白光LED市场分析

张璇 自从爱迪生发明灯泡以来，全球人类都享受着照明产品，不过随着环保意识高涨，传统照明设备的高耗电性和废弃物污染的问题，已引起各先进国家的注意，大量的金钱与人力物力研发新的环保光源。而有“绿色照明光源”之称的白光led，由于具有低耗电、废弃物可回收的优点，已成为各先进国家积极发展的方向，十年甚至可能全面取代现有的灯炮照明产品。 发光二极管(light emitting diode；led)，第一项产品是出现在1968年，由美国hp（新惠普前身）首先以磷砷化镓(gaasp)为材质所制成的黄光led，产品主要应用于手表及计算器上。led为半导体发光组件，是利用半导体电子与电洞结合释能发光，与一般白炽灯泡利用加热发光不同，属于冷光，具有耗电量小，寿命长，反映快，体积小，耐天候等优点。 白光led的特色 此外，led主要分为可见光与不可见光，其中可见光led产品包括红、黄及橘光等，应用面主要为背光源、汽车用等，而不可见光led包括irda、vcsel及ld等，应用面以通讯为主。而其中白光led即是最被看好的led新兴产品，由于白光led与钨丝灯泡及日光灯相比，具有体积小(多颗、多种组合)、发热量低(没有热幅射)、耗电量小(低电压、低电流起动)、寿命长(1万小时以上)、反应速度快(可在高频操作)、环保(耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收，没有污染)等优点，因此早已被业界看好在未来十年内，将全面取代现有的照明产品，成为新式照明器具。 白光led与现今照明器具比较表 白光led的技术概况 目前发出白光的方式主要可分成两种，一种是单晶型，这种方式与日光灯的发光方式一样，就是把蓝光加上黄色萤光粉或紫外光led加上rgb三波长萤光粉来产生白光。另一种是多晶型，即利用互补的2色或把3原色做混光而形成白光。若采用多晶型的方式，基于不同led的驱动电压、发光输出、温度特性及寿命各不相同，因此造成用此方法会有很多要控制的因素，也使得所产生的成本亦较高；若采用单晶型，则只要用一种元素即可，而且在驱动回路上的设计会较为容易，因此，可以发现目前多数厂商较倾向往单晶型的方式来做研发的方向。 目前各厂商主要都先从蓝光led开始研发及量产，有了蓝光的技术之后再开始研发白光led，然而目前最常用蓝光加上黄色萤光粉来产生白光，但是用蓝光led来发白光的发光效率仍然不足，因此另外一个方向就是往紫外光led来发展，利用紫外光加rgb三波长萤光粉来达到白光的效果，其发光效率比蓝光好上许多，研究显示若发光波长能到254nm，则可以不加萤光粉也能自发白光。 至于紫外光led以美国cree所做的紫外光led技术层级最高，已达21 lm/w(目前市售蓝光led约为4 lm/w)。 目前全球白光led的主要厂商一是日亚化学(nichia)，该公司即是利用上述多晶型式，以460nm波长的蓝光晶粒涂上一层yag萤光物质，利用蓝光led照射此一萤光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混合，便可得出所需的白光。 另外，丰田合成(toyoda gosei)与东芝所共同开发的白光led，则是采用紫外光led与萤光体组合的方式，与一般蓝光led与萤光体组合的方式做区隔。因为，蓝光led与萤光体的组合方式，当照在红色物体的时候，其红色的色泽效果比较不理想。紫外光led与萤光体组合可以弥补这个缺点，但是，其发光效率却仍低于蓝光led与萤光体组合的方式。不过在未来较被看好也是这种三波长光，此外有机单层三波长型白光led也有成本低、制作容易的优点。 至于日本住友电工则开发出以znse为材料的白光led，但发光效率与上述二者相较下，发光效率较差。 白光led的应用与市场规模 自1990年代陆续开发出磷化铝镓铟 (a1gainp) 与氮化镓 (gan)等二种材料后，长期以来，可见光led发展趋势主要以高亮度化、全彩化及白光技术为主，虽然相关技术专利多由日本大厂掌握，不过由于其应用层面相当广泛，且深具市场规模，因此在各国纷纷投入后，已有突破垄断。至于其主要应用层面如下： 汽车方面 汽车室内照明的应用是led致力发展的重点之一，目前已使用在仪表板背光源、开关指示灯、功能指示灯及第三煞车灯等辅助光源，并扩大用途至门灯、阅读灯、照明灯、方向灯、尾灯等开发。此外，公车为另一个新应用市场，使用的灯具有标示灯、煞车灯、转弯灯、尾灯等，由于led 具有使用寿命长、维护成本低及节省电力的优势下，高功率、高亮度led 于汽车市场的应用应有相当大的发展空间。 显示看板 可见光 led 在大型看板方面的显示功能较其它显示技术效果佳，并具有耗电量低、寿命长、视角广、高精细、薄型化、施工容易等优势，且随着蓝光、纯绿光等高亮度 led 相继开发量产成功，配合既有高亮度红光