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LED產(chǎn)品質(zhì)量分析和判斷
全面考慮性能參數(shù)
半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)因其體積小、定向發(fā)射光、高亮度、PN結(jié)電特性等特點(diǎn)，從而在品質(zhì)的評(píng)價(jià)和檢測(cè)方法方面產(chǎn)生許多新的問題。不同的應(yīng)用場(chǎng)合，決定了對(duì)LED產(chǎn)品的性能要求。從光學(xué)性能來看，用于顯示的LED，主要是亮度、視角分布、顏色等參數(shù)。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(shù)，而生物應(yīng)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(shù)。此外，發(fā)光二極管既是一種光源，又是一種功率型的半導(dǎo)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(píng)價(jià)。
從目前LED產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)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(shù)。
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(jù)新制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“半導(dǎo)體發(fā)光二極管測(cè)試方法”，主要有發(fā)光峰值波長(zhǎng)、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強(qiáng)度、光束半強(qiáng)度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標(biāo)、相關(guān)色溫、色純度和主波長(zhǎng)、顯色指數(shù)等參數(shù)。顯示用的LED，主要是視覺的直觀效果，因此對(duì)相關(guān)色溫和顯色指數(shù)不作要求，而照明用的白光LED，上述兩個(gè)參數(shù)就尤為重要，它是照明氣氛和效果的重要指標(biāo)，而色純度和主波長(zhǎng)一般沒有要求。
電性能。LED的PN結(jié)電特性，決定了LED在照明應(yīng)用中區(qū)別于傳統(tǒng)光源的電氣性能，即單向非線性導(dǎo)電特性、低電壓驅(qū)動(dòng)以及對(duì)靜電敏感等特點(diǎn)。目前主要的測(cè)量參數(shù)包括正向驅(qū)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(dāng)前LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一，與此同時(shí)，LED的PN結(jié)溫度及殼體散熱問題顯得尤為重要，一般用熱阻、殼體溫度、結(jié)溫等參數(shù)表示。
輻射安全。目前，電工委員會(huì)IEC將LED產(chǎn)品等同于半導(dǎo)體激光器的要求進(jìn)行輻射的安全測(cè)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(duì)人眼視網(wǎng)膜的危害，因此，對(duì)于不同場(chǎng)合應(yīng)用的LED，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其有效輻射的限值要求和測(cè)試方法。目前在歐盟和美國(guó)，照明LED產(chǎn)品的輻射安全作為一項(xiàng)強(qiáng)制性的安全要求執(zhí)行。
可靠性和壽命?？煽啃灾笜?biāo)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(píng)價(jià)LED產(chǎn)品可用周期的質(zhì)量指標(biāo)，通常用有效壽命或終了壽命表示。在照明應(yīng)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(guī)定百分比時(shí)所持續(xù)的時(shí)間。
重視制定測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
LED的發(fā)光面小、光束狹窄、亮度高等特點(diǎn)決定了其檢測(cè)的特殊性，為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，CIE分別成立了“TC2-45 LED測(cè)量”和“TC2-46 CIE/ISO LED強(qiáng)度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)”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會(huì)議，制定并推薦了CIE127-1997 LED測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，它涉及LED輻射度、光度和色度測(cè)量。但是由于近年來LED的技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是照明用白光LED的產(chǎn)品，許多問題是過去所未考慮到的。因此，在1999年日本京都舉行的CIE年會(huì)上，與會(huì)的發(fā)達(dá)國(guó)家代表提議，由CIETC2-34制定白光LED照明器具標(biāo)準(zhǔn)，日本代表團(tuán)還提交了一般照明用白光LED的兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)草案。