白熾熱燈泡的發展更可向前推至1850年，亦即Joseph Wilson Swan于1878年取得首項專利，并實現首個商品化的燈泡，甚至早在1805年的Humphry Davy所研發的藝術燈源，由此鎢絲燈泡的創新，加上前后經過將近60余年的研發，才看到今日鎢絲燈泡商業化的成果。

　　創新LED照明時代正式展開

　　100多年后的今天，進入發光二極體（LED）照明時代，雖然白光LED的發明僅僅19年，試過的材料也還不及愛迪生的六千余種，加上在21世紀知識開放、技術進步之時談創新，或許不比19世紀容易，但LED商業化的腳步已積極進入市場，甚至許多產品早已悄悄的結束短暫的市場生命。雖然在地球暖化節能趨勢等議題的迫使下，各國開始禁產或禁用白熾燈泡，但仍預期白熾燈泡將會繼續存在于你我生活周遭達數10年之久。

　　由以上兩項創新例子觀之，創新或許就在周遭生活中易由靈感而生，并在商業市場產生重大價值，但燈泡的創新就足以稱為是一個系統整合應用的艱難工程。

　　LED照明系統設計在現今確實須要相當積極地投入人才、設備及具有開創性思維的想法與作法，才有可能達到創新的目的。然而今天能稱得上創新的LED照明寥寥可數，因為要創造產品須要丟掉舊有思維和包袱，并兼顧市場的商業性，往往讓人卻步。而任何創新背后必須先結合產品分析調查，作為商品化成功的立論基礎。再加上創新的成果必須有專利的保護才能保障其價值及商業利益，為達到此目的，其背后資源的支撐是相當可觀的。

　　至今，大多數的LED照明設計不是修改、抄襲或稱之為逆向工程，就是想走開發捷徑，套用現有的燈具規格。或許是因為缺乏整合性，礙于技術瓶頸，僅就造型變更，又或許LED照明市場尚未標準化，市場規模也尚未成熟，致使以市場測試實驗性質的思維製作出改良式的照明產品居多。當然部分的LED照明產品，在某種程度上還是加入使用需求上的方便性、改良性或新穎性。在某種程度上不能說沒有達到創新，但面對不久的將來，若LED系統照明要能夠在商業市場占有一席之地且繼續茁壯，確實須要整合創新的布局及執行能力才能面對往后更嚴苛的市場挑戰。

　　目前的創新須以符合大眾市場需求及創造大量商業價值為前題，小眾市場的創新設計已蓬勃發展中，但姑且稱之為藝術價值高于實體應用價值所設計出的產品。

　　因為LED照明所追求的并不完全在于技術指標，照明本身的功能也并不全然是為須要照亮而亮，當然創新包括在光機電熱技術的整合突破，另外亦須兼顧消費者在視覺、觸覺等感官的價值。目前動輒新臺幣數萬元的LED桌燈、檯燈或投射燈，在產品的背后所要呈現的仍多半在于表達視覺創新、觸覺價值或經由控制達到精神感官的創新互動。LED售價并非過于昂貴，而是在商品化后設計創新的附加價值所使然。

　　LED的應用範圍極為廣泛，現就針對照明應用系統創新設計的相關問題及開發的方向一一探討。

　　不同照明應用的LED性能要求迥異

　　為擴大LED光源市場接受度，其須達到功能性要求的必要性，并不是每種LED照明光源都必須追求最高發光效率、最低價格、最高演色性、最長壽命等，而是依據應用不同而有所差異，現以室內照明中的一般辦公室工作照明、閱讀照明及未來家用燈泡置換照明市場為例談起。

　　對于LED光源首要追求的是達到最佳的性價比，在安全無虞的情況下，得到最高的流明輸出、最小的消耗電能及最低的價格。因為對于消費者大眾而言，比較傳統其他光源，花最少錢能買到最具經濟效益的產品是購買的主要動力之一。至于是否達成無紫外線、不含汞、高演色性、5萬小時壽命等行銷的附加價值并非擴大市場接受度的主因。當然品牌代表某種程度的品質信賴，此外視覺感官對于顏色喜好也會有所影響，因此如何創新設計適合市場需求的LED光源，將是技術面要探討的課題。

　　LED光源的發光效率發展至今，已超越絕大部分傳統光源（圖1、2），唯獨少部分低壓或高壓放電光源的效率可以一較高下，但就電源控制和驅動上，體積與溫度又各自有其優缺點，以下將就LED照明系統設計的每一環節說明。

　　圖1　1995～2020年LED發光效率演進

　　圖2　LED照明利基市場

　　創新製程/AC LED實現高效能晶片

　　現階段市場上的LED磊晶片，無論是Cree的垂直元件、飛利浦（Philips）Lumileds的覆晶元件或日亞（Nichia）、晶元光電等平面式的元件，為求優化晶片本身的效能，不外乎利用不同的基材（透光、導熱考量）搭配光學反射層的效率（反射出光）；上/下粗化結構（改變反射、折射增加出光）；線路光罩設計（增加出光面積改善電流分布密度，以降低驅動電壓增加出光效率）；晶片尺寸最佳化的調整；再加上磊晶製程參數變異調整等來達到晶片最高的光電轉換效率，在每一製程中鉆研材料和製程所能提供增加轉換效率的方法。

　　至于哪種結構是最佳的創新設計？就發光效率而言，或許垂直元件較優；但就室內照明中的一般辦公室工作照明、閱讀照明及未來家用燈泡置換照明市場的製造成本而言，***目前平面式晶片則在性價比上遠優于國外大廠。另外，在晶片端的應用結構設計創新，除了由製程改善去創新整體晶片效益外；交流電（AC）LED的誕生，使LED照明應用不僅有直流晶片串并聯的選擇，而能有交流市電直接驅動，因此可減少變壓器的成本、產品內部空間、驅動電路規格迥異、變壓器效率損耗及品質壽命等問題，大大簡化模組及產品設計端的問題。然而目前在市場消費端面臨的創新所衍生的其他問題也隨之而來，其一為產生因創新導致消費者出現陌生的疑慮，而在消費行為上遲疑膽怯，此消費群未必是終端消費大眾，而是LED照明產品供應鏈中的中下游購買者，其會對產品因陌生而遲疑、對交流電性的不了解或對產品風險的不確定性，而不敢創新產品的開發；其二是創新令消費大眾觀望，但卻令消費族群中的嚐鮮族雀躍。然而前兩者問題可在LED中下游供應鏈中透過創新設計及嚴謹的測試手段釐清疑慮，進而創造產品市場區隔和競爭優勢。