半导体照明光源技术问题大讨论

ED器件及光源(灯具)的可靠性、失效率、寿命等指标，在实际应用中存在不同的理解和描述，有必要作些解释。

　　1.可靠性

　　可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力[5]。LED失效类别主要有严重失效(指关键参数改变至LED不亮)和参数失效(指光电参 数由初始值变化至超一定限度)。失效曲线包括早期失效(在使用初期失效率高，随后迅速下降)、偶然失效(失效率低，但很稳定)和耗损失效(随使用时间愈 长，耗损失效不断上升)。

　　2.寿命

　　寿命是产品可靠性的表征值。由于产品所规定各种寿命的含义不同，容易造成混淆，在此作具体描述。有关寿命的描述有很多种，这里列举10种不同含义的寿命， 即：寿命、平均寿命、中位寿命、特征寿命、预期寿命、可靠寿命、工作寿命、光通维持寿命、平均无故障工作时间和平均失效前工作时间等。其中LED寿命的常 用表述有：

　　寿命：一般指统计平均值，对大量元器件而言，LED器件的寿命就是采用这种描述的含义。

　　工作寿命：指LED产品的有效工作时间，不同于一般的寿命。

　　中位寿命：有50%的灯具(光源)其光通量下降至某一定值(如初始值的70%)的时间定为中位寿命L70/B50，部分照明灯具的标准是采用中位寿命表述。

　　光通维持寿命：指发光器件(LED)或灯具(光源)的光通量下降至某一定值的时间，称为光通维持寿命(此时不考虑色参数的变化)。

　　IEC及能源之星的表述：

　　IEC组织提出用维持率来说明失效率、寿命、预期寿命等。

　　EPA(美国国家环境保护局)公布：能源之星灯具V1.0技术规范"技术中立"，规定匹配灯具寿命为1万小时即额定光通维持率寿命，集成LED灯具要求1.5万～2.5万小时。

　　能源之星标准提出LED光源(灯具)在加额定电流6000小时后，测量产品的光通维持率，并推算产品的工作寿命(指有效的工作时间)同时要求在全寿命期内 色空间均匀度在CIE1976u′v′图中0.006以内。这个办法得到行业内普遍认同，但具体操作很难，因为需要花250天以上的试验时间，在企业中很 难执行。

　　3.提高可靠性

　　提高LED可靠性是行内共同努力的目标。有关影响LED产品可靠性的各种因素，如芯片制造、封装、热阻、散热等，以前做了较详细描述[6]，在此希望企业对LED产品在执行全面质量控制的基础上，再作如下两点要求：

　　(1)减少失效率

　　目前在实际应用中，经常出现产品失效，有的甚至很严重。希望相关单位能通过各种试验，找出失效的原因，并采取有效的工艺筛选办法，剔除早期失效和偶然失效的不良产品，在使用中尽可能减少失效率。

　　(2)延长耗损失效时间

　　希望相关企业对典型的LED产品进行长时间老化试验(或加速老化试验)，通过分析找出产品耗损失效的原因，并在工艺、选材等各方面加以改进，延长耗损的时间，这也是提高LED寿命的有效办法。

　　小结

　　总体而言，除了通过上采用新技术、新工艺、新结构、新材料等措施实现半导体照明的高光效、高显色性、高可靠和低成本外，从深层次来看，应该将提高能效和光 色质量作为LED照明的更高要求，即LED白光的光谱分布类似太阳光的光谱分布，要充分考虑视觉舒适度、人性化的照明等，并进行智能化调光控制，减少电能 损耗，提高节能效果，使半导体照明真正为人们提供节能、环保、健康、舒适的照明环境。