经过自上世纪末至今固体光源的近20年发展,LED取得了突飞猛进的进步,人们通过对新型发光材料的探索、发光材料生长工艺的的研究以及封装工艺的改进等途径,使得LED在发光效率、全彩显示以及器件的稳定性等方面都取得了人造光源历史性突破,成为了21世纪照明改革和进步的希望。
2 成本
成本高是LED推广应用不可回避的问题,一次性投入较大及产品性价比问题是影响LED 照明普及的重要原因。产生1000流明的光通量,对于白炽灯来说,成本小于1美元,对于紧凑型荧光灯,成本小于2美元。而对于LED光源产生1000流明的光通量,使用十颗大功率LED的成本超过了20美元。LED的成本问题是与LED技术层面瓶颈的解决是紧密相连的,关键技术瓶颈的突破无疑将会带来LED成本的大幅下降。我国2009年LED的863下达项目之一,其国家资助的研制费就高达500万元,它的要求是要研制完成产生1000流明的光通量LED光源,而其成本应为40元人民币。
3 标准层面
目前LED无论在产品规格或测量上均缺乏适当的标准。为了使各种不同形式及应用的LED光源能有正确、可靠且具一致性的评估标准,制定相关的LED标准便成为LED产业迫切的需求。
就产品标准而言,目前市场上的LED 照明产品良莠不齐,产品信息许多都不够准确、不够完整,因此各项产品规范的建立相当重要,LED相关产品的规格标准的制定已成为关注焦点;就量测标准而言,LED的光电及热学特性不同于传统光源,使得LED的测量方法无法完全套用传统照明光源的量测技术。
因此CIE在1997年提出了编号为127的技术文件《Measurements of LEDs》,也就是俗称的CIE-127。在CIE-127当中,CIE提出了“平均LED光强度”(Average LED Intensity)的概念作为量测LED光强度的一种参考方法,也对LED全光通量的量测方法提出了建议。然而随着LED技术的快速发展,CIE-127所提出的量测方法已不足以解决现阶段LED量测的问题,尤其对于高功率LED而言[9]。因此,CIE陆续成立数个技术委员会以解决LED量测的相关问题,其中以修订原有的CIE-127为目标的技术委员会已完成修订工作,并已于2007年以第二版的形式公布了CIE-127:2007。在修订版中最大的改变,是提出了部份LED光通量(Partial LED flux)的概念。
虽然如此,CIE-127:2007仍然无法解决许多目前高功率LED所遇到的量测难题。如用于LED 光强、光通量等重要光度参数测量的探测器, 一般是使用Si 光电二极管。探测器的灵敏度R(λ)无法与光谱视见函数V(λ)在所有光谱点准确匹配,特别是现有探测器在蓝、红波段误差较大[10]。因此,用光电池探测器测量蓝(红)光LED的光通量时会产生很大误差。为了达到匹配,通常在探测器前需加一组滤光片,由于滤光片材料的限制, 要达到完全一致是很困难的。而且,LED的温升也将严重影响LED的光输出性能,从而影响光参数的测量,LED 封装的多样性也决定了其空间光分布的复杂性和测量的难度。
当今国际组织发布和正在审编的LED标准或技术文件如下:国际电工委员会(IEC)在2006年公布IEC/TS62504:2006 LED及其模块的术语和定义,IEC 60838-2-2:2006 LED及其模块的灯座标准,IEC61347-2-13:2006 LED及其模块的驱动电路的标准,还在2008年有IEC62031:2008 LED模块的安全标准;IEC/TRF 62384:2008 LED及其模块的驱动电路性能要求,IEC62560:2008 电源电压大于50伏的自镇流照明用LED光源的安全标准。 国际照明委员会 (CIE)在2007年公布的技术报告: CIE 127-2007 LED的测试,CIE177-2007 白色LED的显色指数测试,还有其所属的技术委员会(TC)的标准化研究文件 TC2-46LED光强测试,TC2-50 LED列阵的光学特性测试,TC2-58LED的辐射度和亮度的测试, TC2-63 高功率LED的光学测试,TC2-64 LED的快速测试方法,R4-22LED作为讯号光源应用的要求,TC6-47 照明光源的光生物学的安全要求,TC6-55 LED的光生物学的安全要求 。其它国外的相关标准:美国能源部(DOE)能源之星项目中固体光源的灯具要求, ASSIST 照明用LED寿命的定义和测试, 北美照明学会(IESNA)IES LM-79-08 固体光源产品的光电特性的测试方法和标准,IES LM-80-08 固体光源光维持率的测试方法,美国ANSI-NEMA-ANSLG C78.377-2008,固体光源的色特性的标准和要求。我国根据国外的研究动态现有26个LED相关标准在报批之中,如普通照明用LED模块测试方法,普通照明用LED模块的安全要求,半导体照明术语和定义,普通照明用电压大于50伏自镇流LED性能和安全要求,装饰照明用LED灯,以及LED用荧光粉和蓝宝石底片的要求等等。
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