【導(dǎo)讀】發(fā)光二極管(LED)燈泡設(shè)計不斷推陳出新。隨著顯示器背光應(yīng)用市場逐漸飽和，LED制造商已逐漸將發(fā)展重心轉(zhuǎn)向照明領(lǐng)域，并推出全周光或拋棄式光源等創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品，吸引消費(fèi)者目光，期在LED照明市場快速成長之際，搶得獲利先機(jī)。

摘要：  發(fā)光二極管(LED)燈泡設(shè)計不斷推陳出新。隨著顯示器背光應(yīng)用市場逐漸飽和，LED制造商已逐漸將發(fā)展重心轉(zhuǎn)向照明領(lǐng)域，并推出全周光或拋棄式光源等創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品，吸引消費(fèi)者目光，期在LED照明市場快速成長之際，搶得獲利先機(jī)。

關(guān)鍵字：  發(fā)光二極管，LED，電視背光，照明應(yīng)用

發(fā)光二極管(LED)燈泡設(shè)計不斷推陳出新。隨著顯示器背光應(yīng)用市場逐漸飽和，LED制造商已逐漸將發(fā)展重心轉(zhuǎn)向照明領(lǐng)域，并推出全周光或拋棄式光源等創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品，吸引消費(fèi)者目光，期在LED照明市場快速成長之際，搶得獲利先機(jī)。

近幾年發(fā)光二極管(LED)產(chǎn)業(yè)備受矚目，原因無他，因?yàn)長ED受到的關(guān)注遠(yuǎn)大于獲利的實(shí)際成績。當(dāng)然，從很多角度來看，臺灣LED產(chǎn)業(yè)的遭遇是非戰(zhàn)之罪，畢竟其他國家都有政策支持，而臺灣因?yàn)檎疀]有資源也沒有市場扶持LED產(chǎn)業(yè)。

以電視背光的應(yīng)用而言，到2013年第四季LED背光源的滲透率將達(dá)到91.5%，而2014年第四季LED背光源在電視背光的滲透率預(yù)計達(dá)到100%，其中主要原因除電視品牌廠為提升附加價值，設(shè)計產(chǎn)品時多采用LED，另一方面是冷陰極燈管(CCFL)的材料供應(yīng)商因?yàn)樾枨鬁p少，所以CCFL所需的相關(guān)原物料已慢慢停產(chǎn)，使得背光應(yīng)用主流往LED光源靠攏。

由于背光源應(yīng)用市場已經(jīng)成長至趨近飽和，業(yè)界紛紛將注目焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移至LED照明應(yīng)用上。LED應(yīng)用在照明方面經(jīng)過多年的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)慢慢開始取代傳統(tǒng)白熾燈泡，其滲透率如圖1所示。

資料來源：NPD DisplaySearch

圖1 LED照明對不同光源產(chǎn)品之滲透率

2013 年LED照明市場快速成長的動能主要分為商業(yè)照明以及政府補(bǔ)貼路燈相關(guān)市場。商業(yè)照明最主要的成長動力來自于球泡燈以及燈管類，由于商業(yè)照明應(yīng)用開啟的時間長，例如地下室或是車道燈大部分都為全天候開啟，所以省電仍然是替換LED光源的最主要動力，由于臺灣核能問題仍然有爭議，電費(fèi)上漲是一個無法回頭的趨勢，NPD DisplaySearch預(yù)測，2013年LED替換性光源整體需求為十五億支，球泡燈的滲透率為10.1%，總數(shù)為4.33億支，聚光燈的滲透率為 17.8%，總數(shù)為7.13億支，燈管的滲透率為5.8%，總數(shù)為2.23億支，路燈的滲透率為10.5%，總數(shù)為0.68億支。

政府更換LED燈具的主要推動地區(qū)為中國大陸及新興市場，如巴西、俄羅斯及墨西哥等地。至于消費(fèi)性市場，接受度最高的仍然是日本地區(qū)，主要的原因是日本地區(qū)的省電燈管或是長型燈管本身的價格高，而這幾年日本各大消費(fèi)品牌：Panasonic、東芝(Toshiba)、恩益禧(NEC)、夏普(Sharp)等都競相推出各式的LED燈具以及替換型LED燈泡。

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傳統(tǒng)白熾燈分為幾種主要規(guī)格，25瓦(W)、35瓦、40瓦、60瓦、75瓦、100瓦 125瓦、150瓦，因?yàn)榘谉霟舻陌l(fā)光效率已經(jīng)穩(wěn)定且不會再進(jìn)步，所以對等的亮度大約是200流明(lm)、325流明、450流明、800流明、 1，100流明、1，600流明、2，000流明、2，600流明。而LED燈泡要取代現(xiàn)有的白熾燈泡主要有兩大重點(diǎn)：

亮度/大小規(guī)格相等

廠商設(shè)計產(chǎn)品時須注意，現(xiàn)有LED燈泡的亮度和單位面積所能發(fā)出的亮度有關(guān)。而另一方面，一個球泡燈大小約60毫米(mm)×106毫米，消費(fèi)者已經(jīng)習(xí)慣傳統(tǒng)燈泡的大小，所以LED球泡燈在設(shè)計的時候，外型尺寸只能縮小而不能變大。

價格與白熾燈泡拉近

雖然LED燈泡最大的好處是環(huán)保省電，但是一般消費(fèi)者在選擇產(chǎn)品時，最先注意到的還是價格。知名品牌球泡燈目前價格大約在新臺幣35∼250左右，而相對應(yīng)規(guī)格的LED球泡燈價格大約是白熾燈的二至三倍，這中間的價差雖然可以用省下的電費(fèi)來彌補(bǔ)，不過，因?yàn)椴煌瑖业碾娰M(fèi)費(fèi)率不盡相同，所以短期內(nèi)節(jié)省的電費(fèi)效益也不同。

球泡燈朝全周光設(shè)計邁進(jìn)

各家廠商為讓球泡燈更接近一般燈泡所發(fā)出的光型，所以開始采用全周光設(shè)計，全周光的設(shè)計目的是提升LED燈表現(xiàn)，但是售價不變，也就是說，各廠商欲利用技術(shù)能力克服光學(xué)設(shè)計，以達(dá)到客戶理想的光型要求。值得注意的是，目前球泡燈外型并沒有規(guī)格化，仍屬于群雄割據(jù)的局面(圖2)。

資料來源：NPD DisplaySearch

圖2 不同球泡燈的設(shè)計概念

拋棄式光源概念受矚目

未來LED燈泡會是以甚么概念來做設(shè)計呢?太一節(jié)能提出拋棄式光源概念，LED球泡燈過去的設(shè)計重點(diǎn)都在光(LED光源)、機(jī)(燈泡機(jī)構(gòu)設(shè)計)、電(電源設(shè)計)、熱(燈泡整體散熱)的整合，而因?yàn)楣庠词瞧渲凶钪匾牟糠?，所以過去LED光源占整體球泡燈的成本50%以上，但隨著近年來LED產(chǎn)業(yè)供過于求，LED光源的價格已大幅滑落，現(xiàn)在光源所占成本的比重已下滑到30%左右，且因?yàn)長ED光源發(fā)光效率持續(xù)提升、使用顆數(shù)持續(xù)減少、壽命持續(xù)增加，整體照明系統(tǒng)采用成本將可望進(jìn)一步下滑。

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盡管如此，相對于LED本身壽命而言，LED電源材料如電阻或是電容的壽命較短，所以實(shí)際使用情形常常是電源故障導(dǎo)致LED球泡燈失效，且因?yàn)長ED球泡燈的設(shè)計是一體架構(gòu)，所以當(dāng)電源損壞，其他完好的零組件如LED光源和散熱機(jī)構(gòu)，也只能被一起丟棄，反而造成污染。

因此，太一節(jié)能將設(shè)計主力放在最容易因?yàn)闊岫鴵p壞的電源零件保護(hù)技術(shù)上，并且將便宜且可以大量制造的LED光源改為可拋棄式架構(gòu)。若LED燈不考慮提供完全的散熱，則在散熱材質(zhì)上可以采用低價方案，且因?yàn)長ED光源不考慮壽命，所以晶片可以使用大電流驅(qū)動，當(dāng)LED光源亮度衰減，電源部分仍然可以繼續(xù)使用，僅須更換LED光源，即可恢復(fù)到原有亮度。這種新概念顛覆LED燈一定要壽命長的想法。[!--empirenews.page--]

以下就2013年LED球泡燈設(shè)計方向進(jìn)行分析、建議。

·如果LED燈以代工或是大量制造為主，不須設(shè)計新奇的外型，應(yīng)以自動化生產(chǎn)考量為優(yōu)先，盡量避免多樣化設(shè)計。

·如果是以自有品牌銷售，除設(shè)計新奇外型外，最重點(diǎn)的還是價格。

·設(shè)計概念由二維(2D)面光源延伸為3D立體光源

傳統(tǒng)的鎢絲燈泡和省電燈泡原本的光形即為320度發(fā)光，而LED受限于封裝結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方案皆為指向性光源，較適合指向性較強(qiáng)的聚光燈應(yīng)用，而在球泡燈或蠟燭燈應(yīng)用則受到限制。傳統(tǒng)做法大多使用二次光學(xué)元件改善光形，不過效果有限且成本增加，2013年球泡燈設(shè)計趨勢會以改進(jìn)LED光源形式為主，柱狀形或線條形的光源將會逐漸成為主流。

展望2013年，LED照明是未來亮點(diǎn)，依據(jù)NPD DisplaySearch 2013年第一季報告，LED照明滲透率在2013年為10.6%，預(yù)估2016年會增加到26.4%，顯示LED照明還有很大的成長空間，其將緩慢而健康的成長，而球泡燈將是其中最重要的一項產(chǎn)品。因?yàn)榍蚺轃魹樽钯N近消費(fèi)者，且價格不斷下滑;隨著價格不再是銷售障礙，球泡燈的設(shè)計將更注重發(fā)光品質(zhì)及消費(fèi)者感受。

不僅如此，由于LED市場切入門檻低，所以市面上將出現(xiàn)各式千奇百怪的LED球泡燈設(shè)計。未來LED燈泡制造公司無論要走獨(dú)特的設(shè)計及自有品牌，或是以更低的價格或大量原始設(shè)備制造商(OEM)代工模式，皆須注意：不管多獨(dú)特的設(shè)計或是多么好的發(fā)光品質(zhì)，沒有價格上的支持或是政府政策的推動，消費(fèi)者并不買單。探究LED產(chǎn)業(yè)主要問題，仍是供給面太過于混亂且供過于求，因此，2013年LED供應(yīng)鏈仍會持續(xù)整合，當(dāng)需求持續(xù)增加且供給逐漸收斂時，2013年LED照明市場仍會快速成長，商機(jī)仍然看俏。