臺灣的節慶與化學：台灣燈會 鄭玉鉦 工業技術研究院量測技術發展中心（退休） 元彩太工作室 now88154163@yahoo.com.tw  n  燈籠的歷史 燈籠是一種相當古老的照明設備，在古埃及便已出現。中國可能是最早使用燈籠的文明古國之一，其燈籠樣式與使用習慣與鄰近的國家也有些不同。傳統中國式的燈籠主要由紙或絹作為燈籠的外表皮，骨架通常使用竹或木條製作，燈籠裡面放上蠟燭，點燃蠟燭也可以做為照明工具。在許多廟宇裡，燈籠是相當常見的照明裝飾用。現今燈籠在中國、韓國、日本和越南常被視作的一種收藏與欣賞的傳統民間工藝品。近代則以電燈、日光燈、乃至LED燈取代傳統的蠟燭，如圖1所示。 圖1：2012年台灣燈會用電燈和LED燈取代傳統的蠟燭 在華人社會中，年節慶典時都會使用燈籠，特別是過年、元宵節和中秋節三大節日。除了慶典或廟宇使用外，在許多街頭小吃攤也有掛紅燈籠取代招牌，以吸引食客的目光。 n  台灣燈會的由來 交通部觀光局為慶祝元宵節（農曆正月十五），將傳統民俗節慶燈會推廣至國際。故自1990年起結合民間及地方政府資源，開始辦理大型燈會活動。 燈會開始是臺北燈會，每年舉辦一次，成為臺灣重要燈會活動之一。臺北燈會場地在臺北市中正紀念堂，從2001年開始改為全國各地巡迴舉辦的臺灣燈會，由各縣市角逐主辦權，因此各縣市鄉土民情與花燈、主燈配樂的結合逐漸成為一大特色。例如於宜蘭縣舉辦時，主燈配樂即以午後雷陣雨聲為開頭；嘉義之配樂則融入高山青等名曲。 從2003年開始與日本Yosakoi祭典雙向交流，日本團體參與臺灣燈會踩街街舞活動與開燈表演，臺灣團體則參加北海道Yosakoi祭典。2007年間也邀請美國Discovery節目製作人來台參訪臺灣燈會元宵活動，也被美國Discovery頻道評選為全球最佳慶典活動之一，並且拍攝記錄，並製作了系列節目在全球播放臺灣燈會的璀璨魅力。 n  臺灣燈會主燈 臺灣燈會最特別的就是主燈，並以當年歲次之生肖為主題，主燈白天時是雄偉挺拔、氣勢非凡的景觀藝術雕塑；夜晚時，為璀璨奪目及光影幻炫、繽紛變化的美麗巨型藝術燈籠。在燈會期間每隔30分鐘配合音樂亮燈、旋轉，如圖2至圖3所示。 圖2：2013年台灣燈會主燈（騰蛟啟盛） 圖3：2014年台灣燈會主燈（龍駒騰耀） 影片1：2012鹿港台灣燈會（2012 Lugang Taiwan Lantern Festival） （影片來源：KiyoshiStudio, YouTube, https://www.youtube.com/watch?v=Neh4LE-Rwc4） 主燈在整體燈光設計上，以科技數位化控制，結合光電科技之全像技術，內部光源也安裝最新高科技節能LED燈超過20萬顆及2,000組燈光變化控制迴路，更符合國際趨勢與世界節能減碳的潮流。   n  LED的發展歷史 人類照明光源的歷史最早可以追溯到50萬年前開始使用火把。1792年英國William Murdock首次應用氣體光源在自己家裡的照明。1808年英國漢弗里·戴維（Humphrey David）發明電弧光燈。目前我們所使用的電燈，是在1879年美國愛迪生（Thomas Edison）與英國約瑟夫·斯萬（Joseph Wilson Swan）所發明，1879年愛迪生採用白金燈絲。1930年代許多單位（如英國GEC）製作出廣告用螢光燈。1934年美國奇異公司推出照明用的螢光燈。1948年美國GE與西屋公司利用Ca5(PO4)3(F, Cl)摻雜Sb3+與Mn2+作為白光日光燈管的螢光粉。 1907年美國Round首次研發SiC LED（碳化硅發光二極體），對元件施加10 V偏壓，可以在陰極處發現黃光、綠光與橘光，SiC是研磨沙紙上常用的材料。1923年俄國Losseve注入電流意外形成的SiC p-n接面，並使元件發出藍光。1936年法國Destriau發現注入電流可以讓ZnS粉末發光。1962年任職於美國GE公司N. Holoyak Jr等人製作並發表首顆GaAsP紅光LED，但直到1970年LED的發光原理才被進一步瞭解，1971年夏天美國RCA公司Pankove等人製作出第一個電激發光MIS結構GaN LED。有機半導體材料LED（OLED）則在1980年中期到末期開始發展。1990年初期美國HP公司的Kuo與日本Toshiba公司的Sugawara等人使用AlInGaP材料發展高亮度紅光與琥珀色LED。 1986年Amano等人（Isamu Akasaki-赤崎勇教授研究團隊）利用MOCVD磊晶低溫AlN緩衝層，成功地成長出透明、沒有表面崩裂的GaN薄膜，Akasak研究團隊利用低能量電子束照射（low-energy electron-beam irradiation, LEEBI）GaN薄膜，並藉此獲得低電阻特性，同時他們也成功地製作出具有p-n接面的藍光GaN LED。1992年日本Nichia公司的Nakamura（中村修二博士），使用熱退火技術成功地活化磊晶在低溫緩衝層上的GaN薄膜，並在1995年成功地製作出GaN藍光與綠光LED。1996年Nakamura又提出利用InGaN藍光LED（波長460~470nm）激發釔鋁石榴石：鈰（yttrium-aluminum garnet，YAG:Ce3+；鈰從5d傳輸到4f軌域）黃色螢光物質之白光LED。 n  LED的發光原理 […]