LED產業鏈可分為上游單晶片（Single Crystal）、磊晶片（Epitaxy Wafer），中游的晶粒製造以及下游的封裝應用。LED可依照應用的需要，將LED封裝成不同的形式，如燈泡型（lamp LED）、點陣型（Display LED）、與表面黏著型（SMD LED）等三種。過去LED封裝產業由日本所主導，技術領先市場，然而台灣LED封裝產業急起直追，在成長率方面遠勝於日本。目前億光為台灣LED封裝龍頭廠商，其次宏齊與佰鴻等，LED前三大封裝廠產品結構仍以SMD為主力，且應用面逐漸由手機擴展到7吋以上面板背光源。至於白光螢光粉方面，億光與宏齊分別取得了OSRAM專利授權，佰鴻與立基則有日本廠商的專利授權。

細看LED發光結構

白光發光二極體可依照其製作所使用的物質分為有機發光二極體、與無機發光二極體。目前市場主要半導體白光光源主要有以下三種方式：

• 為以紅、藍、綠三色發光二極體晶粒組成白光發光模組；





• 以藍光發光二極體激發黃色YAG螢光粉產生白光發光二極體；





• 紫外光發光二極體激發透明光學膠中含均勻混有一定比例之藍色、綠色、紅色螢光粉。

以紅、藍、綠三色發光二極體晶粒組成白光發光模組，具有高發光效率、高演色性優點，但同時也因不同顏色晶粒磊晶材料不同，連帶使電壓特性也隨之不同。因此使得成本偏高、控制線路設計複雜且混光不易。

而由日亞化學所提出，以藍光發光二極體激發黃色YAG螢光粉產生白光發光二極體，則為目前市場主流方式。日本日亞化學所研發出的白光發光二極體，其結構為在藍光發光二極體晶片的外圍填充混有黃光YAG螢光粉的光學膠，此藍光發光二極體晶片所發出藍光之波長約為400～530nm，利用藍光發光二極體晶片所發出的光線激發黃光螢光粉產生黃色光。但同時也會有部份的藍色光發射出來，此部份藍色光配合上螢光粉所發出之黃色光，即形成藍黃混合之二波長的白光。然而，此種利用藍光發光二極體晶片與黃光螢光粉組合而成之白光發光二極體，有下列數種缺點：

由於藍光佔發光光譜的大部份，因此，會有色溫偏高與不均勻的現象。基於上述原因，必須提高藍光與黃光螢光粉作用的機會，以降低藍光強度或是提高黃光的強度。

因為藍光發光二極體發光波長會隨溫度提升而改變，進而造成白光源顏色控制不易。

因發光紅色光譜較弱，造成演色性較差現象。

至於以紫外光發光二極體激發透明光學膠中含均勻混有一定比例之藍色、綠色、紅色螢光粉，激發後可得到三波長之白光。三波長白光發光二極體具有高演色性優點，但卻有發光效率不足缺點。

不論白光LED是以紫外光、或藍光晶片與螢光粉搭配而成，其共同缺點為發光亮度不足與均勻度控制不易。目前工業界以增加透光度或從晶粒導出更多可用發光量，來解決發光二極體亮度不足之問題。例如使用透明導電材料以增加晶粒的出光量、改變晶粒磊晶或電極結構設計以便汲取出更多可用發光量。另外當使用紫外光LED作激發白光之光源時，因紫外光的波長越短時對人眼的傷害愈大，因此必須將紫外光阻絕於白光LED結構內。要改善以上問題，一方面需提高螢光粉的白光轉換效率與阻絕紫外光外漏，另方面是希望在改進螢光發光量的同時亦可改善發光均勻度。

《圖一　日本日亞化學專利之白光發光二極體工作原理》

透過封裝改善LED發光效率

為改善上述缺點，在美國專利第5,962,971號使用紫外光濾波器（UV filter）作為發光二極體螢光粉層光出射面的封裝。此方式除可增加螢光粉層的發光均勻度外，並可吸收阻絕發光二極體晶片所發出之紫外光對人眼的傷害。另外在飛利浦所申請的美國專利第5,813,753號，是在紫外光/藍光發光二極體晶片的發光面上，鍍上一層短波穿透濾波器（short wave pass filter），以增加發光晶片之紫外光出射量與發光二極體發光面之可見光(螢光)反射量。另一方面，在紫外光/藍光發光二極體之前端出射面以可見光穿透濾波器（long wave pass filter）作封裝，亦可增加可見光的穿透率。

《圖二　紫外光激發之白光發光二極體工作原理》

提高取光效率 降低熱阻

由於高亮度LED的應用面不斷擴大，如液晶電視、手機、PDA、以及照明領域等，所以各色LED晶片輸入功率的不斷提高，對封裝技術主要除封裝結構要有高的取光效率（extraction efficiency）外，另一重要關鍵技術是降低熱阻，才能使光輸出功率穩定、壽命增加和提高可靠性。LED發光層所用的磊晶材料採用MOCVD技術和量子井（Quantum Well；QW）結構，使其提高其內量子效率。但由於內全反射（Total Internal Reflection；TIR）原因，使得晶片的光汲取效率過低並產生發熱現象。傳統的LED封裝結構，一般是用膠或銀膠將LED晶片黏貼在導線架的反射杯中或SMD基座上，再由金或鋁線焊線機完成LED元件的內外連接正負極後，用環氧樹脂封裝而成。若採用傳統式的LED封裝形式其程序雖然簡單，但其熱阻高達250℃/W～300℃/W。LED將會因為散熱不良而導致晶片溫度迅速上升和環氧樹脂變質，進而造成LED元件的加速老化到失去發光功能，且因為持續的熱量累積所產生的發光效率降低，並將加速LED元件本身增溫，增溫效應形成應力造成結構不良而燒毀。

因此，現有的新型LED的設計採用了覆晶（flip-chip）結構來提高晶片的光汲取效率，並改善晶片的散熱特性以降低熱阻。另一方面也有利用增大LED晶片面積，提高工作電流來增加LED的光電轉換效率，以獲得較大的發光量。除了LED晶片外，白光LED的螢光粉材料與微光學設計技術也具舉足輕重且關鍵的封裝技術。如何進行整體發光二極體結構的二次光學設計以配合材料特性以提高元件的發光效率為目前熱門研究方向，例如晶粒內部結構設計反射功能並配合外加的反射器與特殊微光學透鏡結構提升 LED發光效率。另一方面，改進螢光粉的成份以增加螢光轉換效率，亦為世界各大光電半導體廠與照明大廠兵家必爭的一塊大餅。

台灣LED封裝產業市場現況

8月LED封裝廠營收月增8.7％ 優於晶粒廠5.2％

據產業研究機構LEDinside資料統計，8月台灣上市上櫃LED廠商營收總額共新台幣64.11億元，月增率7.2％，其中封裝廠月成長8.7％，優於晶粒廠的5.2％。

LED晶粒廠8月營收總額27.57億元，較7月成長5.2％，年成長達14％；LED封裝廠商8月營收約36.54億元，較7月成長8.7％。

觀察下游LED封裝部分，8月份整體營收36.54億元，月增率8.7％，年增率4.4％。封裝廠產值超越去年同期水準。如封裝廠商億光8月營收約11.17億元，創下歷史新高。

LED晶粒需求Q4仍旺 封裝廠Q4動能受挫

LEDinside調查，由於高亮度藍光晶片迄今仍供不應求，預估藍光LED晶粒訂單可望旺到10月份，部份廠商接單能見度甚至達年底。至於LED封裝廠則因中小尺寸背光需求漸入淡季、大尺寸背光恐面臨客戶調節庫存，第四季業績動能可能會受到衝擊。

LEDinside指出，觀察近期LED市場下游LED封裝廠，據調查，目前廠商的訂單能見度，大多僅達9月底。LEDinside表示，主因是第四季以後傳統淡季來臨，包括中小尺吋的手機背光源等等應用產品需求，將隨著手機的出貨淡季來臨而逐漸下滑。大尺寸背光部分則因第三季LED供給吃緊，面板廠有超額下單（over booking）的現象。預料在第四季面板需求下滑後，面板廠商也將開始調節手中的LED庫存。這些因素都將影響部分LED封裝廠今年第四季的營收成長動能。

個別廠商來看，封裝廠億光8月份營收約11.17億元，也創歷史新高，月增17.2％、年增9.5％。主要係受惠於中大尺寸背光源和智慧型手機應用比重提升。東貝由於長期佈局於背光領域，直接受惠於中大尺寸背光需求，營收續創歷史新高，8月營收達4.24億元，月增5.5％，相較去年同期成長40％。而手機應用比重較高的宏齊，在白牌手機需求出籠下，8月營收達2.62億元，月增7.1％，下半年新產品導入下，營收仍有成長空間。佰鴻也因打入中大尺寸背光源供應鍊，8月份營收創新高4.33億元，月增25.7％、年增22％。

佰鴻今年EPS近1.5元 明年續擴SMD產能

LED封裝廠佰鴻，2009年第三季受惠於紅外線產品和SMD型LED封裝產品訂單顯著升溫，平均產能利用率提高至近90％水位，不僅營收成長，毛利率和獲利也可望大幅好轉。法人估佰鴻今年第三季營收將較上季成長25％～30％，毛利率將回升到20％以上。另方面，因應TV背光源業務也逐漸展開，佰鴻也預計，將於明年持續擴充SMD型LED封裝產能，明年資本支出可能超過5億元。

目前可見光LED產品（包含一般LED產品、各類高亮度LED產品等等）佔佰鴻營收比重達55％～60％，不可見光（紅外線LED）產品營收佔比約40％～45％。受惠於個別客戶需求增溫，佰鴻今年第三季紅外線產品營收，較上季大增70％，紅外線產品之產能利用率也達到近乎滿載。至於可見光LED方面，SMD型LED產品則因NB背光源和手機背光源出貨穩定成長，第三季平均產能利用率也持續升高到90％水位。

佰鴻預期，9月份營收會比8月份更好。主因是大尺寸背光源業務持續成長，另外中國大陸LED路燈標案也將於近期內加速釋出。法人估佰鴻今年9月份營收可望持穩於4億元高檔，第三季合併營收估達12～13億元，季增25％～30％左右。

由於佰鴻第三季平均產能利用率大幅提升，毛利率可望回升到20％以上，加上費用支出和業外損失減少，法人估佰鴻第三季單季獲利有機會挑戰1.8～2億元。

由於佰鴻正積極擴張電視背光源產品業務，初步已打入韓系客戶電視背光源供應鏈，接下來佰鴻還會持續開發台灣和中國大陸等地TV系統廠商的訂單，未來規劃將持續擴充SMD型LED產能，明年資本支出預估將超過5億元。

李洲獲中國粵港LED照明技術標案

根據中國東莞市發展利用市場工作領導小組，今年8月份所發布的「2009年粵港關鍵領域重點突破項目」中的東莞專項招標揭標公告，台灣LED封裝廠李洲科技表示，旗下轉投資的東莞李洲電子科技，成為這次台資企業中唯一的得標廠商。得標項目包括LED照明燈具散熱技術，以及光效能提升研究和產業化計劃。東莞市政府不僅將提供經費獎助，未來得標廠商在爭取公共部門標案時，也將有優先權。東莞李洲所開發的LED照明產品、LED路燈，也都將於今年第四季陸續上市。

李洲科技董事長李明順說，李洲科技在東莞市的電子信息技術投標項目取得第一回合勝利，是通過重重嚴格的檢驗。以市場對路燈使用壽命長效期的要求，李洲的產品主要係在亮度、散熱及光學設計方面勝出。目前東莞李洲與大陸各省都已展開接洽、合作，其中，東莞和河南地區，可望最先繳出成績。

李洲近來積極朝照明市場佈局。目前在東莞廠區已開始著手建置LED路燈示範工程，除了達到節能目標，同時也供外界進行產品檢視。在上游LED晶粒垂直整合部分，李洲轉投資的洲磊科技已與旭晶光科技進行整合，未來將加強開發高亮度LED晶粒產品。下游應用則透過轉投資的東莞李洲，同步朝LED路燈、崁燈、燈管、檯燈、汽車照明及模組等等各項應用發展。

儘管目前李洲主要營收來源仍以LED顯示看板應用為主，佔營收比重約達60～70％， SMD表面黏著型LED產品營收佔比約10％，燈泡型LED產品營收佔比約10％，LED照明系統模組產品，合計營收佔比仍低於10％。不過，李洲強調，照明應用是LED業者下一步勢必要走的路，明年來自照明應用的營收貢獻，就會較顯著的增長。

Dow Corning Electronics LED封裝新型矽封膠

Dow Corning旗下電子部門，推出新型矽封膠（silicone encapsulant）產品，該産品是特別為覆蓋成型製程（壓縮成型）和點膠製程的LED封裝所研發。新型矽封膠擁有(RI)1.54的高折射率，使其具有更高效率的光輸出性能;並具有低吸水性，及有效改善熱老化性及提升耐光性等優勢。該產品並能針對通用的LED封裝基板材料（如聚鄰苯二甲醯胺、Poly Phthal Amid）提供更佳的黏合性。覆蓋成型技術為LED封裝的新趨勢，與傳統點膠製程相比，運用此技術能提高生產量，一次可完成數百個LED封裝。

Dow Corning 公司研發的新型矽封膠，將為標準LED封裝基板和製作技術提供相容的解決方案。新產品分爲高光學折射率和一般光學折射率兩種系列，能為所有應用波長範圍內的LED提供出色的透光率。此外，該封膠能為LED晶片提供應力消除、防潮和抗紫外線等封裝保護功能。

結語

LED已逐漸普及成為日常生活常用的電子元件。目前全球LED發展趨勢以白光LED與高亮度LED為主要發展方向，在環保需求與高價能源時代來臨的今天，白光LED因省電與輕薄短小特性，並可應需求製作成大尺寸陣列發光模組等而在照明領域成為明日之星。因此若能取代現有照明光源技術，將可為全球能源產業帶來新一波產業革命和文明發展。而各種封裝技術不斷推陳出新，也將為LED提供更好的發光效率。現階段無論從光、機、電、熱等方面探討白光發光二極體都是可以發揮的領域，其未來發展影響非常深遠，值得各界持續投注心力。