LED是利用光輻射原理來發(fā)光的，其發(fā)光的顏色，則與制作材料有很密切的關(guān)系。LED技術(shù)的開發(fā)，從早期的紅光、綠光，一直到開發(fā)成功藍(lán)光LED，才通過整合紅、藍(lán)、綠，或把藍(lán)光熒光粉與黃色熒光粉混合，成為白光LED。成功開發(fā)出白光LED的最大好處，是可以應(yīng)用于多波長，讓運(yùn)用領(lǐng)域變得廣泛而深遠(yuǎn)。

除了可見光外，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(yīng)用，其波長約為900nm，而紫外光則因?yàn)榫哂袣⒕δ�，所以被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療用途上。

繼藍(lán)光LED技術(shù)突破后，白光LED正式啟動(dòng)了廣泛的LED應(yīng)用風(fēng)潮，從顯示、指示及手機(jī)光源，到正在醞釀中的LCD-TV（Liquid Crystal Display TV；液晶顯示電視）背光源，各種新機(jī)會(huì)的大門不斷被創(chuàng)意敲開。

LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

發(fā)光二極管（LED）是一種電致發(fā)光的光電器件。早在1907年開始，人們就發(fā)現(xiàn)某些半導(dǎo)體材料制成的二極管在正向?qū)〞r(shí)有發(fā)光的物理現(xiàn)象，但生產(chǎn)出有一定發(fā)光效率的紅光LED已是1969年了。1994～1995年人們開發(fā)成功了藍(lán)光LED，并在1998年實(shí)現(xiàn)了真正商品化。2000-2002年間，研發(fā)人員不斷追求成本效益，使LED成功打入手機(jī)背光源市場。到今天，LED已生產(chǎn)了30多年，各種類型的LED、利用LED作二次開發(fā)的產(chǎn)品及與LED配套的產(chǎn)品（如白光LED驅(qū)動(dòng)器）發(fā)展迅速，新產(chǎn)品不斷上市，并已發(fā)展成為一種新型產(chǎn)業(yè)。

LED技術(shù)研發(fā)之路，最為人津津樂道的故事，就是開發(fā)藍(lán)光LED時(shí)，碳化硅（SiC）與氮化鎵（GaN）兩大門派之爭。這也是許多研發(fā)團(tuán)隊(duì)辛勤投入開發(fā)藍(lán)光LED元件時(shí)，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(fā)，結(jié)果日本一家專門做熒光粉業(yè)務(wù)的公司——日本日亞化工公司（Nichia Chemical Industries Ltd.）的研發(fā)人員中村修二先生（Shuj I Nakamura）于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(fā)人員的重大突破，引發(fā)了包括Sony及Toshiba等大廠的最高主管都出面為自己所做的錯(cuò)誤決策導(dǎo)致技術(shù)落后而道歉。這位Nakamura的技術(shù)突破，讓氮化鎵（GaN）陣營正式快速超越SiC。

原本做熒光粉業(yè)務(wù)的Nichia由于在藍(lán)光LED技術(shù)上的成功，使其年?duì)I業(yè)額從約1億美元快速發(fā)展到2003年的9億美元。而原本該公司準(zhǔn)備發(fā)給Nakamura的專利獎(jiǎng)勵(lì)金是日幣200萬元，經(jīng)過一場官司后，Nichia被判定應(yīng)該給這位研究人員日幣2億元。

LED原理

LED是是繼1950年代硅（Si）半導(dǎo)體技術(shù)后，由三五族（III-V族）化合物半導(dǎo)體發(fā)展的半導(dǎo)體器件。LED的發(fā)光原理是利用半導(dǎo)體中的電子和空穴結(jié)合而發(fā)出光子，不同于燈泡需要在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(fā)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(dòng)作，因此其壽命也比傳統(tǒng)光源來得更長。

LED所發(fā)出的顏色，主要是取決于電子與空穴結(jié)合所釋放出來的能量高低，也就是由所用的半導(dǎo)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(tǒng)光源都混有多種顏色相比，LED可說是一種數(shù)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0.3-1mm左右，跟傳統(tǒng)的燈泡或日光燈相比，體積相對(duì)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(jiān)固耐震。

LED的制作過程與制作硅晶圓IC很相似，首先使用化學(xué)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(yīng)成為化合物，經(jīng)過單晶生長技術(shù)，制成單晶棒，經(jīng)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(shù)將發(fā)光材料生長在基板上，制成的磊晶片經(jīng)過半導(dǎo)體鍍金和蝕刻工藝后，通過細(xì)切加工成LED晶粒。

LED應(yīng)用趨勢(shì)

LED具有省電、開關(guān)速度快等功能，所以要控制顏色改變也很容易。目前LED大量應(yīng)用在指示功能，而該領(lǐng)域也是LED最先進(jìn)入的市場，如戶外顯示板、交通號(hào)志燈及平面照明等。隨著高階手機(jī)采用LED當(dāng)背光源后，LED又打開了新的應(yīng)用領(lǐng)域。未來，LED最被看好的應(yīng)用是在7-40吋的平面顯示器市場，一旦LED能夠成功成為平面顯示器的背光源，其市場產(chǎn)值將會(huì)大幅成長。

2006年下半年，LED背光源進(jìn)入中小尺寸平面顯示器的應(yīng)用也相當(dāng)看好。由于LED具有發(fā)光效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)打入車用DVD（Digital Versatile Disc）的7吋平面顯示器市場，并有望在11-14吋應(yīng)用中大量出現(xiàn)。

除了各種應(yīng)用照明、戶外建筑及手機(jī)背光源等應(yīng)用外，業(yè)界正在積極找尋各種新應(yīng)用，例如即將在2006年推出的太陽能LED燈，可以省電80%，以可以克服太陽能轉(zhuǎn)換電源效率較差的問題。另外，將交通號(hào)志燈更換為LED可以節(jié)電89%，使用電量減小到只有原來的11%。