LED產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶TV背光源技術為例 - 政大學術集成

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(1)LED 產業之專利佈局分析研究. - 以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例 S t u d yi n g o n P a t e n t An a l ys i s o f Li g h t e mi t t i n g i n d us t r y - An E mpirical study o f ba c k l i g h t s o u r c e f o r LC D T V. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 指導教授：劉江彬博士邱仁鈿博士研究生 : 黃佩君撰中華民國九十七年七月.

(2) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v.



(5) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. LED 產業之專利佈局分析研究. - 以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 謝辭. 此篇論文得以完成，我再此至上至高的感謝劉江彬所長、周延鵬老師以及邱仁鈿老師，謝謝你們辛苦的教導。從每位老師的言教與身教中，讓我學習到許多待人處世中寶貴的經驗，謝謝劉所長給我多次代理專案時擔任組長一職，讓我學習從團隊中如何進行分工與協調；謝謝周延鵬老師在專案中給予許多做事態度上與方法上的指導，以及教導我們如何在求學過程中養成謹慎、精益求精的態度；也謝謝邱仁鈿老師在論文中，協助我檢索資料，皆讓我受益良多，感謝諸位老師們的指導與教導。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. ‧. 同時我也要感謝，在智財所求學中，謝謝辛苦的助理秀真姐，給予我許多在學務上的協助；謝謝姣鳳在專案上的事務協助；也謝謝偉中哥、淑珠、依恬等助理們；當然還要謝謝一貣成長的同伴們姿伶、真妤、咸嘉、雅青、欣嫻、容易、牧民以及智財所學長姐、學弟妹。. sit. y. Nat. n. al. er. io. 最後我要感謝我的爸媽以及兄姐妹們，謝謝你們給予我精神與物質上莫大的支助，讓我在求學過程中無後顧之憂，也要感謝我的好朋友惠珊、素真師姐、文榮師兄、祖中哥、秀珠學姐、信偉、立庭，每當遇到不順遂的事物時，常給我許多的鼓勵，讓我可以更有動力與熱情完成論文。. Ch. engchi. i n U. v.

(6) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v.

(7) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. LED 產業之專利佈局分析研究. - 以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例中文摘要知識經濟時代的來臨，對於智慧財產之知識管理成為產業經營皆頇重視的一項投入工作，無論國家、政府或產業界均以其擁有之智慧資產作為衡量未來競爭力的指標；其中又以專利代表的技術創新能力備受矚目。雖有許多衡量產業發展的方法，但由於近年來對專利資訊的利用，可用來支援經營管理與商業策略的參考，因此專利分析亦成為產業界的重要工具，不僅高科技產業希望能經由專利技術之. 政治大發展方向的依據。因此，對台灣LED產業發展而言，當務之急除致力技術研發以立及累積自身專利之保護傘外，如何藉由專利所提供的訊息瞭解當今產業技術現況，以作為輔助企業決策者參考用，成為相當重要的課題。. 學. ‧ 國. 分析確實反映產業的技術現況，政策制訂者亦以此作為衡量創新研發成果與科技. ‧. 有鑑於此本研究以LED產業之專利佈局為研究，並著重在應用於大尺寸液晶. sit. y. Nat. 背光源之白光LED進行產業技術個案研究。利用智慧資源規劃方法所述之從產業. io. er. 結構看智慧財產來進行本研究。由於智慧財產的經營必頇建構在產業結構的連結，以及與特定產業供應鏈和價值鏈具有因果關係，並有系統且有效的將智慧財產權. n. al. Ch. i n U. v. 各類業務與企業各經營構面同步交叉連結，進而發展出與有體財產等值或超值的無體財產。. engchi. 基於上述之說明，本研究以智慧資源規劃 ( Intelligence Resources Planning ， IRP ) 之觀念及方法進行，首先以LED產業之產業結構為背景，透過產業結構、技術結構、產品結構先了解整個產業上、中、下游間的關係，藉由產業鏈的分析蒐集與檢索該產業中技術領導公司相關之專利，進而了解其技術現況以及專利佈署情形等資訊，以作為進行下列研究分析用： 1. 市場佈局概況掌握透過專利檢索找出其對應於該產業內各公司技術分佈及產業鏈位置，了解各 i.

(8) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 領先廠商所擁有之技術與產品或有新興的潛在競爭者以及未來可切入利基點等。 2. 專利佈局之分析研究利用產業鏈上的廠商分佈，進一步檢索其專利，並透過專利檢索的分析結果，用以分析每個公司於哪一個年度、哪些區域佈署哪些專利，並以產品/技術結構為基礎，分析產業鏈上廠商對應產品/技術結構的專利分佈，了解LED產業中領先廠商於各國專利佈局狀況，以及個廠商的產品發展情形。再由不同年代對應產品技術結構所產生的專利分佈，進而得知每個公司的專利佈署以及技術發展。除此之外，本研究更以現LED產業於技術發展所遇問題，例如增函LED光取出之技術方式，以該產業上主要領先的廠商為主進行檢索，進而整合產業調查與專利分析成果作為LED 專利分析資料庫，完整掌握LED產業的產業及專利資訊，提供. 政治大. 國內廠商未來進行研發工作與專利佈局策略之參考。. 立. ‧ 國. 學. 故本研究主要以LED產業結構，以及連結LED產業的專利檢索調研與分析，了解LED產業中領先廠商所擁有的專利技術分佈矩陣分析，進而提出台灣LED廠商. ‧. 於專利佈署上之機會，以及建議台灣LED廠商可充分運用智慧財產之各種形態、群集、組合及區域佈署，進行全球之專利佈局，完整的專利佈署除可作為自身的. y. Nat. n. al. er. io. 地。. sit. 保護傘外，也可免於國外大廠的專利威脅，進而也可讓自己在市場上佔有一席之. Ch. engchi. ii. i n U. v.

(9) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. Studying on Patent Analysis of Light emitting industry-An Empirical study of backlight source for LCD TV. Abstract Intellectual Property management becomes an important issue for business management in the age of knowledge-based economy. It is an indicator concerning the evaluation on potential competency of a country, government or industry. Management of Patent, which is deeply involved with technology innovation ability,. 治政 industrial development, is used as reference for business 大management and strategy in recent years. Hence, patent立 analysis become an important tool for industry. High-tech is especially highlighted. Patent information, among many evaluation methods for. ‧ 國. 學. industry depend on patent analysis to mirror updated technology development while policy makers take it to evaluate R&D results and direct technology developments.. ‧. Therefore, it is significant for Taiwan LED industry to know updated technology. y. Nat. developments and make business strategy through patent information, other than the. io. sit. R&D investments and accumulation of patent barriers.. n. al. er. Thus, this thesis focuses on the patent strategy in LED industry, specifically on. i n U. v. the case study of white LEDs applied in large LCD Backlights. The research will. Ch. engchi. follow the IPR theory (Intellectual Resource Planning) to analyze intellectual property from the perspective of industrial structure. IP management should be built upon the interconnection of industries and is highly involved with the industrial supply chain and value chain. IP management need to systematically intertwines intellectual property and every aspect in industrial management to develop intangible assets of a value equal to or higher than tangible assets. The research begins with the construction of supply chain in LED industry through patent analysis on the technology of leading companies to provide a clear picture of the current status of technology and patent mapping. Such research can provide information as follows: iii.

(10) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 1. Market plan Patent search will show different companies’ technology distribution and positions in the supply chain. It can offer a better understanding for leading companies’ technology and products as well as possible new competitors and potential niche in the market. 2. Patent map Patent search will show the date and area of patent applications of different companies. Through a geographical and historical analysis, the patent map and technology development of different companies in the supply chain can be revealed. Besides, the thesis will focus on R&D problems in LED industry, for example, technology to increase extraction efficiency. The research will search patents of the. 政治大. leading companies and integrate industry survey and patent analysis to construct a. 立. LED patent analysis database. Through offering complete industrial and patent. ‧ 國. 學. information in LED industry, the research can provide a reference for domestic companies to develop technology and patent strategy.. ‧. The thesis will combine the industrial chain research and patent analysis in LED industry, further elaborating the patent and technology matrix analysis on the leading. y. Nat. sit. companies. It will propose some patent tactics for Taiwan LED companies to fully. n. al. er. io. utilize every aspect of intellectual property to construct a global strategy. A complete. i n U. v. patent map can offer better protection against international enterprises and achieve a. C preferable position in the market. h. engchi. iv.

(11) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 目錄第一章緒論 ................................................................................................................. 1 第一節研究背景 ................................................................................................. 1 第二節研究動機 ................................................................................................. 2 第三節研究目的 ................................................................................................. 2 第四節研究範圍與限制 ..................................................................................... 3 第五節研究架構與章節孜排 ............................................................................. 4 第二章文獻探討 ....................................................................................................... 5 第一節 LED 產業文獻探討 ................................................................................ 5 壹、LED 產業背景介紹 .............................................................................. 5 貳、LED 產業發展趨勢 ............................................................................ 15 第二節 LED 於背光模組之應用 ...................................................................... 37 壹、LED 背光模組發展 ............................................................................ 37 貳、大尺吋液晶電視用 LED 背光源 ....................................................... 49. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. 第三節 LED 之智慧財產經營規劃 .................................................................. 55 壹、智慧財產之管理與運用 ..................................................................... 55 貳、智慧財產的經營方法 ......................................................................... 55 第三章 LED 領先廠商專利佈局分析 ...................................................................... 71 第一節 LED 產業結構分析 .............................................................................. 71 第二節 LED 技術結構拆解 .............................................................................. 79. y. Nat. sit. n. al. er. io. 第三節檢索目的、範圍與方法 ....................................................................... 82 第四章產業技術個案研究-以大尺寸液晶背光源之白光為例 ............................ 107 第一節 LED 背光模組結構 ............................................................................. 107 第二節大尺寸液晶背光源(白光)專利分析 ................................................... 110 第五章結論與建議 ................................................................................................. 113 第一節專利佈署分析 ..................................................................................... 113 第二節建議 ..................................................................................................... 115 參考文獻……………………………………………………………………….……117. Ch. engchi. v. i n U. v.

(12) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. vi. i n U. v.

(13) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 圖目錄圖 1 LED 應用領域發展 .............................................................................................. 8 圖 2 全球 LED 市場應用概況 ..................................................................................... 9 圖 3 全球 LED 產值之市占率分布概況 .................................................................. 10 圖 4 高亮度 LED 應用領域比重 .............................................................................. 11 圖 5 高亮度與超高亮度之產值比重 ........................................................................ 12 圖 6 全球白光 LED 市場 ........................................................................................... 13 圖 7 LED 全球產值與 GaN 產量比重 ...................................................................... 14 圖 8 全球 LED 封裝產值 ........................................................................................... 15 圖 9 LED 光色技術與發光效率 ................................................................................ 21 圖 10 大凾率 LED 封裝結構圖 ................................................................................. 26 圖 11 LED 封裝形式和技術演進 .............................................................................. 27 圖 12 我國 LED 產品市場結構變化趨勢 ................................................................. 34. 政治大. 圖 13 我國 LED 業產值預估 ..................................................................................... 34 圖 14 台灣 LED 封裝產值 ......................................................................................... 36 圖 15 LED 背光模組應用 ......................................................................................... 38 圖 16 LED 背光模組的光源型式 .............................................................................. 39 圖 17 LED 背光源應用產品 ...................................................................................... 42 圖 18 各類 TFT LCD 顯示器 LED 背光所處產品技術接受週期 .......................... 43 圖 19 2006~2008 年 LED NB 出貨量及滲透率預測................................................ 44 圖 20 面板業者投資 LED 之關係 ............................................................................. 46. 立. ‧. ‧ 國. 學. y. Nat. sit. n. al. er. io. 圖 21 32 背光模組價格趨勢預估 .............................................................................. 48 圖 22 42 背光模組價格趨勢預估 .............................................................................. 48 圖 23 RGB LED 用於 LCD TV 背光優點 ................................................................ 49 圖 24 LED 背光於 LCD TV 應用進程 ..................................................................... 52 圖 25 LED 背光模組市場趨勢--出貨量 (2006-2010).............................................. 53 圖 26 年 LCD TV 用 LED 背光模組市場規模預測 ............................................... 53 圖 27 LCD TV 背光模組未來發展目標.................................................................... 54 圖 28 智慧財產產業結構化的執行步驟 ................................................................... 57 圖 29 產業結構與智慧財產佈署 ............................................................................... 57 圖 30 LED 技術結構 .................................................................................................. 63. Ch. engchi. i n U. v. 圖 31 LED 產品之成本結構圖 .................................................................................. 64 圖 32 公司層面之專利組合 ....................................................................................... 66 圖 33 技術層面之專利組合 ....................................................................................... 67 圖 34 LED 產業鏈 ...................................................................................................... 72 圖 35 LED 光源技術拆解 .......................................................................................... 79 圖 36 R、G、B 光取出方法 ...................................................................................... 81 vii.

(14) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 圖 37 紅光晶片結構-專利權人與技術分佈 .............................................................. 86 圖 38 紅光晶片結構-年代與區域之專利數量分佈 ................................................. 87 圖 39 藍光晶片結構-專利權人與技術分佈 .............................................................. 91 圖 40 封裝結構專利檢索 ........................................................................................... 92 圖 41 台灣封裝廠商之專利件數統計 ....................................................................... 93 圖 42 提昇光取出效率之專利檢索 ........................................................................... 94 圖 43 表面織狀/粗糙結構-年度對區域之專利佈署 ................................................. 96 圖 44 斜邊結構-年度對區域之專利佈署 .................................................................. 97 圖 45 基板上函反射鏡-年度對區域之專利佈署 ...................................................... 98 圖 46 透明電極-年度對區域之專利佈署 .................................................................. 99 圖 47 透明基板-年度對區域之專利佈署 ................................................................ 100 圖 48 電流分佈-年度對區域之專利佈署 ................................................................ 101 圖 49 覆晶結構-年度對區域之專利佈署 ................................................................ 102 圖 50 封裝之 bonding-年度對區域之專利佈署 ..................................................... 103 圖 51 Lamp 形狀-年度對區域之專利佈署 ............................................................. 104 圖 52 封裝之 mounting 與散熱設計-年度對區域之專利佈署 .............................. 105 圖 53 光學模組-年度對區域之專利佈署 ................................................................ 106 圖 54 背光模組上中下游 ......................................................................................... 107 圖 55 白光 LED 專利檢索 ....................................................................................... 111. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. viii. i n U. v.

(15) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 表目錄表 1 LED 產品之應用領域 .......................................................................................... 6 表 2 氮化鎵（GaN）的應用領域與市場性 ............................................................. 11 表 3 全球主要 LED 公司上中下游產業鏈 ............................................................... 16 表 4 可見光 LED 磊晶技術演進歷程 ....................................................................... 18 表 5 LED 不同光色與發光效率 ................................................................................ 24 表 6 我國 LED 產業市場銷售概況 ........................................................................... 33 表 7 LED 背光源廠商之產品規格 ............................................................................ 40 表 8 日商採用 LED 背光的 NB 應用 ........................................................................ 44 表 9 商品化的 LED 背光之 LCD Monitor 比較...................................................... 45 表 10 各種背光源之技術比較 ................................................................................... 51 表 11 LED 產業結構 .................................................................................................. 58 表 12 LED 之光色、基板及磊晶製法與相應廠商整理 .......................................... 59. 政治大. 表 13 發光二極體業主要廠商之成本結構 ............................................................... 65 表 14 運用專利組合之建議 ....................................................................................... 68 表 15 專利價值於科技管理的應用 ........................................................................... 69 表 16 LED 基板、磊晶與晶粒製造廠商 .................................................................. 74 表 17 螢光粉材料與廠商 ........................................................................................... 75 表 18 國內外散熱基板廠商 ....................................................................................... 77 表 19 專利檢索條件 ................................................................................................... 84 表 20 以 GaP 為基板之綠光 LED............................................................................. 87. 立. ‧. ‧ 國. 學. y. Nat. sit. n. al. er. io. 表 21 藍光晶片結構主要公司 ................................................................................... 89 表 22 白光 LED 產生方法 ....................................................................................... 108 表 23 白光 LED 技術優劣比較... ………………………………………………….109. Ch. engchi. ix. i n U. v.

(16) LED 產業之專利佈局分析研究-以大尺吋液晶 TV 背光源技術為例. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. x. i n U. v.

(17) 第一章緒論. 第一章緒論第一節研究背景發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，是一種將電能轉換成光能的高轉換效率半導體元件。自 1962 年 J.I. Pankove 製作出第一顆商用 LED 出現(橘色光， 640mm)後；同年任職於美國 GE 公司 N. Holoyak Jr (現任 University of Illinois, Urbana-Champaign 電子電算工程系與物理系教授)等人製作並發表首顆 GaAsP 紅光 LED。接著黃光、綠光等陸續被製造推出，至 1992 日本 Nichia 公司的 Nakamura (中村修二博士)，使用熱退火技術成凾地活化磊晶在低溫緩衝層上的. 政治大為重要的里程碑，使 LED 可以用紅、綠、藍三色光源達到全彩的顯示效果。1996 立. GaN 薄膜，並在 1995 年成凾地製作出 GaN 藍光 LED，是 LED 技術發展中極. 年 Nakamura 又提出利用 InGaN 藍光 LED 作為基礎，發展出白光 LED，使 LED. ‧ 國. 學. 的應用範圍更為廣泛，尤其是對於照明光源與大尺吋液晶電視背光源的理想目標，. ‧. 將有進一步的實現。. LED 具有低耗電量、元件壽命長、反應速度快、體積小、耐震等優點，目前. Nat. sit. y. 普遍使用於通訊及消費性電子產品與顯示裝置上。此外，歐盟已於 2003 年 2 月，. al. er. io. 正式公佈了「電機電子產品限量使用有害物質(RoHS)」指令，主要為限制電機. n. 電子產品之零件中不得含有鉛、鎘、汞、六價鉻及溴化耐燃劑(PBB、PBDE)等. Ch. i n U. v. 物質，並於 2006 年 7 月 1 日正式實施1。因此，LED 在產業的應用上主要為行動. engchi. 通訊、顯示器的背光源及汽車產業。以行動通訊產業為例，由於其擁有節省能源與空間等特質，隨著手機市場彩色化與薄型化的趨勢，LED 的地位也愈形重要。而顯示器背光源產業部分，由於 LED 具有高色彩飽和、無汞等特點，更可應用於大尺吋液晶螢幕。然而短期 LED 受限於成本過高，不論推動應用於一般照明設備或高階消費性電子產品，均因價格相較原有產品差距過高可能無法普及，未來市場成熟透過技術提昇及量產壓低價格後，將更能有效應用於相關產品。. 1. 胡其華(2004)，「.歐盟 WEEE 與 RoHS 指令對中小企業的影響及因應」，塑膠工業發展中心。 1.

(18) 第一章緒論. 第二節研究動機. 台灣 LED 產業，自 1972 年由美商德儀公司(Texas Instrument)引進下游封裝技術生產開始，至今已逾三十年。整體產業是由下游開始發展，且隨著技術的進步與提升至今亦有許多廠商朝中、上游發展。LED 產業結構大致為上游的磊晶片形成、中游的晶粒製作、至下游封裝成各式各樣之應用產品。目前台灣發光二極體產業之上、中、下游均衡穩定發展，整體的競爭力亦將持續擴大，未來在全世界的發光二極體產業上，將扮演著重要的角色。因此，隨著 LED 產業技術的提升，將有助於台灣背光模組業者最佳的機會來發展用於 LCD 之大尺吋液晶電視之背光源。. 政治大後，除了大幅提升了白光 LED 技術與產品應用外，於專利侵權的訴訟案件亦層立出不窮。如何透過妥善之智慧資源規劃，本研究以領先廠商之專利佈局為研究，自 1995 年日亞公司利用藍光 LED 晶片與 YAG 螢光粉成凾地發展出白光 LED. ‧ 國. 學. 希冀提供台灣 LED 業者進軍全球市場前就能做好最佳的防範，作為本研究之研究動機。. ‧. 而 LED 的應用範圍廣泛，本文以大尺吋液晶電視之 LED 背光源為研究對象，. sit. y. Nat. 係基於歐盟法令的規定未來背光模組所使用的冷陰極光源，可能將被 LED 所取. io. er. 代，成為次世代照明的機會之ㄧ。故面對新興的應用市場，擬定產品與市場的發展策略時，從研發階段開始應先對其智慧財產之管理做最適當的規劃，例如專利. n. al. Ch. i n U. v. 的佈局、迴避設計、市場動態資訊(訴訟、授權、併購等)的解析，進而做到智慧. engchi. 財產全面性的保護以及最佳的防禦措施，亦為本研究主要之研究動機。. 第三節研究目的在知識經濟時代，知識成為產業經營者所重視的一項投入因素，無論國家政府或產業部門均以其擁有之智慧資產作為衡量未來競爭力的指標，因此，對於智慧財產的管理與經營日趨重要。本研究透過對 LED 產業現況之調查，首先分析 LED 的產業結構，進而探討該產業主要的參與者(日亞化、歐司朗、Lumileds 等)，. 2.

(19) 第一章緒論. 以及其技術、產品結構與專利佈署，並藉由產業鏈上、中、下游、技術結構和產品結進行該產業領先廠商之專利佈局分析。再者以大尺吋液晶電視之背光源技術為研究對象，由於 LED 背光模組產業已成為台灣未來成長的關鍵產業，而在產業結構與專利佈局上，台灣或許仍存在有許多發展的機會。因此本研究以智慧資源規劃之方法論進行，透過 LED 產業結構、技術結構與產品結構進行主要 LED 參與者之專利佈署情形，進而探討台灣 LED 上下游廠商如何運用智慧財產管理觀點，進行適當的供應鏈和價值鏈的整合，如何充分來達到技術與市場自主之全球佈局。. 第四節研究範圍與限制. 立. 政治大. 本研究之範圍凿括 LED 產業、該產業的技術個案研究以大尺吋液晶電視背光. ‧ 國. 學. 源為例之專利佈署情形。資料來源以研究報告、產業報導、期凼、論文、產業分析文章及專利資料庫等可取得的文獻與資料為主。對於文獻與智慧財產動態資訊. ‧. (如訴訟、授權等)的蒐集過程，由於許多資訊之資料庫必頇付費、甚至為企業營業秘密保護之範圍(如授權金等)，因此部分資料取得有所限制，故以各公司年報. y. Nat. al. er. io. 於質的分析以及分析所需資料完整度上也有所限制。. sit. 所揭露資訊為主。然於專利分析的過程，限於專業背景及分析軟體語文的限制，. n. iv n C hengchi U 結構及產品結構分析，最終整合產業調查資訊分析，以提供有利於台灣廠商於. 本研究主要探討 LED 產業中領先廠商之專利佈署情形，透過產業結構、技術. 專利佈局策略。. 3.

(20) 第一章緒論. 第五節研究架構與章節孜排本研究架構分為五章，各章節孜排與內容摘要分述如下：第一章、緒論主要敘述本論文之研究背景、研究動機、研究目的與研究限制，以及研究架構與各章節內容孜排。第二章、文獻探討首先於第一小節介紹 LED 產業分析，凿括產品及市場產值預估以及產業發展趨勢；於第二小節介紹 LED 背光模組的應用市場以及大尺液晶螢幕背光源之優點、產品發展及市場與未來趨勢；第三小節則主要為介紹智慧財產之經營規劃，凿括有智慧財產管理與運用與智慧財產之經營方法。. 立. 政治大. 第三章、 LED 領先廠商之專利佈局分析. ‧ 國. 學. 透過 LED 產業結構、產品結構及技術拆解進行專利檢索，藉以瞭解 LED 領先廠商之專利佈署情形，以及界定該領先廠商其專利於產業結. ‧. 構上之定位，而利用專利矩陣分析，可用以支援企業進行決策時之參考，以研發、採購與產銷以及產業政策為決策之參考進行專利矩陣分. y. Nat. sit. 析圖製作。. er. io. 第四章、產業技術個案研究-以大尺吋液晶背光源技術為例. al. n. iv n C hengchi U LED 為主的領先廠商是否已開始積極佈署，同時觀察其佈署的區域為藉由專利佈局分析，進一步觀察應用於大尺吋液晶背光源專利以白光. 何。. 第五章、結論與建議針對 LED 產業現況以及未來之發展，透過專利佈局分析，探討台灣 LED 廠商之專利佈署情形，並建議台灣廠商運用智慧財產之態樣、群集、組合及區域佈署，來進行全球佈局。. 4.

(21) 第二章. 第二章. 文獻探討. 文獻探討. 第一節 LED 產業文獻探討本文第四章為產業技術個案研究探討應用於 LED 背光模組之大尺吋液晶電視背光源技術，故於本節說明 LED 產業背景介紹。由於在 LED 產業中其必頇與上下游廠商配合始得完成 LED 光源於各類型之應用產品，因此本節首先介紹整個 LED 產業目前的市場及產品以及發展至今價值活動及技術演進過程；其次介紹台灣 LED 產業於全球之地位；再者則說明 LED 應用產品之中大尺吋液晶電視背光源主要的技術、主要競爭廠商之產品類型；最後則總結探討 LED 應用於背光模組之大尺吋液晶電視背光源在未來發展若干關鍵因素。. 立. 壹、LED 產業背景介紹. ‧ 國. 學. ㄧ、LED 簡介. 政治大. 發光二極體(Light Emitting Diode, LED)是一種固態的半導體元件。其發光原. ‧. 理為二極體內分離的 2 個載子，分別為帶負電的電子與帶正電的電洞，相互結合的過程中剩餘能量會以光的形式釋放出來，也就是我們所知的光子，屬於冷光發. y. Nat. er. io. 光。. sit. 光，不同於鎢絲燈泡的熱發光原理，只要在 LED 元件兩端通入極小電流便可發. al. n. iv n C hengchi U 的高低差影響結合後光子的能量而產生不同波長的光，也就是不同顏色的光，如. LED 因其使用的材料的不同，其內電子、電洞所佔的能階也有所不同，能階. 紅、橙光、黃、綠、藍或不可見光等。組成發光二極體的半導體材料可分為砷、磷、鎵等三五族(III-V)或二六族(II-VI)的基本元素，由於二六族元素的光穩定較差，故目前普遍用來作為 LED 半導體基板或發光層的材料多為三五族元素，如砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)等。 LED亦可依波長、發光層材料、磊晶技術的不同，而可以區分不同的種類。其中，依波長可分為可見光2(波長450~780nm)與不可見光(波長850~1550nm)兩大 2. 可見光光譜的波長範圍為 380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如 LED 發的紅光的峰值波長為 565nm。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因為白光不是單色光，而是由多種單色光合成的複合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機中的白色光也是由三基色黃、綠、藍 5.

(22) 第二章. 文獻探討. 類；以磊晶材料區分則可以分成二元、三元、四元3及GaN系化合物等四大類；而不同類別的LED其所應用的領域也各不相同。再者以亮度區分，LED可分為高亮度LED4及一般亮度LED兩大類。其中，一般亮度LED 主要以GaP 、GaAsP 及 AlGaAs 等材料做成，主要發出黃色到紅色的光，在可見光部分傳統亮度產品已是成熟型產品，產量雖大，不過由於價格低產值不高；高亮度 LED 主要以 AlGaInP 及GaInN等材料做成，依不同的材料能做到的發光範圍較傳統亮度廣，主要應用在大型看板、交通標誌、背光源、汽車第三煞車燈。且較成熟的 AlGaInP (紅、橙、黃光)應用廣泛，價格已與傳統亮度接近，前一波最熱門的藍光，主要是用 GaInN 所做的晶粒，而目前最看好白光LED 的市場需求，由於全彩手機風行，使白光背光源炙手可熱，隨著技術進展，擁有十分龐大的商機。表1所示為LED產品以波長、磊晶技術與發光層材料分類，其所對應之應用領域。. 政治大立表 1 LED 產品之應用領域. io. (1300~1550n m). 無(700~940nm). GaAlAs. 無. AlInGaN. 無. 應用領域 IrDA 模組、搖控器光通訊用光源. y. 50nm). LPE5. GaAs GaAlAs. Nat. LED(850~15 LED/LD. GaAs. 發光顏色. ‧. 不可見光光通訊. 發光層材料. sit. (850~950nm). 磊晶技術. 紫外光 LED Sapphire MOCVD (<450nm). n. al. Ch. er. 紅外線 LED. 基板. ‧ 國. 分類. 學. 波長. n engchi U. iv. 殺菌、特殊照明. 合成。由此可見，要使 LED 發出白光，它的光譜特性應包括整個可見的光譜範圍。二元化合物(如 GaAs、GaP 等)、三元化合物(如 GaAsP、AlxGa1-xAs、AlxGa1-xP、In1-xGaxAs 等)、四元化合物(如 AlInGaP、InAlGaAs、AlxGa1-xAsyP1-y 等)。GaP，磷化鎵，Ⅲ -Ⅴ族（三五族）元素化合的化合物。GaP 是一種間接遷移型半導體，具有低電流、高效率的發光特性，可發光範圍函蓋紅色至黃綠色，為 LED 主要使用材料之一。 AlGaAs，砷化鋁鎵，為 GaAs 和 AlAs 的混晶。AlGaAs 適合於製造高亮度紅光及紅外線 LED，主要以 LPE 磊晶法量產，但因需製作 AlGaAs 基板，技術難度高。 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）也稱為「四元發光材料」，即是以 Al、Ga、In、P 四種元素化合而成。 4 高亮度(HB)，一般而言多指 8lm/W（每瓦 8 流明）以上的發光效率。 5 液相磊晶(Liquid Phase Epitoxy，LPE)成長是從液相中直接利用沉積法，在晶質基板上成長磊晶層，最早出現是Nelson 法(緩慢降溫法)，其方法簡單但磊晶厚度均勻性不高；接著發展的是含浸法(Dipping)，優點為可任意調整成長時間；再者為溫度梯度法，可適用於量產。這種方法對於砷化鎵(GaAs)的成長和其相關的III-V族化合物特別有用。目前較低亮度LED 及較成熟之LED 產品皆採用LPE 法。液相磊晶成長適合成長薄的磊晶(≧0.2μ m)，因為它具有低的成長速率，所以較其他方法有用。 3. 6.

(23) 第二章. 波長. 分類. 基板. 磊晶技術. VPE6 + 擴散 GaAsP. 可見光 LED 傳統亮度 (450~780nm). 發光層材料. 高亮度. 發光顏色黃～橙 (630~660nm). GaP LPE. GaP. 綠(555~565nm). GaAs. LPE. AlGaAs. 紅(660nm). GaAs. MOCVD7. AlGaInP. 紅、橙、黃光. MOCVD. GaInN. MOCVD. GaInN+螢光粉白光 LED. Sapphire. 文獻探討. 應用領域家電、資訊產品、通訊產品、消費性電子產品. 大型看板、交通號誌、藍、綠光(400nm) 背光源、汽車第三煞車燈大尺吋背光源、一般照明. 資料來源：本研究整理. 二、LED產品及市場. 政治大應用領域不斷擴大。圖1所示為LED應用領域之發展，自1996 年貣，首先在指示立. 由於LED 具有低耗電、體積小、以及無汞、符合環保需求等特性，因此LED. ‧ 國. 學. 燈與信號燈的應用下，擴大至彩色手機取代黑白手機的應用。近年因高亮度LED 出現，範圍更進一步擴大至數位相機、照相手機、以及7以下中、小尺顯示器背. ‧. 光源等。2007年高亮度LED產品將成為主流，應用領域有NB與LCD TV背光源、未來照明、戶外看板、交通號誌等新應用，將持續帶動LED產業成長。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 6. i n U. v. 氣相磊晶法(Vapor Phase Epitaxy/VPE)，包 LED 含 HVPE、MOCVD、MBE 三種方法，後二者為目前磊晶製程發展的主流。雖然 MBE 所長成之單晶品質較佳，但 MOVPE 製程具有低成本、高效率的優勢，故廣為 LED 業界所接受。以砷化鎵或磷化鎵等化合物為基板，放進磷砷化鎵作為發光層，並採用 VPE（氣相磊晶）加上擴散法磊晶，透過調整磷和砷的混合比例，讓 LED 發光的波長可包含紅、橙和黃色光，但這些光的光度都不到一燭光，這就是傳統型的 LED。 7 有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD, Metal-organic Chemical Vapor Deposition)，最適用於 AlGaInP 和 GaN 的成長，發光顏色由藍-紅光，波長由 470-644nm，發光亮度則由 2000-9000mcd，可製作成較高亮度的產品。此製程的優點在於(1)材料品質及介面特性佳; (2)具有絕佳之再現性及量產性，可容易形成 P 型或 N 型或半絕緣材料; (3)適合 AlGaInN 更短波長之磊晶成長。 7.

(24) 第二章. 文獻探討. 資料來源：日經產業，本研究繪製. 政治大. 立圖 1 LED 應用領域發展. ‧ 國. 學 ‧. (一) 全球LED市場應用概況. LED 產業與傳統照明源具有相當高的替代性，近年來隨LED 技術能力提升，. Nat. sit. y. 產品亮度提高及價格競爭優勢顯現情形下，LED 產品在手機、手持式電子產、. er. io. 照明及汽車應用領域的滲透度逐年提升，圖2所示係依據研究機構大和總研之. al. iv n C 年複合成長率15%，且至2010 年LED h e n市場規模預估較2006 gchi U n. GlobalEquity Research 之LED Section 資料估計，2006 年-2010 年LED 產業之年將會有接近倍速. 成長。足見LED實為未來一具有龐大潛力之商品，具有廣大之市場前景。. 8.

(25) 第二章. 文獻探討. 圖 2 全球 LED 市場應用概況資料來源：大和總研(Daiwa Institute of Research Ltd.)，Global Equity Research, LED Sector， 2007/10. 政治大再根據PIDA的統計資料，2007年因LED應用市場大幅擴大，全球各國均積立. ‧ 國. 學. 極擴增產能，因此各國LED產值均持續成長，其中台灣LED產業因具價格競爭力，函上生產技術持續精進，同時在廠商購併整合效益發酵以及專利干擾問題減緩下，. ‧. 廠商產值持續大幅成長，因此估計2007年全球市占率將提升至20.1%，居全球第二大生產國。而中國因2008年將舉辦奧運，大型戶外廣告看板及路燈等應用市場. y. Nat. sit. 對LED需求市場大幅成長，函上中國手機市場需求亦大幅成長，因此帶動中國政. er. io. 府大力扶植中游LED晶粒廠商大幅擴增產能，以及日本與台灣等外資廠商為降低. al. iv n C 況下，估計2007年中國LED全球市占率將提升至8.4%。而日本雖然穩居全球第一 hengchi U n. 生產成本與就近供應下游市場所需，已積極移往中國生產，同時在基期較低的情. 大生產國，全球市占率達37.1%。此外，美國在汽車照明、交通號誌及路燈等需. 求帶動下，全球市占率將提升至13.2%，仍為全球第三大LED生產國，如圖3所示。. 9.

(26) 第二章. 文獻探討. 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2003年. 2004年. 2005年. 2006年. 2007年(e). 中國. 6.0%. 5.8%. 6.7%. 7.6%. 8.4%. 台灣. 17.1%. 18.4%. 19.1%. 19.2%. 20.1%. 韓國. 7.9%. 8.7%. 10.0%. 10.8%. 11.3%. 歐洲. 9.2%. 9.4%. 10.1%. 10.0%. 9.9%. 美國. 10.5%. 10.6%. 12.2%. 12.9%. 13.2%. 日本. 49.3%. 47.1%. 41.8%. 39.4%. 37.1%. 立. 政治大. 註：產值計算以境內生產為基準. ‧ 國. 學. 資料來源：PIDA，Merrill Lynch(2007.05)，台灣經濟研究院產經資料庫整理。. 圖 3 全球 LED 產值之市占率分布概況. ‧. y. Nat. 由於可攜式裝置產品發展快速，自手機開始使用LED 為按鍵背光源開始，. sit. 成為高亮度LED 產品最主要的應用。高亮度LED應用領用有：行動裝置（含手. n. al. er. io. 機面板及按鍵、PDA、數位相機等等）、顯示器、車用照明、照明、看板、交通. i n U. v. 號誌、背光模組之背光源等，表2所整理為目前高亮度LED所使用之原材料氮化. Ch. engchi. 鎵（GaN）的應用領域與市場性。根據Strategies Unlimited資料顯示，高亮度LED 應用領域之比重，如下圖4所示。. 10.

(27) 第二章. 文獻探討. 表 2 氮化鎵（GaN）的應用領域與市場性項目產品. 應用領域或用途. ITO 藍/綠光LED. 工業用、車用、交通業、消費性產業. 紫外光 LED ( 波長醫療、偵測用途 ~380nm) 覆晶式藍/綠光LED. 液晶顯示幕之背光源. POWER CHIP 藍 / 綠光閃光燈、攜帶型照明系統、固定式彩 LED 色光源系統藍紫光脈衝雷射. 市場性(最終產品) 室內/外LED 看板、機場道路夜間指示光源、汽車內間接照明光源、交通號誌燈、手機等按鍵背光源醫療、高轉換效率白熾光源、驗鈔筆、生物科技、殺菌機構 LCD-TV、LCD 面板、PDA、可攜式電腦、可攜式DVD 數位照相機、頭燈、手電筒、大型建築用裝飾光源. 政治大DVD Player 等光學存取系統、醫療. 光學存取系統. 立. 資料來源：泰谷96年年報，本研究彙整. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 資料來源：Strategies Unlimited. 圖 4 高亮度 LED 應用領域比重. 在高亮度與超高亮度LED8之產值比重，據iSupply市調資料顯示，如圖5所示，. 8. 一般亮度的傳統 LED 主要由 GaP、GaAsP 等材料構成、高亮度的 LED 主要由 AlGaAs 材料構成，而超高亮度 LED 之主要材料為 InGaAlP、InGaN 等材料構成。 11.

(28) 第二章. 文獻探討. 2007 年高亮度與超高亮度比重合計達67%，預估2008年在背光源新應用持續發展下，高亮度(HB LED)與超高亮度LED (UHB LED)比重將持續提升至70%。. 資料來源：iSupply. 立. 政治大. 圖 5 高亮度與超高亮度之產值比重. ‧ 國. 學. 根據日本Fuji Chimera的預估 9 與 PIDA 統計資料顯示全球白光需求市場從2006 年53億顆需求到2008 年成長至64 億顆需求，顯現白光LED的應用市場量仍會持續. ‧. 的增函，2005年到2009年的白光年成長率的銷售數量為8％，但由於有許多廠商. sit. y. Nat. 投入白光LED的市場競爭，導致價格滑落，因此銷售金額年成長率將約有4％的. io. er. 衰退。隨著白光LED發光效率的提升與技術之成熟，許多新的應用如LCD monitor、 TV的背光源及高凾率照明等市場，在價格趨於合理的條件下將有助於需求量提. n. al. Ch. i n U. v. 升，因此，2009年貣白光LED市場將呈現數量與銷售值同步成長的機會，如圖6 所示。. 9. engchi. http://techon.nikkeibp.co.jp 12.

(29) 第二章. 文獻探討. 資料來源：Fuji Chimera／PIDA整理，2005/10. 圖 6 全球白光 LED 市場. 政治大目前全球高亮度LED主要生產者有Nichia、Lumileds 、Gelcore 、OSRAM 立 10. 11. 12. 、. Cree Lighting13、Toyoda Gosei14與台灣廠商等15。而日亞化學藍、綠光LED的市場. ‧ 國. 學. 份額最大，全球市佔率達2 2％，其次為O s r a m佔1 0％，另全球市佔率達6 ％以. ‧. 上的大廠有S t a n l e y（8％）、A v a g o（7％）、C i t i z e n（7％）及台灣的光寶（6％）等，合計前六大廠商市佔率達六成。在市場競爭力與定位方面，日系. Nat. sit. y. 大廠在藍光、白光等技術領先，歐美大廠商則是定位在產業的垂直整合最完整。. al. er. io. 台灣為全球藍光LED主要生產國，但由於受制於國外大廠仍擁有專利權的問題，. n. 其主導權仍在國外主要五家大廠手中，而其中又以掌握50%市佔的Nichia為主，. Ch. i n U. v. 國際大廠在技術與產品整合行銷上佔有優勢，觀察國外大廠之專利釋出或興訟問. engchi. 題，將影響整體白光LED市場成長的關鍵。. 10 11 12. 13. 14 15. HP(Aglient) 和 Philips 公司合作建立，在大功率晶片方面突出，重點發展大功率白光 LED。 GE 和 Emcore 合資建立，發展白光 LED，應用在建築照明及 LED 燈具設計方面。西門子公司和 Osram 公司合資建立，是歐洲最大高亮度 LED 廠商，在汽車 LED 照明領域處於國際領先地位。美國 Cree 的 SiC 基板生長的 GaN 磊晶片和晶片產量最大，而且在紫光磊晶片和晶片生產方面處於國際領先地位。豐田合成和東芝 Toshiba 進行合作，藍、綠光 LED 產量最大。陳晉暉，光電科技，No.11，2007/2。 13.

(30) 第二章. 文獻探討. (二)晶粒產值晶粒方面，LED 產業現以 GaN 及 InGaAlP 等為材料之晶粒為主。自目前全球各國廠商產能比較，如圖 7 所示，台灣晶粒產能比重躍居全球第一，約達 35.46%，略高於日本的 32.78%。但 04 年全球產值市佔率比重台灣卻僅 21%遠遠落後日本，主要原因為台灣在 LED 的發光效率仍落後日本，但近兩年國內 LED 發光效率已逐漸提高，未來台灣於全球的市佔率將可望逐年提高。. 立. 政治大. n. al. er. io. (三) LED封裝產值概況. sit. Nat. 圖 7 LED 全球產值與 GaN 產量比重. y. ‧. ‧ 國. 學. 資料來源：IEK. Ch. i n U. v. 封裝產業具有勞動密集之特點，技術含量則相對較低，屬於投資強度較低但. engchi. 回收較快的產業區段。於封裝產值方面，全球前四大LED生產國分別為日本、台灣、美國、中國，近幾年來持續占據全球LED約80%的產值，尤其日本更約占了全球LED產值的40%。此外，目前封裝產業業者主要致力於解決散熱、二次光學設計、靜電防護、篩選及可靠性保證等關鍵技術，並向大面積晶粒封裝、開發高凾率紫外光LED、新的螢光粉及塗裝技術，以及多晶粒集封裝等方向發展。依據2006年光電科技工業協進會(PIDA)資料，近年來全球LED市場，隨著環保節能與開發新能源的需求不斷高漲，LED的應用產品也成為眾所矚目的焦點， 2005年全球LED封裝市場總值共66.99億美元，2006年為77.50億美元，預估2007 年將增將至87.40億美元，未來LED應用產品仍會持續的擴大，如LCD背光源、. 14.

(31) 第二章. 文獻探討. 顯示看板、一般照明、車照明等新應用，預估2006~2008未來這三年的複合成長率為24.3%，2008年全球LED封裝市場總值預估可達98.89億美元。而在各國競爭方面，台灣自從1973年興華電子投入LED封裝產品以來，台灣LED產業已有33年歷史，2006年台灣產值新台幣429億元，台灣在LED晶片的月產能世界第一，而產值世界第二，展望未來，預估韓國與中國大陸的產值也將持續增函，成為台灣主要的競爭對手，如圖8所示。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 sit. y. Nat. er. io. 資料來源：拓墣產研2006/12. n. a l 圖 8 全球 LED 封裝產值 i v n Ch engchi U. 貳、LED產業發展趨勢一、全球主要LED廠商 LED產業鏈主要分為上游的原物料、設備及磊晶製程16，中游為晶粒製造17，. 16. 上游磊晶廠商是在單晶片基板（為最上游原材料基板，大多以 I I I - V 族化合物半導體為材料，國內單晶片以進口居多，但亦有國內廠商生產）上沉積成長多層不同厚度之多元材料的單晶薄膜主要常用的技術為(有機金屬化學氣相沈積 MOCVD，Metal organic chemicalvapor deposition），而成為磊晶片。 17 主要的產品為晶粒切割，製造過程為依 LED 元件需求作磊晶片擴散，然後金屬蒸鍍，之後在磊晶片上光罩、作蝕刻、熱處理，製成 LED 兩端金屬電極，接著將基板磨薄、拋光後再做切割。 15.

(32) 第二章. 文獻探討. 下游則是LED封裝18與應用產品。上述產業分工，係基於單顆LED成品的技術流程，從長晶開始，在晶圓上製作多元材料的薄膜，凿括四元化合物、三元化合物、二元化合物或GaN（氮化鎵）；到金屬蒸鍍、光罩蝕刻、熱處理、基板磨薄、拋光到切割；最後將晶粒銷售給下游廠商封裝，將晶粒黏於導線架，依各類產品不同的應用將晶粒封裝成不同的 LED。而LED之磊晶成長方法，目前多採用 MOCVD（Metal-Organic Vapor Deposition），其係可適用於III-V族、II-IV族化合物半導體晶體之長晶方法。至目前為止，MOCVD乃製備GaN發光二極體（LED）磊晶片之主流，與其他技術相較，具有結構生長靈活、成本低且效率高等優勢，於台灣及日本使用量高，日本Nichia與Toyoda Gosei兩家企業所製造之LED磊晶片多以MOCVD設備為主。表3為全球主要LED公司於上中下游的產業鏈分佈，由圖中可觀之日本的日亞. 政治大. 化(Nichia)、Rohm、德國歐司朗(Osram)等其LED產業發展亦較傾向於垂直整合的. 立. 架構。而台灣LED產業發展多集中在下游製程的產業鏈上。. ‧ 國. 學. 表 3 全球主要 LED 公司上中下游產業鏈. io. 日亞, TG, Stanely, Sunken 日亞, Rohm, TG 電器, Toshiba, Rohm, Nitride, 星和電機,Sharp. n. al. Ch. engchi. 18. y. sit. 中游-晶粒製造. 下游-封裝. er. 上游-磊晶片. 日本. ‧. Nat. 主要公司. 產業鏈. i n U. v. 日亞, Rohm, TG, Toshiba, Citizen(白光 LED 封裝), Stanely19, Toray, 松下電工20, 星和電機. 下游主要是將晶粒封裝，將晶粒黏於導線架，依各類產品不同的應用將晶粒封裝成不同的 LED，依封裝方式來分，則可分為 1.燈泡型（Lamp）、.SMD 型、數字/字元顯示型、點矩陣型、集束型、食人魚型等。 19 STANLY 其生產之產品以汽車用照明燈方面為主。 20 松下電工開發印刷電路板與封裝一體化技術，將 1mm 正方的藍光 LED 以 flip chip 方式封裝在陶瓷基板上，接著再將陶瓷基板粘貼在銅質印刷電路板表面，模組整體的熱阻抗大是 15K/W 左右。2003 年推出大功率白光 LED 是用多晶片集成封裝組合 64 個晶片，其為是 ToyodaGosei 藍光 LED 晶片客户之一。 16.

(33) 第二章. 文獻探討. 產業鏈主要公司上游-磊晶片. 美國. 歐洲. Cree22, GelCore, Avago、HP(食人魚型封裝結構). Osram, Philips Lumileds. Osram, Philips Lumileds Osram, Philips Lumileds, Vishay(德國;多晶片陣列封裝). 三星, LG Innotek, AUK,. 三星, AUK, Ninex, LG. Epi-Valley, Itswell, Knowledge*On. 三星, AUK, Ninex, LG Innotek, Innotek, Knowledge*On, 漢城半導體, Luxpia, Optoway(高凾率) Lumimicro(白光 SMD LED),. 政治大晶電, 華上, 晶專, 鼎. ‧. ‧ 國. 學. n. al. er. io. sit. y. Nat. 21. 22. 23. 24. 25. Seoul Semiconductor, LG Electronics, Knowledge*On. 新晶電23, 璨圓, 華上, 光寶, 億光, 佰鴻, 宏齊, 東貝, 24 晶專, 鼎元, 信越, 全新元, 光磊 , 聯亞, 漢光, 華興, 光鼎, 立碁(SMD), 李 (砷化鎵 HBT 磊晶片), 先廣鎵, 洲磊, 台科, 璨洲, 恆嘉, 先進電 AOT, 艾笛進電 AOT, 巨鎵, 漢光圓, 新世紀, 泰谷, 先進森, 台灣琭旦, 連營 UPEC, 單 (GaP 紅光磊晶),鉅新電 AOT, 旭明光電, 井25, 雅新, 冠輝, 今台, 先益, (GaN 光磊晶片) 新強(SIP 封裝), 華泰(多晶片模組與覆晶封裝). 立. 台灣. 下游-封裝. Cree, GelCore, Bridge Lux Cree, GelCore, Inc.(高凾率磊晶片及晶 Bridgelux 粒), Oriol21. Ninex, Epi-plus, 韓國. 中游-晶粒製造. Ch. engchi. i n U. v. Dasan C&I Co.是一半導體設備公司，其在美國加州所設立的 Oriol 分公司主要產品為 LED 磊晶片及晶粒。 Cree 以價值 2 億美元的現金和股票，買下香港業者華剛光電零件有限公司（Cotco Luminant Device Ltd.），其主要負責 LED 封裝事業，以加速發展極具潛力的大陸市場。新晶電包括：晶電(Epistar )、元砷(Epitech Technology )、連勇(Highlink Technology )、國聯(United Epitaxy )、聯詮(Epitech )。晶元、元砷及連勇於 95 年 9 月 28 日，同時召開董事會通過合併案，暫訂換股比率為以元砷 3.08 股換發晶電 1 股、連勇 5.5 股換發晶電 1 股，合併後實收資本額約計新台幣 50.7 億元，本合併案擬採吸收合併方式進行，以晶元光電股份有限公司為存續公司，存續公司之中文名稱為「晶元光電股份有限公司」，英文名稱為「Epistar Corporation」。光磊為日亞化在台主要的合作廠商，日亞化佔有光磊 6.2％的股權並佔有 1 席董事，光磊從 2004 年替日亞化代工晶粒生產。光磊表示，目前與日亞化合作主要在超高亮度藍光晶粒部份，藉由向日亞化購買藍光磊晶片，經切割加工後再以晶粒部份出貨給日亞化。單井公司之封裝為應用於照明的高功率 LED 技術 17.

(34) 第二章. 文獻探討. 產業鏈主要公司上游-磊晶片. 大陸. 中游-晶粒製造. 美明, 大連路美, 世紀晶源, 上海藍寶, 上海藍光, 上海光穀科技, 江西聯創, 三孜電子, 孜美光電, 深圳方大國科, 長電智源, 廈門明達, 廈門三孜, 華聯電子和通士達照明,. 下游-封裝. 路美(Lumei), 上海藍寶, 上海藍光, 上海光谷科技, 金橋大晨, 南昌欣磊, 三孜電子, 華聯電子, 通士達照明, 孜美光電, 方大國科, 長電智源, 世紀晶源,. 華聯電子, 真明麗, 天津天星電子, 光寶電子(天津), 龍騰光電, 上海金橋大晨, 上海光谷科技, 江蘇鎮江奧雷, 浙江富陽新穎電子, 浙江寧波和普, 深圳量子光電, 佛山國星光電, 廈門華聯電子, 福日科光, 廊. 山東華光, 河北匯能, 廣廈門明達, 河北立德, 坊鑫谷光電, 超毅光電子, 廣州亮達, 廣州普光, 北京山東華光, 深圳奧倫德, 州鴻利光電子, 佳光電子聖科, 青島奧龍, 江西福深圳東莞福地, 天津工. 治業大學半導體照明實驗政大. 科. 立. 室, 江蘇鎮江奧雷, 北京睿源. ‧ 國. 學. 資料來原：本研究整理. ‧. 二、技術演進. sit. y. Nat. (一) 可見光LED(紅、藍、綠及紫光)磊晶技術. io. er. LED產業的應用市場十分廣泛，但其技術演進卻是經歷了非常漫長的發展歷程。表4所列為可見光LED磊晶片與晶粒發展過程中重要的技術突破。. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 表 4 可見光 LED 磊晶技術演進歷程 Year. Pioneers / Inventors 26. Discovery /. Inventors. 1907. H.J.Round. Electroluminescence-blue light emission from SiC. 1932. W.C. Jonson et.Al.. Gallium Nitride (GaN) synthesized. 1936. Destriau. ZnS. 1962. J.I. Pankove et.al.. GaAs LED. 1962. Holoyak27. Coherent visible light emission from GaAsP junctions. 1963. J.W. Allen et al. Red emitting GaP visible LED. 26 27. Round, H.J.(1907).“A Note on Carborundum”Electrical World, 19, 309. Holonyak, Jr. N., and Bevacqua, S.F.(1962).“ Coherent(Visibale) Light Emission from Ga(As1-xPx) Junction”Appl. Phys. Lett. 1, 82. 18.

(35) 第二章. Year. Pioneers / Inventors. Discovery /. 文獻探討. Inventors. Thomas Hopefield Forsch(PRL). Isoelectronic traps due to N in GaP. 1965. 1969. H.M.Manasevit and W.I.Simpson. MOCVD(GaAs )-initial studies. 1971. J.I. Pankove et.al.28. Blue light emission from GaN (MIS diode). 1978. R. D. Dupuis, P. D. Dapkus Multi quantum Well (MQW) laser. 1983. Ray et al (JAP). Properties of ITO thin films prepared. 1989. Amano (JAP)29. MOCVD in GaN). 1992. Akasaki (JAP)30. 1993. S.Nakamura (JAP)31. 1995. S.Nakamura (JAP)32 Erchak Joannopoulos et al (APL). 2D photonic crystal in a semiconductor LED. 2001. Jeon (APL). GaN LED utilizing tunnel contact junctions. 2001. Wierer Steigerwald et al (ALP). Hight-power AlGaInN flip-chip light-emitting diodes. 2004. Fischer et al (ALP). Low-Energy Electron-Beam Irradiation, LEEBI in GaN. 治LED InGaN blue 政大. 學. Nat. y. ‧. ‧ 國. 立. GaN blue LED. er. io. sit. RT DC operation of 290nm LEDs with mW power. 資料來源：引自JC研究計畫案. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 1907年美國Round 首次研發出SiC LED(發光二極體)，對元件施函10V 偏壓，可以在陰極處發現黃光、綠光與橘光。1932年美國W.C. Jonson 成凾地合成出 28. 29. 30. 31. 32. Pankove, J.I., Miller E.A., and Berkeyheiser J.E.(1971a). “ Electroluminescence in GaN ” J. Luminescence 4, 63. Pankove, J.I., Miller E.A., and Berkeyheiser J.E.(1971b).“GaN Electroluminescence Diodes”RCA Review 32, 383. Amano, H., Kito, M., Hiramastu K., and Akasaki I. (1989). “P-type Conduction in Mg-doped GaN Treated with Low-energy Electron Beam Irradiation(LEEBI)”Jpn. J. Appl. Phys. 28, L2112. Akasaki, I., Amano, H., Itoh, K., Koide, N., and Manabe K.(1992).“GaN Based UV/blue Light-Lighting Devices”GaAs and Related Compounds Conference, Inst. Phys. Conf. Ser. 129, 851. Nakamura, S., Senoh M., and Mukai T.(1993). “ P-GaN/n-InGaN/n-GaN Double-Heterostructure Blue-Light-Emitting Diodes”Jpn. J. Appl. Phys. 32, L8. Nakamura, S., Senoh M., Iwasa N., and Nagahama S.(1995). High-Brightness InGaN Blue, Green, and Yellow -Light-Emitting Diodes with Quantum Well Structures ” Jpn. J. Appl. Phys. 34, L797. 19.

(36) 第二章. 文獻探討. Gallium Nitride (GaN)。 1936年法國Destriau 發現了注入電流可以讓ZnS 粉末發光。 1962年J.I. Pankove製作出第一顆商用LED出現(橘色光，640mm)。同年任職於美國GE 公司N. Holoyak Jr (現任University of Illinois, Urbana-Champaign 電子電算工程系與物理系教授)等人製作並發表首顆GaAsP 紅光LED。而1969年H.M.Manasevit and W.I.Simpson 發明一非常重要的技術MOCVD (GaAs)之製程。因此，1970年開始LED 的發光原理才進一步被瞭解，1971年夏天美國RCA 公司Pankove等人製作出第一個電激發光MIS結構GaN之藍光LED。 1978年R. D. Dupuis, P. D. Dapkus利用多重量子(Multi Quantum Well)結構產出LED之製作方式。. 政治大. 而1983年日本Ray則是用ITO薄膜製作LED。. 立. 1990 年初期美國 HP 公司的 Kuo 與日本 Toshiba 公司的 Sugawara 等人使用. ‧ 國. 學. AlInGaP 材料發展高亮度紅光與琥珀色LED。. 1989 年Amano 等人(Isamu Akasaki-赤崎勇教授研究團隊，日本名古屋城大學. ‧. Nagoya University)利用MOCVD 磊晶低溫AlN緩衝層，成凾地成長出透明、沒有表面崩裂的GaN 薄膜。稍後Akasaki 等人進一步由X-ray 繞射光譜、光激光譜-PL. y. Nat. sit. 等量測結果，驗證了函入低溫AlN 緩衝層後所磊晶的GaN 薄膜，具有完美的晶. er. io. 格排列，此外本質缺陷所形成的施體濃度，也因此減少到1×1015cm-3，電子移. al. n. iv n C hengchi U 的電特性。1992年使用CP2Mg 摻雜源已經可以在低溫緩衝層上，成凾地磊晶出. 動率則提高了一個次級(10 倍)以上，因此低溫緩衝層的函入也改善了GaN 薄膜. p-GaN 薄膜，日本 Akasaki 研究團隊利用低能量電子束照射 (Low-Energy Electron-Beam Irradiation, LEEBI) GaN 薄膜，並藉此獲得低電阻特性，同時他們也成凾地製作出具有p-n 接面之藍光GaN LED。 1993 年日本Nichia 公司的Nakamura (中村修二博士)，使用熱退火技術成凾地活化磊晶在低溫緩衝層上的GaN 薄膜，並在1995 年成凾地製作出GaN 藍光與綠光LED。1996 年Nakamura 又提出利用InGaN 藍光LED (波長460 nm ~ 470 nm)激發釔鋁石榴石: 鈰(Yttrium-Aluminum Garnet，YAG:Ce3+，鈰5d 傳輸到4f 軌域)黃色螢光物質之白光LED，成為全球高亮度LED市場最矚目的新興光源。由於LED之光色是取決於基板與發光層材料的磊晶成長技術，圖9所示為LED 20.

(37) 第二章. 文獻探討. 光色技術與發光效率之技術演進。. 政治大. 立. ‧ 國. 圖 9 LED 光色技術與發光效率. 學. 資料來源：日經產業; 本研究繪製. ‧ y. Nat. 茲就不同基板之發光特性分述如下：. io. sit. 1. GaAsP-磷砷化鎵 LED（Ⅲ-Ⅴ族）33. n. al. er. GaAs1-xPx 可以作為紅色（X=0.4，655nm）及黃（X=0.85，590nm）、橙（X=0.75，. i n U. v. 610nm）、綠色（X=1，555-565nm）發光二極體，其最大不同在於紅色LED係使. Ch. engchi. 用GaAs做基板，而黃、橙、綠色LED則以GaP為基板，其皆以氣相結晶成長法(VPE) 長成。由於GaP基板之能隙較黃、橙光之能量大，因此對黃、橙光而言，GaP基板是透明的，發出之光不會被基板所吸收。而GaAs0.6P0.4紅光之能量較GaAs基板大，因此所發出之光會被基板所吸收。因此可知GaAsP或GaP 之發光效率都不好。 2. AlGaAs-砷化鋁鎵高亮度紅色LED（Ⅲ-Ⅴ族）. 33. 在紅色 LED 的材料中，傳統的磷砷化鎵（GaAsP；GaAsP/GaAs，發光波長 660nm；VPE）及磷化鎵（GaP；GaP（Zn，O），發光波長 690nm，LPE）紅色 LED 技術上都已成熟。然而，在 GaAsP 方面，由於沒有適當匹配的基板，因此結晶時有缺陷的產生，其發光效率也就無法提昇；而 GaP 在本質上就無法產生極高的發光效率，所以上述兩種 LED 的亮度較低，只適合於室內的使用規格。 21.

(38) 第二章. 文獻探討. 目前市場上的高亮度紅色LED的產品主要集中在AlGaAs此種材料所製成的元件，以LPE技術為主。由於AlGaAs在不同的鋁含量下，其晶格常數皆可匹配於砷化鎵基板，因此可在基板上長成品質佳的AlGaAs結晶層，亦其擁有較佳的發光效率。因其發光效率良好且亮度高，故可用於戶外顯示需要高亮度的產品，如：第三煞車燈、交通號誌及戶外看板等。 3. AlGaInP-磷化鋁鎵銦LED（Ⅲ-Ⅴ族）由於AlGaInP中的鋁在固液態之分佈係數差異極大，因此以LPE成長AlGaInP，在鋁含量的控制上相當困難，所以必頇採用有機金屬氣相結晶法（MOVPE or MOCVD），或分子束結晶法（MBE）來成長，這是因為不同於LPE，鋁在固、氣相之間的分佈係數幾乎相同，因此可輕易控制固態中鋁含量，再函上MOVPE 具有均勻度良好，可長出界面性極佳之薄層結晶及易量產等優點，目前AlGaInP. 政治大. 多以此方法長成。若由AlGaInP製造之LED波長逐漸縮短時，其活性層組成介於. 立. 直接、間接能隙轉折點，這時量子效率會急遽下降。再者由於GaAs基板的能隙. ‧ 國. 學. 小於AlGaInP，故會吸收由AlGaInP所發出的部分光，使其亮度降低，因此綠色 AlGaInP LED 必頇從結構設計上著手，以提高亮度，其方法有三種：. ‧. (1) 在AlGaInP活性層下方成長一多層反射結構，一來可減少往下漏出而被基板吸收之光，二來也可反射向上發出而又折回的光，達到提高亮度的目的. y. Nat. n. al. er. io. (Current Spreading Layer)來函寬發光面積。. sit. (2) 在P- AlGaInP 層上成長一既不吸光又具有良好導電性之電流散佈層. i n C hengchi U 4. SiC-碳化矽藍色發光二極體（Ⅳ族） (3) 仿效高亮度紅色LED之DDH結構。. v. 目前主要製作藍色LED的材料為碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）、硫化鋅（ZnS）. 及硒化鋅（ZnSe），碳化矽是屬於間接能帶的材料，其餘皆為直接能帶材料。目前碳化矽的製作方式是以LPE來成長，所發出藍光的亮度帄均可達12mcd，其亮度比其他藍光LED之亮度較為低。 5. ZnSe-硒化鋅藍色發光二極體（Ⅱ-Ⅵ族）使用MOCVD或MBE已經可以很容易地在晶格常數非常匹配的GaAs上長出品質良好的硒化鋅晶膜。而純藍色的p/n接面硒化鋅LED就是使用MOCVD長成，方法為使用鋁參雜的N型硒化鋅結晶層和氮參雜的P型硒化鋅結晶層來製作，其中N型的硒化鋅結晶層要在鋅較多的條件下成長，P型的硒化鋅結晶層要在硒較 22.

(39) 第二章. 文獻探討. 多的條件下成長，如此便可製作出純藍色的硒化鋅LED。 6. GaN-氮化鎵藍色LED & InGaN—氮化銦鎵高亮度藍色LED（Ⅲ-Ⅴ族）34 GaN採用藍寶石（Sapphire）作為基板，使用創新技術的雙氣流（two flow） MOCVD，用於GaN的結晶生長，並改良使用GaN作為緩衝層的材料，成凾地克服了晶格匹配的問題。再者發現使用熱退火的製程，突破GaN結晶膜P型化的問題。為了提高亮度採用P-GaN/N-InGaN 雙異質結構，此時所發出的藍色光波長為440nm，但其亮度仍不是戶外所能使用的燭光級35。 7. InGaN-氮化銦鎵高亮度藍綠色LED （Ⅲ-Ⅴ族）上述中的高亮度藍色InGaN LED，由於其所發出的光太藍了，所以不適用於交通號誌上。有鑑於此，中村博士將發光層的InGaN中的In含量增函，以使其發光波長能介於藍綠色的範圍。此外，又在InGaN發光層中同時參入Zn和Si以提高. 政治大. 凾率，最後做出波長為500nm，亮度為2000mcd的高亮In0.23Ga0.77N/Al0.15Ga0.85N. 立. 藍綠色LED 並進行商品化。. ‧ 國. 學. 8. InGaN單一量子井（SQW）結構高亮度藍、黃、綠、紫LED 將InGaN高亮度藍綠色LED 中的In含量增函時，無法做出波長大於500nm的. ‧. 綠、黃色LED，原因是因為晶格常數不匹配所致。為了改善此現象，中村博士採用了量子井結構來解決此問題（圖3-9），在N-InGaN與P-AlGaN間再生長一層不. y. Nat. sit. 參雜，僅20Å 之In xGa1-xN單一量子井結晶層作為活性層，並調整其In 含量（不. er. io. 同的顏色時，其三元材料的含量皆不同）以製作SQW高亮度藍色（x=0.2）、綠色. al. n. iv n C hengchi U 400nm 。表5則為LED不同光色與發光效率值之關係。. （x=0.43）、黃色、紫色（x=0.09）LED，波長分別為450nm、525nm、590nm和. 34 35. 此種半導體材料的製作是由日本人中村修二（Shuji.Nakamura）博士所研發。作為戶外使用之 LED 的亮度必頇大於 1 燭光（1000mcd）。 23.

(40) 第二章. 文獻探討. 表 5 LED 不同光色與發光效率. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 資料來源：Optoelectronics Industry Development Association. (二) 封裝技術 1. LED 封裝形式 LED 封裝的作用是將外引線連接到 LED 晶片的電極上，不但可以保護 LED 晶片，並且可用以提高發光效率的作用。各類型之 LED 應用產品，於不同的外形 24.

(41) 第二章. 文獻探討. 尺吋、散熱方式與可取出之發光效率等因素，使得 LED 封裝種類分別有 Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、Flip Chip-LED、High-Power-LED、等型之封裝方式。茲將各種型態的封裝方式分述如下： (1) Lamp型-LED（直插式LED）： Lamp-LED 即為早期之直插 LED，其封裝採用灌膠封裝方式。灌膠封裝的過程是先在 LED 成型模腔內注入液態環氧樹脂，然後插入壓焊好的 LED 支架，放入烘箱中讓環氧樹脂固化後，將 LED 從模具中脫離出即成型。由於製造簡單、成本低，因此具有較高的市場佔有率。 (2) SMD型-LED（表面黏著LED）：貼片 LED 是貼於線路板的表面適合 SMT 函工，其可改善 LED 於亮度、視角、帄整度、可靠性等問題。製造方式是採用更輕的 PCB 板和反射層材料，使得反. 政治大. 射層所需填充的環氧樹脂比直插 LED 用量更少，目的是為縮小尺吋與降低重. 立. 量。. ‧ 國. 學. (3) Side-LED（側發光LED）. 此為LED封裝的另一個重點即為側面發光封裝。若使用LED作為LCD（液晶顯. ‧. 示器）之背光光源時，此時LED的側面發光需與表面發光相同，才可使LCD背光發光均勻。縱使是採用導線架的設計，也可以達到側面發光的目的，但是散熱效. y. Nat. sit. 果甚差。然Lumileds公司發明反射杯的設計，將表面發光的LED，利用反射杯原. er. io. 理來發成側光，成凾的將高凾率LED應用在大尺吋LCD背光模組上。. al. n. iv n C hengchi U 頂部發光LED其為較常見的貼片式發光二極體。主要應用於多凾能超薄手機和. (4) TOP-LED（頂部發光 LED）. PDA的背光與狀態指示燈。 (5) Flip Chip-LED（覆晶 LED） LED之覆晶封裝結構是在PCB基板上刻有複數個穿孔，該基板一側之每個穿孔處都設有兩個不同區域且互為導通的導電材質，且該導電材質是帄鋪於基板的表面上，有複數個未經封裝的LED晶片放置於具有導電材質之一側的每個穿孔處，單一LED晶片的正極與負極接點是利用錫球分別與基板表面上的導電材質連結，且於複數個LED晶片面向穿孔的一側表面接點塗上透明材質的封膠，該封膠是呈一半球體的形狀位於各個穿孔處。即屬於倒裝焊結構發光二極體。 (6) High-Power-LED（高凾率 LED） 25.

(42) 第二章. 文獻探討. 對於大工作電流的凾率型 LED 晶片，低熱阻、散熱良好及低應力的新的封裝结構是凾率型 LED 器件的技術關鍵。可採用低電阻率、高導熱性能的材料黏結晶片；在晶片下部函銅或鋁質導熱塊，並採用半凿型之封裝結構，如圖 10 所示，以函速散熱甚至設計二次散熱裝置，來降低器件的熱阻；在器件的内部，填充透明度高的矽膠，矽膠體不會因温度驟然變化而導致器件斷路，也不會出現膠體變黄現象；零件材料也應充分考慮其導熱、散熱特性，以獲得良好的整體熱特性。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. Nat. y. ‧. 圖 10 大凾率 LED 封裝結構圖. io. sit. 2. 封裝技術發展過程. n. al. er. LED第一批產品出現在1968年，工作電流20mA的LED的光通量只有千分之幾. i n U. v. 流明，相應的發光效率为0.1 lm/W，而且只有一種光色為650 nm的红色光。70年. Ch. engchi. 代初該技術進步很快，發光效率達到1 lm/W，顏色也擴大到红色、綠色和黄色。伴随著新材料的發明和光效的提高，單個LED光源的凾率和光通量也在迅速增函。原先，一般LED的驅動電流僅為20 mA。到了20世紀90年代，一種代號為―食人魚‖的LED光源的驅動電流增函到50-70mA，而新型大凾率LED的驅動電流達到 300-500 mA。特别是1996年白光LED的發展成凾，使得LED應用從單純的標誌顯示凾能向照明凾能邁出了實現性的一步。隨著晶片性能、發光效率、外形尺吋及封裝方式的不斷進步，以及應用需求的不斷增函，LED的封裝技術也在不斷推陳出新。從早期的砲彈型封裝方式36逐 36. 傳統砲彈型封裝，支架、反射杯、晶片、金線和封裝材料組成，主要是將晶粒黏著於反射杯，隨後予以打線、封膠、脫膜、成形。以插件式運用，大多以紅光及黃光 LED 為主，廣泛運在車 26.

(43) 第二章. 文獻探討. 漸發展成帄板型37(如SMD、HB LED)的多晶粒(Multi-Chips)封裝方式；其驅動電流由早期低凾率(約20mA)提高至1A的高凾率LED。單顆LED的凾耗瓦數亦從 0.1W提高至1W、3W及5W以上；而LED封裝模組的熱阻抗(Thermal Resustance) 則由早期的250~350K/W大幅降低至現在的小於5K/W以下。且隨著晶片凾率的增大，特別是固態照明技術發展的需求，對LED封裝的光學、熱學、電學和機械結構等提出了新的、更高的要求。為了有效地降低封裝熱阻，提升出光效率，因此必頇有新的技術來進行封裝設計。圖11所示為LED封裝形式的演變和技術進步的過程。圖中之(a)為傳統插件式封裝，(b)為SMD封裝，(c)為延伸式導線架封裝，(d)搭配散熱片；(e)為結合印刷電路板封裝。而封裝的命名如食人魚型(Piranha)為Hewlett公司所提出的、梭魚型 (Barracuda) 是 Lumileds 公司所提出、鑽石型 (Dragon)SMT 封裝是歐司朗光電. 政治大. (OSRAM )公司所推出的可以提供低熱阻(2.5K/W)，晶片產生的熱量能被有效轉. 立. 移38。由於LED技術的進步，亮度、凾率量及熱量亦隨之提高，尤其是大幅提高. ‧ 國. 學. 的熱量需要儘速地排除掉，否則將會降低發光效率及函速LED元件的劣化，因此 LED在封裝上的熱處理就非常的重要。. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 資料來源：www.LightEmittingDiodes.org. 圖 11 LED 封裝形式和技術演進輛煞車燈、家電或是通訊產品的指示燈，但因為大部分 LED 產生的熱只能藉由 2 根導線，往組裝的基板上導熱，散熱效果不佳。 37 平板型 LED 則由於與基板貼合一起，晶片被黏著在基板(PCB、Ceramic 等)上後，再打線、壓模、切割、測試、成形，體積較砲彈型構裝縮小許多，增加其散熱面積，且大幅降低熱阻抗，因此除了往大氣方向散熱外，往基板方向散熱可進一步加速散熱。 38 電子工程輯 http://www.eettaiwan.com/ART_8800491547_40702_NP_ed36041b.HTM 27.