LED元件在2005年的全球市場規模約為57.4億美元，其中50%在日本，20%在臺灣。除了各種應用照明、戶外建筑及手機背光源等應用外，業界正在積極找尋各種新應用。本文介紹了LED的基本原理、技術趨勢，以及市場動態。 

LED產業趨勢 

　　發光二極管(LED是利用光輻射原理來發光的，其發光顏色與制作材料有很密切的關系。LED技術的開發，從早期的紅光、綠光，一直到開發成功藍光LED，才通過整合紅、藍、綠，或把藍光熒光粉與黃色熒光粉混合，成為白光LED。成功開發出白光LED的最大好處，是可以應用於多波長，讓運用領域變得廣泛而深遠。
  
1、LED產業的發展 

　　早在1907年開始，人們就發現某些半導體材料制成的二極管在正向導通時有發光的物理現象，但生產出有一定發光效率的紅光LED已是1969年了。1994-1995年人們開發成功了藍光LED，并在1998年實現了真正商品化。2000-2002年間，研發人員不斷追求成本效益，使LED成功打入手機背光源市場。到今天，LED已生產了30多年，各種類型的LED、利用LED作二次

　　開發的產品及與LED配套的產品(如白光LED驅動器)發展迅速，新產品不斷上市，并已發展成為一種新型產業。

　　LED技術研發之路，最為人津津樂道的故事，就是開發藍光LED時，碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)兩大門派之爭。這也是許多研發團隊辛勤投入開發藍光LED元件時，必須痛苦抉擇的兩條截然不同的道路。 

　　之前，全球許多大公司皆投入SiC研發，結果日本一家專門做熒光粉業務的公司——日本日亞化工公司(Nichia Chemical Industries Ltd.)的研發人員中村修二先生(Shuj Nakamura)於1994年和1995年，在氮化鎵(GaN)研究方面獲得重大突破，并取得震驚全球的專利。這位研發人員的重大突破，引發了包括Sony及Toshiba等大廠的最高主管都出面為自己所做的錯誤決策導致技術落後而道歉。這位Nakamura的技術突破，讓氮化鎵(GaN)陣營正式快速超越SiC。

　　原本做熒光粉業務的Nichia由於在藍光LED技術上的成功，使其年營業額從約1億美元快速發展到2003年的9億美元。而原本該公司準備發給Nakamura的專利獎勵金是日幣200萬元，經過一場官司後，Nichia被判定應該給這位研究人員日幣2億元。
　　
　　繼藍光LED技術突破後，白光LED正式啟動了廣泛的LED應用風潮，從顯示、指示及手機光源，到正在醞釀中的LCD-TV背光源，各種新機會的大門不斷被創意敲開。

2、LED技術

　　LED是繼1950年代矽(Si)半導體技術後，由三五族(III-V族)化合物半導體發展的半導體器件。LED的發光原理是利用半導體中的電子和空穴結合而發出光子，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2-4V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空穴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可說是一種數字化的光源。

　　LED晶片大小可以因用途而隨意切割，常用的大小為0.3-1.0mm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的制作過程與制作矽晶圓IC很相似，首先使用化學周期表中超高純度的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，制成單晶棒，經過切割、研磨、拋光成為晶片，再將其作為基板(substrate)，使用磊晶技術將發光材料生長在基板上，制成的磊晶片經過半導體鍍金和蝕刻工藝後，通過細切加工成LED晶粒。

　　值得注意的是，除了大家常見的可見光外，LED還有不可見光，如“紫外光”與“紅外光”等，例如電視遙控器就是一種紅外光應用，其波長約為900nm，而紫外光則因為具有殺菌功能，所以被廣泛應用在醫療用途上。

LED主要向大功率和小體積兩個方向發展

(1)提高發光強度及發光效率

　　作為指示燈方面的應用，有幾個mcd的發光強度也可以了，但由LED組成的數碼管或字元管則顯得亮度不足，若要用於戶外作信號或標顯示，則其亮度太低，不能滿足使用的要求。所以LED的主要發展方向是提高發光強度(也就是一般所指的提高亮度)。

　　隨著半導體材料及半導體工藝技術、設備的發展，LED的亮度不斷提高，開發出高亮度及超高亮度LED，并且不斷創造新記錄。以Φ5標準封裝、發紅光、視角差別不大的LED為例，不同生產年份LED的發光強度如表1所示。

　　從表1可以看出，近30年LED的發光強度提高了8000倍左右。1969-1987年LED的發光強度是很低的，發展很慢，但1994-2005年LED的亮度有很大的發展。表1列出的并非發光強度最高的。例如，在GaAs的襯底上采用AlInGaP工藝技術制成的Φ5、紅光LED，在小視角4