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明珠光學

2012-09-28 20:47

LED參數(shù)測量標準

LED 參數(shù)測量標準———CIE 和IEC 的比較及其它呂正 (中國計量科學研究院　北京　100013)
摘　要
比較了CIE(國際照明委員會) 和IEC(國際電工委員會) 兩個國際組織對LED(發(fā)光二極管) 參數(shù)測量標準某些方面的不同表述,指出各自特點,提出一些建議。
關鍵詞　CIE 　IEC 　LED
引言
LED 技術雖然已經(jīng)有40 多年的發(fā)展歷史,在產(chǎn)業(yè)界依然存在LED 光學參數(shù)測試再現(xiàn)性差,測量不確定度大,不同測試裝置之間的測試結果一致性差等現(xiàn)象[1～3 ] 。究其原因,如同國內(nèi)對LED 產(chǎn)業(yè)存在多頭管理,國際上也一樣: 國際半導體設備與材料組織(SEMI) ,國際電工委員會( IEC) 和國際照明委員會(CIE) 都程度不同地涉及到LED ,尤其是后兩個委員會。正是由于LED 的相關測量標準是由國際上不同的標準化組織制定的,而且各個國際組織總體上沒有系統(tǒng)的規(guī)劃,相關組織間也沒有充分協(xié)商,因而存在不同的質量評價體系,所頒文件的技術內(nèi)容也不盡相同。IEC 成立于1906 年,它把LED 作為一個顯示用半導體器件處理,側重于它的物理特性。CIE 成立于1913 年,它更多地把LED 作為一個光源器件處理,所以導致各自的LED 測量標準之間存在微小的差異。
本文試圖通過比較各自的標準,找出兩者的不同之處,以便為LED 測試方法標準的最終定稿提供一些參考。
1 　CIE 和ICE 對同一事件的不同表述
111 　發(fā)光(輻射) 效能的定義
首先,必須修正對這個術語的誤解,發(fā)光(輻射)效率(efficiency) 用在此文中是不妥的,因為效率是指無量綱的物理量,而此處是有量綱的。所以,正確的叫法是“發(fā)光(輻射) 效能(efficacy) ”。
發(fā)光(輻射) 效能的定義:
CIE 定義:LED 發(fā)出的光通量(輻射通量) 與耗費電功率之比。
IEC 定義:LED 發(fā)出的光通量(輻射通量) 與耗費正向電流之比[4 ] 。
評論:CIE 的發(fā)光效能要測3 個物理量:總光通量,正向電流,正向電壓(或內(nèi)阻) 。而IEC 只需測量兩個物理量:總光通量、正向電流。它沒有選擇正向電壓是很明智的,因正向電壓會隨管芯溫度的升高而下降。作者認為,IEC 的定義是不夠嚴謹?shù)摹Ｒ驗榧词箤τ谕慌蔚墓苄竞头庋b,管芯的內(nèi)阻及端電壓存在微小差異,所以僅適用于對發(fā)光(輻射) 效能允許有一定變動范圍的情況。這樣測試時間將縮短,因只需測量兩個物理量。
112 　發(fā)光強度的測量距離
CIE[5 ] 規(guī)定了發(fā)光強度的測量距離有兩種:遠場(條件A) 為316mm ,對應的立體角為01001Sr ; 近場(條件B) 為100mm ,對應的立體角為0101Sr :兩者之間可以相互轉換,遠場測量結果乘以10 就得到近場測量結果。
IEC[6 ]規(guī)定的測量距離僅為近場(條件B) ,立體角< 0101Sr ; (為什么不寫等于0101Sr ?) 。
對測量距離,CIE 明確規(guī)定從LED 的外殼頂端到光探測器的靈敏面。而IEC 規(guī)定得比較模糊。
評論:表面看起來,遠場測量比近場測量有時候不確定度要小,因為在此條件下對測量距離、電流和雜散光的要求可相對低一些。但同時,LED 安裝傾角的影響卻相對增大,這可是一個大誤差源。一般而論,遠場條件可適用強照明及封裝產(chǎn)品,而近場條件
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