一、 前言

發光二極管(Light Emitting Diode; LED)是半導體材料制成的組件，為一種微細的固態光源，可將電能轉換為光，其發光原理是在一順偏之二極管p-n接合面處，自由電子與電洞發生復合作用(Recombination)，因自由電子由高能階掉到能量較低的價帶時，釋放出能量而產生光與熱，其不但體積小，且具有壽命長、驅動電壓低、反應速率快、耐震性佳、耗電少、發熱少、色彩純度高等特性，不僅能夠配合各種應用設備的輕、薄及小型化之需求，隨著藍光LED的開發，亦使得LED Display得以全彩化，再加上白光LED的相繼推出，更被譽為是下一代照明工業的主流。綜上所述，隨著LED應用的多元化，在其旋光性與電性的測試篩選上，自然較以往嚴格許多，試想，在一塊顯示看板上所使用的LED，若其彼此的光電特性差異過大，將造成各點亮度與顏色的不同，降低了整體均勻度，而影響呈現的品質，如此可見LED在品管測試上的重要性。以下本文將就LED的特性、旋光性相關量測單位、量測項目與CIE建議測試規范做一簡介。

二、LED的特性與影響因素

空間輻射(Spatial Radiation)分布

　　LED封裝后的樹脂外殼，除了具有保護晶粒的作用外，亦會影響LED發光的方向性，而所謂空間輻射分布，系指不同視角與LED的相對發光強度變化關系，即用以描述不同方向下，LED的發光強度變化，其系取決于LED的封裝方式，如內建微透鏡將可改變不同視角與相對發光強度的分布關系，以因應用途需求而強化其發光指向性(集中)或擴散性(分散)。

光譜(Spectrum)分布

　　因使用材料的不同，LED可設計出紅、橙、黃、綠、藍、紫等各顏色不同波段的光，以及紅外、紫外等不可見光LED，且封裝外殼顏色亦會對其光譜產生影響，其光譜半波寬(FWHM, Full Width Half Maximum)通常較窄，約數十奈米(nm)左右。

工作電流

　　LED的光強度與供應電流關系密切，是以量測時之供應電流須穩定，以免影響量測結果。

三、旋光性量測單位

全光通量(Total Luminous Flux; Φ)

　　不同波長之光輻射通量對人眼有不同權重之感應，光源之輻射通量依照其內各波長相對應之權重造成人眼所感應的通量，稱之為光通量，單位為流明(Lumen; lm)，而全光通量則定義為光源向各方向所發射光通量之總和。

光強度(Luminous Intensity; IV)

　　光強度定義為單位立體角所發射出的光通量，單位為燭光(Candela, cd)。一般而言，光源會向不同方向以不同強度放射出其光通量，在特定方向單位立體角所放出之可見光輻射強度即稱之為光強度。

色度(Chromaticity)

　　人眼對色彩的感知是一種錯綜復雜的過程，為了將色彩的描述加以量化，國際照明協會（CIE）根據標準觀測者的視覺實驗，將人眼對不同波長的輻射能所引起的視覺感加以紀錄，計算出紅、綠、藍三原色的配色函數，經過數學轉換后即得所謂的CIE 1931 Color Matching Function(x((), y((), z。而根據此一配色函數，后續發展出數種色彩度量定義，使人們得以對色彩加以描述運用。

　　根據CIE 1931配色函數，將人眼對可見光的刺激值以XYZ表示，經下列公式換算得到x, y值，即CIE 1931(x, y)色度坐標，透過此統一標準，對色彩的描述便得以量化并加以控制。x, y ：CIE 1931 色度坐標值 (Chromaticity Coordinates) 。

　　然而，由于以(x, y)色度坐標所建構之色域為非均勻性，使色差難以量化表示，所以CIE于1976年將CIE 1931色度坐標加以轉換，使其所形成之色域為接近均勻之色度空間，讓色彩差異得以量化表示，即CIE 1976 UCS(Uniform Chromaticity Scale)色度坐標，以(u', v')表示。