簡述LED質(zhì)量分析和判斷

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(jié)電特性等特點，從而在品質(zhì)的評價和檢測方法方面產(chǎn)生許多新的問題。不同的應用場合，決定了對LED產(chǎn)品的性能要求。從光學性能來看，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體器件，因此有關(guān)它的質(zhì)量必須從光學、電學和熱學等諸多方面進行綜合評價。

光學性能：LED的光學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)標準“半導體發(fā)光二極管測試方法”，主要有發(fā)光峰值波長、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、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，上述兩個參數(shù)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在照明應用中區(qū)別于傳統(tǒng)光源的電氣性能，即單向非線性導電特性、低電壓驅(qū)動以及對靜電敏感等特點。目前主要的測量參數(shù)包括正向驅(qū)動電流、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)鍵問題之一，與此同時，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，國際電工委員會IEC將LED產(chǎn)品等同于半導體激光器的要求進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，對于不同場合應用的LED，國際標準規(guī)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(zhí)行。

可*性和壽命：可*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(guī)定百分比時所持續(xù)的時間。

步驟與方法：

首先，測量的標準發(fā)光二極管的光輻射實際上是一種定向的成像光束，因此不能按照一般教科書中的光度測量規(guī)則測量和計算發(fā)光強度。也就是說，一般情況下發(fā)光強度不能簡單地用探測面上的照度和距離平方反比定律來計算。CIE 127-1997“發(fā)光二極管測量”出版物把LED的強度測試確定為平均強度的概念，并規(guī)定了統(tǒng)一的測試結(jié)構(gòu)，包括探測器接收面的大小和測量距離的要求。這樣就為LED的準確測試比對奠定了基礎(chǔ)。雖然CIE的文件并非國際標準，但目前已得到國際上的普遍認同和采用。我國的LED行業(yè)標準與該CIE文件的方法完全一致。

第二，光度測量傳感器的光譜響應目前，在LED測量儀器中所用的光度測量傳感器是采用硅光電二極管和相應的視覺光譜響應校正濾光片組成。為了使探測器的光譜響應函數(shù)與CIE標準觀察者光譜光視效率函數(shù)V(λ)一致，一般需由多片濾光片組成。由于受材料及工藝的限制，某些儀器的傳感器在光譜匹配上存在一定的差異，當儀器出廠定標所用的標準源(通常采用2856K鎢絲燈)與所測量的LED管的光譜存在較大差異時，測量的LED光度量值就會產(chǎn)生明顯的偏差，而且對某些單色LED往往更加明顯。因此應采用光譜響應曲線在各個波長符合度較好的高精度光度探測器，或者采用光譜輻射法測量，并由計算機加權(quán)積分，得到準確的測量結(jié)果。否則，必須采用LED標準樣管對儀器進行定標或校正，才能得到比較一致的結(jié)果。

第三，測量的方向性發(fā)光二極管發(fā)射光的方向性很強，測量方向的定位將明顯影響測量結(jié)果的準確性。尤其在LED的軸向光強測量中，一些儀器沒有對測量LED的方向作限定，這樣就很難保證測量精度。在LED的測試供電驅(qū)動中，LED本身結(jié)溫的升高對電參數(shù)和發(fā)光的影響不容忽視。因此，測量時的環(huán)境溫度及器件的溫度平衡是非常重要的一項測量條件。

注意事項：

從國內(nèi)外現(xiàn)有的LED檢測儀器來看，基本上是針對發(fā)光二極管的測試要求。隨著功率型LED的發(fā)展，對測試方法的統(tǒng)一和儀器的要求，越來越受到大家的關(guān)注?，F(xiàn)有的許多測試儀器，對于照明用LED燈的測量將會帶來很多新的問題。因此，在選購和使用LED測量儀器的過程中，必須根據(jù)產(chǎn)品的種類、特性及相關(guān)的國內(nèi)外標準來確定。