一片薄膜，例如加上一个Heat Sink。
InGaN芯片利用Flip Chip方式封装下温度分布图。 而封装业者就需要增加这样的Solution给系统厂商，然而，对于这片Heat Sink如何去做optimum design，怎么去改变他们的形状、高度、厚度，得到一个最佳的状况？都可以利用软件去做simulation。其实有一个不变的概念就是把Temperature Grading越均匀越好。升降的幅度不要过大，如果没办法很均匀的分散到LED封装结构上去，Grading如果比较大将会造成Junction Temperature比较高。 Optics是相当重要的一环 另一方面，还需要考虑如何在机构的部分如何愈做愈准，在过去，LED拿来作为Indication的应用时，亮度稍微差一点或暗一点并不会有太大的关系，但是以后用到照明或背光源的话，就必须做得非常准确，不然将会严重影响到显示器的显示能力与质量。 整个LED封装里面，Optics的考虑与设计是相当重要的一环（图七）。光在面对障碍物时有两种状态，一种是透析，一种是反射，不管在反射或透析的过程中，都会有一部份的光被吸收掉，如何在取出的过程中不被吸收掉，让光的射出达到最高的效率、如何把光混得均匀、把光的亮度做的柔和，怎样去optimum光的可视角度？
LED封装中需考虑光线的折射与穿透。 这些都是需要做光学的考流，针对不同的应用，进行不同的封装设计，例如手机中照相的闪光灯源，照相的闪光灯源对于光的要求是需要在光源和被拍物体50℃左右，能够达到照度相当均匀到一个程度，这基本上就是光学系统要处理的，包括Color Filter的还有二次光学（second optical）都是怎样把光的效率做好的一些方法。 是几个典型LED装模式，这些都脱离不了如何做成一个LENS把光束缩敛、怎么发散的、怎么在角度中反射，怎么样< | 
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2005/12/1 12:18:00
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