LED灯具迭有进展

Lightfair是北美最大型工程照明灯具展，每年在纽约及拉斯韦加斯二个城市间巡回展出；2005年Lightfair在美国纽约Jacob Javits Convention Center 展览中心举办，展览面积超过110,000平方尺，将近3,000个展位，展商来自全球60多个国家，展品种类从各式照明光源、零配件、室内外灯具、照明系统、光学仿真软件到量测技术。本文将分上下两篇，透过该展览观看LED的未来发展。
 
LED为电激发光之新型光源，最早于1907年Round所发现，并在1960年由GE将其商品化。早期LED因为亮度不够，仅能应用于不可见光(红外线)传输或可见光指示两大范畴，而近年来由于蓝光LED出现且LED亮度大幅提升，使得LED跨入照明光源的应用领域。LED工作主要借着p型和n型半导体之电子与电洞在活性层(Active Layer)结合后，将电能转换成光线释放出去；而活性层材料的变化(如InGaN、AlInGaP、GaAs等)，可使得发光二极管放出各种不同波长之电磁波，一般来说其放光波长与活性层材料能带有关(λemiss=1239/Eg)，波长分布从400nm的蓝光到700nm的红光，范围相当宽广，大大拓展固态照明光源应用空间。LED应用在照明上，除具发光颜色多样化之优势外，尚拥有省电、体积小、寿命长(10万小时)、污染低、设计空间广、模块弹性大等众多优点，因此各大照明厂商皆看好LED未来潜力，视其为照明界的明日之星。

LED照明灯美化建筑及广告看板

LED应用广泛，而其在照明上之应用，如图1所示，大抵区分为建筑美化、广告看板、电子器件照明、车用照明与室内外照明等部分，其中技术门坎与体现时间依应用不同有所差异，而2005北美照明展中LED灯具展品专注在建筑美化、广告看板与室内外照明三大部分，因此本文分别就LED灯具在此三大领域之展出情况进行整理讨论。

LED发光色纯，从短波段蓝光到长波长红光，光色涵盖蓝、绿、红三原色；而以此蓝、绿、红LED为基础，加以混色便可发出许多现有光源无法产生之色系与色调，让我们的生活较以往更多采多姿。也就是因为如此，LED大量运用在广告看板或建筑美化上；在广告看板应用上，以Westing House产品为例，利用图2(左)的白光LED为发光单元，以可挠式电线串接组成如图2(右)之广告看板，赋予一般广告看板形状或色彩更大设计空间，至于大型广告屏幕更是LED之重要标的应用，如lightwild大型彩色看板为例，以4 inch间距排列红、蓝、绿炮弹型LED(如图3上左)，使看板呈现图3(下右)般多样化之色彩，而且借着不同透镜可变化出如图3(下右)般不同画面效果。

至于在建筑美化部分，则可借着LED装饰让单调的建筑物更加活泼；过去一到夜晚，再壮观的伟大建筑也会失色许多，尽管目前可利用其它光源投射照明，但相较于LED而言，传统装饰光源设计空间与表现效果有限，因而建筑物的美化光源目前正大幅换装LED，而一般来说建筑美化用LED灯具，可直接装设在建筑物外壳或是利用投射灯具(图4)，让建筑物呈现Wall Washing之效果。以TIR systems在中国天津的作品为例，使用红蓝绿LED灯具搭配光学调控，赋予full moon tower多样化色彩，如图5所示。另外桥之装饰更是目前LED在建筑美化上的重点应用，例如纽约布鲁克林桥(图6左)和台北jenchi桥(图6右)等都是相当经典之案例，经由LED美化，呈现出建筑物在夜晚的生命力。

LED除可美化建筑外观外，同时也在室内设计扮演重要角色，利用色彩多的优点，拓展设计之变化性；以Xenon Light在今年北美照明展获奖的产品Squadro LED为例，利用蓝芽或DMX控制，使灯体呈现纯色照明效果，如图7所示，立方体内部由镜面压克力制成，配备红蓝绿三原色LED，根据色彩序列发生器不断更换颜色，具有8种色彩更换速度，可变化任何色彩，促使室内景观依其色系调呈现不同味道。

另外，LED光墙对室内视觉呈现也有不错之效果，例如Lightwild公司产品pixel block，LED光墙模块尺寸分别为12×12或24×24英吋，如图8(左)所示，装置三原色LED，点亮后混色变化产生如图8(右)般的多样化色彩。

再则，LED体积小则是其在室内设计的另一项优势，特别是在薄形化灯具上之应用，以Supervision使用在阶梯美化的产品SL1000而言，外部使用经防滑与耐候处理过的铝合金，搭配内部表面黏着型单色型LED，如图9(左)所示，工作功率2.4W，点亮后赋予阶梯不一样之感觉，如图9(右)所示。

LED扩大运用至室外照明光源

目前室外照明所用灯源多为高功率汞灯或卤素灯，相较于LED而言较为耗电，且寿命较短所需更换频率高显得不便，因此已有许多户外照明厂商开始研究以LED当作室外照明光源的可行性，而此次照明展内也有厂商展出以LED组装而成之户外光源。
以今年获奖的Hess产品Millennio为例，如图10(左)所示，由两个平行铝挤型薄片，通过负载电力的方形横截面，附着在垂直的柱上组合而成，柱上垂直的T槽支架易于滑动，促使道路标志等其它附加物之安装更为容易，而高度约为4.5公尺，照明灯具包含450颗白光及彩色LED，透过独特的三角棱镜均匀地投向8m×36m之区域，实际照射结果如图10(右)。

另外，在LED户外照明部分，获奖的另一个产品是如图11(左)所示之Solarone公司结合太阳能面板与LED照明的产品LX01；使用比一般太阳能面板小30%的Atlantis能源系统吸收太阳光储存于电池中，进而在夜间利用内含24颗LED之三组铝座灯具发出通量1000 lm、色温6500K的白光照明，如图11(右)所示，详细规格列于图12。

除了2005北美照明展的LED户外照明灯具外，台湾目前也结合太阳能面板与LED模块，供作户外交通指示用，不过碍于该产品LED亮度尚嫌不足，因此只能当作警示光源，而无法用于道路照明，不过基于能源节省趋势，LED户外照明灯具或与太阳能面板结合之方向势为将来的一股潮流，仅管今年照明展LED户外照明灯具展出不多，但国内外相关厂商无不戮力在此领域耕耘，相信不久LED灯组能取代现有灯源(高压汞灯、卤素灯)成为户外照明主流。

LED室内照明摆脱卤素灯高热量问题

相较于展品不多的LED户外照明灯具，LED应用于室内照明之实际产品则有许多展出于北美照明展会场，代表着LED室内照明可期的蓬勃发展与未来，以下便说明会场中较有特色的一些作品。

以Sirius公司展品为例，(图13)，使用1W之lumiled高功率LED当作光源，发出色温3000K与5500K的白光，利用棱镜与光学设计让光射角度为12°与30°，应用在室内装潢嵌射光源具有不错之效果，不会有卤素灯高热量的问题。

另外，Enlux推出一获奖的室内照明灯组(1K LED)，如图14(左)所示，整合三个如图14(右)之LED灯具，工作功率为50W，光射角度80°，可发出2800、3300与4100K色温之白光，总光通量1000 lm，换算后灯具效率为20 lm/W；另外灯具可换装红、蓝、或绿或琥珀色LED用于室内特殊照明。

Color Kinetics推出一组可同时用于户外投射(wall washing)与室内照明的白光LED灯具，在此次照明展也获得评审青睐，如图15所示；此灯具工作功率50W，外壳为铝材并配置具扩散功能之玻璃，内部装置30颗白光LED，其中20颗属暖白色，10颗属冷色系，而经由变化冷、暖色白光LED，可使灯具以45°之射角发出色温3000-6500K、CRI介于79-81的白光。

而LED除用于室内一般灯具外，于本次照明展中Hampstead lighting也将LED组装成室内用吊灯GALASSIA LED SP，如图16所示，内含100颗炮弹型LED，外部装置透明压克力扩散板，散发出现代前卫之设计感。

再则，会场也有许多厂商推出LED台灯，接下来便说明几组较具特色的产品；首先是获得最优奖Waldmann Lighting所推出之桌灯Diva(图17)，将4颗3瓦白光LED装置在阳极化抛光处理的铝挤片支架上，利用旋扭调整台灯照射角度，而根据Waldmann lighting说法，经由光学设计可将3W白光LED之光线导出，并随着有效热导引，让此LED台灯几乎不会产生高热。

Luxo也推出一组台灯，如图18所示，内含40W卤素灯与3W白光LED，其中以卤素灯当主光源，LED为辅助光源，搭配特殊压克力透镜，提升台灯照光面积与品质。
另外，目前一组由Tom Barrett设计，以Lamnia BL2000 LED组装而成的台灯(图19)，于上臂直接配置LED模块，并利用上臂高导热材质散热，不仅造型特别且具散热之效果。

以上便是北美照明展中较具特色的LED照明灯具现况，而就LED重点应用而言，除上述三大区块外，尚有电子器件与车用照明两大部分，不过并不含括在本次照明展中，因此本文不多做说明。此外，2005年北美照明展将近有1/3的厂商展出LED相关产品，从LED灯具模块到单颗LED，种类之多、样式之新令人目不暇给。