发光二极管寿命试验装置及方法

专利名称：发光二极管寿命试验装置及方法
技术领域：
本发明有关于一种半导体元件寿命试验装置，特别是有关于一种发光二 极管寿命试验装置，可同时测量发光二极管的结温度，进而估计其寿命值。
背景技术：
近来，发光二极管(light-emitting diode, LED)的操作功率与发光效 率不断提高，LED的应用也从小型显示器背光源慢慢地向照明主光源领域迈 进。以LED为主的固态照明趋势，将成为继白炽灯、萤光灯的后的下一世代 照明光源。不过，当LED总光通量与发光效率愈来愈高时，LED的可用寿命 (lifetime)也逐渐被重视。LED供应商通常会提供其LED产品的寿命预估 值，但各供应商的LED寿命预估值却相差甚多，甚至发生相同LED由不同寿 命试验单位评估却出现不 一致的结果。
LED属于长寿命半导体光源，无法以正常额定操作条件于短时间内完成 寿命试验。如图1所示， 一般用以试验LED寿命的方法，是将LED放置在一 可控制温度的炉体ll内的承载座12上。炉体ll升温到预设温度后，电源供 应器13提供一试验电流给LED。通过对LED施加较额定操作条件高的温度与 电流以加速LED老化速度。经过一段时间炉体11的温度恢复到常温，由炉体 取出LED测量其光电特性，再放回炉体中继续老化试验，重复上述老化试验 与测量步骤，直到LED的光电特性衰退到一预设值。同规格的LED以不同的 预设温度与试验电流进行老化试验得到不同的寿命衰退曲线，再通过统计计 算以推估LED在正常额定操作条件下的寿命值。
然而，除了炉体ll的温度以外，电流供应器13所提供的电流、承载座 12的散热能力都会影响LED老化试验时的结温度值，使得LED的温度无法掌 控，进而导致同型LED由不同寿命试验系统评估却出现不一致的结果。

发明内容
本发明提供一种寿命试验装置，包括炉体、电流源、电压计、控制模块、发光二极管。其中，炉体在第一期间内逐渐地改 变炉温，在第二期间内维持炉温在设定炉温。电流源提供发光二极管第一电 流和第二电流。电压计用来测量发光二极管的正向电压。控制模块控制电流 源输出第 一 电流或第二电流给发光二极管，且控制电压计测量发光二极管该 正向电压。处理模块根据发光二极管的正向电压、发光二极管的正向电压与 该炉温的 一 变动关系式以计算发光二极管的结温度。
本发明还提供一种寿命试验装置，包括炉体、控制模块、第一电流源、 第二电流源、电源切换器、电压计、及处理模块。炉体内供放置多个发光二 极管，其中，炉体在第一期间内逐渐地改变炉温，在第二期间内维持炉温在 设定炉温。控制模块提供第一电流控制信号、第二电流控制信号、电压检测 信号、及切换信号。第一电流源根据第一电流控制信号而提供第一电流。第 二电流源根据第二电流控制信号而提供多个第二电流，其中，每一第二电流 对应多个发光二极管中的一者。电源切换器根据切换信号而将第一电流或第 二电流输出给发光二极管。电压计根据电压检测信号来测量发光二极管的正 向电压。对于每一发光二极管，处理模块根据发光二极管的正向电压、发光 二极管的正向电压与炉温的 一 变动关系式以计算该发光二极管的结温度。
本发明另提供一种寿命试验方法适用于发光二极管。此发光二极管配置
在炉体内，且炉体具有炉温。此方法包括在第一期间内，逐渐地改变炉温； 在第一期间内，提供第一电流给发光二极管，以获得发光二极管的至少两第 一正向电压；获得发光二极管的正向电压与炉温的一变动关系式；在第二期 间，维持炉体的炉温在设定炉温；在第二期间，每隔一预定期间，提供该第 一电流给该发光二极管，以获得发光二极管的第二正向电压；根据变动关系 式及第二正向电压来计算发光二极管的结温度。


图l表示公知发光二极管的寿命试验装置； 图2表示本发明第一实施例的寿命试验装置；
图3表示本发明第一实施例的炉温与寿命试验装置试验过程的关系图； 图4表示本发明第一实施例的另一炉温与寿命试验装置试验过程的关系
图5表示本发明第二实施例的寿命试验装置；施例中用作老化试验的电流波形图7表示根据本发明实施例的发光二极管寿命试验方法；
图8表示获得正向电压与炉温点的变动关系式的 一 例子。
图9表示根据本发明实施例的另 一发光二极管寿命试验方法；以及
图10表示获得正向电压与炉温点的变动关系式的另 一例子。
主要元件符号说明
11~炉体；
12 承载座；
13~电源供应器；
2 寿命试验装置；
20~炉体；
21 发光二极管承载座；
22~电流源；
23 ~电压计；
24 控制模块；
25~处理模块；
26 光检测模块；
250 显示装置；
Sc~电流控制信号；
Sd~电压检测信号；
So 光检测信号；
Sf 炉温检测信号；
51、 52 ~电流源；
53~电源切换器；
Scl、 Sc2~电流控制信号；
Ssw~切换信号。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实 施例，并配合附图，详细说明如下。
发光二极管(light-emitting diode)的温度会随着输入功率增加而上升，其发光波长、发光效率甚至是寿命都与其点亮时的结温度(junction temperature)息息相关。结温度可由式(1)来表示
其中，w为初始温度或为发光二极管未输入功率前周围参考温度，ro表 示在初始温度ro上短暂地给发光二极管一个极小电流时发光二极管的正向
电压值，及^表示在发光二极管达一特定温度点上短暂地给发光二极管一个 极小电流时发光二极管的正向电压值，《则表示LED的正向电压温度系数。 温度系数可由式(2)来表示
<formula>formula see original document page 10</formula> ( 2 )
其中，ri及n表示两个已知的发光二极管周围环境温度，n及"分别 表示在温度n及7^下短暂地给发光二极管一个极小电流时发光二极管的正 向电压1直。
因此，本发明提出一种适用于发光二极管的寿命试验装置，除了可对发 光二极管进行老化试验外，同时可用以测量发光二极管结温度，使发光二极 管老化试验得以在已知结温度下进行。
第一实施例
图2表示本发明第一实施例的寿命试验装置。参阅图2,寿命试验装置2 用来试验发光二极管的寿命，且其包括炉体20、配置在该炉体20内的发光 二极管承载座21、电流源22、电压计23、控制模块24、处理模块25、以及 光检测模块26。其中，发光二极管配置在该发光二极管承载座21上。控制 模块24提供电流控制信号Sc至电流源22;控制模块24提供电压检测信号 Sd以控制电压计23读取发光二极管所产生的正向电压值，并将读取的正向 电压值传送至处理模块25;控制模块24提供光检测信号So以控制光检测模 块26检测发光二极管所产生的光电特性，并将测得的光电特性传送至处理模 块25;控制模块24提供炉温检测信号Sf以检测炉温，并将测得的炉温传送 至处理模块25。电流源22提供三个电流I1、 12及13,并根据电流控制信号 Sc以提供电流Il、 12或I3至发光二极管。电压计12根据电压检测信号Sd 来测量发光二极管的正向电压值。处理模块25计算、存储、以及及显示发光 二极管各特性如正向电压值、温度系数、结温度、光衰曲线与寿命。
图3表示本发明第一实施例的炉体20的温度(炉温)Tf与寿命试验装置试验过程的关系图，其中试验过程分为三个期间PI ~P3。本发明第一实施
例的寿命试验装置的操作将参阅第2及3图来说明。
参阅图2及3,当发光二极管放置在炉体20的LED承载座21上后，炉 体20的温度(以下称为炉温)Tf在时间点TPl上由常温Tn开始上升，直到 炉温Tf于时间点TP2到达设定炉温Td。炉温Tf由常温Tn逐渐地上升到设 定炉温Td的期间则为期间Pl。在期间PI内，电流源22根据电流控制信号 Sc至少在两温度点上短暂地提供电流Il给发光二极管。同时，电压计23根 据电压检测信号Sd来测量发光二极管每次受到电流II驱动而产生的正向电 压值。控制模块24再将电压计23测得的正向电压值传送至处理模块25。
举例来说，在温度点Tl上，电流源22短暂地提供电流II给发光二极管， 且电压计23测量到发光二极管的正向电压VI，控制模块24将检测到的温度 点Tl及量得的正向电压VI传送至处理模块25。接着，在温度点T2上，电 流源22短暂地提供电流II给发光二极管，且电压计23测量到发光二极管的 正向电压V2。控制模块24将检测到的温度点T2及量得的正向电压V2传送 至处理模块25。当处理模块25获得正向电压VI及V2及炉温点Tl及T2后， 计算出正向电压VI及V2与炉温点Tl及T2的变动关系式，即上述的式(2 ):
r2_ri ( 2 )
此变动关系式(2)直接表示发光二极管的温度系数K。 在本实施例系在两个温度点上提供电流II给发光二极管，以测得的两温 度及正向电压来计算获得温度系数。在其他的实施例中，于期间P1内，电流 源22可在至少三个温度点上短暂地提供电流II给发光二极管，以获得至少 三个正向电压。此时，处理模块25根据这些温度点以及对应的正向电压计算 获得正向电压及炉温点的变动关系式(2),进而获得温度系数K。
在期间P2内，炉温Tf维持在设定炉温Td。此设定炉温Td作为初始温 度TO。当发光二极管的温度与炉温Tf约达平衡时(时间点TP3),电流源22 根据电流控制信号Sc短暂地提供电流II给发光二极管，同时，电压计23根 据电压检测信号Sd来测量发光二极管受到电流II驱动而产生的正向电压， 以作为初始正向电压VO。接着，电流源22根据电流控制信号Sc而切换为提 供电流12给发光二极管以进行老化试验，其中电流12大于II。之后每隔一 预定期间，电流源22根据电流控制信号Sc至少一次短暂地由电流12切换为提供电流II给发光二极管，同时，电压计23根据电压检测信号Sd来测量发
光二极管每次受到电流II而产生的正向电压。
举例来说，在与时间点TP3相隔预定期间PP的时间点TP4上，电流源 22短暂地由电流12切换为提供电流II给发光二极管，同时，电压计23测 量发光二极管产生的正向电压，以作为正向电压Vt。处理模块25将由变动 关系式(2)所获得的温度系数K、初始温度TO (即设定炉温Td)、初始正向 电压V0、及正向电压Vt，以上述公式(l)来计算获得发光二极管在时间点TP4 上的结温度Tj。接着，可在与时间点TP4相隔预定期间PP的时间点TP5上， 电流源22同样短暂地由电流12切换为提供电流II给发光二极管，同时，电 压计23测量发光二极管产生的正向电压，以作为正向电压Vt。处理模块25 将由变动关系式(2)所获得的温度系数K、初始温度TO、初始正向电压VO、 及正向电压Vt，以上述公式(l)来计算获得在发光二极管在时间点TP5上的 结温度Tj。通过重复上述电流源22每隔一预定期间PP短暂地由电流12切 换为提供电流II给发光二极管的步骤，则可获得发光二极管在不同时间点上 的结温度，直到预定的老化试验结束时间点TP6，电流源22根据电流控制信 号Sc而停止提供电流12给发光二极管以停止老化试验。之后，炉温Tf开始 由预定温度Td下降至常温Tn。
在一些实施例中，初始正向电压VO在进入第一期间Pl前求得。在第一 期间Pl的前，炉温Tf维持在常温Tn以作为初始温度TO,且电流源22根据 电流控制信号Sc短暂地提供电流II给发光二极管，同时，电压计23根据电 压检测信号Sd来测量发光二极管受到电流II驱动而产生的正向电压以作为 初始正向电压VO。在另一些实施例中，可以^l巴在第一期间Pl中所获得的正 向电压及对应的炉温点分别作为初始正向电压V0及初始温度T0。
在一些实施例中，也可在炉温Tf由设定炉温Td下降至常温Tn的期间 P3中计算正向电压及炉温点的变动关系式(2),进而获得温度系数K。在期 间P3中，电流源22根据电流控制信号Sc至少在两温度点上短暂地提供电流 II给发光二极管。同时，电压计23根据电压检测信号Sd来测量发光二极管 每次受到电流II驱动而产生的正向电压。控制模块25再将测得的温度及正 向电压传送至处理模块25。处理模块25根据至少两温度点以及对应的正向 电压计算获得正向电压及炉温点的变动关系式(2),进而获得温度系数K。 由于期间P3中获得温度系数K所执行的操作步骤与期间Pl相同，因此省略
12举例说明。同样地，于期间P3内，电流源22可在至少三个温度点上短暂地
提供电流II给发光二极管，以获得至少三个正向电压。此时，处理模块25
根据这些温度点以及对应的正向电压以计算获得正向电压及炉温点的变动关
系式(2),进而获得温度系数K。
根据上述说明可得知，发光二极管的温度系数K可在炉温Tf逐渐上升及 /或下降的期间内来获得。当在炉温Tf逐渐上升及下降的期间内皆通过正向 电压及炉温点的变动关系式(2)进而获得温度系数时，处理模块25可通过 统计计算来获得所需的温度系数K。在其他一些实施例中发光二极管的正向 电压及炉温点的变动关系式(2 )若已经知悉，例如此变动关系式为外部输入 数据或此存于处理模块25中，可于炉体升温及降温过程中省略求得变动关系 式(2)的步骤。在进行期间P2的老化试验时，则可通过此变动关系式(2) 的温度系数K及其他相关参数来获得至少一个结温度。
参阅图2，光检测模块26耦接LED承载座上的发光二极管并接受控制模 块24控制与检测。其可多次测试发光二极管的发光特性，例如发光量及光谱 特性。光检测模块26可在期间P2的老化试验时，多次地检测发光二极管的 发光特性。此外，当炉温Tf下降至常温Tn时，可维持在常温Tn—段时间， 在此期间内，光检测模块26也可多次地检测发光二极管的发光特性。参阅图 4,炉温Tf在时间点TP7降至常温Tn，且在时间点TP7-TP8的期间P4内维 持在常温Tn。在期间P4中，控制模块24输出电流控制信号Sc、电压检测信 号Sd以及光检测信号So,电流源22根据电流控制信号Sc提供一预设电流 I3给发光二极管，电压计"根据电压检测信号Sd测量发光二极管产生的正 向电压值Vf。控制模块24再将电压计23测得的正向电压值Vf传送至处理 模块25。光检测模块26根据光检测信号So检测发光二极管的发光特性。控 制模块24将光检测模块26在期间P2及P4中所测得的发光特性传送至处理 模块2、处理模块25则可计算出在常温及相对高温下发光特性随时间变化 的曲线，即光衰曲线。当光检测模块26完成常温发光特性测试后，寿命试验 装置2重复期间Pl至P4的操作，以持续进行发光二极管老化试验、结温度 及发光特性测量。
处理模块25包括计算装置、存储装置以及显示装置250，其可通过在期 间Pl及/或P3所获得的炉温与正向电压值来计算、存储、及显示正向电压及 炉温点的变动关系式(2)及温度系数K。其可通过温度系数K与在期间P2所获得的炉温TO与正向电压值VO及Vt，计算、存储、以及显示发光二极管
的结温度、结温度的变化曲线。其可通过发光二极管在常温及相对高温下发 光特性随时间变化的光衰曲线，计算、存储、以及显示发光二极管达一光衰
设定值时所需时间，即发光二极管寿命。处理模块25的显示装置250可显示 发光二极管光衰曲线。处理模块25可存储与显示在期间P4所获得的发光二 极管正向电压值Vf及其随时间变化曲线。处理模块25可结合多个不同操作 条件下(例如结温度)发光二极管寿命值以计算推估其在任一操作条件下(例 如结温度)的寿命值。
根据本发明第一实施例，处理模块25在获得发光二极管的结温度及光学 特性后，通过光衰曲线计算发光二极管寿命，通过不同结温度与发光二极管 寿命间的关系，计算推估发光二极管在不同操作条件下的寿命值。
第二实施例
根据本发明的第二实施例，以正向电压及炉温点的变动关系式来直接求 得结温度Tj。在第一期间P1中，当处理模块25获得正向电压V1及V2及炉 温点Tl及T2后，计算出正向电压VI及V2与炉温点Tl及T2的变动关系式， 如下
r = fr+s ( 3 )
其中，K表示正向电压，r表示炉温度，^表示变动关系式(3)的斜率， 且B表示变动关系式(3)的截距。根据式(2)及(3)可得知，变动关系式 (3)的斜率^即是温度系数。
在第二期间P2中，电流源22根据电流控制信号Sc而切换为提供电流 12给发光二极管以进行老化试验。之后每隔一预定期间，电流源22根据电 流控制信号Sc至少一次短暂地由电流12切换为提供电流II给发光二极管， 同时，电压计23根据电压检测信号Sd来测量发光二极管每次受到电流II而 产生的正向电压。
举例来说，在时间点TP4上，电流源22短暂地由电流I2切换为提供电 流I1给发光二极管，同时，电压计23测量发光二极管产生的正向电压，以 作为正向电压V。处理模块25将正向电压V带入变动关系式(3)，则可获得 发光二极管在时间点TP4上的结温度Tj。
因此，根据本发明的第二实施例，不需求得初始温度TO(即设定炉温Td) 及初始正向电压V0。通过在第二期间P2中发光二极管受电流II驱动而产生的正向电压(V)以及变动关系式(3),则可获得发光二极管的结温度Tj。 第三实施例
图5表示根据本发明第三实施例的寿命试验装置，且图5与图2中相同 符号的元件执行相同的操作。图5的寿命试验装置5与图2的寿命试验装置 2大致上相同，此两者相异之处在于，寿命试验装置5用于试验多个发光二 极管的寿命，此外，电流I1及I3与电流I2由相异的电流源所提供。参阅图 5,寿命试验装置5包括炉体20、配置在该炉体20内的LED承载座21、电流 源51及52、电源切换器53、电压计23、控制模块24、处理模块25、以及 光检测模块26。其中，多个发光二极管配置在该LED承载座21上。控制模 块24提供电流控制信号Scl至电流源51、电流控制信号Sc2至电流源52; 控制模块24提供电压检测信号Sd以控制电压计23读取发光二极管所产生的 正向电压值，并将读取的正向电压值传送至处理模块25;控制模块24提供 光检测信号So以控制光检测模块26检测发光二极管所产生的光电特性，并 将测得的光电特性传送至处理模块25;控制模块24提供炉温检测信号Sf以 检测炉温，并将测得的炉温值传送至处理模块25;以及，控制模块24提供 切换信号Ssw至电源切换器53。电流源51根据电流控制信号Scl以提供电 流II或13。电流源52根据电流控制信号Sc2以提供电流12。电源切换器 5 3则根据切换信号S sw来将电流11 、 12或13输出至多个发光二极管。
在第三实施例中，对于每一发光二极管而言，寿命试验装置5在期间 P1-P4的操作大致上与寿命试验装置2相同，其不同的处在于，电源切换器 53根据切换信号Ssw以切换电流II、 12或13给发光二极管。在炉体20的 温度Tf在上升及/或下降的期间中，即在期间P1及/或P3中，对于每一发光 二极管而言，电流源51根据电流控制信号Scl提供电流II,且电源切换器 53根据切换信号Ssw在至少两温度点上短暂地输出电流II给发光二极管。 处理模块25根据炉温点及对应的正向电压，计算出正向电压与炉温点的变动 关系式(3)，进而获得温度系数K。
在期间P2内，当;fe夂获得每一发光二极管老化试^r前的初始正向电压V0 及老化试验中的正向电压Vt时，电流源51根据电流控制信号Scl提供电流 II,电源切换器53根据切换信号Ssw短暂地输出电流II给发光二极管。且 当欲进行每一发光二极管的老化试验时，电流源52根据电流控制信号Sc2以 提供电流12，电源切换器53根据切换信号Ssw输出电流12给发光二极管。由于第二实施例的寿命试验装置5适用于多个发光二极管，因此，对于不同 的发光二极管可提供具有不同电流值的电流12 ,以进行不同的老化试—睑条件。
在本发明第一、第二及第三实施例中，电流Il、 12及I3的电流值根据
寿命试验装置设定及发光二极管的规格而定。在一些实施例中，电流I1大约
为5iiA至5mA，电流12、 13大约为5mA至5A。此外，用作老化试验的电流 12型态可依据发光二极管的规格而为固定的电流，其电流值在期间CT内固 定在一电平，如图6a所示。另外，电流I2也可是脉冲式电流，如图6b所示， 每当切换为电流12来驱动发光二极管时，电流12则提供一脉冲Pu 1 se形式 的电流。
图7表示根据本发明实施例的一发光二极管寿命试验方法。本发明实施 例的发光二极管寿命试验方法将配合图2及图7来说明。被测试的发光二极 管配置在一个炉体20的发光二极管承载座21上，首先为获得发光二极管的 正向电压与炉溫点的变动关系式(2)，此变动关系式(2)表示发光二极管的 温度系数(步骤S70)。当炉体20的炉温维持在一设定炉温且发光二极管的 温度与炉温约达平衡时，电流源22短暂地提供电流II给发光二极管，使发 光二极管产生一初始正向电压(步骤S71 )。接着，电流源22提供电流12给 发光二极管以进行发光二极管的老化试验(步骤S72)。在进行老化试验时， 每隔一预定期间，电流源22切换为提供电流II《合发光二极管，并测量发光 二极管受电流II驱动所产生的至少一正向电压(步骤S73)。处理模块25根 据发光二极管受电流II驱动所产生的正向电压、由变动关系式(2)所获得 的温度系数、设定炉温、初始正向电压以计算发光二极管的至少一结温度(步 骤S74 )。光检测模块26多次检测发光二极管的发光量与光谱特性(步骤S75 )。 处理模块"根据发光二极管的发光量与光谱特性以及结温度，来计算发光二 极管的寿命值(步骤S76 )。处理模块25的显示装置250显示变动关系式(2 )、 发光二极管的温度系数、正向电压、结温度以及发光二极管的发光量与光谱 特性，此外，显示装置250亦会显示步骤S76中所获得的发光二极管的寿命 值(步骤S77 )。
在一些实施例，获得发光二极管的温度系数的步骤S7G中，发光二极管 的温度系数为外部输入数据或已经存在处理模块25中。
在另一些实施例，发光二极管的温度系数可通过提供电流II至发光二极 管所产生的正向电压来获得。图8表示步骤S70的一实施例。炉体20的炉温
16由低向高或由高向低逐渐地改变(步骤S701)。在炉温逐渐地改变时，电流
源22于至少两温度点上短暂地提供电流II给发光二极管，使发光二极管产 生至少两个正向电压(步骤S702 )。处理模块25根据此两温度点以及对应的 至少两正向电压来计算正向电压与炉温点的变动关系式(2),且由此变动关 系式获得发光二极管的温度系数(步骤S703 )。在此实施例中，假使电流源 22在至少三个温度点上短暂地提供电流II给发光二极管时，处理模块25根 据这些温度点以及对应的正向电压以统计计算来获得温度系数。
图9表示根据本发明实施例的另一发光二极管寿命试验方法。本发明实 施例的发光二极管寿命试验方法将配合图2及图9来说明。被测试的发光二 极管配置在一个炉体20的发光二极管承载座21上，首先为获得发光二极管 的正向电压与炉温点的变动关系式(3)(步骤S90)。电流源22提供电流I2 给发光二极管以进行发光二极管的老化试验(步骤S91 )。在进行老化试验时， 每隔一预定期间，电流源22切换为提供电流II给发光二极管，使发光二极 管产生一正向电压(步骤S92)。处理模块25根据发光二极管的正向电压与 炉温点的变动关系式(3)以及受电流II驱动所产生的正向电压以计算发光 二极管的结温度(步骤S93)。光检测模块26多次检测发光二极管的发光量 与光谱特性(步骤S94)。处理模块25根据发光二极管的发光量与光谱特性 以及结温度，来计算发光二极管的寿命值(步骤S95)。处理模块25的显示 装置250显示变动关系式(3)、正向电压、结温度以及发光二极管的发光量 与光谱特性(步骤S96)，此外，显示装置250亦会显示步骤S95中所获得的 发光二极管的寿命值。
在另一些实施例，发光二极管的正向电压与炉温点的变动关系式可通过 提供电流II至发光二极管所产生的正向电压来获得。图10表示步骤S90的 一实施例。炉体20的炉温由低向高或由高向低逐渐地改变(步骤S901)。在 炉温逐渐地改变时，电流源22于至少两温度点上短暂地提供电流II给发光 二极管，使发光二极管产生至少两个正向电压(步骤S902 )。处理模块25根 据此两温度点以及对应的至少两正向电压来计算正向电压与炉温点的变动关 系式(3)(步骤S903 )。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。任何 所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 可进行各种更动与修改。因此，本发明的保护范围以所提出的权利要求的范围为准。
权利要求
1. 一种发光二极管寿命试验装置，包括一炉体，具有一炉温，该炉体内供放置一发光二极管，其中，该炉体在一第一期间内逐渐地改变该炉温，在一第二期间内维持该炉温在一设定炉温；一电流源，用以提供一第一电流和一第二电流给该发光二极管；一电压计，用以测量该发光二极管的正向电压；一控制模块，用以控制该电流源输出该第一电流或该第二电流给该发光二极管，且控制该电压计测量该发光二极管该正向电压，以及一处理模块，根据该发光二极管的正向电压、该发光二极管的正向电压与该炉温的一变动关系式以计算该发光二极管的结温度。
2. 如权利要求1所述的发光二极管寿命试验装置，其中，在该第一期间 内，该电流源在至少两温度点上提供该第一电流给该发光二极管，且该发光 二极管对应产生至少两第一正向电压。
3. 如权利要求2所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该处理模块根 据至少两该温度点以及对应的至少两该第一正向电压以计算出该变动关系 式。
4. 如权利要求3所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该变动关系式 为一次方程式。
5. 如权利要求1所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该变动关系式 为外部输入数据或已经存在该处理^t块中
6. 如权利要求1所述的发光二极管寿命试验装置，其中，在该第一期间 前该炉温维持在常温或在该第一期间内或在该第二期间时，该电流源提供该 第一电流给该发光二极管，且该发光二极管产生一初始正向电压。
7. 如权利要求6所述的发光二极管寿命试验装置，其中，在该第二期间 内，该电流源切换为提供该第二电流给该发光二极管，且每隔一预定期间切 换为提供该第 一 电流给该发光二极管以产生一 第二正向电压。
8. 如权利要求7所述的发光二极管寿命试验装置，其中，每隔该预定期 间，该处理才莫块^f艮据该变动关系式、对应的该第二正向电压、该初始正向电 压以及对应的该炉温以计算该结温度。
9. 如权利要求1所述的发光二极管寿命试验装置，其中，在第二期间内，该电流源切换为提供该第二电流给该发光二极管，且每隔一预定期间切换为 提供该第 一 电流给该发光二极管以产生该一第二正向电压。
10. 如权利要求9所述的发光二极管寿命试验装置，其中，每隔该预定期间，该处理模块根据该变动关系式及对应的该第二正向电压以计算该结温度。
11. 如权利要求1所述的发光二极管寿命试验装置，其中该电流源所提供 的该第二电流可为直流形式或脉冲形式。
12. 如权利要求1所述的发光二极管寿命试验装置，还包括一光检测模 块，用以多次测试该发光二极管的发光量及光语特性。
13. 如权利要求12所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该处理模块 可计算、存储、以及显示该发光二极管的该变动关系式、该发光二极管的正 向电压、该结温度以及该发光二极管的发光量与光谱特性。
14. 如权利要求12所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该处理模块 可根据该发光二极管的发光量与光谱特性以及该结温度，来计算、存储、以 及显示该发光二极管的寿命值。
15. —种发光二极管寿命试验装置，适用于多个发光二极管，包括-. 一炉体，具有一炉温，该炉体内供放置多个发光二极管，其中，该炉体在一第一期间内逐渐地改变该炉温，在一第二期间内维持该炉温在一设定炉 温;一控制模块，用以提供一第一电流控制信号、 一第二电流控制信号、一电压检测信号、及一切换信号；一第一电流源，用以根据该第一电流控制信号而提供一第 一电流；一第二电流源，用以根据该第二电流控制信号而提供多个第二电流，其 中，每一该第二电流对应该多个发光二极管中的一者；一电源切换器，用以才艮据该切换信号而将该第 一电流或该多个第二电流 输出给该多个发光二极管；一电压计，用以根据该电压检测信号来测量该多个发光二极管的正向电 压；以及一处理模块；其中，对于每一该发光二极管，该处理模块根据该发光二极管的正向电 压、该发光二极管的正向电压与该炉温的一变动关系式以计算该发光二极管 的结温度。
16. 如权利要求15所述的发光二极管寿命试验装置，其中，对于每一该发光二极管，在该第一期间内，该第一电流源根据该第一电流控制信号而提 供一第 一 电流且该电源切换器根据该切换信号以在至少两温度点上输出该第 一电流给该发光二极管，且该发光二极管对应产生至少两第一正向电压。
17. 如权利要求16所述的发光二极管寿命试验装置，其中，对于每一该 发光二极管，该处理模块根据至少两该温度点以及对应至少两该第一正向电 压以计算出该变动关系式。
18. 如权利要求16所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该多个发光 二极管的该多个变动关系式为一次方程式。
19. 如权利要求15所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该多个变动 关系式为外部输入数据或已经存在该处理模块中。
20. 如权利要求15所述的发光二极管寿命试验装置，其中，对于每一该 发光二极管，在该第一期间前该炉温维持在常温或在该第一期间内或在该第 二期间内，该第一电流源根据该第一电流控制信号而提供一第一电流且该电 源切换器根据该切换信号以输出该第一电流给该发光二极管，且该发光二极 管产生一初始正向电压。
21. 如权利要求20所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该第二电流 源根据该第二电流控制信号而提供第二电流且该电源切换器根据该切换信号 切换为输出该第二电流给该发光二极管，且每隔 一预定期间该第 一 电流源根 据该第 一 电流控制信号而提供一第 一 电流且该电源切换器才艮据该切换信号输 出该第 一 电流给该发光二极管以产生一第二正向电压。
22. 如权利要求21所述的发光二极管寿命试验装置，其中，每隔该预定 期间，该处理^^块^4居该变动关系式、对应的该第二正向电压、该初始正向 电压以及对应的该炉温以计算该结温度。
23. 如权利要求15所述的发光二极管寿命试验装置，其中，对于每一该 发光二极管，在该第二期间内，该第二电流源根据该第二电流控制信号而提 供第二电流且该电源切换器根据该切换信号切换为输出该第二电流给该发光 二极管，且每隔一预定期间该第 一电流源根据该第 一电流控制信号而提供一 第 一 电流且该电源切换器才艮据该切换信号输出该第 一 电流给该发光二极管以 产生一第二正向电压。
24. 如权利要求23所述的发光二极管寿命试验装置，其中，每隔该预定期间，该处理模块根据该变动关系式及对应的该第二正向电压以计算该结温度。
25. 如权利要求15所述的发光二极管寿命试验装置，其中该第二电流源 所提供的该第二电流可为直流形式或脉沖形式。
26. 如权利要求15所述的发光二极管寿命试验装置，还包括一光检测模 块，用以多次测试该多个发光二极管的发光量与光谱特性。
27. 如权利要求26所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该处理模块 可计算、存储、以及显示该多个发光二极管的该多个变动关系式、该多个正 向电压、该多个结温度、以及该多个发光二极管的发光量与光谱特性。
28. 如权利要求26所述的发光二极管寿命试验装置，其中，该处理模块 可根据该多个发光二极管的发光量与光谱特性以及该多个结温度，来计算、 存储、以及显示该多个发光二极管的寿命值。
29. —种发光二极管寿命试验方法，该发光二极管配置在一炉体内，包括 在一第一期间内，逐渐地改变炉温；获得该发光二极管的正向电压与该炉温的一变动关系式； 在一第二期间，维持该炉体的该炉温在一设定炉温；在该第二期间，提供该发光二极管一老化试验电流，且每隔一预定期间， 提供一第 一 电流给该发光二极管，以获得该发光二极管的一正向电压； 根据该变动关系式及该正向电压来计算该发光二极管的结温度。
30. 如权利要求29所述的发光二极管寿命试验方法，还包括 在该第一期间内，在至少两温度点上提供该第一电流给该发光二极管，使该发光二极管产生至少两第一正向电压；以及根据至少两该温度点以及至少两该第一正向电压以计算出该变动关系式。
31. 如权利要求30所述的发光二极管寿命试验方法，其中，该变动关系 式为一次方程式。
32. 如权利要求29所述的发光二极管寿命试验方法，其中，该发光二极 管的变动关系式为外部输入数据。
33. 如权利要求29所述的发光二极管寿命试验方法，还包括 在该第一期间的前该炉温维持在常温或在该第一期间或在该第二期间，提供该第 一电流给该发光二极管，以获得一初始正向电压；在该第二期间内，每隔该预定期间，根据该变动关系式、该初始正向电 压以及对应的该炉温、该发光二才及管的正向电压以计算该结温度。
34. 如权利要求29所述的发光二极管寿命试验方法，还包括多次测试 该发光二极管的发光量与光谱特性。
35. 如权利要求29所述的发光二极管寿命试验方法，还包括根据该发 光二极管的发光量与光谱特性以及该结温度，来计算、存储、以及显示该发 光二极管的寿命值。
36. 如权利要求29所述的发光二极管寿命试验方法，还包括存储及显 示该发光二极管的该变动关系式、该多个第一正向电压、该正向电压、该结 温度、以及该发光二极管的发光量与光谱特性。
全文摘要
一种寿命试验装置，包括炉体、电流源、电压计、控制模块、及处理模块。炉体内供放置发光二极管。其中，炉体在第一期间内逐渐地改变炉温，在第二期间内维持炉温在设定炉温。电流源提供发光二极管第一电流和第二电流。电压计用来测量发光二极管的正向电压。控制模块控制电流源输出第一电流或第二电流给发光二极管，且控制电压计测量发光二极管该正向电压。处理模块根据发光二极管的正向电压、发光二极管的正向电压与该炉温的一变动关系式以计算发光二极管的结温度。
文档编号G01R31/26GK101452044SQ20071019627
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者陈秋伶, 黄斐章, 黄胜邦 申请人:财团法人工业技术研究院