由於LED為單一點光源形式，所以易於建構模組化模塊，並透過模組化設計，可在製造成本上帶來很大的優勢。因此，目前多家燈具大廠所設計的LED燈具，皆是以模組化的設計概念，開發取代傳統照明的燈具。由於LED光源與傳統光源在特性上的差異，所以在散熱與燈具外觀設計的概念上，與傳統光源不盡相同，透過適當設計考量，除了使燈具本身達到照明需求之外，亦可達成燈具散熱與防護的要求。
LED 光源發展現況與模組化設計概念
現今市面上所見的LED燈源模組，皆以取代傳統燈源使用而設計，如MR-16、省電燈泡或白熾燈泡等外觀與連結機構。若是以傳統燈具的概念設計，常無法發揮LED燈源的高變化性、易排列與易模組化之優點。反之，易受到傳統燈具的使用限制，使燈具的光學性能降低、散熱機構設計不易、重量增加的風險性大幅提升。因此近兩年來，Philips、Osram、Sharp等國際大廠開始使用標準模組化概念來設計LED光源模組，期能達到快速替換、維修與大量生產的目的。圖一為傳統光源與LED光源的演進比較，上圖為傳統燈源配合電源供應元件，最終組合而成的燈具流程；下圖為LED光源單體透過組合為常見的市售燈泡外觀，或是模組化的設計，組合成燈具光源單體，並搭配外部控制方式，達到LED光源的多樣性變化。
對LED燈具模組而言，目前尚無規格化的燈具規格。所以目前模組化的設計規範，大多是廠商自行開發特定的幾何結構，而常見的LED照明光電模組化設計之主要考量如下：(1)LED單體光通量與模組化間的燈粒排列方式；(2)模組燈具總光通量與應用範圍評估；(3)光學設計與機構間之整合；(4)電源供應器的設計與光電模組之連結；(5)散熱模組設計與燈具結構之結合；(6)模組間的連結機構設計；(7)模組單體的防護設計。
透過此設計規劃與流程，模組標準化產品的建立因應而生。此照明模組包含光學設計、LED陣列設計、電源、散熱及連結機構等。圖四為Toshiba所開發的E-core單元模組，該模組可透過輸出不同光通量，達到不同需求的環境照度。圖五為Cree利用強制對流的設計方式所開發的光源模組，為室內投光燈模組所使用。圖六為Sharp所開發的LED DL系列光源，與E-core的設計概念相似，可利用該LED 單元模組，組合成所需的燈具。
圖四、Toshiba E-core
圖五、Cree LR6 強制散熱模組
模組化燈具之散熱與機構設計考量
1. 散熱設計
通常進行散熱器的設計時，需整合光學與機構的設計。一般業界常以熱流模擬軟體，快速設定散熱鰭片之幾何外觀，藉由良好設計的散熱機構，除了強化模組化的散熱性能外，並搭配與單體模組的燈具機構造型，以快速逸散高功率LED 所產生的大量廢熱，將LED保持在穩定的操作溫度，則可達到更長的使用壽命與更高的光電轉換效率。
2. 機構與外觀設計
機構的設計，除了將需系統耦合的模組藉由機構互相連結方式，將模組間驅動電路做為連結之外，室內模組將針對其快速接合方式進行設計，包含電源供應器的結合或建築物本體之間的連結。戶外模組除了強調單一模組的防水設計之外，並就燈具模組應用於戶外可能遇到的鳥襲、颱風、日照曝曬等惡劣環境，設計不同的幾何外觀與製程。
除了上述考量因素，燈具強度的需求為燈具的主要功能，燈具本身的強度必須能承受搬運、安裝等過程的衝擊及日後維修保養之拆裝而不致變形或損壞，或燈具承受一定程度的變形，仍可保持一定程度的運作……以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文
作者：江松柏、石進名、李麗玲/工研院能環所
★本文節錄自「工業材料雜誌281期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8539