LED測試逐步走向規(guī)范
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- 發(fā)布時間：2015-08-27
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近年來，隨著高亮度、藍光和白光LED的出現(xiàn)，發(fā)光二極管(LED)的應用得到了非常快速的發(fā)展。它們主要應用于彩色顯示、交通和航空信號、道路標志，以及新一代的綠色照明器件中。隨著LED應用的拓展，LED產(chǎn)業(yè)化也取得飛速發(fā)展，準確定量測量LED及其應用產(chǎn)品的各種特性變得越來越重要。國際測試方法廣泛應用一直以來，LED光學參數(shù)測試再現(xiàn)性差，不同測試裝置之間的測試結果一致性差，引起了各國工業(yè)協(xié)會和CIE(國際照明委員會)的關注。為此CIE專門成立了“TC2-45LED測量”和“TC2-46CIE/ISO關于LED強度測量標準”兩個技術委員會專門化小組來研究解決相應的問題。CIETC2-34小組于1997年10月在維也納總部召開會議，制定并推薦了CIE127-1997“MeasurementofLEDs“(發(fā)光二極管測量)文件。這是迄今為止最為詳細敘述LED光和輻射測試的技術文件，它和在這之前的許多標準和技術文件不同。在高亮度發(fā)光二極管出現(xiàn)之前，LED被看作是一個僅用于顯示的簡單光源。因此，光度測試的原理和標準被部分地直接引進到生產(chǎn)發(fā)光二極管的光電器件行業(yè)，但通常只測試發(fā)光強度、峰值波長和光譜半寬度、光功率等幾個常用的參數(shù)。
雖然還有些參數(shù)列在測試標準中，卻很少使用。在CIE127-1997“MeasurementofLEDs”文件制定前所起草的標準把發(fā)光二極管看作為一個點光源，運用光和輻射的標準測量原理和方法進行。但在實際測試工作中發(fā)現(xiàn)，LED是一個指向性很強的光源，它不具有點光源所具有的余弦輻射特性，常常發(fā)現(xiàn)測試結果的準確性較差，不同儀器測試結果的可比對性較差。LED發(fā)出的光和輻射與芯片溫度有關的特性，以及光學設計上的巨大差異，甚至使得LED的測量難于重現(xiàn)。CIE127-1997“MeasurementofLEDs“出版物把LED強度測試確定為平均強度的概念，并且規(guī)定了統(tǒng)一的測試結構和探測器大小，這樣就為LED準確測試比對奠定了基礎。雖然CIE127-1997“MeasurementofLEDs”并非國際標準，但目前世界上主要企業(yè)都已采用，實際上它是實施準確測試比對的正確途徑。在CIE-127文件之前，國內外均以IEC標準為核心，如IEC60747-5-2分立半導體器件及集成電路零部件5-2：光電子器件—分類特征及要素(1997-09);IEC60747-5-3分立半導體器件及集成電路零部件5-3：光電子器件—測試方法(1997-08);IEC60747-12-3半導體分立器件12-3：光電子器件—顯示用發(fā)光二極管空白詳細標準(1998-02)。在這些文件中LED作為光電器件的一個品種，主要關心的是它們的輻射和光度特性(物理特性)，沒有更多地涉及LED的光學輻射對人眼的視覺效果。隨著白光LED的出現(xiàn)，這個問題就更顯重要。
CIE-127文件討論了LED光學輻射的色度學原理和測試方法。它涉及LED輻射度、光度和色度測量，具有廣泛的實用性。國內測試方法漸行漸進我們知道，技術標準是科學技術發(fā)展的基礎，已經(jīng)成為國際經(jīng)濟、科技競爭的重要手段，為了使我國發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)更健康地發(fā)展，本著“面向市場，服務產(chǎn)業(yè)，自主制定，適時推出，及時修訂，不斷完善”的宗旨，中國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會近年來總結和討論了我國與LED有關的標準建設和實施的情況，考慮到發(fā)光二極管應用問題，采用IEC和CIE敘述的原理和方法，制定了《半導體發(fā)光二極管測試方法》，并在行業(yè)中試行，試行兩年后又進行了修改，現(xiàn)在正在全行業(yè)推廣試行，取得了很好的效果。《半導體發(fā)光二極管測試方法》適用于紫外、可見光、紅外發(fā)光二極管及其組件，其芯片測試可以參照執(zhí)行。它涉及發(fā)光二極管電學參數(shù)、熱學參數(shù)測量以及LED的輻射度、光度和色度測量。
發(fā)光二極管既是一個半導體二極管，又是一個光源。作為單個PN結半導體器件，我們需要測量它的電參數(shù)，電參數(shù)是衡量一個發(fā)光二極管是否能正常工作的最基本的依據(jù)。作為一個光源，我們必須測量它的光和輻射在空間分布的能量參數(shù)，測量光和輻射能量的光譜分布參數(shù)以及他們在人眼中所產(chǎn)生的心理響應。LED迅速運用在照明領域，使得LED芯片向大功率方向發(fā)展，因此，LED的熱學參數(shù)對LED的功率、發(fā)光效率、壽命等產(chǎn)生巨大影響。參考國內外類似器件的測試方法，并在實際的研究工作中證明可行的基礎上，《半導體發(fā)光二極管測試方法》制定了LED結溫和熱阻測試的標準方法。按照這個方法，一些單位進行了熱阻測試設備的初步開發(fā)，測量了研制的功率LED器件，取得了良好效果。
《半導體發(fā)光二極管測試方法》在試行修訂、再試行再修訂的基礎上，已經(jīng)在中國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會所屬企業(yè)內得到認同和推廣。由于我們還有相當一部分企業(yè)的素質和技術水平有待提升，因此還要做許多介紹和推廣工作，同時研制相應的配套設備和儀器。中國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會在制定、討論和修訂這個技術行業(yè)標準過程中，以市場和用戶需求為導向，聯(lián)合科研院所和大學，充分調動企業(yè)的積極性，以自主知識產(chǎn)權為基礎，通過積極參與國家和行業(yè)標準的制定，提高企業(yè)的競爭力，保護企業(yè)利益。我們相信，這個工作一定會得到有關部門的支持和指導。相關鏈接我國LED測試標準20世紀80年代初，原我國電子工業(yè)部制定了幾個有用的標準，如Sj2353.3-83半導體發(fā)光二極管測試方法、Sj2658-86半導體紅外發(fā)光二極管測試方法等。這些標準對工業(yè)和相應的商業(yè)活動起到了很好的指導作用。20世紀90年代初又制定了GB/T15651-1995半導體器件分立器件和集成電路-光電子器件(國家標準)。這個標準把我國的LED測試工作和國際電工委員會(IEC)標準聯(lián)系起來。
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