各界稱為兼具省電效能及綠色環保「發光二極體」技術,一直以來就是身懷絕技各國led廠商們長期重點投入產業,其目的不外乎是在追求更高效率及超高亮度的led產品。綜觀目前LED發展趨勢與技術,在高亮度LED迅速發展與紅外線LED持續擴大應用,加上一般亮度LED可見光穩定成長之餘,從上、中、下游LED發展趨勢及表現來看,則呈現出穩定成長走勢。 不過,目前各家廠商品質良莠不齊、低價及技術研發都在強力競爭下的LED產業,廠商要如何面對競爭激烈及技術發展,將成為當前所要因應的問題。本文專訪國立中興大學材料工程學系專任教授武東星博士暢談LED市場應用趨勢及目前校園實驗室中所研究的新技術。 ■LED技術發展與市場應用 眾多門檻尚待突破
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自從LED技術發展至今,超高亮度多數LED專利權大都掌握在歐美、日等LED大廠手上,技術層次不高的台灣廠商,則為了規避猶如天網交織的LED專利權,無法採用最具效率之技術,使技術與產品卻只能在中、低階層應用市場打轉,因此,要如何打破這個窘境,便成為台灣LED廠商當務之急。在中興大學材料工程學系實驗室研究中,就是將精密機械製造概念引入半導體製程中,以自行設計的設備,結合反射鏡及低溫熱壓式晶圓黏貼技術,成功製作出高反射率且散熱良好的新型超高亮度LED。
在製程成本及複雜方面,還可以比美、日等國降低不少成本,甚至在產品良率、省電效率、發光等效能上,都不遜於美、日LED產品。中興大學材料工程學系實驗室則是以全新研發設計技術,成功研發出比傳統LED更為明亮度,價格還能持續降低的高效能LED,將可望協助台灣廠商發展出更具國際競爭力的LED產品。而在技術轉移方面,已授權給台灣多家廠商後,低價成本、品質優異的LED新產品,已銷售到日本、韓國和中國…等亞洲地區,頗受全球光電大廠關注。
■光的重要性與其致勝之道
隨著這幾年磊晶技術迅速發展之下,經由選擇高純度的單晶原料,再由適當溫度控制及精確地掌握各組成元素分子大小匹配性,已可獲得高品質雙異質結構半導體或量子井結構的LED,便能將不同種類的單晶元素逐層地建構起來。更進一步討論,電光轉換效率也就是內部結構量子化效率(Internal Quantum Efficiency;IQE)已經高達90%以上;另外,在可見光LED材料選擇上則是以AlGaInP為最大宗,這是因為其晶格常數(lattice constant)與GaAs基板具有絕佳匹配性。不過…由於GaAs基板能