摘要：LED 作為一種新型高效的固態(tài)光源，近幾年來發(fā)展很快，并受到各國政府的重視。在這個(gè)過程中，各主要國家都非常重視LED 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定。文章結(jié)合LED 的特性要求，介紹了國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織在LED 相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定情況，比較分析了各國LED 標(biāo)準(zhǔn)體系的特點(diǎn)，并提出我國LED 標(biāo)準(zhǔn)化制定的發(fā)展方向。

　　引言

　　LED 作為一種固體光源，隨著這幾年逐漸向普通照明領(lǐng)域過渡，被公認(rèn)為有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源，并帶來人類照明發(fā)展的第二次革命。隨著LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提升，世界主要生產(chǎn)LED 上、中、下游產(chǎn)品的國家都將LED 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定視為增加行業(yè)話語權(quán)的重要方式。在這樣的大環(huán)境下，我國在汲取以往產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)后，也積極、大力地投入到此次LED 產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定中來，把標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范作為更好地引導(dǎo)行業(yè)健康、快速發(fā)展的重要推動(dòng)力。到目前為止，國內(nèi)外許多學(xué)者在關(guān)于LED 標(biāo)準(zhǔn)體系制定方面都有過廣泛而深入的探討。

　　1 我國LED 標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)展

　　在我國，LED 的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要是由不同領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)工作組、標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)以及標(biāo)準(zhǔn)研究機(jī)構(gòu)，根據(jù)LED 不同研究及應(yīng)用領(lǐng)域分別起草、制定的。以下將根據(jù)這些不同的LED 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)分別予以介紹。

　　1.1 工業(yè)和信息化部半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組（簡稱LED 標(biāo)準(zhǔn)工作組）

　　工業(yè)和信息化部主要圍繞著LED 芯片、LED 用熒光粉以及LED 單管的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定。在應(yīng)用產(chǎn)品方面，主要是由平板顯示工作組制定了關(guān)于LED 顯示屏方面的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的制定，旨在推動(dòng)LED 的上、中、下游制造產(chǎn)業(yè)的快速、良性發(fā)展，并填補(bǔ)國標(biāo)在這方面的空白。目前，工信部標(biāo)準(zhǔn)工作組已經(jīng)制定的主要標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 工信部半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組已制定的系列標(biāo)準(zhǔn)

　　從表1 中我們可以看出，LED 熱阻抗測試方法早在2000 年就已經(jīng)頒布實(shí)施，而其它標(biāo)準(zhǔn)在時(shí)隔十年之后才頒布，可見我國對(duì)LED 相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注還是較早的。LED 產(chǎn)業(yè)在近幾年得到了較大發(fā)展，形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)部分———上中游產(chǎn)業(yè)，其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定顯得尤為緊迫，因此工信部半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組在2009 年制定并頒布了9 個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。然而由于標(biāo)準(zhǔn)制定工作剛剛開始，因此只對(duì)于一些基礎(chǔ)的芯片、單管測試以及基本概念進(jìn)行了規(guī)范，其中包括SJ/T11393- 11401。

　　從技術(shù)角度來講，LED 單管熱阻抗對(duì)LED 的性能有著重要的影響。對(duì)于單個(gè)LED 發(fā)光管，降低PN結(jié)溫和LED 的熱阻是提高其光效直接的途徑之一。LED 芯片的半導(dǎo)體材料中空穴、電子在電場的作用下，發(fā)生運(yùn)動(dòng)、復(fù)合，使得一部分能量產(chǎn)生有效的光電效應(yīng)，發(fā)出光子；而另一部分能量則以熱量的形式導(dǎo)致PN 結(jié)區(qū)芯片發(fā)熱，這就導(dǎo)致結(jié)溫上升時(shí)，LED 的發(fā)光效能隨之變差，光通量下降，當(dāng)升至極限結(jié)溫125℃時(shí)，光通量就會(huì)急劇下降，直至損壞，同時(shí)也會(huì)使LED 的發(fā)光波長變長，顏色發(fā)生紅（漂）移，顯示效果發(fā)生偏色[5- 6]。因此，工信部半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組針對(duì)LED 單管的熱阻測試方法進(jìn)行的規(guī)定中，就涉及到了LED 管的穩(wěn)態(tài)熱阻和瞬態(tài)熱阻抗兩個(gè)方面，其中瞬態(tài)熱阻抗的測試對(duì)于產(chǎn)品篩選有著重要的指導(dǎo)意義。

　　而在信息社會(huì)化的今天，顯示器被越來越多地作為信息傳遞的工具，特別是在北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)以及廣州亞運(yùn)會(huì)等大型活動(dòng)，以及重大活動(dòng)中所使用的LED 顯示器件，大大加快了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的腳步。在此背景下，工信部平板顯示工作組制定了LED 顯示屏通用規(guī)范以及體育場館用LED 顯示屏規(guī)范。

　　同時(shí)，由于LED 單管功率的不斷提高，其輻通量、亮度等參數(shù)也會(huì)隨之增大，這就會(huì)導(dǎo)致光污染的問題。所以，在大功率發(fā)光二極管即將被廣泛運(yùn)用于普通照明用途時(shí)，統(tǒng)一規(guī)范LED 的芯片及其光學(xué)、色度學(xué)、電學(xué)的參數(shù)測試方法就顯得非常重要。而管用熒光粉質(zhì)量也會(huì)對(duì)LED 的光學(xué)、色度學(xué)造成重要的影響，具體的影響因素將在下面討論白光LED 燈用稀土黃色熒光粉的系列國標(biāo)時(shí)予以介紹。

　　1.2 全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)

　　當(dāng)前，全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)制定了《白光LED 燈用稀土黃色熒光粉》系列標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)主要是由廈門通士達(dá)新材料有限公司負(fù)責(zé)起草，其他一些相關(guān)企業(yè)參與起草的。具體標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已制定的系列標(biāo)準(zhǔn)

　　表2 所示的標(biāo)準(zhǔn)中，主要包含了白光LED 燈用稀土黃色熒光粉總的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和系列試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，其中六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在2010 年2 月份開始實(shí)施，另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也將于2011 年5 月份實(shí)施。

　　我們知道，隨著日亞在1996 年利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉制造出白光LED 后，LED 用熒光粉已經(jīng)成為半導(dǎo)體照明技術(shù)中的關(guān)鍵材料之一，它的發(fā)光特性直接決定了白光LED 的亮度、顯色指數(shù)、相關(guān)色溫及效率等性能。因此，統(tǒng)一LED 熒光粉的測試方法和對(duì)測試結(jié)果的評(píng)價(jià)就顯得很重要。因?yàn)闊晒夥鄣牧６扰c粒度分布不僅直接影響熒光粉的發(fā)光亮度、光輸出效率、熒光膜的膜厚，而且會(huì)終影響發(fā)光器件的亮度；而其轉(zhuǎn)化效率和化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性也是影響LED 發(fā)光器件發(fā)光效率的主要因素。因此，全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)關(guān)于LED 用黃色熒光粉標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)范對(duì)LED 行業(yè)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

　　1.3 全國照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（簡稱照明標(biāo)委會(huì)）

　　從目前LED 應(yīng)用領(lǐng)域來說，主要有作為LCD的背光源、屏幕顯示器、景觀照明燈、交通信號(hào)燈和汽車用燈等領(lǐng)域。而隨著LED 制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和突破，特別是光效的不斷提高，以及規(guī)模效應(yīng)的形成和制造成本的降低，LED 作為高效、綠色的照明產(chǎn)品被快速推廣應(yīng)用，這就需要我們對(duì)整個(gè)LED 照明產(chǎn)品的光學(xué)、安全和環(huán)境性能提出更高的要求。為此，全國照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)對(duì)LED 照明及其相關(guān)產(chǎn)品的上述性能進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其制定的主要系列標(biāo)準(zhǔn)如表3 所示。

表3 全國照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已制定的系列標(biāo)準(zhǔn)

　　在表3 的標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于LED 的道路、街路照明和普通照明的性能要求比較引人注目，因?yàn)樗鼈兩婕暗絃ED 作為照明光源的大規(guī)模應(yīng)用問題。

　　從表3 可以看出，全國照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)并沒有對(duì)LED 隧道燈、LED 筒燈、LED 管形燈的標(biāo)準(zhǔn)做出規(guī)范，而這些燈具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模，迫切需要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)范。

　　對(duì)于LED 隧道燈來說，雖然《JT/T 609- 2004公路隧道照明燈具》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了以熒光燈、鈉燈等氣體放電燈為光源的公路隧道用照明燈具外的其它隧道用燈具可參照?qǐng)?zhí)行，但是LED 隧道燈中的LED光源與熒光燈、鈉燈等氣體放電燈傳統(tǒng)光源的特性有著很大的不同，因此，有必要單獨(dú)對(duì)LED 隧道燈進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。

　　同時(shí)，LED 管形燈與傳統(tǒng)的熒光燈有很大的不同，雖然其啟動(dòng)特性好、沒有高低頻率之分，但是其光源的發(fā)光具有方向性，所以做成的燈具其出光面也不是360°的。同時(shí)，用相對(duì)法的傳統(tǒng)積分球測試LED 管形燈的光通量，還存在著探測器的靈敏度R（λ）和光譜視見函數(shù)V（λ）不匹配、積分球內(nèi)物體的自吸收效應(yīng)和散熱等問題。因此，用積分球相對(duì)測試法測量LED 管形燈的光通量會(huì)比用這種方法測量傳統(tǒng)熒光燈的光通量帶來更大的測試誤差，所以有必要進(jìn)行更加深入的研究和細(xì)致的規(guī)范，減少測試誤差。

　　而為了更好地配合國家正在大力實(shí)施的“節(jié)能減排”措施和推行“綠色低碳”生活，也有必要提前把普通照明用自鎮(zhèn)流LED 燈像普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈一樣納入能效限定值及能效等級(jí)部分。如此一來，必將促使企業(yè)提高生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)水平，促進(jìn)LED 普通照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)制定單位有必要盡早出臺(tái)關(guān)于這方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

　　1.4 全國交通工程設(shè)施（公路）標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 223）

　　隨著越來越多的LED 燈應(yīng)用到交通信息導(dǎo)向、警示等標(biāo)志，國家交通工程設(shè)施（公路）標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)制定了如表4 所示的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

表4 全國交通工程設(shè)施（公路）標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已制定的系列標(biāo)準(zhǔn)

　　對(duì)于表4 中所頒布的標(biāo)準(zhǔn)來說，高速公路上應(yīng)用的LED 控制標(biāo)志燈，由于涉及到燈具本身在自然界惡劣環(huán)境中所需的特定性能要求，更重要的是，汽車在高速的行駛過程中，LED 標(biāo)志燈不但要對(duì)司機(jī)起到提示或警示作用，并且要盡量減少對(duì)他們視覺的不良影響，消除安全隱患。同時(shí)，LED 控制標(biāo)志燈安裝在高速公路上也要易于使用、維護(hù)等。所以，全國交通工程設(shè)施（公路）標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)對(duì)交通道路上使用的LED 燈進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定是很有必要的。

　　1.5 臺(tái)灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局

　　我國臺(tái)灣地區(qū)的經(jīng)濟(jì)主管部門自2001 年以來主要針對(duì)LED 應(yīng)用產(chǎn)品和LED 組件及模塊的光、電、熱性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了制定，具體標(biāo)準(zhǔn)如表5 所示。

表5 臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局自2001 年以來已制定的系列標(biāo)準(zhǔn)

　　從表5 中我們可以看出，臺(tái)灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局主要是在2001 年和2007 年這兩年間對(duì)LED 應(yīng)用于交通信息引導(dǎo)方面的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了制定，而后對(duì)LED 模塊的電源電子式控制裝置和LED 道路照明燈具應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)制定。而其它的LED應(yīng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還未頒布。

　　但是，臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局在2001 年前就有了關(guān)于LED 顯示屏、通信用LED 以及LED 芯片等系列的標(biāo)準(zhǔn)，并已于2007 年整合島內(nèi)上、中、下游LED 照明相關(guān)生產(chǎn)廠商成立了LED 照明標(biāo)準(zhǔn)及品質(zhì)研發(fā)聯(lián)盟，結(jié)合工研院豐富的標(biāo)準(zhǔn)制訂經(jīng)驗(yàn)，通過交流討論，形成了LED 產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)品測試方法和規(guī)范草案，以此來提升LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平。這種對(duì)LED相關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)制定采用產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的模式，并吸引LED 產(chǎn)業(yè)鏈上的更多生產(chǎn)企業(yè)參與標(biāo)準(zhǔn)制定的做法，對(duì)我們具有很好的學(xué)習(xí)和借鑒作用。

　　2 國際標(biāo)準(zhǔn)組織和其他主要發(fā)達(dá)國家LED 標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程

　　2.1 國際兩大標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)LED 標(biāo)準(zhǔn)的制定情況。

　　目前，國際上主要有國際照明委員會(huì)（CIE）與國際電工委員會(huì)（IEC）兩大標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)LED 的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，其中CIE 是世界光、輻射以及照明方面的權(quán)威組織。

　　目前，CIE 共有8 個(gè)分部，其中4 個(gè)分部與LED有關(guān)，如表6 所示。

表6 CIE 已制定或正在制定的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)

　　而在IEC 制定的標(biāo)準(zhǔn)中，與LED 有關(guān)的也有7個(gè)，如表7 所示。

表7 IEC 已制定的標(biāo)準(zhǔn)

　　在表6 中，我們看到CIE 已經(jīng)制定了“LED 發(fā)光強(qiáng)度測量”和“燈和燈系統(tǒng)的光生物安全”兩份標(biāo)準(zhǔn)，其它以技術(shù)形式發(fā)布。這說明CIE 組織側(cè)重于LED 基礎(chǔ)測試方法和規(guī)范，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)和方法。同時(shí)，還需要說明的是，在第1 分部中，CIE 191: 2010基于視覺功能的中間光度學(xué)推薦系統(tǒng)的技術(shù)雖然并不只是針對(duì)LED 的規(guī)范，但是隨著LED 越來越多地應(yīng)用于道路照明、戶外照明和其它夜間交通照明中，用它來評(píng)價(jià)這些產(chǎn)品的光學(xué)性能就會(huì)顯得越來越重要。

　　而IEC 則注重于產(chǎn)品安全要求和性能要求，主要是以標(biāo)準(zhǔn)形式頒布。在表7 中，IEC 制定的LED應(yīng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)于國內(nèi)已經(jīng)頒布的這方面的標(biāo)準(zhǔn)來說還很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，不利于LED 產(chǎn)品的應(yīng)用和推廣。所以，國內(nèi)LED 應(yīng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定者在參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定方面應(yīng)該大有可為。

　　2.2 發(fā)達(dá)國家LED 標(biāo)準(zhǔn)制定情況

　　現(xiàn)在，世界上環(huán)保低碳生活概念深入人心，主要發(fā)達(dá)國家都在大力推行半導(dǎo)體固態(tài)照明事業(yè)。為了搶占LED 產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)，這些國家都在LED 標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定方面給予了很大的投入。

　　在美國，關(guān)于LED 標(biāo)準(zhǔn)的制定主要由美國能源部（DOE）牽頭組織，北美照明學(xué)會(huì)（IESNA）、美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSI）、美國電器制造商協(xié)會(huì)（NEMA）、美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）、加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（CSA）、UL 安全公司及固態(tài)照明科技聯(lián)盟（ASSIST）等相互密切合作，先后制定了《普通照明用LED 壽命評(píng)估技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)，并建立了相應(yīng)的LED 測試方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　在日本， 則成立了LED 照明推進(jìn)協(xié)議會(huì)（JLEDS），聯(lián)合日本照明學(xué)會(huì)（JIES）、日本照明委員會(huì)（JCIE）、日本照明器具工業(yè)會(huì)（JIL）以及日本電球工業(yè)會(huì)（JEL）四團(tuán)體，側(cè)重研究照明用白光LED 的測試方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　而韓國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局（KATS）也在2007 年宣布要在今后的三年時(shí)間里，計(jì)劃發(fā)布15 個(gè)LED 相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　在歐洲的一些國家里，他們也制定了LED 模塊、LED 連接件、LED 控制裝置等標(biāo)準(zhǔn)，并等同采用歐盟和IEC 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3 結(jié)論

　　現(xiàn)階段，我國不同的標(biāo)準(zhǔn)職能部門根據(jù)自己的優(yōu)勢分別制定了LED 產(chǎn)業(yè)鏈上相應(yīng)的行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)，并不斷加以完善，使我國在LED 標(biāo)準(zhǔn)化方面不斷取得進(jìn)展和突破。與我國大陸不同的是，臺(tái)灣地區(qū)對(duì)LED 標(biāo)準(zhǔn)的制定采用了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的模式，并由上、中、下游廠商組成標(biāo)準(zhǔn)制定的聯(lián)盟形式；美國和日本則聯(lián)合國內(nèi)的不同標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)，統(tǒng)籌規(guī)劃，并注重普通照明用LED 標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定；歐洲一些國家也通過采用歐盟和IEC 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來形成自己國家的標(biāo)準(zhǔn)。而當(dāng)前，我國由于制定LED 標(biāo)準(zhǔn)的部門較多，標(biāo)準(zhǔn)中的一些技術(shù)術(shù)語、檢測方法和性能要求沒有完全統(tǒng)一，因此，我國應(yīng)該加大對(duì)LED 標(biāo)準(zhǔn)研究及制定的工作力度，借鑒臺(tái)灣地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，采用產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的模式，同時(shí)增加與國外相關(guān)LED 標(biāo)準(zhǔn)組織同行的交流，并積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，限度地提升我國在國際LED 標(biāo)準(zhǔn)中的話語權(quán)，從而推動(dòng)我國LED 產(chǎn)業(yè)更加健康、快速地發(fā)展。