LED產(chǎn)品質(zhì)量分析與判斷標準

為了發(fā)展照明LED技術(shù)，發(fā)達國家都非常重視LED測試方法及標準的研究。例如美國國家標準檢測研究所(NIST)組織國際知名測試專(zhuān)家開(kāi)展LED測試的研究，重點(diǎn)研究LED發(fā)光特性、溫度特性和光衰特性等測試方法，試圖建立整套的LED測試方法和技術(shù)標準，在LED測試方面已經(jīng)走在了世界的前列。

　　半導體發(fā)光二極管(LED)因其體積小、定向發(fā)射光、高亮度、PN結電特性等特點(diǎn)，從而在品質(zhì)的評價(jià)和檢測方法方面產(chǎn)生許多新的問(wèn)題。不同的應用場(chǎng)合，決定了對LED產(chǎn)品的性能要求。從光學(xué)性能來(lái)看，用于顯示的LED，主要是亮度、視角分布、顏色等參數。用于普通照明的LED，更注重光通量、光束的空間分布、顏色、顯色特性等參數，而生物應用的LED，則更關(guān)心生物有效輻射功率、有效輻射照度等參數。此外，發(fā)光二極管既是一種光源，又是一種功率型的半導體器件，因此有關(guān)它的質(zhì)量必須從光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等諸多方面進(jìn)行綜合評價(jià)。

　　從目前LED產(chǎn)品的結構及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，照明LED產(chǎn)品主要需考慮光學(xué)性能、電性能、熱性能、輻射安全和壽命等幾方面的參數。

　　光學(xué)性能：LED的光學(xué)性能主要涉及到光譜、光度和色度等方面的性能要求。根據新制定的行業(yè)標準“半導體發(fā)光二極管測試方法”，主要有發(fā)光峰值波長(cháng)、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強度、光束半強度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標、相關(guān)色溫、色純度和主波長(cháng)、顯色指數等參數。顯示用的LED，主要是視覺(jué)的直觀(guān)效果，因此對相關(guān)色溫和顯色指數不作要求，而照明用的白光LED，上述兩個(gè)參數就尤為重要，它是照明氣氛和效果的重要指標，而色純度和主波長(cháng)一般沒(méi)有要求。

　　電性能：LED的PN結電特性，決定了LED在照明應用中區別于傳統光源的電氣性能，即單向非線(xiàn)性導電特性、低電壓驅動(dòng)以及對靜電敏感等特點(diǎn)。目前主要的測量參數包括正向驅動(dòng)電流、正向壓降、反向漏電流、反向擊穿電壓和靜電敏感度等。

　　熱性能：照明用LED發(fā)光效率和功率的提高是當前LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一，與此同時(shí)，LED的PN結溫度及殼體散熱問(wèn)題顯得尤為重要，一般用熱阻、殼體溫度、結溫等參數表示。

　　輻射安全：目前，國際電工委員會(huì )IEC將LED產(chǎn)品等同于半導體激光器的要求進(jìn)行輻射的安全測試和論證。因LED是窄光束、高亮度的發(fā)光器件，考慮到其輻射可能對人眼視網(wǎng)膜的危害，因此，對于不同場(chǎng)合應用的LED，國際標準規定了其有效輻射的限值要求和測試方法。目前在歐盟和美國，照明LED產(chǎn)品的輻射安全作為一項強制性的安全要求執行。

　　可靠性和壽命：可靠性指標是衡量LED在各種環(huán)境中正常工作的能力。在液晶背光源和大屏幕顯示中特別重要。壽命是評價(jià)LED產(chǎn)品可用周期的質(zhì)量指標，通常用有效壽命或終了壽命表示。在照明應用中，有效壽命是指LED在額定功率條件下，光通量衰減到初始值的規定百分比時(shí)所持續的時(shí)間。

LED產(chǎn)業(yè)需重視制定測量標準

　　LED的發(fā)光面小、光束狹窄、亮度高等特點(diǎn)決定了其檢測的特殊性，為了應對這個(gè)問(wèn)題，CIE分別成立了“TC2-45LED測量”和“TC2-46CIE/ISOLED強度測量標準”兩個(gè)技術(shù)委員會(huì )。CIETC2-34小組于1997年10月在維也納總部召開(kāi)會(huì )議，制定并推薦了CIE127-1997LED測量標準，它涉及LED輻射度、光度和色度測量。但是由于近年來(lái)LED的技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是照明用白光LED的產(chǎn)品，許多問(wèn)題是過(guò)去所未考慮到的。因此，在1999年日本京都舉行的CIE年會(huì )上，與會(huì )的發(fā)達國家代表提議，由CIETC2-34制定白光LED照明器具標準，日本代表團還提交了一般照明用白光LED的兩項標準草案。

　　為了發(fā)展照明LED技術(shù)，發(fā)達國家都非常重視LED測試方法及標準的研究。例如美國國家標準檢測研究所(NIST)組織國際知名測試專(zhuān)家開(kāi)展LED測試的研究，重點(diǎn)研究LED發(fā)光特性、溫度特性和光衰特性等測試方法，試圖建立整套的LED測試方法和技術(shù)標準，在LED測試方面已經(jīng)走在了世界的前列。日本成立了“白光LED測試研究委員會(huì )”，專(zhuān)門(mén)研究照明用白光LED的測試方法和技術(shù)標準。世界發(fā)達國家為了搶占LED研究的制高點(diǎn)，在LED標準和測試方面都投入了大量的人力物力，在標準方面注重選擇LED的特性參數及測試方法的研究。

　　在我國，半導體發(fā)光二極管測試方法目前尚無(wú)相應的國家標準，因此在不同的生產(chǎn)廠(chǎng)家以及用戶(hù)之間經(jīng)常產(chǎn)生很大爭議。近年來(lái)，中國光協(xié)光電器件專(zhuān)業(yè)分會(huì )陸續組織了多次的半導體發(fā)光二極管測試方法的學(xué)術(shù)研討和交流，業(yè)界人士逐步形成較為統一的認識，并制定了統一的行業(yè)標準SJ/T2355-2005“半導體發(fā)光二極管測試方法”，在行業(yè)內的產(chǎn)品交流、對比中發(fā)揮了重要作用。該標準不僅采納了CIE127-1997“MeasurementofLEDs”的方法，同時(shí)結合照明用功率型白光LED的發(fā)展需求，增加了顯色特性、結溫等參數的測量方法，為照明LED產(chǎn)品的發(fā)展提供了極為重要的依據。

　　近幾年來(lái)，多芯片或多管組合型LED燈的發(fā)展亦非常迅速，而國內外還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對LED燈制定相應的檢測標準。但是作為一種照明應用產(chǎn)品，國際電工委員會(huì )IEC和國際照明委員會(huì )CIE已有相關(guān)的測量標準。照明用LED燈的中心光強和光束角可參照IEC61341-1994的標準執行，同樣國家標準GB/T19658-2005“反射燈的中心光強和光束角的測量方法”已由浙大三色儀器公司負責起草完成，并于2005年8月開(kāi)始實(shí)施。對于光譜輻射及顏色的測量，則可參照CIENO.63文件及國家標準GB/T7922-2003等執行。

　　隨著(zhù)人們對光生物安全性的重視，根據國際電工委員會(huì )IEC60825標準的要求，LED燈或燈具產(chǎn)品必須按照類(lèi)似于激光器件的要求進(jìn)行輻射安全的檢測。國內的企業(yè)普遍對此重視不夠。隨著(zhù)國內更多的LED產(chǎn)品進(jìn)入美國和歐盟等國際市場(chǎng)，將會(huì )涉及更多較為復雜的輻射安全的測試問(wèn)題。對于目前發(fā)展迅速的寬光束LED產(chǎn)品，上述IEC標準的要求可能太苛刻。對于常規照明用的燈和燈系統，考慮到可能對人體皮膚和眼睛的健康造成的危害，國際電工委員會(huì )于2002年采納了國際照明委員會(huì )的文件CIES009/E2002“燈和燈系統的光生物安全性”，作為IEC的正式標準。為了應對國際上的變化，我國于2004年亦制定了相應的標準，該標準由國家電光源檢測中心(北京)和浙江大學(xué)三色儀器有限公司負責起草，并將于近期正式發(fā)布。

為了發(fā)展照明LED技術(shù)，發(fā)達國家都非常重視LED測試方法及標準的研究。例如美國國家標準檢測研究所(NIST)組織國際知名測試專(zhuān)家開(kāi)展LED測試的研究，重點(diǎn)研究LED發(fā)光特性、溫度特性和光衰特性等測試方法，試圖建立整套的LED測試方法和技術(shù)標準，在LED測試方面已經(jīng)走在了世界的前列。

　　半導體發(fā)光二極管(LED)因其體積小、定向發(fā)射光、高亮度、PN結電特性等特點(diǎn)，從而在品質(zhì)的評價(jià)和檢測方法方面產(chǎn)生許多新的問(wèn)題。不同的應用場(chǎng)合，決定了對LED產(chǎn)品的性能要求。從光學(xué)性能來(lái)看，用于顯示的LED，主要是亮度、視角分布、顏色等參數。用于普通照明的LED，更注重光通量、光束的空間分布、顏色、顯色特性等參數，而生物應用的LED，則更關(guān)心生物有效輻射功率、有效輻射照度等參數。此外，發(fā)光二極管既是一種光源，又是一種功率型的半導體器件，因此有關(guān)它的質(zhì)量必須從光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等諸多方面進(jìn)行綜合評價(jià)。

　　從目前LED產(chǎn)品的結構及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，照明LED產(chǎn)品主要需考慮光學(xué)性能、電性能、熱性能、輻射安全和壽命等幾方面的參數。

　　光學(xué)性能：LED的光學(xué)性能主要涉及到光譜、光度和色度等方面的性能要求。根據新制定的行業(yè)標準“半導體發(fā)光二極管測試方法”，主要有發(fā)光峰值波長(cháng)、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強度、光束半強度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標、相關(guān)色溫、色純度和主波長(cháng)、顯色指數等參數。顯示用的LED，主要是視覺(jué)的直觀(guān)效果，因此對相關(guān)色溫和顯色指數不作要求，而照明用的白光LED，上述兩個(gè)參數就尤為重要，它是照明氣氛和效果的重要指標，而色純度和主波長(cháng)一般沒(méi)有要求。

　　電性能：LED的PN結電特性，決定了LED在照明應用中區別于傳統光源的電氣性能，即單向非線(xiàn)性導電特性、低電壓驅動(dòng)以及對靜電敏感等特點(diǎn)。目前主要的測量參數包括正向驅動(dòng)電流、正向壓降、反向漏電流、反向擊穿電壓和靜電敏感度等。

　　熱性能：照明用LED發(fā)光效率和功率的提高是當前LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一，與此同時(shí)，LED的PN結溫度及殼體散熱問(wèn)題顯得尤為重要，一般用熱阻、殼體溫度、結溫等參數表示。

　　輻射安全：目前，國際電工委員會(huì )IEC將LED產(chǎn)品等同于半導體激光器的要