在費城的 “Comcast 體驗” 是全世界最大的,在日光下可看的 P4 LED 屏幕牆,它使用著名顯示技術廠商Barco的千萬像素模組,解析度相當於現在高清電視的5倍。
它完全不同於傳統設計,而是與大型城市建築 (前門大廳電梯) 完美結合。
給黑白鑲綠,還是鍍金
全球LED專利多數由日廠日亞化(Nichia)和豐田合成(Toyota gosei)、美商Cree、歐商飛利浦(Philips)和歐斯朗(Osram)所擁有,五大廠也已交互授權,組成無形壟斷的專利網。
飛利浦擁有55,000個專利,LED方面有425個,還有770個即將擁有,專利律師團隊有300人。在這行業要待下去,就必須拿到他們的專利授權,付燈具產品3-5%的授權費。就算買他們的晶片,授權費也跑不掉,除非光引擎模組,驅動器,和光輸出有關的控制元件都從他們家購買。
經濟部長施顏祥已指示技術處、工業局及工研院等成立工作小組,開始研議協助解決LED產業IP(智慧財產權)的問題,擬由工研院協調台廠籌組專利研發聯盟。希望2010年上半年成軍,與日、美、歐等專利大廠展開專利交叉授權協商。
背光及照明的龐大商機,LED大廠絕對不可能錯過,現階段的「代工」僅是「過渡期」,台廠要有所突破唯一的路就是徹底解決「專利」的問題。
2009年中國的LED路燈市場規模僅為20-30萬盞,估計2010年中國LED路燈市場將增長100%達到40萬盞以上的規模,可是2009年,鄭州生茂開建年產80萬套LED路燈項目、江西晶和照明開工20萬盞LED路燈項目、江西晶能計劃LED路燈5萬盞項目、廣州亮而麗計劃投資年產5萬盞LED路燈項目等。還有不少LED路燈的大項目在規劃中,今後LED路燈的市場競爭將非常的激烈。
LED路燈的標準尚未出爐,技術和市場尚未成熟,追求高轉換效率,生產高色溫的白光,這種路燈又帶有過多帶藍色的白光,會影響夜間視力和破壞夜間的環境生態。
現在的投資應該還是比較大的比例投入研發,而不是急著建立規模。以現在的不當投資情況看來,LED路燈產能在未來兩年內過剩是必然的。
照明產業邁入黃金期,台灣交通號誌燈將全面更換為LED燈,大陸推動「十城萬盞」計畫,第一階段將會在21個城市,試點100萬盞LED照明燈具。第二階段則是從2010至2012年,在50個城市點亮200萬盞。第三階段將會在全中國大陸點亮10萬盞照明,預估可以創造將近百億商機。
但是現在高亮度白光都是藉由藍光LED激發黃色螢光粉,混光發出,此種元件售價便宜,不過也因這種白光是透過藍光激發出來的,所以演色性較差。
如果產品規格與品質沒有規範好,只追求高轉換效率,生產高色溫的白光,這種路燈就有過多帶藍色的白光,是會影響夜間視力和破壞夜間的環境生態。
( 前面October 24的文章就提過哈佛醫學院研究發現視網膜對藍光特別敏感,藍光頻譜對晝夜節律影響特別嚴重。)
白光中低於500nm的藍光部分對肉眼在夜間,是沒有太多用處,可是卻會造成環境的光污染。不但會對老年人的眼睛造成眩光,影響視力,還會影響動物的生物時鐘。
半導體產業良率可以高達99.9%,但目前LED高亮度藍光,能達到平均良率70%到80%就算「很厲害」。LED並不是「非0即1」產業,半導體產出只有能用不能用的差別,而LED 則非如此,因為能用的產品還有亮度差別,有些很亮,有些只亮一半。還有LED材料是由四個元素構成,元素愈多不穩定性愈高。美國的北美照明協會在2008年第三季公佈了LED壽命測試標準 - LM-80-08。照明龍頭飛利浦在今年10月聲稱是第一個公佈LM-80產品測試報告的廠商。燈具製造商如果只依賴LED顆粒或模組廠商的一般亮度標示規格,最後一定會失望或者失敗。
據了解,台灣在建築照明應用上使用LED,目前失敗的案例遠比成功的多很多。建築物並不是一片畫布,隨便上一堆色彩,擺滿LED。建築照明是一個化妝師,用光來表現建築的美。
LED目前的問題是沒有統一的規格,而且世代更新太快。以後燈具裡LED壞掉5%,根本找不到維修。
中村修二1993年發明了藍光LED,可以算是近代光電科技里最大的發明。它帶起了今天50億美金的白光LED市場,可是離完全取代有1000億規模的照明產業,還是有很多問題要克服。
現在使用的白熾燈泡和一世紀前愛迪生發明的,差別還是不大,電光的轉換效率不到3%,每瓦大概產生10-16流明。熒光燈就好多了,每瓦大概產生40-100流明,不過轉換效率還是不到22%。
LED的發展日新月異,目前在最頂尖的廠商實驗室里,已經達到250流明。可是用到高功率的一般照明時,衰减(droop)現象就產生了,效率就會跌到每瓦100流明以下。這個問題不克服,LED就無法完全取代傳統照明市場。
解釋這個現象,目前有兩派。一是飛利浦的Lumileds,他們認為droop來自Auger Effect。一是Rensselaer Polytechnic Institute和韓國三星,他們的理論是認為有過多的電子洩漏。
期待不久就會有重大的突破。
美國國會在2007年通過了能源獨立和安全法后,今年能源部組織了 Bright Tomorrow Lighting Prizes (L Prize) 競賽。
三個項目之一是要取代傳統60瓦白熾燈泡。目標是:
1. 照明效率要每瓦大於90流明。
2. 取代燈泡要低於10瓦。
3. 必須要大於900流明。
4. 顯色指數 (CRI) 要大於90。
5. 相關色溫 (CCT) 要介於2700-3000K。
藍色LED發明人、目前活躍在GaN發光組件研究第一線的中村修二(美國加利福尼亞聖巴巴拉大學教授)認為,從白色LED的研發狀況來看,再有2~3年時間,LED照明的發光效率將較目前至少提高50%,今後2~3年內發光效率極有可能達到200~250lm/W。
使用LED照明,就可以實現絢麗多彩的照明設計,使用電腦就可以通過軟件輕鬆數位控制顏色和亮度。這樣一來照明將發生巨大的變化,LED照明將成為不同於現有照明文化的新產物。因此,除硬件外,LED照明軟件(註:這裡指使用技巧)也不可或缺。現已上市的LED照明的標準化已經走到盡頭。但OLED照明的實用化才剛剛開始。
2010年上海世博會上海企業聯合館將是一個具有智能技術、夢幻意境和互動體驗的LED生態建築,因此上海企業聯合館稱其為「魔方」。
上海企業聯合館的建築設計靈感來自「天地人合一」的中國傳統道家思想和「莊周夢蝶」的浪漫故事,整個展覽體驗將分為「靜聆申音」、「走進浦江」、「上海之
路」和「未來之旅」四個區域,參觀者一進入展館,將隨著一位爺爺和孫女之間的對話展開旅程,一體化互動式體驗長達17分鍾。
光線會影響人體松果體的分泌 - Melatonin,而跟人的情緒系統發生交互作用。也就是說,當夏季轉向秋季的時候,日照開始減少,陽光強度也下降,造成神經內分泌的改變,導致情緒的低落。有些人會因此進入憂鬱症的地步,這個病症叫季節憂鬱症 (Seasonal Affective Disorder, SAD),或叫冬季抑郁。在美國有14%的人口有冬季抑郁的問題,而在芬蘭是18.4%。
過去一般用百憂解 (Prozac) 來治療,它的銷售光在美國一地,一年就有800億台幣。(可是,任何化學藥物都會有它的負作用。)
過去幾年,哈佛醫學院嘗試使用不同的治療方式 - 照光治療。他們有很多的進展,只要細心的量身調整照光治療時間,50-80%的病患可以被完全舒解。
同時,研究發現視網膜對藍光特別敏感,藍光頻譜對晝夜節律影響特別嚴重。所以研究方向著重在,調查藍光是否可以用更短的照光治療時間,達到過去白光得到的治療效果。
飛利浦因此推出了 goLITE BLU HF3330,隨身攜帶的照光治療電器。它可以在任何地方使用,在家,在辦公室,或者旅行中。
艾菲爾鐵塔是建為1889年世界博覽會的地標入口...
在慶祝2000千禧之年時,首次穿上“鑽石之衣”。塔上的二萬盞燈,在每天的日落后,表演景觀照明,已經成為巴黎的旅遊地標...
2008年十月,巴黎市政府為了綠色節能,將每年霓虹燈閃耀的時間,從400個小時減為200...
LED聚光燈可以省60-70%的電能,還可以發出更為豐富的色彩,終於又帶回給艾菲爾鐵塔,壯觀美麗的景觀秀。
美國紐約國際照明展 (LFI : Lightfair International) ,是世界上年度最大的建築和商業照明展覽。最具創新產品奬是最高獎項,這代表最好的·最有創意的新產品。2009 頒給了Lightolier/飛利浦的 Calculite LED 筒燈。
最大奬這麼頒給了看似很平常的筒燈呢?什麼地方最好和最創新呢?
第一:
Nichia (日亞化) 利用藍光晶片與黃色熒光粉的結合,合成發出白光。但是塗覆厚度的微小差異,還是會影響顏色和亮度的。最差情況下,會有60%的光會被反射回去。
Lightolier 把黃色熒光粉塗覆在最外面的擴散透鏡上,高反射底部基座和圓罩,會增加反射光射出的機會。這個設計證明效率多出20%。
第二:
這個新的 LED 照明燈具和原有的 Calculite 傳統產品線,是完全可以結合在同一個照明設計方案里的。
功效:51.3 lm/w
CRI : 80
零售價在 USD100-120
飛利浦看準照明大商機
1891年創立…
全球第一大照明設備,第一大醫療照護儀器…
2005年看準白熾燈泡很快會被淘汰,LED 照明市場每年將成長三成,2010年成長為十五億歐元。佈局 LED 市場,是從下游切入,跳過通路,掌握市場,直接服務專業客戶和消費者。
2005年以9.5億美元,併入 LED 世界五大廠之一 Lumileds (其他為 Nichia, Osram, CREE, & Seoul Semiconductor)…
2006以5.9億歐元,買進歐洲最大燈具公司 PLI …
2007以6.9億美元,買進創新 LED 照明系統領先者 Color Kinetics …
2007以27億美元,買進北美最大燈具公司 Genlyte Group …
為什麼要花 2000 億台幣來併購?
因為 LED 不會有更換燈泡的市場,可是它可以改變顏色,色溫,提供無數選擇。所以關鍵不在技術,而在應用。可是每個國家燈具市場非常分散,照明解決方案的整合不容易。併購對的公司和技術,就可以加強應用工程和顧問的能力。成功的關鍵是在能否提供客戶完整的解決方案,提升品牌價值。
愛迪生 1879 年 發明了白熾燈...
中村修二 1993 年 發明了藍光 LED...
The Marvel Food and Deli ,位於華盛頓州,今年六月開幕,是第一棟完全LED照明的新商業建築。它是450坪的超級市場,坐落在1200坪的空地上。
根據華盛頓州的建築能源規定,這棟建築用電,不能高於27kW。完全使用LED照明和最先進的控制系統,這個照明項目,最終只用了9kW。
老闆 Ivanstov 非常高興,因為不止客戶滿意,研究還指出,LED 沒有紫外線和帶有全光譜的照明品質會讓大家更健康快樂。
不但如此,這個項目還可以申請電力公司的補助。