美麗照明新世紀 - LED照明應用現況小記

[原文刊載於經濟日報, 96年7月26日出版, 節能照明專刊, 11版]

「人之所以異於禽獸者幾希」，這個「幾希」除了腦容量大小、感情上同理心的存在以及對於文明禮教的接受外，私認為應還包括了對於火光的追求與應用。這聽起來或許像是個照明工作者走火入魔的囈語，但老祖宗對於光明的追求的確墊定了文明的起始，也演化出了今日繽紛燦爛的照明產業。

自19世紀愛迪生發明商用白熾燈以來，20世紀我們經歷了放電燈系（螢光燈即為一例）的榮景，而本世紀全球照明科技相關產業的寵愛目光紛紛落在發光二極體（以下簡稱LED）這項光電半導體、固態照明技術上。LED當得起這份偏愛，作為半導體元件它輕巧、節能、抗震、壽命長、低輻射熱、啟動快速、可大量生產、單波長光色鮮明。　在警醒到環境資源過度耗費的今日文明社會中，LED的確是未來照明工具的優先選項之一。如前所述，LED本身是一種光電半導體，它的製造與使用和一般大眾所熟悉的白熾燈泡或螢光燈管自是大不相同，對於照明燈具的製造者們來說亦是一項新挑戰。對光源材料的特性、優缺點與使用方式仍在摸索中，且目前照明性價比的偏高，與大電力環境的相容性等數大課題還需解決。畢竟時至今日，產業界尚未出現一套公認的光源規格讓「做燈的人」只需煩惱如何製作出合適又好用的LED燈具即可；雖然這項工作正因技術快速發展，促進全球國家級的投資努力推動中，並且隨時可能宣佈成果。

因LED於功能性照明上之應用發展，而致使的光電半導體產業與照明產業間的差異整合與不確定性在很大程度上代表的是無限可能的新機會。這是一個還未出現國際標準規範的新戰場，所有的選手都站在同一起跑點上。當然選手個人的能力準備各有千秋，台灣作為全球競爭版塊上的一個小區域，LED光電產業的先天功底極佳，在往照明應用的領域邁進時，政府扮演的資源提供與整合的角色卻至關重要。畢竟功能性照明數十兆美元的市場與領域太大，而且市場需求正在不斷成長，沒有國家策略性的支援這場競爭會是格外艱苦。而一般使用者們在這股照明科技潮流中亦開始發聲：LED燈到底是什麼？LED燈具該怎麼用？LED燈具該怎麼選擇？LED燈具的價位是多少？LED燈具該在那兒購買？

做為台灣第一間專注於發展LED“照明應用“的公司，我們整天都在回答這些問題。既然目前面對的客戶以專業使用者為主，如國內外的建築設計師，工業設計師和營建工程師們，因此我們思考與回答的問題還包括了來自使用現場的第一手狀況。我們的團隊組合來自專業的光電半導體領域、傳統照明產業與設計背景；在公司內關起門來，儘可能的以和平理性的方式，就已私下解決了許多產業間的矛盾問題。根據我們的幾年來的經驗，要完整了解LED光源的特性與燈具的應用方式，可能需要到敝公司來報名個兩天的課程，因此目前部份業界夥伴們對於LED燈具的製造便主要是把LED光源（專業用詞為光引擎，Light Engine）封裝成傳統光源的外型，如E27燈頭的白熾燈泡型式，或是MR16外型的鹵素燈型式等等，讓使用者們可以基於過去的使用經驗來接受新的LED燈具。然而這種製作方式有其可爭議性。LED是光電半導體，它的物理光學特性與其他光源不同，因此以傳統光源的發光性能而設計出的燈具是否能完全發揮LED光源的優勢仍需探討。再來，LED照明燈具若有正確的整體設計（包括電源供應裝置）與應用方式的確可實現節能優勢，但它指向性高的點光源特性、單燈複數發光體的光源設計需要，以及光電半導體的IC板底座散熱需求等，讓LED光源與其燈具的關係比起傳統光源更為緊密。以性能最優化的設計來考量，LED燈具的設計應能最佳程度體現LED光源的種種優點，其中長壽命的特性所衍生的可能性為燈具應與LED光源合而為一，成為生命共同體來使用，而不再有頻繁替換光源的必要。因此，這個燈具使用的新概念導致另ㄧ個產品設計的方向，以歐美為主和部份亞洲的製造商們致力予研發生產一體成形的LED燈具，讓燈殼與LED光源緊密結合以最佳化LED燈具性能，需更換時便整盞替換。以環保觀點而論，這種設計可能更正確，因為在初期便投入較高的成本製作一盞長壽命的優質燈具，可減少燈源替換的需求，進一步減少燈具與燈源分開製作的整體資源浪費。燈具與光源結合 的性能最佳化可能是LED照明產業界目前面臨的最重要課題之一，美國能源部在今年初發表的一份委託研究報告指出，在研究內取樣的6項市售LED白光照明燈具中，超過一半的產品測量得到的照明數據與規格不符，而這很可能是因為燈具設計不良，所以製造商們原先使用的LED光源性能未能達到最佳表現。

LED燈具的應用極為廣泛，除了汽車、電子產品與指示性照明（如招牌）等應用外，一般大眾在生活週遭最直接的接觸可能就是日益普及的建築造明。LED燈具長壽命，省維修，光色選擇豐富，應用在難以維修的建築外牆已成全球趨勢。而這項產品若是正確設計與使用，恰可解決各國政府面臨都市亮化以求觀光資源，以及達成節能減碳的時代性目標間之兩難抉擇。日常生活中的節能的重點有二，一是選擇正確的產品，二是建立正確的使用觀念。當LED燈具由繽紛華麗的建築外牆照明走入我們的生活空間，而消費者是基於環保的信念來支持並使用它時，學會選擇能貫徹這個信念的產品便更形重要。畢竟，我們已經從上個世紀以來因對自然資源的過度損耗而導致的後遺症中學習到，在大眾資源上一時的廉價可能是日後的更大成本付出。我們認為LED作為光電半導體的量產性能會在市場需求增長的同時逐步體現平價化的優勢，即便LED照明產品距離應用成熟還有一段過程要走。至於在那裡才能買到消費者需要的產品呢？ 雖然很想表明與敝公司連絡是個顯而易見的方式，但我還是必須很遺憾的指出，這是一個資訊爆炸的商業化時代，當消費者提出需求，各式各樣產品營銷通路可能已在您身邊。

最後，讓我們來思考一個大家在凝視LED照明時代的曙光時不免要考慮的問題：專業與非專業的使用者們要如何學會應用這個照明新產品？除了多與業界的專家們接觸外，商用照明之父愛迪生百年前便以行動指出一條明路。我很認同中文維基百科資料內對他成功方式的一句注解：『愛迪生的成功是使用整體逼近代替歸納逼近；當現成的理論不存在的時候，通過大量實驗獲得經驗』。而通過實用獲得經驗，就是開啟LED照明新世紀的最佳方式。

作者：黃向羚, 智林企業股份有限公司，LED照明事業部經理 (danica@conary.com.tw)