從LED燈窺探照明的歷史
薇銘企業有限公司 薇銘企業有限公司 發表於2018/10/02


現代人早已習慣使用電燈的照明行為,卻忽略去探究照明有其發展的歷史,改善方式也依循一定的邏輯。史前時代,人們使用火焰,輔助沒有光線的夜晚活動,這種以油燃燒照明的方式持續了很久,包括燈燭發明以後,仍不脫燃燒發亮的模式。直到愛迪生發明了電燈,能源的來源才再度改變,從上面的歷程可以得知,推進照明發展的因素有二:「發光技術的改變」和「能源來源的改變」。


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愛迪生發明了以鎢絲加熱發光的白熾燈,而鹵素燈則在前者的基礎上充填鹵族元素,達到更大的照明亮度,也延長了使用壽命。而螢光燈管發明後,因其高光效和低成本的特點,使其在一戰後逐漸普及全球,成為照明主流。但明亮的日光燈管卻伴隨著一項嚴重的問題—「汞汙染」。不僅在製造過程對工人的健康產生危害,使用過程如果破碎,水銀也會流洩逸散,產生一連串的環境危害。所以產學界不斷在研究替代性能源與照明方案,LED的技術革新即由此開始。



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雖然是環保可回收的材料,初期的LED卻有導熱散熱的問題,難以普及,近年來這項問題已經過優化修正。同時,LED在成本下降和技術精進的歷程中,慢慢具備取代日光燈管的能力,來到了照明主流交替的轉捩點。


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光在特定單位時間能發出的亮度稱為光通量,單位是流明(Lumen),由於光是由能量轉換而來,在評估燈的發光效率時,會結合耗電的功率瓦數單位,探討消費一瓦數可換得多少流明來代表燈的發光效率。日光燈的效率約在60lm/w,而過去的LED大約只能做到40 lm/w,尚不足與其相提並論,而且這樣的效率就需要耗費2美元的成本,現在的LED燈技術可做到80200 lm/w不等,成本也下降到約0.1美元,因此客觀來說,已具備了取代日光燈管的能力。



從能源角度看,從熱發光逐漸傾向冷發光,一般的白熾燈大部分能源都轉換為熱能,少部分變成光,以熱能驅動發光效率低落;LED和霓虹燈等則是以化學、電能發光的冷光源,能量散失小,較有發展潛能。因應技術和能源兩項原因,照明的發展歷程仍在不斷變化,以求造福人類的生活。


資料來源:薇銘企業股份有限公司



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