第二章 相關文獻蒐集與整理
第二節 相關檢驗標準
為了加速LED 照明的進展,世界各國皆極力制訂 LED 產品相關標準。早期 照明光源的光度與色度量測標準適合一般傳統光源,但是LED 之外型、光學特 性以及電氣特性都與傳統的燈源有極大的不同。這使得 LED 缺乏具有公信力 的檢驗標準。
目前 LED 的相關檢驗標準制定主要是由各個國家分別所訂定,可以區分為 五大類,分別為國際標準、地區標準、國家標準及團體標準與行業標準等。但是 這五類標準並不是針對LED 的所有零組件作一個完整的統一規範,而是只針對 某些LED 的特性需求進行規範訂定,如電器特性、光源特性、材料等不同需求。
一、LED 世界各地標準制定組織與型態7
國際電工委員會(IEC)、國際照明委員會(CIE)及國際標準組織(ISO)為規模較 大的三大組織,是由世界各個國家的成員所組成,相關規範會有較多的國家一起 制定與遵守其要求。
國際電工委員會(IEC) 認定 LED 為會發光的電氣元件,因此對 LED 所訂定 的規範為LED 電器特性範圍,比較注重電氣及安全性之考量。
國際照明委員會(CIE),主要則是針對 LED 的光源特性做規範,目前尚未針 對高功率的LED 制定相關標準。
國際標準組織(ISO),則是對於 LED 的相關材料、製程、產品、系統及服務 等擬定標準。
歐洲標準化委員會(CEN)是由歐盟各國獨自成立的地區性標準,其訂定的標 準包含LED 相關材料、產品及系統等大部分 LED 產品所會遇到的狀況。
團體與行業的標準,則是為北美照明協會(IESNA)、固態照明科技聯盟 (ASSIST)、優力安全認證標準(UL)這三個組織。
北美照明協會(IESNA),是由 DOE(美國能源部)召集 CIE、IEC、ANSI、
IESNA、NEMA、NIST 及 CSA 與 UL 等官方及民間標準機構,配合能源之星標 準,制定LED 的相關性能標準和量測方式的標準,
美國能源局在2007 年 9 月 12 日發布 ENERGY STAR 固態照明燈具規範,
其燈具規範分成二個階段,第一階段規定光效最高只需要達到35lm/w,第二階 段的光效則必須提昇至70lm/w。
由美國企業聯盟所組成的固態照明科技聯盟(ASSIST),其所提出的標準範疇
主要是針對LED 的使用壽命試驗規範為擬定內容。 L’Eclairage)提出『CIE-127Measurement of LED』,導入平均發光二極體發光強 度(Average LED Intensity)之方式來量測 LED 之光強度。然而,隨著高功率、高 亮度LED 的發展,各種不同封裝形式與應用之增加,CIE-127 已無法充分作為 選用LED 時之依循準則。有鑑於此,CIE 於其組織下成立多個技術委員會,針 對LED 需求之規範,目前國際照明協會針對 LED 照明應用所進行的技術委員會 如下表所示。
表2-6 CIE LED 照明相關之技術委員會
TC1-62 LED 光源演色性
TC2-45 LED 光強度量測-CIE127 量測修正 TC2-46 LED 光強度量測之 CIE/ISO 標準 TC2-50 LED 模組及 LED 陣列光學特性量測
TC2-58 LED 放射輝度量測
R4-22 LED 號誌燈量測
TC6-55 LED 對人體安全性評估方式
資料來源:工研院郭玉萍、林士凱、李宏俊、李麗玲,LED 照明產品現況及發展 趨勢
除了 CIE,日本、美國、韓國、大陸等國家亦紛紛制訂符合其國內需求之相 關LED 規範。美國 ASSIST 在 2005 年 2 月發布了 LED 壽命以及量測的建議書,
建議了照明用LED 壽命定義為光衰達 70%的時間;而裝飾以及指示用 LED 壽命 定義為50%光衰時間。
二、亞洲各國對於 LED 標準制訂的現況8
亞洲各國對於 LED 的標準訂定狀況也有所不同。以下針對亞洲各國對於 LED 標準制訂的現況作一說明。
參與制定日本 LED 標準之組織為,日本電球工業會(JEL) 、日本照明學會 (JIES) 、日本照明委員會(JCIE)及日本照明器具工業會(JIL)等四個組織所組成,
這四個組織在2004 年 6 月 9 日成立日本 LED 照明推進協議會(JLEDS)。
2004 年 6 月成立的日本 LED 照明推進協議會(JLEDS),主要工作為統籌規 劃與推動制定LED 產品的標準與量測規範,積極進行白光 LED 產品與量測規範 的制定,企圖以LED 標準搶攻 LED 固態照明市場的先機。日本 NECA(社團法 人日本電氣制御機器工業會)於 2004 年 1 月制訂「工業用 LED 球」標準,詳細 規範LED 球之性能規格與試驗方法,包含 LED 球之光性電性及耐環境等試驗。
2004 年 11 月日本已制訂完成『照明用白光 LED 測光方法通則』,制定白光 LED 與白光LED 模組全光束的量測方法,作為照明學會、日本照明工業會、日本照 明器具工業會、日本電球工業會之共同規範,此二份標準之制訂已成為LED 性 能試驗標準往前躍進一大步。
目前日本針對白光 LED 制訂的相關標準包括有測光方式、裝置性能及模組 安全性等方面;在指示用及顯示器LED 規格化的標準方面,則有 JEITA 推出相 關之規範。除此之外,日本也遵照國際標準規範ISO 及 CIE 兩大組織所訂定的 量測方法,以做為LED 產品品質的把關門檻。9
表2-7 日本 LED 使用標準及引用之規範
標準編號 規範內容
JIS C 8152 照明用白光LED 測光方式通則 JIS C 1609 照度計
JIS Z 8113 照明用語
JIS Z 8120 測色標準llluminant(標準光)標準光源 JIS Z 8724 色的測定方法-光源色
JIS Z 8725 光源的演色性評鑑方法 JIS Z 8728(ISO/CIE 10527) CIE 測色標準
TS C 8153 照明用白光LED 裝置性能要求 JEL 811 照明用白光LED 模組安全性要求
ISO/CIE 23539 Photometry-The CIE system of physical photometry CIE 127 Measurement of LEDs
資料來源:郭子菱,國際LED 照明規範及標準推動產業發展
大陸標準制訂的現況分為兩個層級,第一層為半導體照明技術領域產品門類 基礎標準,主要內容為型號的命名與術語等。第二層則是根據產品結構的特點與 產業鏈上的產業材料設備做區分,六個門類的通用標準分別為外延片通用標準、
晶粒通用標準、LED 元件通用標準、LED 模組通用標準、相關材料通用標準與 其他通用標準。
圖2-2 大陸 LED 相關標準圖
資料來源: 許家銘,LED 標準推動機制與政策
2005 年 11 月信息產業部成立「半導體照明技術標準工作組」,結合其他地 方政府、產業聯盟與協會,共同架構半導體照明技術標準體系,其技術規範包含 LED 磊晶片、晶粒、元件、模組及 LED 相關材料與照明應用等產品。
此外,2007 年「國家半導體照明工程研發及產業聯盟」成立「聯盟標準化 協調推進工作組」,其工作內容主要為負責協調中國的LED 標準進度。預計 2008 年年底正式通過由「全國照明電器標準化技術委員會」所提出的普通照明用LED 國家標準及行業標準。
韓國 LED 的標準發展現況為,2007 年 8 月韓國科技標準局(KATS)為了協助 次世代LED 照明產業的未來發展,支援產業界所開發的 LED,宣佈未來三年內 將建立15 項韓國國家標準。韓國國家標準預定產出的 15 項 LED 項目分別為,
LED 用語、替代鹵素燈之 LED 燈、LED 安全性、LED 緊急照明、LED 顯示板、
LED 劣化與加速壽命試驗、照明用白光 LED 與 LED 模組安全要求事項、、照明 用白光LED 與 LED 模組性能試驗方法、LED 局部照明、高功率 LED 指示看板 性能標準、車輛照明用LED 試驗方法、LED 光源視覺評價之評估方法、LED 路 燈及代替日光燈之LED 燈與高效率 LED 照明檢測儀器工具。
三、台灣 LED 標準現況10
由於 LED 已成為未來的明日之星,除了上述所說的歐、美、日、韓以及中 國大陸各國正積極投入LED 照明技術與標準擬定外。台灣 LED 產業雖然蓬勃發 展,為LED 產品的輸出大國,但是缺乏產業的應用標準及測試規範,各家 LED 製造商之產品規格標示仍有很大的落差,進而造成產品選用上的困難,亦降低國 內LED 廠商之國際競爭力。為掌握 LED 於照明應用規範的脈動,工業技術研究
外延片通 用標準
晶粒 標準
半導體照明技術基礎標準
LED 元 件標準
LED 模 組標準
相關材 料標準
院已著手進行LED 照明器具相關國家標準草案研究,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 業者溝通以研擬出一份適用於國內並 與國際標準接軌的LED 量測規範與草案。
經濟部技術處更於 95 年 7 月特別為業界打造「白光LED 政策性項目」,冀 望藉由制定LED 的標準,整合上中下游的廠商,共同建立 LED 產業應用標準與 測試規範及光源失效分析模式,以便於加速產業的蓬勃發展和提升國內LED 的 品質與良好的效率。至今已產出數篇LED 的標準草案,將陸續提出 17 份 LED 標準草案。
LED 標準制訂的流程大約可以分為四個階段,在第一階段的時候成立 LED 照明標準與品質研發聯盟,第二階段藉由各公會協會舉辦座談會和透過網站搜集 四面八方的意見,第三階段由經濟部技術處舉辦公聽會,經由公聽會共同制訂產 業標準,最後再由經濟部標準檢驗局擬定出標準,同時間透過華聚基金會推動兩 岸標準。
圖2-3 台灣 LED 標準制訂流程圖
資料來源:經濟部技術處林清海,LED 產業標準及專利策略交流研討會 舉辦公聽會(經濟部技術處)
座談會 (電電公會、照明公 會、半導體光電協會)
網站 (個別意見) LED 照明標準及品質研發聯盟
產業標準
兩岸標準 (華聚基金會)
國家標準 (經濟部標準檢驗局)
表2-8 台灣 LED 標準制定時程
2008/05 2008/06 2008/07 2008/09 2009/03 公佈
2008/09 2008/10 2008/11 2009/01 2009/07 公佈
2008/12 2009/01 2009/03 2009/05 2009/03 公佈
2009/03 2009/04 2009/05 2009/07 2010/01 公佈
資料來源:經濟部、 LEDinside
經濟部技術處於 96 年推動成立「LED 照明標準及品質研發聯盟」並透過經 濟部業界科專計畫執行LED 標準制訂,至今已產出數篇 LED 的標準草案。並於
「LED 產業標準及專利策略交流研討會議」會中發表 5 篇 LED 相關標準草案供 外界參考,5 篇草案分別為 LED 元件光學與電性量測標準草案、LED 模組光學 與電性量測標準草案、LED 熱阻量測標準草案、LED 元件與模組一般壽命試驗 標準草案及發光二極體道路照明燈具標準草案。以下將與本計畫相關的發光二極 體道路照明燈具標準草案做介紹:
「LED 產業標準及專利策略交流研討會議」會中發表 5 篇 LED 相關標準草案供 外界參考,5 篇草案分別為 LED 元件光學與電性量測標準草案、LED 模組光學 與電性量測標準草案、LED 熱阻量測標準草案、LED 元件與模組一般壽命試驗 標準草案及發光二極體道路照明燈具標準草案。以下將與本計畫相關的發光二極 體道路照明燈具標準草案做介紹: