■ 撰文者：鑫源盛科技股份有限公司(TTiC)

1879年愛迪生髮明了白熾燈，改變了人類的歷史，此後鹵素燈、熒光燈、省電燈泡、復金屬燈、高壓鈉燈陸續的出現，改寫了人類的照明歷史，讓人一度以為照明的演進已達到了顛峰，直到LED的發現，才讓人們意識到照明還能有更長遠的發展。

1962年美國通用電器開發出全球第一顆紅光LED，但其發光效率低落僅有0.1 Lm/W；70年代，綠色、黃色及橙色LED陸續的出現，光效也提升到1 Lm/W；80年代，新材料GaAlAs的開發，使紅光LED的光效達到10 Lm/W；直到1993年，日亞化的投入促成了藍光LED的出現，這代表了自然界紅、黃、藍三原色的到齊。原先單色LED光源僅能做為顯示燈之用，如今隨著光效的提升及藍光LED的出現，LED邁入了全彩的時代，也順利跨入交通號誌燈、大面積顯示屏等應用領域。

LED廣泛被應用

LED的主要用途如下：
1. 廣告看版：招牌廣告牌、計分廣告牌、信息顯示廣告牌。
2. 交通號誌：紅綠燈號誌。
3. 商用照明：裝飾用照明燈。
4. 普通照明：桌燈、檯燈、手電筒。
5. 安全照明：緊急照明燈、礦燈、防爆燈。
6. 特殊照明：軍用照明、醫療用手術燈、植物生長燈。
7. 其他：車燈、中小尺寸背光源。

在非照明應用領域中，最廣為人知的LED產品，非「會走動的小綠人號誌燈」莫屬，其首度于1998年試裝于台北市的路口，隨後LED號誌燈陸續換裝于全台，民眾開始近距離的體驗到LED產品的魅力。相較于單色LED光源，白光LED才是一般照明中最需要的光源，混合R、G、B三原色LED光源是得到白光的一種做法，但其電子迴路的設計繁雜，因此當日亞化于1996年推出單顆LED白光晶元后，白光LED才開始廣泛的融入各類型的照明應用中。

LED的發光原理是利用正負兩極半導體材料的不同特性，將輸入的電能轉化成光的型式釋出，因此LED算是一款電子零組件，如同手機、電腦等電子產品，會於使用過程中產生溫升現象，LED也面臨相同的問題。在燈具設計中，LED以高密度的安裝方式組成發光面，容易成為局部的熱源，如果忽視散熱問題，將導致LED因高溫而提早毀損失效。

此外，LED的組裝結構是將具有引線的半導體材料置於平台上，四周再以環氧樹脂密封達到保護內部蕊線的功用，故LED具有極佳的抗震性，可承受高強度的機械衝擊不易破碎，故取代傳統防爆燈是極具潛能的。石化產業的作業場所面臨著易燃、易爆的危險，傳統防爆燈多為低電壓水銀燈及增安型的防爆日光燈，其防爆等級低是安全上的最大隱憂，又石化產業之作業場所多為戶外的管線設備，部分區域甚至為數米到數百米的高度，因此良好的防水性、耐腐蝕性、耐用壽命長都是防爆燈的基本要求。LED只需利用低電壓啟動，供電電壓多為6V~24V之間，其耐震性、不易破碎及壽命長等特性，都使LED適合做為防爆燈之光源。

LED成為智能路燈的光源首選

LED的低電壓啟動特性，適用於取代公共場所中的各種高電壓光源，特別是無人看管的公共區域，而路燈是公共場所中提供照明的最主要設備，傳統路燈多使用水銀燈或高壓鈉燈，其光線為散射性光源，光線是朝四面八方散布開來，而部分餘光投向天空造成光害，真正向下投射于路面的明亮度不足。另外，傳統光源的顯色度不高，容易造成物體顏色的失真，用路人不易辨識路面上所存在的物體，才是最大的隱憂。相較之下，LED具有發光指向性，將LED光源設計成路燈，光線將完全用於打亮路面，降低光線隨意散射所造成的能源浪費；選用高顯色度的LED光源，用路人易於辨識物體的輪廓，也間接降低交通事故的發生機率。

路燈曾被視為社會進步的象徵，曾幾何時這種觀念已不再被接受，隨著歐美各國高昂的電價，許多政府單位都思考著如何兼顧用路安全及節省電費雙方面進行考慮，因此感應式路燈因應而生，其原理是利用路燈上所搭載的紅外線感測器偵測人車的溫度，在感測到用路人接近后，路燈自動調整光亮的輸出達到100%，一旦用路人遠離后，路燈自動調降亮度到30%~50%，同時兼顧安全及省電的兩大訴求。傳統水銀燈不具有調光功能，而高壓鈉燈雖可調光但無法實時調整光源輸出量，因此不適合用於智能路燈的開發，相反的LED可迅速點亮的特性，使LED成為智能路燈的光源首選。

LED光源具有種種的先天優勢，但並非所有LED路燈都是優良產品，本身具有點光源特性的LED並不適於肉眼直視，其高輝度只會讓人感到刺眼，另外前述已提到LED為電子零件，電子零件易因高溫而失效的特性也同樣出現在LED身上，故LED路燈須著重光學及散熱設計。利用燈殼進行自然散熱，是最直接的散熱方式，也成功的應用於小瓦數路燈產品，今天許多廠商已積極開發出熱迴路管、真空均溫板等技術，以便將熱快速導向燈殼進行散熱，但燈殼的表面積是有限的，不能為了提升散熱能力而無限制的加大燈具尺寸以獲得足夠的散熱表面，故有限的燈殼表面積已決定了散熱總量是具有上限的，也決定了自然散熱具有發展上的技術瓶頸。高瓦數LED路燈產品，甚至是投射燈及天井燈，單純使用自然散熱技術將使LED燈具面臨光衰、燈具壽命縮短等問題，故目前已有許多廠商如：鑫源盛科技、Philips、Nuventix都在LED照明產品中使用主動式散熱設計，一方面加強產品的耐用性，一方面也提供消費者最優質的另一種選擇。

白熾燈的發明開啟了照明史的首頁，熒光燈的出現帶動了整個照明產業的向上提升，如今當照明遇到LED，我們看見了它的潛力，也同時看見了它的缺陷，技術上的不足終有一天會被克服，LED照明產品終將普及於世界，融入你我的生活當中。