流明表現、發光效率、成本改善　LED固態光源加速取代傳統光源

AC LED在製作方面受限於AC電源的設計，產品體積較大，亦影響元件整合與高亮度應用。

高功率LED發光元件，面對高流明與高發光效率要求，其性能表現在覆晶技術的突破下，與驅動晶片高度整合，已具發展生活照明的應用基礎，再加上單位成本持續壓縮，更可望進一步取代傳統光源，成為未來生活照明的主流應用產品...

從各種日常生活光源的發光效率來觀察，以白熾燈與鹵素燈為例，多半僅有每瓦20~30流明(Lumen)的水準，而以螢光燈為技術架構的省電燈泡，其能源效率表現約達每瓦70流明左右。

如果是氣體放電式的HID(High Intensive Discharge)燈具，發光效率可達到每瓦100流明水準，2010年發展熱衷的LED固態光源與OLED光源，則僅達到每瓦80~100流明(LED)與每瓦30流明(OLED)的發光效能，尤其是LED量產元件的發光效能，已有100流明水準，在實驗室的開發現況，LED每瓦發光效能也已能達到200流明水準。

目前使用最普遍的白熾燈具，雖然單位成本相對低廉，但實際使用的光電效率卻相對偏低，其技術原理為電能加熱鎢絲產生光亮，發光過程免不了產生紅外線與熱損耗，而熱能將造成使用環境的空調負荷，本身效率過低也造成能源浪費。

停用白熾燈已成環保趨勢  LED固態照明應用漸抬頭

全球停用白熾燈具已成一股趨勢，也逐漸落實在政策面，例如GE即宣布關閉美國最後一座白熾燈泡工廠，呼應美國2014年前淘汰白熾燈的能源政策。其他國家也已經相繼完成禁用白熾燈的相關規範與法案，多數會自2011年開始啟動，由於其間可能引發市場龐大的燈具換用商機，除原本投入照明產業的相關業者亟欲轉型投入市場，也吸引半導體業者搶食LED固態照明的龐大商機。

LED發光二極體，在整體製作工法、應用技術持續改善下，目前已有超越800流明的LED燈泡產品推出，因為LED發光元件易於在任意平面設置，且具有強固性與高發光效率等優勢，產品體積尤其具備極佳的市場競爭力，元件各方面實已具備市場應用的基礎。

基於商業操作考量，LED固態照明量產之生活光源產品在使用壽命上也出現另一個檢視重點。即便LED元件具備較長壽命，但若要達到超長使用壽命，一方面因產品的更換率過低將造成市場需求成長趨緩，另一方面若為了達到超長壽命而使產品製造成本增加，過高的單價反而會形成產品投入市場的阻力。

LED固態照明產品開發  朝實務應用方向思考

在產品開發方面，以往較強調每瓦電能的流明表現，但現在面對市場推展應用，反而要重視每一塊錢所產生的流明表現。例如目前主流的800~1,000流明，要花多少成本才能取得，同時要解決演色性表現、色溫表現、流明表現與光型設計，諸多項目都必須與傳統光源表現達到一致或至少近似的效果，其他像是導入LED固態光源後要花多少時間才能回收成本，這些都是發展LED固態光源必須解決的關鍵問題。

市場評估，LED固態光源的發展速度相當快，對傳統光源更已產生排擠效應，預期2015年的全球照明光源產值，會有超過50%為LED固態光源應用為主。以Philips、Toshiba為例，目前已推出800流明的LED燈泡產品，量產產品已具備取代60W白熾燈泡的應用水準。

此外，GE、LEDON OLED Lighting亦相繼針對初期設備替換最頻繁的LED燈泡模組進行相關產品開發，尤其在高電壓LED技術方面，多數晶片業者已具備800流明LED燈泡製作技術，多數業者更將投入1,000流明的高亮度LED燈泡產品研發，積極以高能源應用效率、更低成本的產品，來取代目前使用最廣泛的60W白熾燈泡。

考量成本、發光效能  HV LED深具發展潛力

HV LED(high voltage led)值得關注的重點是相較於DC LED方案，在高電壓(HV)方案中，可減少元件發光效率的流明表現下降狀況，另外在設計時可搭配具更高效率的驅動元件，製造成本較低、生產較容易，相對較容易產出高性/價比的LED固態光源燈泡型產品。

常見的LED固態光源燈具，在使用過程中多數僅需進行開啟或關閉操作即可，部分狀況會採取AC LED技術來因應設置需求，但實際上AC LED發展必要的橋式整流器，在成本上明顯偏高，反而高壓(HV)LED晶片可適用於高電壓、低電流，且不必搭配變壓器，尤其是HV LED無內建橋式整流器件，還可大幅增加元件的發光面積，加上AC/DC場合皆可適用，能源使用效率高，器件成本相對低廉，亦可因應可調光的設計方案。

觀察HV LED晶片產品的發光效率表現，目前白光效果可在每瓦供應能源下達到180~200流明的水準，而在暖白光應用場合下，也能達到每瓦能源150~180流明的高效表現，顯見HV LED晶片於發展生活光源應用時具多方效益與開發優勢。

從目前的產品設計形式來看，多數LED晶片業者會嘗試利用增加AIGalnP紅光LED的應用設計，讓光源得到較高的演色性表現水準，實際上，相較於採用藍光LED搭配混合螢光粉形式達到的暖白色光的設計方案，藍光LED的暖白光設計方案的演色性表現為80~85%，若是採取混合AIGalnP紅光LED的暖白光設計方案，其LED光源的演色性表現則可達到90%以上。