LED標準：從顯示向半導體照明推進

　　“屏幕亮度似乎不夠，色彩不太亮麗。”有專家說道。

　　“字體不清晰，看起來有些模糊。”又有專家發(fā)言。

　　“我覺得屏幕表面不夠平整，一些地方好像還缺少顏色？”有人提出疑問。

　　“合同規(guī)定屏幕播放效果可達到電視效果，大屏實際效果比電視效果差遠了！”業(yè)主激動的聲音讓現(xiàn)場氣氛變得格外緊張。

　　項目承建方的技術(shù)人員湊在一起，一番商討和技術(shù)操作后，根據(jù)承建方的建議要求，驗收人員站到了屏幕正前方一定的距離，重新打開的屏幕開始播放新一輪節(jié)目。首先播放的是視頻動畫片，大屏幕所顯示的畫面色彩奪目，字體也非常清晰；接著播放的視頻節(jié)目，白云朵朵，綠草青青，鮮艷的花朵發(fā)出絢爛的光彩。項目驗收順利通過！

　　中國光學光電子行業(yè)協(xié)會LED顯示應用分會副理事長、北京四通智能交通系統(tǒng)集成有限公司總經(jīng)理關(guān)積珍在接受記者采訪時講述了上面故事。關(guān)積珍強調(diào)，上述情景，在LED顯示應用項目工程的驗收中并不鮮見。近年來，隨著LED顯示應用產(chǎn)品使用領域的擴大，產(chǎn)品、工程的驗收出現(xiàn)異議甚至對簿公堂的情況也時有所聞。問題的癥結(jié)之一在于對產(chǎn)品性能和質(zhì)量上認識的差異。

　　從顯示應用開始

　　在人類所獲取的信息中，通過人眼的觀看所得到的信息所占比例是最大的。但是由于人類視覺感官效果形成的復雜性，對于提供人眼感知信息的顯示產(chǎn)品，其標準化問題就變得十分復雜了。

　　據(jù)中國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會秘書長彭萬華介紹，近幾年LED的主要技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，其應用面也不斷擴大，從最早也是應用最廣泛的LED顯示屏到目前越來越熱的半導體照明，其產(chǎn)品品種繁多，亟須有相關(guān)的技術(shù)標準和產(chǎn)品標準。特別是在半導體照明領域，目前國內(nèi)外相關(guān)組織均在積極組織和制定半導體照明技術(shù)標準，也遇到不少問題，但隨著市場需求的增長，加快制定半導體照明技術(shù)標準已經(jīng)迫在眉睫。

　　大批量生產(chǎn)應用推動和影響著產(chǎn)品標準的制定。LED顯示屏就是一個比較明顯的例子。

　　1995年以前，作為LED顯示應用的代表性產(chǎn)品LED顯示屏發(fā)展迅速，但當時LED顯示屏的生產(chǎn)無行業(yè)規(guī)范和標準可依。1996年原電子部委托北京藍通公司制定《LED顯示屏通用規(guī)范》，1998年1月，《LED顯示屏通用規(guī)范》作為電子行業(yè)標準正式發(fā)布實施，使LED顯示屏產(chǎn)業(yè)標準化工作開始走向規(guī)范。1998年初，中國光協(xié)光電器件分會正式成立了LED顯示屏專業(yè)委員會，行業(yè)協(xié)會成立后，在引導規(guī)范行業(yè)發(fā)展、開展光電器件與LED顯示屏產(chǎn)品技術(shù)及檢測標準交流協(xié)調(diào)等方面積極開展工作。1999年在昆明召開了LED器件與應用研討會，并委托南京洛普公司起草了《LED顯示屏檢測方法》，在組織討論修改后，于2000年8月正式印發(fā)，在LED顯示屏專業(yè)委員會成員單位試行。2003年，修訂后的《LED顯示屏通用規(guī)范》和《LED顯示屏測試方法》作為信息產(chǎn)業(yè)部的行業(yè)標準正式發(fā)布。同時，體育、交通、鐵路等行業(yè)也相繼發(fā)布了一系列行業(yè)應用的專業(yè)標準。

　　主動發(fā)光的LED顯示應用產(chǎn)品在許多領域得到廣泛應用，是現(xiàn)代社會發(fā)布和提供信息的有效手段之一。關(guān)積珍強調(diào)，對于LED顯示應用產(chǎn)品的標準，實際上業(yè)界一直比較關(guān)注和重視，伴隨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從無到有，也在不斷發(fā)展和完善中。LED顯示的效果與應用環(huán)境和需求高度相關(guān)，器件材料、視角、視距、點陣等都直接決定顯示效果的好壞，所播放的節(jié)目內(nèi)容也對顯示效果有直接的影響。在沒有明確的技術(shù)界定和標準條件下，很難客觀評價顯示效果。

　　LED的可靠性標準對應用來講也是非常關(guān)鍵的。中國半導體行業(yè)協(xié)會分立器件分會副理事長、北京長電智源光電子有限公司副總經(jīng)理丁成隆在接受記者采訪時說：“我在各種場合多次建議及呼吁，盡快建立我國LED可靠性標準體系。2001年，我們到北京交管局科研部門調(diào)研LED在交通燈上的應用狀況，接待我們的科研人員指著屋頂上放置的交通燈對我們說，這是去年南方某企業(yè)送來的交通燈樣品。不到一年時間，你們還看得出顏色嗎？看著那隱隱約約的紅綠藍色，我們真不知說什么好?，F(xiàn)在很多企業(yè)在自己的LED說明書上明明白白地印著壽命10萬小時，真不知道這10萬小時的實驗依據(jù)是什么？而我們了解到，2005年到美國某企業(yè)買他們的5瓦大功率白光LED器件，該企業(yè)會明確地告訴用戶，此產(chǎn)品的壽命是3000小時。我知道，這是他們從大量的試驗數(shù)據(jù)得來而負責任地告知客戶，否則，他們有面臨巨額賠償?shù)目赡堋?rdquo;

　　對于顯示應用，丁成隆給記者講了這樣一個故事：“2004年初，我們到北京某知名LED大屏幕企業(yè)調(diào)研他們的LED器件使用情況。他們說他們大屏幕上的藍綠光LED，只用日本日亞的器件。原因是日亞的管子不愛壞，而其他企業(yè)的管子愛壞。難怪日亞的管子賣得貴還銷路好，想想也是，一個LED大屏幕，使用幾萬、幾十萬只LED器件，在焊接、組裝、調(diào)試、拼接、安裝的過程中，哪個環(huán)節(jié)器件損壞，是很難辦的事情。何況大屏幕安放到位后，有幾個LED器件壞了，你怎么辦？所以寧可器件貴些，也比后面壞了不知怎么辦好。”其實這里面就涉及一個可靠性問題。LED的可靠性就是用戶在使用LED時，應該具有可靠、耐用、壽命長、不易損壞的性能。LED是半導體分立器件的重要分支，它離不開半導體器件固有的怕熱、溫升后P-N結(jié)漏電增加、勢壘變化、功能退化(亮度降低)乃至造成永久性損傷(發(fā)光效率下降)直至損壞的弊病。所以，提高LED外延片的內(nèi)量子效率，提高LED外延片和芯片的取光(也有人稱外量子)效率，即使得輸入LED的電能盡可能多地轉(zhuǎn)化為光能而不是熱能，從而降低LED的溫升，以及良好的散熱應貫穿于LED外延片、芯片、封裝乃至應用的所有環(huán)節(jié)，是提高LED可靠性的根本措施。我國的節(jié)能燈，在很長時期內(nèi)，經(jīng)歷著省電不省錢的狀況。LED會不會走節(jié)能燈的老路，關(guān)鍵在于我們能否較快地建立起我國LED的可靠性系列標準，并加以嚴格地貫徹實施。

　　對于LED應用產(chǎn)品標準，杭州浙大三色儀器有限公司董事長牟同升介紹，在LED應用產(chǎn)品標準方面，信息產(chǎn)業(yè)部、交通部、煤炭機械工業(yè)協(xié)會、輕工業(yè)聯(lián)合會等相關(guān)部委，都有涉及LED的標準正在制定中，如礦燈用LED光源、LED道路交通誘導可變標志(已完成)等等。根據(jù)目前的LED技術(shù)水平及性能，LED主要集中在指示燈、交通信號燈、顯示屏、手機背光源、景觀裝飾照明、局部照明等應用上，目前在LCD背光源及投光燈、路燈等普通照明中已表現(xiàn)出明顯的應用勢頭。

　　因此，制定LED的應用產(chǎn)品標準將是未來幾年的重點工作。

　　向半導體照明推進

　　半導體照明主要是指發(fā)光二極管LED照明，與傳統(tǒng)的白熾燈鎢絲發(fā)光以及節(jié)能燈的三基色粉發(fā)光不同，由于采用電場發(fā)光，電光轉(zhuǎn)換效率高，因此能耗少、熱輻射低、發(fā)光效率高，是一種節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟、安全的新型照明器件。據(jù)國外資料，同等亮度下的半導體照明，只是白熾燈功耗的1/10，壽命卻可達10萬小時，是白熾燈的100倍。由于世界能源與環(huán)保問題的日益突出，使半導體照明也成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注的熱點。

　　上海藍寶光電材料公司總經(jīng)理梁秉文在接受記者采訪時強調(diào)，自2003年，國家啟動半導體照明工程以來，半導體照明產(chǎn)業(yè)目前處于快速成長階段。照明LED標準體系的建立，是半導體照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的保障。信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)于2005年啟動了相關(guān)標準的制定工作。

　　牟同升介紹說，近幾年隨著半導體照明技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)的LED標準主要由信息產(chǎn)業(yè)部半導體照明技術(shù)標準工作組負責制定。2005年11月，作為半導體器件行業(yè)主管部門，信息產(chǎn)業(yè)部成立了半導體照明技術(shù)標準工作組，該標準工作組參照IEC國際技術(shù)標準工作組的方式，采取自愿、公平的形式，吸納產(chǎn)業(yè)界、高校及研究機構(gòu)的相關(guān)專家參與LED標準的制定。至今，已完成了《半導體發(fā)光二極管測試方法》、《LED顯示屏測試方法》、《功率發(fā)光二極管空白詳細規(guī)范》等。

　　2003年11月7日、2004年5月17日、2005年11月16日是梁秉文印象深刻的幾個日子。2003年11月7日，國家半導體照明工程攻關(guān)項目管理辦公室在京組織召開了半導體照明標準體系建設第一次專題研討會。國家半導體照明工程攻關(guān)項目管理辦公室介紹了目前國內(nèi)外相關(guān)研究情況，并提出了我國半導體照明標準體系的建設內(nèi)容和組織框架等頂層設計。在半導體照明標準體系建設框架上，主要包括半導體照明計量基標準(基本評價測試方法)、半導體照明技術(shù)標準、半導體照明測試評價系統(tǒng)三大內(nèi)容。

　　2004年5月17日國家半導體照明工程攻關(guān)項目管理辦公室又組織召開了“半導體照明標準體系建設”第二次專題研討會，專家討論一致同意國家半導體照明工程攻關(guān)項目管理辦公室提出的半導體照明標準體系包括計量基標準、功率型外延片及芯片技術(shù)標準、發(fā)光二極管測試標準、應用產(chǎn)品測試標準、測試評價系統(tǒng)及平臺建設五個部分。與會專家們認為，除應用產(chǎn)品測試標準需根據(jù)產(chǎn)品和市場的發(fā)展及時制定外，其他四個部分是目前標準體系建設的重點內(nèi)容，尤其是計量基標準，需要盡快制定。

　　2005年11月16日這一天，召開了信息產(chǎn)業(yè)部半導體照明技術(shù)標準工作組成立大會，并隨后召開了成立后的第一次工作組成員大會，專門負責相關(guān)標準的制定。該標準工作組采取開放式原則組建，國內(nèi)產(chǎn)、學、研、用企事業(yè)單位、科研院所和大專院校均可參加。目前該工作組成員40多家，涵蓋了產(chǎn)業(yè)鏈上的芯片制作、器件封裝、熒光粉制備和應用產(chǎn)品制造等各方面的單位。組織開展半導體照明產(chǎn)業(yè)鏈中材料、芯片、二極管及模塊的測試方法、名詞術(shù)語、符號、可靠性試驗等方面的標準和相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范的研究制定，以及技術(shù)標準體系的編制工作。目前已經(jīng)起草了《半導體光電子器件功率發(fā)光二極管空白詳細規(guī)范》(報批稿)、《半導體發(fā)光二極管測試方法》(出版稿)和《功率半導體發(fā)光二極管芯片技術(shù)規(guī)范》(草稿)三項行業(yè)標準，完成了《半導體照明技術(shù)標準體系研究》課題任務。