台湾制订LED量测标准之契机与展望

作者：工研院电光所 黄胜邦、周佩廷；经济主管部门技术处  林青海

    引言

    随着油价的高涨，全球性的能源危机是各国政府致力解决的问题，[节能减碳]已不只是单纯的口号，而是需要彻底去执行的事情。在实际的措施中，节省照明用电便成为节能政策中的重点项目，台湾的照明用电约260亿度，约占全台湾总用电之12%，由于传统白炽灯较为耗电且不环保，因此经济主管部门推动[585 白炽灯汰换计划]，预计于2009年政府机关全面禁用白炽灯，而在5年之内逐步将白炽灯汰换为省电灯泡或其他高效率灯具。由此可知，现代照明技术已不只注重基本的光源需求，而是以整体效果，如节能与环保作为设计现照明系统的重要考量，以LED为主流的固态照明技术即被认为是相当被看好的次世代照明光源。

    LED应用于固态照明之契机与挑战

    自从蓝光LED被开发以后，LED技术的发展在短短十数年内突飞猛进，因为其具有省电、节能、寿命长、耐震及无汞…等诸多优点，十分符合市场对未来照明光源的需求，因此照明市场的需求也成为LED产业在未来最具发展潜力的部份。除了室内照明、背光模组以外，LED业者亦纷纷进军路灯、车灯及医疗照明等领域。随着大量资源的投入，LED的发光效率以及单体的流明值也不断达到新高，目前市场上的白光LED的发光效率已达到90 1m/W，而研发实验室更已突破了136 1m/W。

    然而LED在照明市场的普遍应用上，仍然有品质与光衰、寿命等的问题尚待解决，台湾虽然是世界上LED的最大产量区，但产值却只有日本的一半，LED品质问题便是一个很重要的因素，这也是台湾LED产业必须去正视的问题。而提升LED品质的能力又与特性评估的方法息息相关，这也就是LED量测技术的展现。

    LED的量测方式不同传统照明光源，其量测误差主要是来自于LED的几何结构特性、光谱特性以及操作特性，都与传统光源截然不同。评估一般照明光源的几项定义，如光通量、光强度、光照度，以及光谱特性、色度座标、相关色温及演色性等项目，同样也是衡量LED性能的重要条件。然而传统光源本身的光线在空间中是均匀向外扩散的，相较于LED，传统光源的量测方法无法完全套用，因此LED适用的量测技术必须重新建立，其中国际照明委员会(CIE)在1997年提出了针对LED量测所制订的技术文件“Measurements of LEDs”，也就是俗称的CIE-127，该文件已成为目前量测LED的通用准则，并于2007年发布了修订版。在这份文件当中，CIE提出了LED之平均光强度(Averaged Luminous Intensity)及部份光通量的概念，如图一与图二所示，也就是在固定光侦测器的面积、光侦测器以及LED间的距离以及机械轴的定义，使得不同封装形式的LED能够具有重复性与再现性的量测结果。