「有點暗，開燈吧！」按個開關，彈指之間，我們便可在陰暗處獲得光亮，這在2019年的日常生活是件非常稀鬆平常的事；但是，您知道嗎？在150年前，人們於夜晚時，只能依靠味道濃重的蠟燭與煤油來提供照明。燈光，即人造光，1854年，亨利．戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發光；再至1879年，湯瑪士．愛迪生改良出鎢絲燈光，即是我們至今時常可見的燈泡原型，這種燈泡稱之為白熾燈，目前由於此燈泡太耗電，已在幾年前開始被禁用。燈泡的問世，從此改變人類的生活模式。數百年來，隨著科技演進，人造燈的發展模式，不再僅限於傳統的並聯電路、保險絲、絕緣物質、銅線網等材料，再加上節能環保的意識深入民間，白熾燈與螢光燈等耗能產品，逐漸地不再是民眾選購的首選了，取而代之的，是目前各國政府，不斷努力普及化的節能發光二極體(LED)燈。

發光二極體（Light-Emitting Diode，簡稱：LED），是透過化合物半導體製作而成的「半導體電子元件」來發光，與傳統燈泡完全不同。其實LED燈的電子元件，早在1962年就出現，LED燈在演色性(物件在某光源照射下顯示之顏色與其在參照光源(通常為太陽自然光)照射下之顏色兩者之相對差異)目前已優於鹵素燈與白熾燈的指數，此外又因為它的體積小、純色光、波長選擇多、壽命以及省電，讓學界與業界無不關注能源危機的議題，更使得LED燈的話題於短短50年內不斷地衝出高峰，從實驗室跳脫，進而商品化，從室內照明、室外光源、實驗儀器、手機和電腦屏幕等，再至農漁牧、醫療、醫美及光療應用，皆可看到LED燈的身影。

LED燈的發光原理，是利用電能直接轉化為光能。科學家在整塊發光半導體元件內，先製作擁有正極(P)與負極(N)特性的材料，而這個材料主體是由元素週期表中的III(3A)族硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)與V(5A)族中的氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)所合成的化合物半導體，而且將這個化合物半導體加入雜質製作成p型區與N型區，然後在這個發光元件的兩極端子施加極小電流的順向電壓，p型區接正電壓注入電洞，N極接負電壓注入電子，電子由N區流向P區，電洞則由P區流向N區，便在PN接面結合處附近以光的形式釋出；不同材料的兩極體內電子、電洞所釋出的能量不同，光能量發出不同波長的光，因此，人眼接收後，便可看到LED燈展現不同的顏色。

一直以來，科學家們不斷在導電層(NP區)與發光層(隙區)下功夫，研究不同化學合成物與不同電壓所產生出的色光和亮度的關係，例如：晶粒外型、晶片黏貼、元件內的表面粗糙度以及覆晶封裝等，皆會影響元件的光萃取率——光萃取率的高低會影響生產出的LED燈的亮度、演色性、發光功率等，更進而影響該LED燈的特性與應用，這些精細複雜的製程與材料成分都是環環相扣的。

除此之外，LED晶圓製作過程時的磊晶(晶圓生長)技術、晶圓製作時的襯底材料，也會影響LED燈半導體製作成品時的成效——襯底材料，又稱為基板，好的基板可以讓LED燈的半導體磊晶「成長」好一點，否則無法讓LED燈的特性完全發揮，例如：紅光LED材料的基板，通常為砷化鎵(GaAs)，可是砷化鎵會吸收紅光，且散熱不良，導致紅光LED效率不高，藍綠光LDE材料，最普遍採用的基板是藍寶石(Sapphire)，可是藍寶石是電和熱的絕緣體，一樣限制藍光和綠光LED燈的特性和應用；儘管如此，這些基板卻是現今研發出製程功效尚佳的材料。近期，穿戴式的科技產品日新月異，智慧型手機、智慧看板、智慧互動式廣告推陳出新，讓科學家極力研發更輕便的半導體元件以應市場對於薄、輕、彈性、效能、多元使用等供應需求，昔日的LED燈礙於上述的基板特性，通常只能量產為傳統水平式的結構，現在，磊晶膜分離技術與氮化鎵基板轉移技術，使得LED燈半導體晶圓可透過這兩項技術，讓材料可以像春捲皮一樣從烤盤撕下來，使半導體晶圓元件獨立、製作效率高、還可提升光電轉換的效率，製成彈性好應用的可撓式的光電元件，適合應用於可捲曲、折疊式、環繞式等顯示器或電子看板，而被留下來的基板，經過化學清洗後，亦可重複使用，進行新的磊晶製程，大幅降低了製作成本。