LED元件与产业概况 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• LED
• 发光二极管
• 半导体照明
• 照明工程
• 电子工程
• 产业分析
• 市场调研
• 显示技术
• 固态照明
• LED应用

　　现今科技进步带动 LED 应用更为多元，从传统的显示讯号灯发展、至随处可见的一般室内照明，路灯照明，商业工业应用照明等。以节能减碳为前提下，寻找高效率光源一直都是各国努力之目标。直到 LED 光源的出现，大量地取代过去发光效率较低的传统光源，并确实运用在各式各样的产业。LED 发光效率提升，制造成本与 LED 灯具价格下滑，使得 LED 应用于照明对消费者而言不再是高不可攀的一项选择。

　　本书着重于 LED 的制作和产业发展环境介绍，尽量避免提及艰深理论，并由LED产业概况、光电半导体元件、LED 照明产品设计与应用与产品发展趋势作通盘解析，使读者能从中掌握产业动向。各单元文末皆附 LED 工程师鑑定考题，让读者从中顺利掌握命题趋势。

本书特色

　　对于 LED 的产业发展而言，LED 的未来取决于下列几点：

　　1. LED 发光效率提升
　　LED 元件技术发展速度快，短短几年已成为最受期待的下一世代光源。高发光效率为 LED 元件扩张应用市场的重要切入点，LED元件发光效率持续快速提升中。当 LED 元件技术增进，产品更迭速度将更为快速，技术落后即被市场淘汰。

　　元件成本下滑，将带动 LED 照明灯具终端价格降低，在 LED 照明走向终端通路且面临市场上价格竞争激烈挑战下，LED 照明灯具市场渗透率可望持续提升。

　　2. LED 技术研发方向由高效率化转为低成本化　
　　LED 元件发光效率提升，带动每千流明价格下滑。参考美国 DOE于 2011 年 5 月公佈之固态照明发展年度计划，如图 12 所示，DOE 拟定 2015 年冷白光 LED 元件发光效率提升至 224 lm/w，价格下滑至每千流明 2 美元，暖白光则为发光效率提升至 202 lm/w，价格下滑至每千流明 2.2 美元。未来 LED 照明产品除了发光效率持续的提升，将更着重在低成本化的技术研发。

　　3. 模组化晶片的开发
　　为了配合高光通量的要求，2000 年推出第一代的 LED 功率晶片面积为 40 mil×40 mil，由于面积大的缘故，其光通量虽然高，但是发光效率却不佳。2003 年，有业者开发出串联式 LED 功率晶片，其优点为发光效率佳，而且由于 LED 是串联的，所以其驱动电压为所有 LED 驱动电压的总合，其缺点为制程较复杂。另一方面，为了让 LED 功率晶
片可以在 AC 的供电环境下使用，也有几个研发团队提出 AC LED 功率晶片的构想和作法。

　　4. 高演色性 LED
　　无论是照明用的 LED 灯还是 LCD 显示器用的 LED 背光模组，都需要良好演色性的光源以呈现丰富的色彩。LED 光源的 CRI 值要大于90%才比较理想。RGB LED 光源的 CRI 虽然可以达到 90%，但是并不适用于照明用的 LED 灯。因此，未来必须开发高 CRI 值之照明 LED灯，在此其中，萤光粉和 UV LED（紫外光 LED）就会扮演重要的角色。

　　5. 高等 LED 制程技术的成熟和普及
　　此处所指之高等 LED 制程技术包含:
　　(1) 覆晶（flip-chip）技术
　　(2) 雷射剥离（laser liftoff）技术
　　(3) 电镀（electroplating）技术

　　这 3 种技术为目前制作 LED 功率晶片常用的制程技术，具有高光通量和高导热系数，操作稳定性高。随着制程技术的成熟，利用该技术制作之 LED 功率晶片会愈来愈普及。本书将针对上述特点一一进行讨论，以期让读者对未来产业发展更有通盘性了解。

作者简介

陈隆建

学历：
　　清华大学电机工程研究所博士

经历：
　　台北科技大学光电工程系 助理教授
　　台北科技大学光电工程系 副教授

现职：
　　台北科技大学光电工程系/所 教授

好的，以下是根据您的要求，创作的一份不包含《LED元件与产业概况》内容的图书简介。这份简介力求详实、专业，并避免使用任何AI痕迹的语言。 --- 图书名称：新材料的变革：先进复合材料的结构、性能与应用 图书简介 第一部分：复合材料的基石——从理论到微观结构 本书全面深入地探讨了当代先进复合材料领域的核心科学原理与工程实践。区别于传统的单一材料体系，复合材料通过将两种或多种性能迥异的材料进行精确组合，实现了性能的协同增强与优化。本书首先构建了复合材料的理论基础框架，详细阐述了界面科学在确定宏观性能中的关键作用。 材料的宏观力学行为，如强度、刚度、韧性，本质上取决于其内部微观结构。因此，本书的开篇章节深入剖析了增强体（纤维或颗粒）与基体（金属、聚合物或陶瓷）之间的相互作用机制。我们不仅考察了纤维的取向、体积分数对各向异性力学性能的影响，还着重分析了界面结合的类型——从物理吸附到化学键合——如何决定复合材料的失效模式和承载能力。 在结构层面，我们详细分类并研究了层合板、颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料（包括连续纤维和短纤维）的微观构造。对于层合板，经典的层合板理论（如经典层合板理论CLT）被作为分析基础，并进一步扩展到考虑剪切变形的非经典理论。对于颗粒增强体系，我们运用统计力学方法模拟了颗粒在基体中的随机分布对塑性和蠕变性能的影响。对这些基本结构与性能关系的透彻理解，是后续工程应用的前提。 第二部分：先进基体材料的革新与性能调控 复合材料的性能高度依赖于其基体的选择与性能。本书用大量篇幅介绍了当前研究热点和产业前沿的先进基体材料的最新进展。 聚合物基复合材料（PMC）： 重点介绍了高性能树脂体系，如环氧树脂、聚酰亚胺（PI）和双马来酰亚胺（BMI）的固化动力学、玻璃化转变温度（Tg）的精确控制，以及纤维浸润性（润湿性）的改善技术。特别地，我们探讨了纳米填料（如碳纳米管、石墨烯）在聚合物基体中实现分散、避免团聚的技术，及其如何通过界面增强提高材料的介电性能和阻尼特性。 金属基复合材料（MMC）： 本部分聚焦于铝基、钛基和镍基合金的复合化技术。我们详细讨论了原位法（In-situ）制备技术，即通过熔体反应直接在基体中生成增强相（如金属间化合物或陶瓷颗粒），这种方法极大地改善了界面兼容性。此外，对于粉末冶金法和扩散连接法在制备高精度MMC构件中的应用，也提供了详尽的工艺参数分析和微观组织演变过程。 陶瓷基复合材料（CMC）： CMC因其在极端温度下的优异性能而备受关注。本书深入剖析了SiC/SiC等氧化物与非氧化物CMC的制备，特别是化学气相渗透（CVI）和液体渗透-反应烧结（LIPS）技术的工艺窗口与效率优化。关键在于如何设计纤维束的编织结构和构建具有韧性的基体，以实现裂纹偏转和纤维桥联，从而克服陶瓷的脆性。 第三部分：先进制造工艺与无损评估技术 复合材料的性能实现与其制造工艺的精密控制息息相关。本书详述了从预浸料制备到最终成型固化的全流程技术。 在成型工艺方面，我们对高真空灌注工艺（RTM/VARTM）的模具设计、树脂流动模拟和保压固化曲线进行了详尽的数学建模与案例分析。对于航空航天领域关键的自动铺放（AFP）和自动丝束缠绕（ATL）技术，本书分析了铺放路径规划中的缺陷生成机制（如褶皱、气泡）及其在线监测方法。 缺陷的识别与控制是保证复合材料可靠性的生命线。本部分专门介绍了用于复合材料的无损检测（NDT）技术。除了超声波C扫描和热成像技术，我们还探讨了先进的相控阵超声（PAUT）技术在探测复杂几何结构内部缺陷方面的优势，以及如何利用频域分析来区分不同类型的内部缺陷（如分层、孔隙和纤维不对齐）。 第四部分：面向未来挑战的应用领域与寿命预测 本书的最后一部分将理论与工程实践紧密结合，探讨了复合材料在关键领域中的最新突破和面临的挑战。 在航空航天结构中，我们分析了碳纤维增强聚合物（CFRP）在机翼、尾翼和压力容器中的应用，重点是疲劳寿命预测模型（如Miner法则的修正应用）和冲击损伤的残余强度评估。 在可再生能源领域，本书详细研究了风力发电机叶片所用的大型结构复合材料的长期服役性能，特别关注了湿热老化效应对材料耐久性的影响，以及如何通过优化表面涂层来提高耐候性。 最后，我们展望了智能复合材料的发展方向，包括嵌入式传感器的集成技术，以实现结构健康监测（SHM），以及利用可修复基体技术（如自修复聚合物）来延长复合材料部件的使用寿命，从而推动结构工程向更安全、更可持续的方向发展。 ---

序
目　录
编者序

第一章 LED产业概况 1
1.1 LED发展简史 2
1.1.1　电激发光的发现 2
1.1.2　固态照明技术简介 7
1.1.3　照明光源简史 8
1.1.4　何谓 LED 15
1.1.5　LED 光源的优点瓶颈 19
1.1.6　市场发展趋势与应用 21
1.1.7　LED 未来展望 23
1.2 产业概论 32
1.2.1　LED 基板 34
1.2.2　LED 长晶 37
1.2.3　LED 磊晶制程和技术 45
1.2.4　LED 晶粒制程 54
1.2.5　LED 封装 57

第二章 光电半导体元件 77
2.1 半导体特性基本概念 78
2.1.1　半导体的材料与种类 78
2.1.2　半导体的键结与晶格结构 79
2.1.3　半导体中的导电载子 81
2.1.4　半导体的产生与复合 81
2.1.5　半导体的掺杂 83
2.2 能带基本概念 86
2.2.1　原子中的电子状态和能阶 86
2.2.2　包利不相容原理 87
2.2.3　能带的形成 87
2.2.4　导体、半导体、绝缘体的能带 89
2.2.5　本质半导体的导电机构 90
2.3 p-n 接面原理 91
2.3.1　半导体物理特性 91
2.3.2　理想二极体 93
2.3.3　实际二极体 93
2.3.4　p-n 二极体开路特性与崩溃现象 95
2.3.5　发光二极体 98
2.4 发光二极体操作原理 99
2.4.1　基本原理 99
2.4.2　电子转移机制 101
2.4.3　注入机制 102
2.4.4　发光效率与量子效率 104
2.4.5　辐射光谱 105
2.5 发光二极体元件结构 108
2.5.1　传统平面表面出光 LED 元件结构 108
2.5.2　基板 110
2.5.3　同质结构元件 112
2.5.4　异质结构元件 114
2.5.5　封装后成品 117
2.6 基本电路驱动 124
2.6.1　LED 驱动电路设计基本考量 124
2.6.2　驱动电路设计种类 125
2.6.3　AC/DC Converters 127
2.6.4　各式 LED 驱动电路 127
2.6.5　LED 基本连接方式 129

第三章 LED 照明应用 141
3.1 LED 照明产品设计与应用 142
3.1.1　照明市场发展 142
3.1.2　LED 之照明应用现况 146
3.1.3　LED 照明发展趋势分析状况 156
3.1.4　光学设流程 156
3.1.5　LED 路灯设计 158
3.1.6　LED 车灯设计 159
3.1.7　LEDMR16 灯具设计 166
3.1.8　LED 台灯设计 169
3.1.9　LED 日光灯设计 171
3.2 LED 国际照明规范常识 173
3.2.1　国际照明组织与标准概述 174
3.2.2　规范订定考量因素 175
3.2.3　常用法规介绍 178
3.2.4　LED 照明法规制定方向 181
3.2.5　相关法规参考资料 184

第四章 LED 产品发展趋势 193
4.1 LED 产品发展趋势 194
4.1.1　技术发展趋势 194
4.1.2　LED 产品之应用现况 208
4.1.3　LED 产品发展趋势分析 209
4.2 LED 未来技术展望 211
4.2.2　LED 未来的竞争者—OLED 214

索　引 219

评分☆☆☆☆☆

坦白說，看到《LED元件與產業概況》這個書名，我第一個想法是「不知道會不會又是一本講技術講到睡著的書」。我對LED產業的興趣，其實是從它對我們生活帶來的改變開始的。從以前笨重的傳統燈泡，到現在各式各樣的LED照明，還有手機螢幕、電視螢幕的進步，LED真的無所不在。所以我特別想知道，這本書在介紹LED「產業概況」的時候，能不能多談談這些跟「應用」相關的部分。像是，LED照明的發展，對於節能減碳、智慧家庭的推動，究竟有多大的貢獻？書中會不會分析不同應用領域的市場需求和成長潛力？例如，車用LED，現在已經是個很重要的市場，它的技術要求和一般照明有什麼不同？還有，LED在顯示技術上的應用，Micro LED的發展，對我們未來觀看電視、手機，甚至AR/VR眼鏡，會有什麼樣的影響？我希望這本書能夠連結技術和生活，讓我看到LED技術的演進，是如何一步步地改變我們的生活方式。

评分☆☆☆☆☆

我對《LED元件與產業概況》的期待，主要集中在它能否為我這個非科技專業人士，提供一個清晰易懂的產業全貌。平常在新聞上聽到LED，總是知道它很重要，但具體到底包含哪些環節，從上游的材料，到中游的製程，再到下游的應用，中間的關聯性到底有多緊密，其實我一直搞不太清楚。這本書如果能用較為淺顯易懂的語言，去梳理整個LED產業的價值鏈，我會覺得非常受用。例如，它會不會清楚地介紹「磊晶」和「封裝」在整個產業鏈中的位置和重要性？像是我們知道台灣在封裝技術上很強，但磊晶的部分呢？其他國家又扮演什麼角色？我還想知道，除了我們常聽到的幾家大廠，是不是還有許多隱身在背後，默默貢獻關鍵技術的中小型企業？書中會不會分享一些產業龍頭的發展歷程，或者是一些成功轉型的案例？我希望這本書能夠像一幅地圖，讓我這個門外漢，能夠大致了解LED產業的地理位置、主要交通路線，以及各個重要據點的特色。如果能有圖表輔助，那就更棒了。

评分☆☆☆☆☆

身為一個有著多年LED產業經驗的資深從業人員，我對《LED元件與產業概況》這本書的期望，是它能不能提供一些我過去未曾深入觸及，或是可以引發我新思考的內容。畢竟，這行業變化太快了，從早期的技術瓶頸，到現在的標準化競爭，再到後來的垂直整合，每個階段都有其獨特的挑戰。我希望能從書中看到，對於LED元件的「最新技術進展」是否有詳細的闡述。例如，氮化鎵基以外的新型發光材料的研發進度，或者是在提升光效、降低壽命衰減方面，是否有突破性的研究成果。在產業概況的部分，我更希望看到的是對「產業結構性變化」的深度剖析。例如，過去幾年，全球LED產業經歷了哪些併購整合？哪些新興的商業模式正在興起？書中會不會探討，在這個高度競爭的市場中，企業如何才能維持長期的競爭優勢？我非常期待書中能有一些關於「未來趨勢」的獨到見解，能夠幫助我預判產業的下一個風口，或者在面對挑戰時，提供一些創新的解決方案。

评分☆☆☆☆☆

對於《LED元件與產業概況》這本書，我抱持著一種「看看能不能挖出點新東西」的心態。畢竟LED產業在台灣曾經是叱吒風雲，從早期的照明應用，到後來的顯示器背光，再到現在的車用、高階顯示，發展脈絡其實蠻清晰的。所以，我特別想知道這本書的「產業概況」部分，能不能提供一些我意想不到的視角。比方說，它會不會深入分析現今全球LED產業的競爭格局？哪些國家或地區在技術創新上又有了新的突破？中國大陸的廠商在LED領域的崛起，對台灣產業鏈造成了哪些實質性的影響？還有，這本書會不會探討LED產業的未來趨勢？除了我們熟知的Micro LED之外，還有沒有其他潛力巨大的應用領域？例如，UV LED在殺菌、固化、甚至生物醫學上的應用，是不是有足夠的篇幅介紹？我對一些較為前瞻性的議題，例如LED與物聯網的結合，或者LED在植物照明上的發展，都很有興趣。書中會不會有針對這些新興市場的市場規模預測、技術挑戰和商業模式的探討？我希望這本書不只是一份靜態的產業報告，更能激發我對產業未來發展的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本《LED元件與產業概況》，拿到手的時候，心裡是既期待又有點忐忑。身為一個對科技產業有些關注的台灣人，LED的確是我們過去幾年非常驕傲的技術之一，也參與了許多全球的發展。翻開書，我最關心的當然是它能不能真正帶我深入了解LED的「元件」部分，而不是流於表面。從我自己的經驗來看，很多介紹性的書籍，講到元件都只是蜻蜓點水，什麼P-N接面、發光原理，就帶過了，但真正的關鍵技術，像是材料的選擇（氮化鎵、砷化鎵等等），磊晶的製程、封裝的技術，這些才是決定LED效率、壽命、色彩表現的根本。尤其是現今高階應用，像是Mini LED、Micro LED，這些更細緻的元件層級的技術突破，是不是有詳細的說明？書中是否有提到不同廠商在元件設計上的差異化策略？例如，為了達到更高的亮度，需要怎麼樣的磊晶結構？為了實現更廣的色域，又需要什麼樣的發光材料？還有，LED的驅動電路設計，這也是影響性能的重要一環，不知道書中有沒有觸及這方面，或者至少提供足夠的元件知識，讓讀者可以自己去理解相關的驅動設計。總之，我希望這本書能夠提供紮實的元件基礎，讓我在理解產業動態時，能有更深刻的技術根基。