隨著LED芯片光效提高，封裝技術(shù)不斷改進，以及LED燈具散熱技術(shù)的發(fā)展，LED光源在照明領(lǐng)域拓展迅速，LED平板燈產(chǎn)業(yè)一派繁榮。
LED平板燈具有發(fā)光均勻、低眩光、安裝簡單等眾多優(yōu)點，市場發(fā)展前景良好，引領(lǐng)現(xiàn)代時尚室內(nèi)照明的新潮流。但是，目前市場上LED平板燈質(zhì)量良莠不齊，有些生產(chǎn)廠商不顧產(chǎn)品質(zhì)量，一味壓低價格，進行惡性競爭，嚴重影響了產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
由于LED平板燈目前尚未出臺國家標(biāo)準(zhǔn)，2014年中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會和華聚產(chǎn)業(yè)共同標(biāo)準(zhǔn)推動基金會共同公布了兩岸共通標(biāo)準(zhǔn)GT004-2012“室內(nèi)一般照明用LED平板燈具”，對LED平板燈做出了安全和性能上的規(guī)定，規(guī)范LED平板燈的質(zhì)量要求，作為平板燈生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的參照依據(jù)，也使得市場管理能有法可依。參照兩岸共通標(biāo)準(zhǔn)要求，下面對如何控制LED平板燈質(zhì)量進行探討。
1、結(jié)構(gòu)特點
LED平板燈結(jié)構(gòu)與其他燈具相比具有獨特性，其主要由光源、導(dǎo)光板、擴散板、反射紙、驅(qū)動電源等組成，比其他燈具多了導(dǎo)光板、擴散板、反射紙等類似LED背光源產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
(1)LED光源
LED平板燈生產(chǎn)廠家在LED光源的使用上基本上都是采用SMD貼片系列，比如3528、3014等。LED平板燈生產(chǎn)廠家所面對的市場是動態(tài)的，廠家將根據(jù)客戶對產(chǎn)品的實際需要來選擇滿足設(shè)計要求的光源。LED光源的選擇對產(chǎn)品性能提升極為關(guān)鍵，是提高LED平板燈品質(zhì)的重要因素之一。
(2)導(dǎo)光板
導(dǎo)光板的作用是將LED點光源發(fā)出的光通過光學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)變成面光源，將側(cè)面LED光通過網(wǎng)點折射使光線從正面均勻?qū)С?。目前主要采用印刷形?dǎo)光板形式，導(dǎo)光板質(zhì)量將直接影響到產(chǎn)品的亮度及均勻性，要求有良好的透光性能。
導(dǎo)光板是LED平板燈質(zhì)量控制的關(guān)鍵點，網(wǎng)點設(shè)計不好，得到的整體光效就差，出光不均勻，還會出現(xiàn)中間亮兩邊暗、進光處有亮光帶、可見局部暗區(qū)、不同角度亮度不一致等情況。要提高導(dǎo)光板的光效主要靠網(wǎng)點的設(shè)計，其次是板材的質(zhì)量，宜選擇透光率高的合格板材。
(3)擴散板
擴散板的主要作用在于將導(dǎo)光板的光均勻?qū)С?，讓光的分布更加均勻。?dāng)光線射到擴散點時，反射光會往各個角度擴散，然后再由導(dǎo)光板正面射出，利用各種疏密、大小不一的擴散點，使導(dǎo)光板均勻發(fā)光，提高導(dǎo)光板的亮度。還能起到模糊網(wǎng)點作用。
擴散板一般使用亞克力2.0的板材或PC料，差點的就是PS材料。亞克力的成本較低且透光率比PC稍高，抗老化性能弱;PC的價格稍為昂貴，但抗老化性能強。擴散板在裝上以后不能看到網(wǎng)點，且透光率要在90%左右。亞克力透光率在92%，PC約為90%，PS約為88%，廠家可以根據(jù)需求進行擴散板材料的選擇，目前多數(shù)廠商都是采用亞克力材料。
(4)反光紙
反光紙的作用是將導(dǎo)光板下溢出的光全反射，使得LED發(fā)出的光充分利用，盡可能選用反射率接近100%反光紙，使其光利用最大化，提高LED平板燈的輸出亮度，一般為RW250。
(5)后蓋板
主要作用就是密封LED平板燈，一般采用鋁板，同時還可起到散熱作用。
(6)驅(qū)動電源
目前有兩種LED驅(qū)動電源，一是使用恒流電源，此模式效率高，PF值高達0.95，性價比高;二是使用恒壓帶恒流電源，性能穩(wěn)定，但是效率低，成本高，一般使用這種電源主要是為出口，對方有認證要求。實際上家庭使用恒流電源是安全的，因為用戶都難以接觸到電源，而燈體本身使用的是安全低電壓。
2、效能提高
效能高低是評價LED平板燈性能的一個重要指標(biāo)。光效(luminousefficacy)是光源發(fā)出的光通量與其所消耗的電功率之比，單位為lm/W。燈具效能(luminaireefficacy)是指在燈具的聲稱使用條件下，燈具發(fā)出的初始總光通量與其所消耗的功率之比，單位為lm/W。
“光效”用于評價LED光源，“燈具效能”用于評價LED燈具，LED光源光效與LED燈具效能都表示電能轉(zhuǎn)化為光能的效率，是描述照明產(chǎn)品節(jié)能特性的指標(biāo)，但其內(nèi)涵是不同的。按照GT004-2012“室內(nèi)一般照明用LED平板燈具”標(biāo)準(zhǔn)，測量應(yīng)在相對濕度不超過65%、溫度為25℃±1℃的無空氣對流環(huán)境下進行，并應(yīng)使LED平板燈具處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。
LED光源光效中的光源光通量是指裸光源(還未裝入燈具的狀態(tài))發(fā)出的光通量。LED燈具效能中的分子光通量是指光源裝入燈具，同時使用所需的LED控制裝置或LED控制裝置的電源后，燈具發(fā)出的光通量。LED光源消耗的電功率小于LED燈具消耗的電功率。
LED光源光效遠大于燈具效能。其一是因為LED進入燈具后，色溫升高，光輸出減少;其二因為光源進入燈具、使用LED控制裝置或電源后存在的系統(tǒng)損耗;其三是光線經(jīng)過燈具光學(xué)系統(tǒng)后的損失，上述因素均會造成燈具光效降低。GT004-2012“室內(nèi)一般照明用LED平板燈具”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同色溫的燈具效能等級(下表)。
對LED平板燈測試時發(fā)現(xiàn)，提高效能必須做好以下兩點：一是要選擇高光效、高亮度的LED，既可以提高效能，也可以降低成本，更重要的是改善LED平板燈的品質(zhì)。二是對LED發(fā)出的光要充分利用，如果只是關(guān)注LED的亮度，而未能對光路進行設(shè)計改善，有效提高光的利用率，對提升LED平板燈效能效果不大。
從LED光源發(fā)射至導(dǎo)光板、反射板，直到最后的LED平板燈顯示輸出的整個過程，光的利用率從亮度指標(biāo)來看會減少30%左右，LED平板燈從導(dǎo)光板到最終利用率不到70%。要提高光利用率，需要選擇質(zhì)量優(yōu)良的導(dǎo)光板、反射紙等材料，不僅要符合LED平板燈設(shè)計技術(shù)性能指標(biāo)，還要在規(guī)格尺寸上相互配合。由于直下式的模塊較厚，不符合輕薄美觀的趨勢，因此，目前多以側(cè)光為主。
導(dǎo)光板的作用在于引導(dǎo)光的散射方向，用來提高面板的亮度，并確保面板亮度的均勻性。現(xiàn)在應(yīng)用的導(dǎo)光板越來越薄，其品質(zhì)對LED平板燈質(zhì)量影響極大，導(dǎo)光板的透光率和光學(xué)均勻性指標(biāo)優(yōu)劣是側(cè)光式LED平板燈效能提升的關(guān)鍵。
導(dǎo)光板是利用射出成型的方法將丙烯壓制成表面光滑的板塊，或是利用現(xiàn)成的壓克力平板，透光率達到90%以上;然后用具有高反射且不吸光的材料，在導(dǎo)光板的底面用網(wǎng)版印制的方式印上擴散點，反光紙將溢出底面的光全反射回導(dǎo)光板中，用來提高光的使用效率和正面的亮度。經(jīng)過實驗室測試，結(jié)果顯示LED專業(yè)廠家生產(chǎn)的LED平板燈效能在色溫5500K時可以達到110lm/W，但是能夠達到效能一級的廠家還不多。
[NT:PAGE] 3、良好的均勻性
LED平板燈的另一個重要指標(biāo)是其發(fā)光的均勻性，兩岸共通標(biāo)準(zhǔn)GT004-2012“室內(nèi)一般照明用LED平板燈具”提出亮度均勻度(luminanceuniformity)的要求，是指燈具發(fā)光面上最小亮度和亮度算術(shù)平均值的比值。
作為LED平板燈，發(fā)光的不均勻性將導(dǎo)致面板顯示亮度的均勻不一，造成人眼感知上的不舒服。按照GT004-2012標(biāo)準(zhǔn)要求，LED平板燈具的亮度均勻度應(yīng)不小于0.8。測試方法主要是根據(jù)屏幕尺寸的大小，選擇適當(dāng)?shù)臏y試點，測出各點的亮度值。
正方形的邊長L、長方形的長邊L和圓直徑D不大于20cm的LED平板燈具，按下圖(a)的要求布點;大于20cm的LED平板燈具按下圖(b)的要求布點。在LED平板燈具發(fā)光面上的測試圓斑直徑為2cm～3cm，將各點的亮度值與平均亮度相減后取最大值，再將最大值除以平均亮度取百分比即為亮度均勻性。一般認為均勻性能達到80%以上對人眼的感知就影響不大。
平板燈具的亮度均勻度測試是首次在標(biāo)準(zhǔn)中對室內(nèi)燈具的表面亮度提出要求。它體現(xiàn)平板燈具特色參數(shù)，是這一類燈具的重要特點之一。在室內(nèi)照明中，面發(fā)光燈具營造柔和簡單的照明效果是其它支架燈具或格柵燈具不能替代的。
室內(nèi)照明中，帶擴散板的熒光燈具同樣是具有面發(fā)光效果，已使用很多年，但達不到LED平板燈具的亮度均勻度水平。原因是熒光燈管是全向發(fā)光的光源，無法再調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)使其達到更佳的亮度均勻度，且燈具效能是40lm/W的水平。而LED燈具的光源是半空間發(fā)光，在燈具內(nèi)，光線利用率高，燈具效能均可達到80lm/W以上，同時亮度均勻度能達到較高的水平。
采用側(cè)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)LED平板燈，LED發(fā)光管是排列在導(dǎo)光板的側(cè)面，燈具的視覺效果比較好。目前國內(nèi)廠商大多數(shù)仍采用印刷式的導(dǎo)光板作為導(dǎo)光組件，利用各種疏密、大小不一的擴散點，使導(dǎo)光板均勻發(fā)光，以獲得良好的發(fā)光均勻性。
從檢測結(jié)果來看，小尺寸LED平板燈亮度均勻性容易達到要求，即使均勻性有點偏離，人眼對其也不易感覺出來。較大面積LED平板燈，有時會由于導(dǎo)光板的質(zhì)量問題出現(xiàn)亮度上的不均勻性，還有工藝原因造成上述的進光處亮光帶，或者可見局部暗區(qū)現(xiàn)象。因此，導(dǎo)光板、擴散板、和反射紙等主要原材料的選擇要做好質(zhì)量評價，并在原材料進廠要嚴格把關(guān)，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)配備必要光學(xué)亮度計和透光率測試儀器。
4、色差異
從人眼的視覺敏感度來講，人對黃、綠色的顏色敏感，也就是說這兩種顏色稍微有點波動，人眼就能感覺到。同一生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出的LED平板燈，不同批次的產(chǎn)品不應(yīng)該存在明顯的色差，否則用戶在產(chǎn)品出現(xiàn)故障后很難重新買到同樣顏色的產(chǎn)品。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，隨機抽取3個LED平板燈具樣品間的光色應(yīng)一致，三個樣品的平均色坐標(biāo)值CIE1976(u’v’)的差異不應(yīng)超過0.004。在光通量維持率試驗結(jié)束時，LED平板燈具的色度與初始值的偏差應(yīng)在CIE1976(u’v’)圖中的0.007以內(nèi)。
在LED平板燈燈具中，常用的顏色有紅綠藍白黃，衡量顏色的單位是nm(納米)，對顏色敏感的人來講，只要顏色稍微有點波動就可以感覺到。要控制好色差，就必須控制好原材料。為了避免顏色波長不同帶來的差異，燈具生產(chǎn)公司應(yīng)對LED光源進行控制。
如綠色波長525-530nm，相隔5nm，黃色580-585nm，相隔5nm。而紅色則可以為620-628nm，相隔8nm，綠色波長相隔5nm以上就能感覺的到，紅色即便是8nm以內(nèi)也不會太明顯。但從減少色差，避免由于長期使用帶來的一些不確定因素，比如顏色漂移，同種顏色波長控制在2nm內(nèi)為宜。所以對于顏色指標(biāo)的控制常重要，因為不同的人對顏色辨別能力不一樣。
對于白光，通常是用色溫標(biāo)示，暖白一般為3000-3500K，正白3500-5000K，冷白5000K-6500K。一般封裝廠家LED色溫相隔500K，也有相隔1000K的，封裝廠內(nèi)部對于色溫的誤差要求一般是正負200K。所以，應(yīng)選擇顏色穩(wěn)定的LED光源，生產(chǎn)工藝要嚴格控制。
檢測LED平板燈色差時發(fā)現(xiàn)，選擇三個不同的平板燈樣品進行試驗，不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品色差都不一樣，都會有一定的差距，有部分LED平板燈產(chǎn)品色差超過標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)過分析認為主要原因是生產(chǎn)廠家在選取LED光源時未能進行認真有效的篩選，每個LED的光學(xué)性能指標(biāo)一致性不好，導(dǎo)致不同的平板燈具發(fā)光顏色不一樣，大面積安裝時視覺觀感差，給人有不舒服的感覺。
要改善這種常見問題，一是要做好供應(yīng)商評價，選擇相對固定的廠商;二是要向LED供貨商提出產(chǎn)品一致性要求，確保供貨連續(xù)性且各種性能指標(biāo)相對一致穩(wěn)定;三是企業(yè)自身也要加強LED進貨檢驗，剔除色差超出要求的LED，確保生產(chǎn)出的LED平板燈一致性符合要求。
5、存在問題
目前，LED器件的性能在不斷地提高，其應(yīng)用范圍也在日益擴大，LED燈具的可調(diào)光產(chǎn)品也在不斷創(chuàng)新之中，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。高亮度白光LED光效的不斷提高，成就了對側(cè)式LED平板燈的需求，從而也促進了對新型LED平板燈的研究與開發(fā)，使得新型側(cè)式LED平板燈不斷地涌現(xiàn)出來。
但是，LED平板燈也存在一些問題。
一是燈具效能，對于側(cè)入式LED平板燈，提高效能低仍是一個急待解決的問題。一方面，要達到高亮度，必須增加芯片數(shù)量，提高功率，但節(jié)能效果體現(xiàn)不佳，特別是大尺寸的平板燈;另一方面，功率增加，照明器具內(nèi)LED模塊的工作溫度也會增加，影響光衰和壽命，因此如何選擇高光效的LED光源需要綜合考慮，目前商業(yè)化的LED發(fā)光效率已經(jīng)超過130lm/W。
二是光衰不一致性，由于LED平板燈使用的LED數(shù)量較多，個體間光衰的不一致性一方面會使亮度下降，另一方面也可能造成LED平板燈的不均勻性機率增大，如果是使用RGB調(diào)色LED平板燈，不同顏色的LED光衰也不同，出現(xiàn)不均勻性的可能性更大。讓LED在額定功率以下工作，犧牲一定的效率，是一種比較好的解決方法，盡可能延長時間減少光衰。
三是LED器件的參數(shù)離散性，基于LED平板燈亮度顯色性的要求，LED平板燈工作時，在恒壓源條件下，各個LED器件的電流應(yīng)一致，在恒流源工作時，電壓應(yīng)一致，同時各個LED的亮度和波長也應(yīng)盡量一致。所以同一LED平板燈使用的LED要經(jīng)過篩選，特別對發(fā)光效率、光通量、主波長、色溫和壓降等指標(biāo)應(yīng)在一定誤差允許范圍內(nèi)。
四是價格，基于LED應(yīng)用在平板燈上的一些特殊要求，多個參數(shù)要基本一致，使企業(yè)對用于LED平板燈的LED器件，生產(chǎn)工藝過程要嚴格控制、分選，增加了生產(chǎn)企業(yè)的制造成本，近期內(nèi)要全面取代傳統(tǒng)格柵燈不具有價格優(yōu)勢。盡管還有上述一些需要解決的技術(shù)難題，但可以相信，LED平板燈必將是一個性能不斷提高，新品不斷創(chuàng)新的領(lǐng)域。
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