LED产品质量分析和判断的杠杆
    

摘要:半导体发光二极管(LED)因其体积小、定向发射光、高亮度、PN结电特征等特点,从而在品质的评价和检测方式方面发生许多新的问题。分歧的运用场所,决议了对LED产物的性能要求。关头字:LED产物质量分析判断
  周全斟酌性能参数  半导体发光二极管(LED)因其体积小、定向发射光、高亮度、PN结电特征等特点,从而在品质的评价和检测方式方面发生许多新的问题。分歧的运用场所,决议了对LED产物的性能要求。从光学性能来看,用于显示的LED,主要是亮度、视角散布、颜色等参数。用于普通照明的LED,更注重光通量、光束的空间散布、颜色、显色特征等参数,而生物运用的LED,则更关心生物有用辐射功率、有用辐射照度等参数。此外,发光二极管既是一种光源,又是一种功率型的半导体器件,因  此有关它的质量必需从光学、电学和热学等诸多方面进行综合评价。  从今朝LED产物的结构及工业成长的角度看,照明LED产物主要需斟酌光学性能、电性能、热性能、辐射平安和寿命等几方面的参数。  光学性能:LED的光学性能主要触及到光谱、光度和色度等方面的性能要求。凭据新制定的行业尺度“半导体发光二极管测试方式”,主要有发光峰值波长、光谱辐射带宽、轴向发光强度、光束半强度角、光通量、辐射通量、发光效率、色品坐标、相关色温、色纯度和主波长、显色指数等参数。显示用的LED,主要是视觉的直观效果,是以对相关色温文显色指数不作要求,而照明用的白光LED,上述两个参数就尤其重要,它是照明气氛和效果的重要指标,而色纯度和主波长  一般没有要求。  电性能:LED的PN结电特征,决议了LED在照明运用中区分于传统光源的电气性能,即单向非线性导电特征、低电压驱动和对静电敏感等特点。今朝主要的丈量参数包括正向驱动电流、正向压降、反向漏电流、反向击穿电压和静电敏感度等。  热性能:照明用LED发光效率和功率的提高是当前LED工业成长的关头问题之一,与此同时,LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤其重要,一般用热阻、壳体温度、结温等参数暗示。  辐射平安:今朝,国际电工委员会IEC将LED产物同等于半导体激光器的要求进行辐射的平安测试和论证。因LED是窄光束、高亮度的发光器件,斟酌到其辐射可能对人眼视网膜的风险,是以,对于分歧场所运用的LED,国际尺度划定了其有用辐射的限值要求和测试方式。今朝在欧盟和美国,照明LED产物的辐射平安作为一项强制性的平安要求执行。  靠得住性和寿命:靠得住性指标是衡量LED在各类情况中正常工作的能力。在液晶背光源和年夜屏幕显示中出格重要。寿命是评价LED产物可用周期的质量指标,凡是用有用寿命或终了寿命暗示。在照明运用中,有用寿命是指LED在额定功率条件下,光通量衰减到初始值的划定百分比时所延续的时间。  重视制定丈量尺度  LED的发光面小、光束狭窄、亮度高等特点决议了其检测的特殊性,为了应对这个问题,CIE划分成立了“TC2-45LED丈量”和“TC2-46CIE/ISOLED强度丈量尺度”两个技术委员会。CIETC2-34小组于1997年10月在维也纳总部召开会议,制定并推荐了CIE127-1997LED丈量尺度,它触及LED辐射度、光度和色度丈量。可是由于近年来LED的技术成长迅速,尤其是照明用白光LED的产物,许多问题是曩昔所未斟酌到的。是以,在1999年日本京都举行的CIE年会上,预会的蓬勃国家代表提议,由CIETC2-34制定白光LED照冥具具尺度,日本代表团还提交了一般照明用白光LED的两项尺度草案。  为了成长照明LED技术,蓬勃国家都很是重视LED测试方式及尺度的研究。例如美国国家尺度检测研究所(NIST)组织国际知名测试专家展开LED测试的研究,重点研究LED发光特征、温度特征和光衰特征等测试方式,试图建立整套的LED测试方式和技术尺度,在LED测试方面已走在了世界的前列。日本成立了“白光LED测试研究委员会”,专门研究照明用白光LED的测试方式和技术尺度。世界蓬勃国家为了抢占LED研究的制高点,在LED尺度和测试方面都投进了年夜量的人力物力,在尺度方面注重选择LED的特征参数及测试方式的研究。  在我国,半导体发光二极管测试方式今朝尚无响应的国家尺度,是以在分歧的生产厂家和用户之间经常发生很年夜争议。近年来,中国光协光电器件专业分会陆续组织了屡次的半导体发光二极管测试方式的学术钻研和交流,业界人士慢慢形成较为统一的熟悉,并制定了统一的行业尺度SJ/T2355-2005“半导体发光二极管测试方式”,在行业内的产物交流、对比中阐扬了重要作用。该尺度不仅采用了CIE127-1997“MeasurementofLEDs”的方式,同时连系照明用功率型白光LED的成长需求,增加了显色特征、结温等参数的丈量方式,为照明LED产物的成长提供了极为重要的依据。  近几年来,多芯片或多管组合型LED灯的成长亦很是迅速,而国内外还没有专门针对LED灯制定响应的检测尺度。可是作为一种照明运用产物,国际电工委员会IEC和国际照明委员会CIE已有相关的丈量尺度。照明用LED灯的中心光强和光束角可参照IEC61341-1994的尺度执行,一样国家尺度GB/T19658-2005“反射灯的中心光强和光束角的丈量方式”已由浙年夜三色仪器公司负责起草完成,并于2005年8月起头实施。对于光谱辐射及颜色的丈量,则可参照CIENO.63文件及国家尺度GB/T7922-2003等执行。  随着人们对光生物平安性的重视,凭据国际电工委员会IEC60825尺度的要求,LED灯或灯具产物必需依照类似于激光器件的要求进行辐射平安的检测。国内的企业普遍对此重视不够。随着国内更多的LED产物进进美国和欧盟等国际市场,将会触及更多较为复杂的辐射平安的测试问题。对于今朝成长迅速的宽光束LED产物,上述IEC尺度的要求可能太刻薄。对于常规照明用的灯和灯系统,斟酌到可能对人体皮肤和眼睛的健康酿成的风险,国际电工委员会于2002年采用了国际照明委员会的文件CIES009/E2002“灯和灯系统的光生物平安性”,作为IEC的正式尺度。为了应对国际上的变化,我国于2004年亦制定了响应的尺度,该尺度由国家电光源检测中心(北京)和浙江年夜学三色仪器有限公司负责起草,并将于近期正式发布。  起劲开发检测仪器  国际上,美国、德国和日本等国家在LED的检测仪器方面起步较早,并形成了一定的特点。在国内,近几年LED的检测仪器成长很是迅速,已慢慢研发成功了从LED芯片、发光材料、LED管、LED灯和灯具等工业的上、中、下流各个环节的检测仪器,包括实验室研发用的检测仪器、生产线上的自动检测和分选装备和产物的品质检验用仪器。丈量指标包括:光谱、光度、色度、辐射、电参数、热阻、靠得住性和寿命等参数。在实验室研发及品质检测仪器方面,基本上可以知足国内LED产物成长的一般需求。国内的仪器价格上往往有比力年夜的优势,只有进口仪器的几分之一,这对国内众多的中小型LED企业早期的产物质量的提高起到一定的积极作用。可是,由于某些仪器制造的技术水平和对LED丈量尺度的熟悉差距,使得各个厂家之间的仪器丈量成效往往存在较着的差异。典型的情况,如发光二极管的轴向光强的丈量,普遍存在丈量成效的可对比性差。对于统一LED管子,两个厂家之间的丈量成效可能存在百分之十几,甚至百分之几十的误差,远远跨越一般的光度丈量精度范围。  今朝,在LED光电丈量中应出格注重下列几方面的问题:  首先,丈量的尺度  发光二极管的光辐射现实上是一种定向的成像光束,是以不能依照一般教科书中的光度丈量划定规矩丈量和计较发光强度。也就是说,一般情况下发光强度不能简单地用探测面上的照度和距离平方反比定律来计较。CIE127-1997“发光二极管丈量”出书物把LED的强度测试肯定为平均强度的概念,并划定了统一的测试结构,包括探测器接收面的年夜小和丈量距离的要求。这样就为LED的准确测试比对奠基了根蒂根基。虽然CIE的文件并非国际尺度,但今朝已获得国际上的普遍认同和采用。我国的LED行业尺度与该CIE文件的方式完全一致。  第二,光度丈量传感器的光谱响应  今朝,在LED丈量仪器中所用的光度丈量传感器是采用硅光电二极管和响应的视觉光谱响应校正滤光片组成。为了使探测器的光谱响应函数与CIE尺度观察者光谱光视效率函数V(λ)一致,一般需由多片滤光片组成。由于受材料及工艺的限制,某些仪器的传感器在光谱匹配上存在一定的差异,当仪器出厂定标所用的尺度源(凡是采用2856K钨丝灯)与所丈量的LED管的光谱存在较年夜差异时,丈量的LED光怀抱值就会发生较着的误差,而且对某些单色LED往往加倍较着。是以应采用光谱响应曲线在各个波长合适度较好的高精度光度探测器,或采用光谱辐射法丈量,并由计较机加权积分,获得准确的丈量成效。否则,必需采用LED尺度样管对仪器进行定标或校正,才能获得比力一致的成效。  第三,丈量的标的目的性  发光二极管发射光的标的目的性很强,丈量标的目的的定位将较着影响丈量成效的准确性。尤其在LED的轴向光强丈量中,一些仪器没有对丈量LED的标的目的作限制,这样就很难保证丈量精度。  在LED的测试供电驱动中,LED自己结温的升高对电参数和发光的影响不容轻忽。是以,丈量时的情况温度及器件的温度平衡长短常重要的一项丈量条件。  从国内外现有的LED检测仪器来看,基本上是针对发光二极管的测试要求。随着功率型LED的成长,对测试方式的统一和仪器的要求,越来越遭到年夜家的关注。现有的许多测试仪器,对于照明用LED灯的丈量将会带来很多新的问题。是以,在选购和使用LED丈量仪器的进程中,必需凭据产物的种类、特征及相关的国内外尺度来肯定。  随着LED工业的飞速成长,行业内应针对LED产物分歧阶段的要求,尽快制定统一的检测方式和尺度,形成合适现实需求、有中国自立常识产权的检测仪器,从而有益于上、中、下流各工业链的相互配合和协调成长,促进照明LED市场的规范和中国企业介入国际市场竞争力的提高。值得注重的是,检测仪器是产物质量分析和判断的杠杆,仪器的精度和靠得住性应当是最重要的指标。中国的仪器制造企业,应当成长更多具有国际进步前辈水平的检测仪器,知足照明LED工业不竭成长的需求。

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    收录时间:2014年05月02日 06:09:57 来源:未知 作者:匿名
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