LED照明技術及標準發展現況

▓撰文：李麗玲
▓圖片提供：工研院能環所

LED具有輕巧、壽命長、顏色多變、驅動電壓低、反應速率快、耐震性佳等眾多優點，係具有高度節能潛力之光源。近5年全球對LED照明熱衷程度令人咋舌，根據Strategies in Light最新統計資料，2007年高亮度LED的市場明顯成長，產值較2006年成長9.5％，達46億美元，預期未來5年高亮度LED全球平均複合成長率為 20％，總市場規模在2012年將超出114億美元。

目前LED最大的應用為顯示屏與背光（包含大尺寸TV背光模組），占比達44％，照明居次占12％。從技術發展現況分析，日本仍居白光LED的領導者，美國Cree及Lumileds緊追在後，實驗室的白光LED發光效率已達到165Lm╱W，市場上產品也超過100Lm╱W，這些發展遠遠超越5年前的預期。除了習知的DC LED外，AC LED亦是最先進的技術，台灣是全球少數擁有此技術者；根據業者發布資料，白光AC LED發光效率也有85Lm╱W，未來發展甚受矚目。由於全球溫室效應加上能源吃緊的因素，加速LED效能提升，日本2007年訂下2020年達成白光LED發光效率300Lm╱W的新目標。

LED光電照明技術屬整合性的高科技技術，所以，Philips、OSRAM、Cree等國際大廠垂直整併消息不斷，已經完成從LED光源、模組到下游應用，而且是跨洲際的併購，顯示大者恆大的企圖。台灣LED光電產業發展建構完整，從磊晶片、晶粒至封裝均有世界級業者，因而擁有全球競爭力優勢；目前台灣LED光源研發技術能力緊追先進國家，但是LED照明其他相關光、機、電、熱等產業技術大幅投入研發在近兩年，今（2008）年起多家大企業也正式跨入此領域，集中於LED封裝、背光模組及照明應用，因而，LED照明光電產業有機會成為另一個兆元產業。

LED照明標準現況

節能是LED應用成長的最大驅動力，特別是照明市場，但LED照明產品必須在符合成本的相對價值基礎上，因此，效率及壽命兩項是目前LED照明是否能被使用者接受的關鍵。世界各國皆極力制訂LED產品相關標準以加速LED照明的進展；國際參與LED標準制定的組織有CIE、IEC、GEN、ISO等。日本的LED照明推進協議會（JLEDS）統籌規劃與推動制訂LED產品標準與量測規範，參與制訂LED標準之組織有JEL、JIES、JCIE及JIL，目前已完成照明用白色LED測光方法、照明用白色LED模組安全性要求事項，以及白色LED照明器具性能要求事項。

美國對LED照明標準投入最多，ANSI、IESNA、FCC、ASSIST等，相關標準包含LED性能、壽命、電源、模組、照明產品及量測方法等。美國能源部於2007年9月完成固態照明能源之星的標準，涵括住商用一般照明燈具，如廚房櫥櫃燈、檯燈、嵌燈、戶外樓梯燈、戶外步道燈、戶外洗牆燈等。燈具共用標準為色溫、色均勻度、色偏移、演色性、不點燈耗電低於0.5W、保固3年及散熱管理。至於燈具發光效率近期為20～35Lm╱W，未來達到70Lm╱W目標；另在光模組、燈具與電源也有明確要求，對LED照明產品發展提供更具體指標。此外，美國安規UL公司也積極進行LED安全標準的制訂，最近發行「LED光源調查概要」的UL 8750文件，UL 8750將涵蓋LED照明的主要配件，如LED、LED模組及電控等；UL認為LED的製造包括以下三個重要安全考慮：

一、電擊
依據兩種應用考慮：（一）由隔離兩級式電源供應器供電的LED，要注意安裝於潮濕場所的LED，其最大線路電壓應限制在15V交流或直流30V；（二）電線連接或與非隔離兩級式電源連接的LED，須遵守標準的絕緣和易接近性要求。

二、起火
燈具的性能受多方面的影響，如LED之間的距離、擴散膜材料及設計、封裝型式、安裝等。由於LED在把電能轉化為光能時會產生熱量，LED燈具可能超過美國建築法規對易燃表面規定的最大溫度90℃，因此，LED光源在設計時有必要考慮上述情況並進行溫度測試。

三、生理危害
暴露在LED光源下可能會引起視網膜損害及其他健康問題。

全球LED照明最大市場的中國大陸，由信息產業部於2005年11月成立「半導體照明技術標準組」，並結合地方政府、協會、產業聯盟架構其半導體照明技術標準體系，技術規範涵蓋LED磊晶片、晶粒、元件、模組、LED相關材料與照明應用產品等，最近已研擬制訂的LED相關標準共11件。

台灣LED照明技術發展

為掌握LED於照明應用規範的脈動，國內工業技術研究院已著手進行LED照明器具相關標準草案研究，藉由國際LED領導廠商之產品規格分析、國際協會間LED相關量測規範蒐集與比對，並積極參與照明相關研討會掌握最新訊息，透過與國內LED業者溝通，研擬出一份適用於國內並與國際標準接軌的LED元件量測以及LED照明模組標準草案。另為因應經濟部能源局所規劃之LED照明示範的需求，投入大量人力及資源，已完成LED道路照明燈具標準草案研訂，未來將更積極參與其他國際標準研訂組織，將台灣所研訂之照明標準與國際標準組織共同討論，使LED照明產品提早因應國際標準需求。

LED光電模組為趨勢，技術發展重點為光、電、熱、機構最佳化整合，來自國際及大廠的照明模組及顯示屏光電模組提供研發新思維。在經濟部規劃及政策推動下，LED科技研發成效日漸顯現，AC LED及20W標準化LED照明光電模組屬全球領先技術，而LED景觀及道路照明示範應用，引導國內LED照明產品快速實用化，結合與國際接軌的驗證環境及標準，我國LED照明技術正與全球同步，邁入節能、環保、人性化與電腦化、精緻化的綠色照明時代。（作者為工研院能環所住商節能技術組副組長）