[摘 要] 发光二极管(led)是一种PN结型发光器件。因其具有长寿命、集成化、高光效、工作可靠等诸多特点，在特殊照明及未来普通照明领域受到广泛的关注。本文介绍了用于照明领域的led应具备的特性及评价方法。根据LED的发光特点，分析了照明用led光电性能测试中存在的问题，并介绍了相应的解决方法。最后，结合led生产过程，从芯片、材料、封装、照明灯等各个方面，介绍了我们最新研发的几种典型的测试仪器。
[关键词] 半导体、照明、发光二极管、LED、白光LED、光度测量、色度测量
一、前言
发光二极管(LED)是一种把电能直接转换成光的固体器件，它的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统等组成。目前，LED主要用于三大领域：
1) 显示：如指示灯、信号灯、警示灯、显示屏等；
2) 照明：手电筒、矿灯、定向照明灯、辅助照明灯等；
3) 功能辐射：如生物分析、光疗、光固化、植物照明等。
衡量led光电性能的主要参数如表1所示。
照明用LED与传统光源相比，它有自身的优势和弱点。就目前的LED技术来看，它具有体积小、易集成化、寿命长、耐振动、IP等级高、定向发光、热辐射小等优点。但也存在灯功率低、光通量小、光效不够高、PN结散热困难、光斑的亮度和色度均匀性差等不足。当然，照明用LED刚刚起步，技术发展的潜力很大。要达到一般照明光源的要求还要经过很多年的努力。
每一种光源都有其自身的特点。无论是白炽灯、荧光灯、金卤灯、无极荧光灯、无汞荧光灯、以及照明用LED，都具有自身特有的光电性能，安全性能、环保性能及性价比。LED在照明的应用中具有很强的潜在优势，应用场合及市场份额会迅速扩大，但也不能片面认为LED将来会完全取代传统光源。随着照明科技的发展，对未来照明光源的评价不仅仅是着眼于光效范畴，还应强调照明效果、光的舒适性、光的生物效应、光的安全性评价，以及环保性能、资源消耗的评价。
由于LED是一个定向辐射光源，带有成像光学系统，而且是带状光谱辐射源，因此在光电性能测试中，往往因测试方法不统一，仪器性能的差别大，操作不规范等等因素，难以得到比较一致、准确的结果。我们根据led芯片、材料、led封装、组合led灯和灯具的各个阶段的不同要求，针对LED特殊的光电特性，对关键的技术问题进行深入的研究和攻关，研制了一系列的LED专用检测设备，并在许多工厂实际应用，取得了较好的效果。
二、 照明用LED的光电性能评价
照明用LED的光电性能主要包括电性能、光安全性能和光色性能等三个方面。
1. 电流/电压参数（正、反向）
LED的电性能具有典型的PN结伏安特性，不同的电流直接影响LED的发光亮度和PN结的结温。在照明应用中,为了获得大功率的led灯，往往将许多个发光二极管通过一定的串并联方式组合在一起，相关的各个LED的特性必须匹配，在交流工作状态还必须考虑其反向电特性，因此必须测试它们在工作点上的正向电流和正向压降，以及反向漏电流和反向击穿电压等参数。
2. 光通量和辐射通量
发光二极管单位时间内发射的总电磁能量称为辐射通量，也就是光功率(W)。对于照明用led光源，我们更关心的是照明的视觉效果，即光源发射的辐射通量中能引起人眼感知的那部分当量，称作为光通量ΦV(1m)。光通量ΦV与辐射通量P之间的关系为：
上式中的P(λ)为光源光谱辐射通量；V(λ)为人眼的明视觉光谱光视效率函数，λ2和λ1为上、下限波长。
辐射通量与器件的电功率之比表示LED的辐射效率；光通量与器件的电功率之比表示LED的发光效率，单位lm/W。由于LED是定向出射光，如果从照明效果来评价，其照明性能更明显。LED的出射光到达工作面的有效光通量与总光通量之比表示为LED的光利用系数。显然照明用LED的光利用系数比普通各向发光的照明光源要高一些。
3.光强和发光角
无论是应用于显示或照明工程的LED，其光强及其空间分布都是十分重要的参数。LED灯的定向发光特性，对于某些局部或定向照明往往会达到非常好的照明效果。LED的发光强度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量：
I= dΦ/dΩ（cd）
光强分布曲线如图1所示，是表示led发光在空间各方向的分布状态。在照明应用中计算工作面的照度均匀性和LED灯的空间布置，光强分布是最基本的数据。对于空间光
