LED 的概念領域
近來 LED 所開發的新應用領域,是在於許多高階手機採用的背光源,估計將會降低手機電池的消耗以及材料成本等等。而在未來 LED 企圖進入的是 7 到 40 吋的平面顯示器 (LCD TVs) 市場,也就是取代平面顯示器的本身的 CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) 作為背光源,會比起傳統的CRT (Cathode Ray Tube) 顏色表現更好,而且更材料上會更環保。這項技術被認為可能會再度創造平面顯示器的新價值。
在汽車產品發達的產業上,甚至考慮將 LED 取代 HID 車燈之上,不過目前為止 LED 在亮度與成本兩方面還尚未無法與 HID 進行競爭,等待的是技術的突破,不過如果 LED 取代了 HID,除了使用壽命增加的優點外,由於兩者的光源特性不同,可能會改變出不同的汽車設計概念。
不過相對於車燈是以輝度為主的特性,若是以演色性為主的車輛內裝指示光源反而有更大的發展,例如自動設備的操作面板、導航設備和車內燈等。不過在每個設備對於演色性與輝度的要求並不相同,甚至於針對於成本的情況。
降低發光效率成本與高輝度應用
白光 LED 面臨的問題在於如何提高這個產品的價值與降低產品的成本之上。這問題細分為如何提高發光的效率?相應的輝度?延長使用壽命?以及降低每單位照明的成本等條件。相對於一般照明,白光 LED 目前的價格仍然太過昂貴了。考量到整體使用壽命、省電效率及環保節能等要素,再加上降低生產的成本,白光 LED 的應用價值會明顯地提升。在這個目標之下,同時間必須進行的是提高白光 LED 生產和封裝時的良率,或是使用材料的其他考量。其中可以從量產的規模經濟上着手,來降低單價,不過為了得到更大的量產效果,最後還是必須增加白光 LED 在各方面的應用機會。
在開發市場的方向上,高輝度的 LED 有很大的應用空間,例如前述的車用方面,不僅包括白光 LED,還有紅、黃光等可視光 LED,都已經被應用在儀表板背光、方向燈與尾燈上。當然還包括液晶面板的背光領域,如今不只是 10 吋以下的小型液晶面板,連 RGB 3原色 LCD 的高彩度面板背光和 20 吋的中型面板背光都替代成 LED。由於平面顯示器的本身的尺寸不斷的提升,以及本身市場規模的擴大,如此也相對推動 LED 的市場需求。
LED 將迅速取代燈泡?
實際上,LED 最大的目標是在於完全取代現在所普及的光源,亦既是用於一般照明領域。如果能夠完全取代螢光燈,等於將會有 3000 億美元以上的潛在市場規模。但是這技術確有相當的難度存在著。由於 LED 是點光源,若將 LED 轉化為面光源來使用,必須嘗試在面板上以直上的方式鋪滿,或是使用導光板等,不過如此會有在發光功率及價格無法與螢光競爭的情況。如果是使用激發 RGB 螢光粉的方法,卻會造成發光功率降低的問題。甚至於 OLED 面光源的發光技術也正積極地被開發中,因此相對於 LED 而言,對於取代一般照明領域而言,尚有一段時間需要去等待。
由於 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。因此還是相對樂觀的看待 LED 取代一般照明的可能性,甚至於強調會有更高更好的品質出現。並且,加上與封裝材料、熱傳導黏合劑等封裝相關領域的結合,而被預測會出現一些的連鎖效應。而在這些條件的推測之下,認為 LED 市場的潛力是相當的大。
台灣的 LED 概念股
自從 1981 年開始進行 LED 開發,並且伴隨著相關技術的成熟,台灣 LED 市場占有率有相當的程度。台灣工研院自提供技術的角色,轉化為於相關企業的策略合作伙伴。這當中除了效能的提升及成本降低等技術問題之外,尚必需規避國際上的專利障礙,在各方競爭中規劃專利策略,而快速地整合相關資源。這當中技術的研發將會是最大的焦點。例如工研院所開發出的「透明導電電極」(In Ti Oxide;ITO) 技術,加上台灣廠商的合作,LED 元件亮度可提高 10~20% 左右,而 ITO 技術也成為台灣產品特色之一。
工研院的資料顯示:
LED 元件在 2005 年全球市場規模約 55 億美元,其中 50% 在日本,20% 在台灣,排名第二的台灣緊追日本之後。 預估 2008~2009 年台灣 LED 市場將呈倍數成長,可達近千億台幣規模,屆時各種 LED 應用市場將達 2~3 千億台幣規模。
圖片資訊
This is a file from the Wikimedia Commons. Thedescription on its description page there is shown below
相關閱讀
台灣交通號誌燈將全面改用 LED
在美國主站上看到這則新聞感覺還蠻好玩的。據 Digitimes 報導,經濟部打算花 2.3 億台幣,在三年內將全台剩餘的 420,000 個交通號誌全部改成 LED(目前大都會區有 350,000 隻紅綠燈已改裝),據經濟部的計算,如此將省下約 85% 的用電量。換完紅綠燈之後呢?接下來的計畫似乎是要再花個 1.3 億將路燈也全部換成 LED 的。
白光 LED 進入量產時期
對於使用複合螢光粉的情況下,不能簡單的將各個顏色混合,必須要考慮當遇到藍色光時,什麼樣的調配比例才能最接近自然白光。韓國的 Seoul Semiconductor 的「New White LED」,為了抽出紅色的成分,將螢光粉透過特殊製程後使用,因此達到了在色彩再現性上,與 NTSC 相比達到 92% 的水準。此外,松下電工在 2006 年 3 月所發表的照明用LED「MFORCE」中,憑藉藍色 LED 和紅、綠螢光粉的組合,讓 Ra 值從原來的約 80% 成功的提高到 90% 以上。因此藉由螢光粉的努力,可以讓模擬白光的使用螢光粉 LED,有機會能夠達到和自然光的表現水準和特殊特色性,並且也能夠因此而擴大應用範圍,例如在顏色檢查、臨床檢查、美術館、甚至於道路的照明等方面,這些使用複合螢光粉的白光LED,相信在未來的用途將進一步擴大。
多色 LED 豐富新世代數位生活
目前液晶面板很難達到所使用的每一顆 LED 都是具有相同的特性,也就是說壽命、波長、效能等等都一樣,所以在這樣的情況下,色彩與亮度的均一性 (Uniformity) 也就成了首要解決的任務。基本上 LED 在擔任背光照明角色時,其發光的狀態,以及動作特性上並不是都能夠隨時維持均一的穩定性,再加上溫度的高低變化,更會直接造成 LED 波長改變,也就是說 LED 背光模組的輝度所產生的變化,會經由液晶面板表現出來,讓使用者的眼睛直接感受到,如果液晶面板是應用在醫療儀器上的話,將更會帶來嚴重性的影響。
強化 LED 結構讓液晶電視走向 LED 背光
目前根據應用的不同,LED 的點燈方式也有所不同,大多的液晶電視多採用直下式的背光,而包括監視器以及小尺寸應用的產品,都是以側光式為主,這是由於雙方對於輝度與演色性需求差異下的區隔。一般來說,監視器多是使用側光式的 RGB3 原色的點燈方式,如果是更小尺寸的應用,例如是車載導航用面板、手機面板、PDA 用面板等等,就多是使用白光 LED 的側光方式,不過側光白光 LED 的背光方式,已經逐漸朝向大尺寸化發展,目前包括有部分的筆記型電腦也開始採用側光白光 LED 的背光模組,因此在外型的設計上,更能達到薄型化、高彈性的目標,雖然白光 LED 在紅色表現部分,有演色性不足的問題,但是因為筆記型電腦大多是用來進行文書等等靜態畫面顯示,期望達到與液晶電視相通同品質的用戶畢竟不多,所以,基本上演色性不足並不是太大的問題,不過當然還有可以克服的方式,例如在白光 LED 的陣列中加入紅光 LED 等等,這些方式也一一的被背光模組業者所克服。