7-8 LED照明創新,從直流電到交流電!

 首頁 院友點滴 工研院小故事 Vol. 7 7-8 LED照明創新,從直流電到交流電!

AC-LED技術亦即交流電LED技術,以簡單的交流電(AC,家庭電力)驅動的觀念,作為研發設計的主軸,取代了直流電(DC,電池)發光的技術,所以不需要整流變壓器,搭配立體導熱,可插拔封裝的技術等等,因此改良了傳統式的LED的散熱問題,這樣的作法也有效的減少了15%~30%的電力耗損,不僅節能減碳,也提升了整體LED的發光效率,更為LED整體的照明應用,帶來更寬廣空間和市場機會。

觀念,靈光一現

工研院電光所、光電元件與系統應用組朱慕道組長,強調從直流電的DC-LED走到交流電的AC-LED,最大的創新動力,在於「觀念的改變」。

交通號誌燈或手機,都有LED作為光源,LED本來是半導體材料,而過去都是以直流電為電源,但工研院電光所的團隊想,未來這技術會用在家庭照明,環境都是交流電,所以技術團隊思索:「我們是否可以找到一個技術,直接把交流電驅動到晶片上去,省掉中間交流電轉直流電的轉換過程」,朱慕道組長說。

一個觀念的改變,就導致一個新技術的突破,也開啟了一個非常重要的商機。朱慕道組長表示,透過這樣的技術發展,不但可節省成本,也擺脫了使用的限制。

以筆記型電腦(NB)而言,NB的LED是用直流電,所以家裡電源插座(交流電)要先轉成直流電才能提供電力給NB使用,目前的作法是,所有的電源線都加了一個轉換器(AC Adaptor),但現在,針對照明用的LED,電光所的技術團隊,把轉換器直接省掉。 
講到轉換器,朱慕道組長表示,在AC 轉成DC的過程中,是會浪費很多電的,真正效率只有52%,大約有超過40%的交流電,是浪費掉的,很不環保。

明亮、穩定、便宜

流明越高、亮度就越亮。電光所技術團隊在開發初期,晶片效率還相當不理想,那時DC-LED,大約已做到60流明,而電光所團隊所研發的AC-LED,大概只做到50流明。

除了不夠亮,其次是閃爍,第三是成本問題,都有待開發團隊一一克服,前後共投入四年時間。從上游材料到終端應用,工研院電光所已申請超過二十案的專利,專利數量超過一百件。

相較於其他國家,台灣在AC-LED的開發腳步的確掌握了全球先機。朱慕道組長表示,工研院是全球第一個提出創新想法的團隊,大約做了一年後,才發現國內及韓國也有其他單位在做類似的開發工作。

獲LED大廠支持

究竟這項技術他能夠商品化的程度如何?能夠帶來的商機有多大?朱慕道組長表示,工研院了解商品化的重要性,因此也積極與廠商合作,一開始,業界會質疑,傳統LED已做了四十年了,到底工研院開發的新技術能有什麼優勢與競爭力呢?

朱慕道坦言,剛開始可能沒辦法證明AC-LED的發光效率比傳統的LED更好、更便宜,但技術團隊還是持續向產業介紹這項技術、並積極爭取支持。後來工研院成功技轉數家廠商,像光寶和晶電,皆為台灣最大的LED公司,都對該項技術研發工作表示支持。

業界與工研院的合作,在朱慕道眼裡看來,他覺得:「這就是分工」。工研院較著重於創新技術,而廠商則專注於量產技術,像晶元光電已於今(2009)年量產。

R&D 國際爭光

凡揮汗播種者,必歡欣收割。電光所所開發的AC-LED技術,不但獲得產業界的肯定,今年更獲得在研究發展領域、素有奧斯卡之稱的研發大獎「R&D 100 Award」,這也是工研院第一次獲此由美國R&D雜誌所主辦的大獎。