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繼藍光LED（發光二極體）技術突破後，白光LED啟動了廣泛的應用風潮：從顯示、指示及手機光源，到液晶顯示電視背光源等。伴隨著相關技術的成熟，工研院搖身從技術領先者，轉為策略合作伙伴。如何規避國際專利障礙，擬定出自己的專利策略，快速整合資源，進而將具創意的應用推出市場，是工研院目前積極扮演的角色。

LED商品化之路
LED誕生在1960年代，從紅光LED、綠光LED，一路開發到藍光LED，到1998年才真正看到商品化。LED具有省電、開關速度快等功能，目前LED大量應用在指示功能，而該領域也是LED最先進入的市場，如戶外顯示板、交通號誌燈及平面照明等。隨著高階手機採用LED當背光源後，LED又打開了新的應用領域。未來LED最被看好的應用，是在7-40吋的平面顯示器市場，一旦LED能成為平面顯示器的背光源，其市場產值將會大幅成長。

（本文摘錄自「工業技術與資訊」月刊95年3月號；採訪報導/王為）
而白光LED取代傳統光源究竟何時會發生？工研院電光所光電半導體技術組朱慕道組長表示，LED若要普及到一般照明，仍有很長的路要走，原因是目前的價格仍太過昂貴。但若考量到整體使用壽命、省電效率及環保節能等要素，LED照明設備還有其應用價值。朱組長指出，過去採用傳統冷陰極燈管（Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL）作為背光源的LCD TV，在播放足球賽，當球速很快時，畫面會出現殘影，且CCFL含汞較不環保。32吋的LCD TV需強調畫面，與傳統CRT（Cathode Ray Tube）比較，採LED當背光源，最大好處是可做到又薄、顏色又好。

工研院扮演伙伴角色
工研院在LED產業，原扮演的是技術領先的角色，早在1981年就著手開發。前15年著重在技術研發，並促成數家公司成立。到了1994年晶元光電的成立則是個轉捩點，該公司一改過去台灣只做下游製程封裝，率先投入上游磊晶元件的製造。「現在工研院扮演的是企業伙伴的角色，協助有意進入LED的業者，擬定專利對策、克服技術瓶頸，並加速整合的腳步」，朱組長說。為了避開Nichia的專利障礙，業者就不能用藍光加YAG螢光粉的方式，工研院會協助業者克服技術瓶頸，其中，往紫外波段方向研發，是一種解決之道。同時工研院加速釋出專利，如透明導電電極（In Ti Oxide；ITO）的授權；幾乎所有生產傳統燈泡的廠商，包括荷蘭的Philip、德國的歐司朗等，都陸續投入LED燈泡市場佈局。工研院開發出的「透明導電電極」技術，可讓LED元件亮度提高10～20%，經由台灣廠商的努力，ITO產品已是產品特色之一。

提升台灣LED產值
工研院號召成立了「半導體照明產業聯盟」，該聯盟從聯誼會方式成長為聯盟，今年已邁入第三年。此聯盟意在整合半導體產業及照明產業業者，積極推升台灣LED產業的產值，及提高照明產業附加價值。

此外，朱組長表示：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。他也預估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。

科技辭典：LED原理
發光二極體（LED：Light Emitting Diode）是一種由半導體技術所製成的光源，是繼1950年代矽（Si）半導體技術發達後，由三五族（III-V族）化合物半導體發展而成的。

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，不同於燈泡需要在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和一般的電子元件相同，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。

LED所發出的顏色，主要是取決於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可說是一種數位化的光源。

LED晶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的製作過程與製作矽晶圓IC很相似，首先使用化學週期表中超高純度的III族元素：鋁（Al）、鎵（Ga）、銦（In），以及V族元素：氮（N）、磷（P）、砷（As）為材料，在高溫下反應成為化合物，經過單晶生長技術，製程單晶棒，經過切割、研磨、拋光成為晶片，以之作為基板（substrate），再使用磊晶技術將發光材料生長在基板上，完成的磊晶片，經過半導體鍍金和蝕刻的製程，細切加工成為LED晶粒。

工研院近期開發成功的LED技術成果
工研院最近開發成功的LED相關技術成果，包括：交流發光二極體（Alternate Current Light Emitting Diode；ACLED）、氮化鎵基板（GaN Substrate）技術，以及深紫外光發光二極體（Deep UV LED）：

1.交流發光二極體（ACLED）技術

工研院光電所去年成功開發出「交流╱直流轉換器」（AC/DC Converter）技術，讓LED使用的電源不再受限於電池，變成是可以直接用家裡電源插座供應的交流電。可直接插電於110V交流電壓使用之交流發光二極體（ACLED），將可立即應用於工業及民生產品，如指示燈、霓虹燈，目前全世界僅有美、韓有此技術，不過還沒有看見產品推出，而台灣的進度可說是與世界同步，目前工研院已經提出了七項國際專利申請案。

直接使用交流電（AC）電源的LED，意味著應用範圍又進一步擴展。一般而言，戶外用及車用的LED都用直流電（DC），如果能直接用交流電（AC），那麼家用市場就大有機會了。直接以交流電操作，可以節省30～40%的電力，另外因為沒有「交流╱直流轉換器」，因此體積更小，近一年半已經有廠商共同進行合作開發。

2.氮化鎵基板（GaN Substrate）技術

為了做出高效率的發光元件，電光所透過國際合作方式，積極開發氮化鎵的基板（GaN Substrate）技術。過去，在藍光LED元件的製造過程中，係在氧化鋁基板（Sapphire）上長氮化鎵元件，因為結構的關係，所以散熱差。

目前致力於在HVPE（Hydride Vapor Phase Epitaxy）設備上，長單晶氮化鎵基板（GaN Substrate）的研發，這是目前沒有的技術，該國際合作案已經進行了2年，合作對象是全球最早開發出MOCVD的設備商AXITRON公司。

工研院與AXITRON公司合作至今，目前已經完成長500微米厚度的單晶結構，接下來需要完成把500微米厚的單晶結構當基板，在上面長磊晶，會是今年的計畫進度。

3.深紫外光發光二極體

往更短波長LED研發，是突破專利方法之一，365nm深紫外光LED是工研院的重點計畫之一；預期在明年前將有機會突破技術瓶頸，大幅提升發光效率，與藍光技術一較長短。(摘自王為先生文章，如涉侵權請與我聯繫)