LED 技術指標介紹
    這是指單個 LEDIF=20mA 下。隨著功率型 LED 開發應用， 臨時以來總認為 LED 壽命為 106 小 時。國外學者認為以 LED 光衰減百分比數值作為壽命的依據。如 LED 光衰減為原來 35%壽命＞6000h
    LED 電子顯示屏利用化合物資料制成 pn 結的光電器件。具備 pn 結結型器件的電學特性：I-V 特性、C-V 特性和光學特性：光譜響應特性、發光光強指向特性、時間特性以及熱學特性。
    1led 電學特性
    即外加正偏壓表示低接觸電阻， 1.1I-V 特性表征 LED 芯片 pn 結制備性能主要參數。LEDI-V 特性具有非線 性、整流性質：單向導電性。反之為高接觸電阻。
    當 V＜Va 外加電場尚克服不少因載流子擴散而形成勢壘電場，
    1 正向死區：圖 oa 或 oa′段）a
    點對于 V0 為開啟電壓。此時 R 很大；開啟電壓對于不同 LED 其值不同，GaA 為 1V 紅色 GaA sP 為 1.2VGaP 為 1.8VGaN 為 2.5V
    2 正向工作區：電流 IF 與外加電壓呈指數關系
    IF=ISeqVF/KT–1-IS 為反向飽和電流
    V＞VF 正向工作區 IF 隨 VF 指數上升 IF=ISeqVF/K
    V＞0 時。T
    3 反向死區 V＜0 時 pn 結加反偏壓
    反向漏電流 IRV=-5V 時， V=-VR 時。GaP 為 0VGaN 為 10uA
    則出現 IR 突然增加而出現擊穿現象。由于所用化合物資料種類不同，
    4 反向擊穿區 V＜-VRVR
    稱為反向擊穿電壓；VR 電壓對應 IR 為反向漏電流。當反向偏壓一直增加使 V＜-VR 時。各種 LED 反向擊穿 電壓 VR 也不同。
    1.2C-V 特性
    使其結電容（零偏壓）C≈n+pf 左右。
    鑒于 LED 芯片有
    99mil250250um1010mil1111mil280280um1212mil300300um 故 pn 結面積大小不一。
    C-V 特性呈二次函數關系（如圖 2 由 1MHZ 交流信號用 C-V 特性測試儀測得。
    1.3 最大允許功耗 PFm
    當流過 LED 電流為 IF 管壓降為 UF 則功率消耗為 P=UFIF
    外加偏壓、偏流一定促使載流子復合發出光，LED 工作時。還有一局部變為熱，使結溫升高。若結溫為 Tj 外部環境溫度為 Ta 則當 Tj＞Ta 時，內部熱量借助管座向外傳熱，散逸熱量（功率）可表示為 P=KTTj– Ta
    1.4 響應時間
    響應時間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。現有幾種顯示 LCD 液晶顯示）約 10-3~10-5SCRTPDPLED 都達到 10-6~10-7Sus 級）
    就是 LED 點亮與熄滅所延遲的時間，
    ① 響應時間從使用角度來看。即圖中 trtf 圖中 t0 值很小，可忽略。
    ② 響應時間主要取決于載流子壽命、器件的結電容及電路阻抗。
    一直到發光亮度達到正常值的 90%所經歷的時間。 點亮時間—上升時間 tr 指接通電源使發 LED 光亮度達到正常的 10%開始。
    LED 熄滅時間—下降時間 tf 指正常發光減弱至原來的 10%所經歷的時間。
    不同資料制得的 LED 響應時間各不相同； GaA GaA sPGaA lA 其響應時間＜10-9SGaP 為 10-7S 如 因此它可用在 10~100MHZ 高頻系統。
    可描述為 Bt=BOe-t/τ，老化：LED 發光亮度隨著長時間工作而出現光強或光亮度衰減現象。器件 老化水平與外加恒流源的大小有關。Bt 為 t 時間后的亮度，BO 為初始亮度。通常以推算求得壽命。丈量方 法：給 LED 通以一定恒流源，通常把亮度降到 Bt=1/2BO 所經歷的時間 t 稱為二極管的壽命。測定 t 要花很 長的時間。點燃 103~104 小時后，先后測得 OBt=1000~10000 代入 Bt=BOe-t/τ 求出 τ；再把 Bt=1/2BO 代 入，可求出壽命 t
    白光 LED 的熒光粉
    白光 LED 的顯色指數（CRI）與藍光芯片、YAG 熒光粉、相關色溫等有關，其中最重要的是 YAG 粉，不同色 溫區的 LED，用的粉及藍光芯片不一樣。目的色溫越低的管子用的粉發射峰值要越長，芯片的峰值也要長， 低于 4000K 色溫，還要另外參加發紅光的粉，以補償紅成分的缺乏，到達進步顯色指數的目的，在堅持的 芯片及粉不變的條件下，色溫越高顯色指數越高。 熒光粉在 LED 制造進程的作用,運用綠色熒光粉配合黃 色熒光粉和藍色 LED 芯片，可取得高亮度白光 LED；若運用綠色熒光粉配合藍光 LED 芯片，可以間接取得 綠光；若運用綠色熒光粉配合黃色熒光粉與藍色 LED 芯片，可以取得冷色彩白光；綠色熒光粉也可配合白 色熒光粉與藍色 LED 芯片而取得白光。
    白光 LED 發光原理及技術指標
    白光是一種組合光，白光 LED 可以分為單芯片、雙芯片和三芯片等，以下將按這一分類來介紹，還將 介紹照明用白光 LED 的一些技術指標。 白光 LED 發光原理 單芯片 InGaN(藍)/YAG 熒光粉 這是一種目前較為成熟的產品，其中 1W 的和 5W 的 Lumileds 已有批量產品。這些產品采用芯片 倒裝結構，提高發光效率和散熱效果。熒光粉涂覆工藝的改進，可將色均勻性提高 10 倍。實驗證明， 電流和溫度的增加使 LED 光譜有些藍移和紅移，但對熒光光譜影響并不大。壽命實驗結果也較好，Φ5 的白光 LED 在工作 1.2 萬小時后， 光輸出下降 80%， 而這種功率 LED 在工作 1.2 萬小時后， 僅下降 10%， 估計工作 5 萬小時后下降 30%。這種稱為 Luxeon 的功率 LED 最高效率達到 44.3lm/w，最高光通量為 187lm，產業化產品可達 120lm，Ra 為 75-80。
    InGaN(藍)/紅熒光粉+綠熒光粉 Lumileds 公司采用 460nmLED 配以 SrGa2S4：Eu2+(綠色)和 SrS：Eu2+(紅色)熒光粉，色溫可達到 3000K-6000K 的較好結果，Ra 達到 82-87，較前述產品有所提高。
    InGaN(紫外)/(紅+綠+藍)熒光粉 Cree、日亞、豐田等公司均在大力研制紫外 LED。Cree 公司已生產出 50mW、385nm—405nm 的紫外 LED； 豐田已生產此類白光 LED， Ra 大于等于 90， 其 但發光效率還不夠理想； 日亞于最近制得 365nm、 1mm2、4.6V、500mA 的高功率紫外 LED，如制成白色 LED，會有較好效果。 ZnSe 和 OLED 白光器件也有進展，但離產業化生產尚遠。 雙芯片 可由藍 LED+黃 LED、藍 LED+黃綠 LED 以及藍綠 LED+黃 LED 制成，此種器件成本比較便宜， 但由于是兩種顏色 LED 形成的白光，顯色性較差，只能在顯色性要求不高的場合使用。 三芯片 (藍色+綠色+紅色)LED Philips 公司用 470nm、540nm 和 610nm 的 LED 芯片制成 Ra 大于 80 的器件，色溫可達 3500K。如用 470nm、525nm 和 635nm 的 LED 芯片，則缺少黃色調，Ra 只能達到 20 或 30。 采用波長補償和光通量反饋方法可使色移動降到可接受程度。美國 TIR 公司采用 Luxeon RGB 器 件制成用于景觀照明的系統產品，用 Lumileds 制成液晶電視屏幕(22 英寸)，產品的性能都不錯。 四芯片 (藍色+綠色+紅色+黃色)LED
    采用 465nm、535nm、590nm 和 625nm LED 芯片可制成 Ra 大于 90 的白光 LED。 此外， Norlux 公司用 90 個三色芯片(R、G、B)制成 10W 的白光 LED，每個器件光通量達 130lm， 色溫為 5500K。 白光 LED 技術指標 照明用白光 LED 不同于傳統的 LED 產品，在技術性能指標上有一些特殊要求：光通量 一個 Φ5 LED 的光通量僅為 1lm 左右，而用作照明的白光功率 LED 希望達到 1Klm。當然，光通量為 0.1Klm 和 0.01Klm 的功率 LED 也能達到要求較低的照明需求。由于 15W 白熾燈效率較低，僅 8lm/w，所以一個 15W 白熾燈的光通量，與 25lm/w 的白光功率 LED5W 器件相當。 發光效率 目前產業化產品已從 15lm/w 提高到 100lm/w，研究水平為 125lm/w，最高水平已達 130lm/w。 色溫 在 2500K-10000K 之間，最好是 2500K-5000K 之間。 顯色指數 Ra 最好是 100。目前可以過到 85 穩定性 波長和光通量均要求保持穩定，但其穩定性程度依照明場合的需求而定。 壽命 5 萬小時至 10 萬小時
    LED 照明產業重要技術指標規格有待完善
    摘要 因應全球環保潮流，LED 照明產業興起，有大量科技公司投入此新興產業，但由于 LED 照明信賴 性能標準未能實時訂定、妥為規范，導致大量產品無法通過考驗、嚴重光衰收場，主要原因是無設計理論 性研究為檢視支柱，因而造成使用業主疑慮，也因此推遲產業發展時機。LED 照明解決方案供貨商鑫源盛 科技，提供了高性能 LED 路燈多項組件至燈具系統的各項重要技術指針規格數據，供業界參考。 主題索引 LED 照明 LED 照明產業 LED 路燈 光效率 發光效率 照明產業
    因應全球環保潮流，LED 照明產業興起，有大量科技公司投 入此新興產業，但由于 LED 照明信賴性能標準未能實時訂定、妥為規范，導致大量產品無 法通過考驗、嚴重光衰收場，主要原因是無設計理論性研究為檢視支柱，因而造成使用業主 疑慮， 也因此推遲產業發展時機。 LED 照明解決方案供貨商鑫源盛科技， 提供了高性能 LED 路燈多項組件至燈具系統的各項重要技術指針規格數據，供業界參考。 在 led 芯片與封裝組件發光效率關鍵技術指針部分，鑫源盛科技表示，首要的 LED 芯 片與封裝組件關鍵技術，美、日廠商均已量產突破發光效率 100~120lm/W 以上，超越傳統
    最高效率的 HID 光源(發光效率 90~110lm/W)，解決目前所有燈具照度不足≧45lm/W 問題， 滿足道路照明壽命長光衰低符合國際標準平均照度， 25~40Lux 規格與節能 30~50%需求。 達 在 LED 發光效率、溫升與壽命規格關鍵技術指針部分，檢視 CREE 或 Osram LED 等業 者所公布的數據，其芯片 PN 結工作溫度 Tj＜85℃，方能確保工作壽命達 5 萬小時，且芯片 PN 結至本身導熱片(Tjs)溫升為 ?T＝6~15℃之間，另外 LED 光效率與工作溫度成反比性能 特性，每升高 10℃，就會導致光衰 5~8%并且壽命減半的嚴重后果，與一般宣傳 LED 可工 作于 100℃壽命可達 10 萬小時以上的觀念相去甚遠。 在 LED 路燈系統熱傳散熱環境溫度關鍵技術指針部分，鑫源盛科技指出，此類燈具系 統工作溫度不得高于 85-10=75℃；工研院 LED 道路照明示范燈具規范規定，耐久性試驗環 境溫度為 60℃，因此路燈散熱系統溫升必須小于 ?T≦15℃。 以該公司 150W LED 路燈為例，熱傳散熱系統溫升測試低達 ?T≦12~15℃，計算其熱 阻值 Tr=0.08~0.1℃/W， 而一般設計系統溫升測試 ?T≒30~40℃， 計算其熱阻值 Tr=0.2~0.26℃ /W，壽命將縮短 2 倍且光衰 15%以上。另外以 350W LED 燈具測試，其散熱系統溫升仍能 達成 ?T＝15℃，熱阻值 Tr＝0.04℃/W。 在 LED 路燈系統散熱技術部份，鑫源盛科技表示，電子機器設備熱傳、散熱方法有適 用于小功率低階自然散熱方法，目前如 MR16/PAR30 由 1~70W 產品，系統溫升已高達 30~40℃。若超過 100~250W 仍使用自然散熱方法，就如同目前市面上大部分產品，必須使 用大量鋁合金材料增加導熱量和超大的熱交換面積，體積重量 15~30Kg 不等。 低階自然散熱的定律為使用越重越大面積的金屬材料來降低溫度， 效果越好， 但僅鋁合 金材料成本即增加 30~70 美元；但若改用工業級高信賴性冷氣機空調、計算機 CPU 等高階 大功率產品所使用之主動強制散熱方法，高效率、軍規的小風扇壽命保證 5 萬小時，并具備
    IP65 防水防塵等級，經過測試，燈具系統溫升可低達 ?T≦12~15℃，與自然散熱方法比較 降溫達 20℃，壽命將增加 2 倍且光效率亮度增加 15%以上。
    在消費中總結出來的經歷來看，藍光與 YAG 的最佳關系如下： /nm 530±5450-455 540±5455-460 550±5460-465
    YAG 發射峰值/nm 藍光峰值波長 555±5465-470 這樣做出的白
    光比擬白，普通芯片廠家提供的都是主波長，峰值波長要用專門儀器測試，測出來的值普通都比主波長短 5nm 左右。熒光粉與芯片波長決議了色坐標中一條直線，確定了熒光粉與芯片波長。只需添加增加配比都 可以調理色坐標在此一條直線上地位。至于 AB 膠應為 6~10g 之間的多多數量，必需視藍色芯片的功率大小 做調整。芯片功率大者，在熒光粉數量固定不變下，AB 膠數量應較為少（例如 1：6）。反之，功率小者 AB 膠數量應較為多（例如：1：10）。由于熒光粉目前有無機類和無機類熒光粉。若不添加無機類熒光粉 之狀況，YAG 熒光粉和 AB 膠之比例普通為 1：6~10（分量比）。此外，一般 LCE 燈具產品設計均未
    考慮到落塵防護系統，必需完全防止砂塵暴、重力落塵堆積于散熱結構，以避免導致 LED 過熱燒毀之問題。若散熱結構朝向天面導致落塵堆積，熱累積無法發散，將可能產生 LED 光衰及燒毀狀況。 鑫源盛科技表示， 要解決以上問題， 可設計采用散熱結構朝向地面來因應。 其它抗鹽霧測試等等，現有產品經戶外測試時間 15,000 小時后，光衰＜10%、狀況良 好。 主干道路照明光學設計亦可達到世界標準， 10 公尺高燈桿必須平均照亮橫幅 40 公尺 即 的長型路面，解決高難度光學鏡片設計，達到高寬比 1:4 之要求。另
    外核心燈芯技術模塊亦 達到了輕巧化，不需依賴燈殼做為散熱體，因此燈體外型設計可任意變化形狀，達成各城市 美觀特色。

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