《Micro LED光學(xué)特性測試方法》

ICS31.080

CCSL41

團體標準

T/CVIA117-2023

T/DTIA001-2023

MicroLED光學(xué)特性測試方法

MeasurementmethodsforopticalpropertiesofMicroLEDs

2023-04-18發(fā)布2023-04-18實施

中國電子視像行業(yè)協(xié)會

發(fā)布

國家新型顯示技術(shù)創(chuàng)新中心

T/CVIA117-2023

T/DTIA001-2023

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由中國電子視像行業(yè)協(xié)會和國家新型顯示技術(shù)創(chuàng)新中心共同提出并歸口，由新型顯示產(chǎn)業(yè)

技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟組織起草。

本文件起草單位：福州大學(xué)、杭州遠方光電信息股份有限公司、TCL華星光電技術(shù)有限公司、閩

都創(chuàng)新實驗室、福建兆元光電有限公司、廈門乾照光電股份有限公司、海信視像科技股份有限公司、

國家新型顯示技術(shù)創(chuàng)新中心、廣東聚華新型顯示研究院、福建捷聯(lián)電子（福建）有限公司。

本標準起草人：孫捷、宋立、葉蕓、陳恩果、郝亞斌、馮曉曦、彭健鋒、黃衛(wèi)東、郭太良、李敏、

張帆、王樂、張志睿、莊佳慶、杜曉峰、鐘連生。

本文件為首次發(fā)布。

Ⅱ

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MicroLED光學(xué)特性測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了單色MicroLED的光學(xué)特性測試方法。

本文件適用于單顆MicroLED光學(xué)特性的測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.65-2004電工術(shù)語照明

GB/T19658-2013反射燈中心光強和光束角的測量方法

GB/T26178-2010光通量的測量方法

GB/T39394-2020LED燈、LED燈具和LED模塊的測試方法

JJG211-2021亮度計

SJ/T11394-2009半導(dǎo)體發(fā)光二極管測試方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語適用于本文件。

3.1

MicroLEDmicro-light-emittingdiode

發(fā)光臺面(mesa)的邊長（或直徑）在1-100μm范圍內(nèi)的發(fā)光二極管。

3.2

輻射通量radiantflux

Φe;Φ;P

以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的功率。

單位：W

[來源：GB/T2900.65-2004，845-01-23]

3.3

亮度luminance

L

亮度定義為單位投影面積上、單位立體角內(nèi)的光通量。式（1）中，是經(jīng)過給定點的光束元在包

含給定方向的立體角內(nèi)傳播的光通量；dA是包含給定點的該光束的截面面積；是截面法線與輻射束

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方向之間的夾角。

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單位：cdm。

2

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1

T/CVIA117-2023

T/DTIA001—2023

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[來源：GB/T2900.65-2004，845-01-35，????有修改?????????????????????????]?????????

3.4

色品坐標chromaticitycoordinates

一組三色刺激值中的每一個值與它們的總和之比。

[來源：GB/T2900.65-2004，845-03-33，描述有所修改]

3.5

光譜功率分布spectralpowerdistribution

P(λ)

在光輻射波長范圍內(nèi)，各個波長的輻射功率分布情況。

[來源：SJ/T11394-2009，3.4]

3.6

光束角beamangle

在通過光束軸線的平面上的兩條給定直線之間的夾角，這兩條直線分別通過光源的正面中心和發(fā)

光強度為中心光強50%的發(fā)光點。

[來源：GB/T19658-2013，2.4]

3.7

色差colorshift

色差為被測樣品的色品坐標(,)與目標樣品色品坐標(,)之間的歐幾里得距離，可由公式

?????????????????

（2）計算得出：′′′′

????????????????????????????????????????

=()+()..................................................(2)

′′2′′2

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4一般要求

4.1概述

除非另有規(guī)定，試驗或測量在本文件規(guī)定的工作條件下進行。

本文件適用于電極直接接觸式和非直接接觸式的測試，但不建議將兩種測試方法的結(jié)果直接進行

對比，需要在理論上考慮兩種測試方法的差異后方可進行數(shù)據(jù)的橫向比較。非直接接觸式測試的結(jié)果需

說明測試方法，建議只用于定性測試。

4.2測試室

如無特殊規(guī)定，測試室應(yīng)滿足GB/T39394-20204.2.1的要求。

4.3試驗的標準大氣條件

環(huán)境溫度：25°C±1C°；

相對濕度：48%-52%；

氣壓：86kPa-106kPa。

4.4被測樣品的工作溫度

除了按環(huán)境設(shè)計的MicroLED外，所有被測試的樣品應(yīng)工作在規(guī)定的溫度下進行測試。

2

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T/DTIA001-2023

允差區(qū)間：在規(guī)定的溫度±1°C范圍內(nèi)。

為了符合此要求，溫度測量的結(jié)果應(yīng)位于接受區(qū)間內(nèi)。例如當樣品溫度測量的不確定性為0.4°C時，

接受區(qū)間則為±0.6°C。不確定性越大，接受區(qū)間越小。

需要注意測溫裝置不能干擾測試光路，測試設(shè)備不應(yīng)影響被測樣品的熱行為，同時確保被測樣品與

測溫裝置有良好的熱接觸。

測試過程中應(yīng)考慮到額外起到散熱效果的裝置對于MicroLED的影響，應(yīng)保證待測光源除了自身帶

有的散熱結(jié)構(gòu)外，無其他有額外散熱作用的結(jié)構(gòu)與待測光源接觸，例如：與MicroLED接觸的夾具可采

用低導(dǎo)熱的材料為夾具，或者采用非直接接觸的方式進行夾持。如果待測MicroLED具有類似熱管理功

能的結(jié)構(gòu)，測試時應(yīng)當包含此結(jié)構(gòu)，并在報告中說明。

4.5測試前的穩(wěn)定

在額定或者指定工作電流/電壓條件下點亮MicroLED。待其點亮穩(wěn)定后，進行測試穩(wěn)定和測試期

間，MicroLED的工作環(huán)境不應(yīng)發(fā)生變化。應(yīng)避免改變MicroLED的位置和工作參數(shù)（如電壓、功率或

電流）。穩(wěn)定時間取決于MicroLED的種類和工作環(huán)境，測試前應(yīng)保證：重復(fù)對MicroLED進行亮度

或輻射通量測試，其每分鐘的變化率小于0.5%。

4.6測試設(shè)備的要求

4.6.1電源

供電電源應(yīng)滿足GB/T39394-20204.3.3的要求。

4.6.2電測儀表

交流/直流電壓、電流和功率的測試應(yīng)滿足GB/T39394-20204.3.2的要求。

4.6.3亮度計

光譜輻亮度計及圖像亮度計性能應(yīng)滿足JJG211-2021所規(guī)定的一級亮度計要求。

4.6.4積分球-光譜輻射計系統(tǒng)

積分球-光譜輻射計系統(tǒng)應(yīng)通過一個溯源至SI的總光譜輻射通量標準燈來校準或驗證。如果沒有

總光譜輻射通量標準燈，用戶可從溯源至SI的光譜輻照度標準燈以及總光通量標準燈推導(dǎo)得到。這種

情況下，應(yīng)該報告推導(dǎo)的方法以及相關(guān)數(shù)據(jù)（如：標準燈的光譜或相關(guān)色溫的空間角度均勻性）。

系統(tǒng)具體要求：

a)波長范圍至少應(yīng)覆蓋380nm~780nm;

b)光譜輻射計的波長不確定度應(yīng)在0.5nm(k=2)以內(nèi)；

c)帶寬（半峰帶寬）應(yīng)不大于5nm；

d)數(shù)據(jù)間隔應(yīng)不大于1nm。

積分球的尺寸相對受試裝置應(yīng)足夠大，以避免由于擋板以及受試裝置本身導(dǎo)致的積分球空間響應(yīng)

度不均勻而產(chǎn)生的較大誤差。

具體要求：當受試裝置安裝在積分球中心時（4π法），受試裝置的總表面積不應(yīng)超過積分球內(nèi)壁

總面積的2%。（相當于受試裝置的邊長為積分球直徑的1/10。）當受試裝置安裝在積分球開口時（2π

法），開口直徑不應(yīng)超過積分球直徑的1/3。

積分球的其他性能應(yīng)滿足GB/T39394-2020中所規(guī)定的要求。

3

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4.6.5分布光譜輻射計

分布光譜輻射計應(yīng)滿足GB/T39394-20204.5.3.2中所規(guī)定的要求。

4.7測量幾何要求

4.7.1亮度計測量幾何要求

測試時，亮度計的測光軸線應(yīng)調(diào)整到與MicroLED出光面垂直，如圖1所示。

圖1亮度計測量幾何示意圖

4.7.2積分球測量幾何

將被測MicroLED放在球中心（4π法）。在MicroLED無后射光通量的情況下，可在積分球的頂部、

底部或側(cè)面開取樣口收集MicroLED的發(fā)光（2π法），如圖2所示。

圖2積分球測量幾何示意圖

5光學(xué)特性的測試

5.1概述

MicroLED的尺寸遠小于傳統(tǒng)LED，應(yīng)用領(lǐng)域有很大區(qū)別，因此二者的測試方法和側(cè)重點不盡相同。

對于MicroLED，小電流下的光學(xué)特性測試（例如色品坐標）非常重要。通常情況下，MicroLED是電流

驅(qū)動型的光電子器件，施加電信號進行測試時往往要采用恒流模式。MicroLED的亮度測試一般使用圖

像亮度計，必要時可通過光譜失匹配校正、矩陣校正等校正方法達到所需的精度要求；若條件允許，也

可以使用光譜輻亮度計。

本文件包括了以下光學(xué)特性的測試：

a)輻射通量；

b)光譜功率分布；

4

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c)輻射效率；

d)輻射強度分布；

e)亮度；

f)電流/電壓-輻射通量曲線；

g)空間平均色品坐標；

h)色品坐標-電特性曲線；

i)色差。

5.2輻射通量

關(guān)于輻射通量測試的一般原則可見GB/T26178-2010。

MicroLED的輻射通量可由不同方法獲得。以下方法可適用：

方法A：使用積分球-光譜輻射計系統(tǒng)測試。

關(guān)于積分球的方法及理論，見GB/T26178-2010中的第6章。

方法B：從輻射照度分布以及光度距離中計算得出。

計算方法見GB/T26178-2010中的第5章。

注：方法A可以快速地測試獲得輻射通量。MicroLED的輻射通量可以在積分球中通過與標準燈的比較測試中得

到。測試過程中要將MicroLED和標準燈先后放置在積分球中相同的位置。將測試球體表面的間接輻射照度作

為輻射通量的測試方法。積分球-光譜輻射計系統(tǒng)可能出現(xiàn)的誤差修正及來源可見GB/T26178-2010中的6.10和

6.11。通過方法B測試輻射照度分布來計算輻射通量是許多國家標準實驗室用來建立輻射通量基準的測試方

法。使用這種方法同樣可以對光源顏色特性及其光譜功率分布的空間變化進行精確測試。

5.3光譜功率分布

使用積分球-光譜輻射計系統(tǒng)測試。按照4.6.2的規(guī)定搭建測量幾何。在測試得到的MicroLED樣品光

譜分布數(shù)據(jù)中，數(shù)值最大時的波長為峰值波長，以該波長的讀數(shù)為100%，得到被測MicroLED樣品在各

個波長下的相對光譜分布。

5.4輻射效率

輻射效率，定義為MicroLED的輻射通量Φ與MicroLED工作時的電功率的比值，見公式（3）。

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MicroLED的輻射通量按5.2的規(guī)定進行測試。電功率使用4.5.2所規(guī)定的電測儀表測試。

5.5輻射強度分布

在合適的測試距離下，使用分布光譜輻射計測試輻射強度分布。有關(guān)分布輻射度計的要求見4.5.5。

對于分布輻射度計的類型，見GB/T22907-2008。

在一垂直平面內(nèi)的輻射強度測量角度間隔以及相鄰垂直平面間的角度間隔要確保MicroLED輻射

強度分布足以被精確表達。此外，應(yīng)在后續(xù)處理和計算過程中在可接受的精度范圍內(nèi)進行光強插值計算。

測量平面的數(shù)量應(yīng)由光分布的特性決定，需要綜合考慮MicroLED光分布的對稱性（或者無規(guī)律）以及

預(yù)期獲得的測試結(jié)果。

5.6光束角

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輻射強度分布應(yīng)按照5.5的規(guī)定進行測試。在獲得輻射強度的基礎(chǔ)上，按照GB/T19658-2013的第6章

和第7章確定光束角。

5.7亮度

對于單顆MicroLED亮度測試，一般采用圖像亮度計，按照4.6.1所述幾何搭建測試系統(tǒng)。施加額定

工作電流/電壓使MicroLED光源發(fā)光，測試獲得被測MicroLED光源特定點位（一般是規(guī)則MicroLED

光源的中心點）的亮度L。

5.8電流/電壓-輻射通量曲線

按照5.2的規(guī)定測試不同電流/電壓下的輻射通量，并繪制電流/電壓-輻射通量曲線。

5.9空間平均色品坐標

空間平均色品坐標可通過以下測試方法測得：

a)積分球-光譜輻射計測試，由光譜輻射通量計算得到空間平均顏色參數(shù)；

b)如果有分布光譜輻射度數(shù)據(jù)，則可基于光譜輻射通量計算得到空間平均色度參數(shù)。這種方法可

以獲得更精確的測試結(jié)果。

5.10色品坐標-電特性曲線

按照5.9的規(guī)定的方法測試不同電流/電壓下的空間平均色品坐標，并繪制色品坐標-電流/電壓曲線。

5.11色差

按照5.9的規(guī)定的方法測試被測MicroLED在額定工作電流/電壓下的色品坐標，并根據(jù)式（2）計算

與目標MicroLED樣品色品坐標之間的色差。目標MicroLED樣品根據(jù)測試需求選定。

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目次

前言····························································································································I

1范圍·························································································································1

2規(guī)范性引用文件··········································································································1

3術(shù)語和定義················································································································1

4一般要求···················································································································2

4.1概述····················································································································2

4.2測試室·················································································································2

4.3試驗的標準大氣條件·······························································································2

4.4被測樣品的工作溫度·······························································································2

4.5測試前的穩(wěn)定········································································································3

4.6測試設(shè)備的要求·····································································································3

4.7測量幾何要求········································································································4

5光學(xué)特性的測試··········································································································4

5.1概述····················································································································4

5.2輻射通量··············································································································5

5.3光譜功率分布········································································································5

5.4輻射效率··············································································································5

5.5輻射強度分布········································································································5

5.6光束角·················································································································5

5.7亮度····················································································································6

5.8電流/電壓-輻射通量曲線··························································································6

5.9空間平均色品坐標··································································································6

5.10色品坐標-電特性曲線·····························································································6

5.11色差···················································································································6

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MicroLED光學(xué)特性測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了單色MicroLED的光學(xué)特性測試方法。

本文件適用于單顆MicroLED光學(xué)特性的測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.65-2004電工術(shù)語照明

GB/T19658-2013反射燈中心光強和光束角的測量方法

GB/T26178-2010光通量的測量方法

GB/T39394-2020LED燈、LED燈具和LED模塊的測試方法

JJG211-2021亮度計

SJ/T11394-2009半導(dǎo)體發(fā)光二極管測試方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語適用于本文件。

3.1

MicroLEDmicro-light-emittingdiode

發(fā)光臺面(mesa)的邊長（或直徑）在1-100μm范圍內(nèi)的發(fā)光二極管。

3.2

輻射通量radiantflux

Φe;Φ;P

以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的功率。

單位：W

[來源：GB/T2900.65-2004，845-01-23]

3.3

亮度luminance

L

亮度定義為單位投影面積上、單位立體角內(nèi)的光通量。式（1）中，是經(jīng)過給定點的光束元在包

含給定方向的立體角內(nèi)傳播的光通量；dA是包含給定點的該光束的截面面積；是截面法線與輻射束

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方向之間的夾角。

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單位：cdm。

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1

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[來源：GB/T2900.65-2004，845-01-35，????有修改?????????????????????????]?????????

3.4

色品坐標chromaticitycoordinates

一組三色刺激值中的每一個值與它們的總和之比。

[來源：GB/T2900.65-2004，845-03-33，描述有所修改]

3.5

光譜功率分布spectralpowerdistribution

P(λ)

在光輻射波長范圍內(nèi)，各個波長的輻射功率分布情況。

[來源：SJ/T11394-2009，3.4]

3.6

光束角beamangle

在通過光束軸線的平面上的兩條給定直線之間的夾角，這兩條直線分別通過光源的正面中心和發(fā)

光強度為中心光強50%的發(fā)光點。

[來源：GB/T19658-2013，2.4]

3.7

色差colorshift

色差為被測樣品的色品坐標(,)與目標樣品色品坐標(,)之間的歐幾里得距離，可由公式

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（2）計算得出：′′′′

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=()+()..................................................(2)

′′2′′2

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4一般要求

4.1概述

除非另有規(guī)定，試驗或測量在本文件規(guī)定的工作條件下進行。

本文件適用于電極直接接觸式和非直接接觸式的測試，但不建議將兩種測試方法的結(jié)果直接進行

對比，需要在理論上考慮兩種測試方法的差異后方可進行數(shù)據(jù)的橫向比較。非直接接觸式測試的結(jié)果需

說明測試方法，建議只用于定性測試。

4.2測試室

如無特殊規(guī)定，測試室應(yīng)滿足GB/T39394-20204.2.1的要求。

4.3試驗的標準大氣條件

環(huán)境溫度：25°C±1C°；

相對濕度：48%-52%；

氣壓：86kPa-106kPa。

4.4被測樣品的工作溫度

除了按環(huán)境設(shè)計的MicroLED外，所有被測試的樣品應(yīng)工作在規(guī)定的溫度下進行測試。

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T/DTIA001-2023

允差區(qū)間：在規(guī)定的溫度±1°C范圍內(nèi)。

為了符合此要求，溫度測量的結(jié)果應(yīng)位于接受區(qū)間內(nèi)。例如當樣品溫度測量的不確定性為0.4°C時，

接受區(qū)間則為±0.6°C。不確定性越大，接受區(qū)間越小。

需要注意測溫裝置不能干擾測試光路，測試設(shè)備不應(yīng)影響被測樣品的熱行為，同時確保被測樣品與

測溫裝置有良好的熱接觸。

測試過程中應(yīng)考慮到額外起到散熱效果的裝置對于MicroLED的影響，應(yīng)保證待測光源除了自身帶

有的散熱結(jié)構(gòu)外，無其他有額外散熱作用的結(jié)構(gòu)與待測光源接觸，例如：與MicroLED接觸的夾具可采

用低導(dǎo)熱的材料為夾具，或者采用非直接接觸的方式進行夾持。如果待測MicroLED具有類似熱管理功

能的結(jié)構(gòu)，測試時應(yīng)當包含此結(jié)構(gòu)，并在報告中說明。

4.5測試前的穩(wěn)定

在額定或者指定工作電流/電壓條件下點亮MicroLED。待其點亮穩(wěn)定后，進行測試穩(wěn)定和測試期

間，MicroLED的工作環(huán)境不應(yīng)發(fā)生變化。應(yīng)避免改變MicroLED的位置和工作參數(shù)（如電壓、功率或

電流）。穩(wěn)定時間取決于MicroLED的種類和工作環(huán)境，測試前應(yīng)保證：重復(fù)對MicroLED進行亮度

或輻射通量測試，其每分鐘的變化率小于0.5%。

4.6測試設(shè)備的要求

4.6.1電源

供電電源應(yīng)滿足GB/T39394-20204.3.3的要求。

4.6.2電測儀表

交流/直流電壓、電流和功率的測試應(yīng)滿足GB/T39394-20204.3.2的要求。

4.6.3亮度計

光譜輻亮度計及圖像亮度計性能應(yīng)滿足JJG211-2021所規(guī)定的一級亮度計要求。

4.6.4積分球-光譜輻射計系統(tǒng)

積分球-光譜輻射計系統(tǒng)應(yīng)通過一個溯源至SI的總光譜輻射通量標準燈來校準或驗證。如果沒有

總光譜輻射通量標準燈，用戶可從溯源至SI的光譜輻照度標準燈以及總光通量標準燈推導(dǎo)得到。這種

情況下，應(yīng)該報告推導(dǎo)的方法以及相關(guān)數(shù)據(jù)（如：標準燈的光譜或相關(guān)色溫的空間角度均勻性）。

系統(tǒng)具體要求：

a)波長范圍至少應(yīng)覆蓋380nm~780nm;

b)光譜輻射計的波長不確定度應(yīng)在0.5nm(k=2)以內(nèi)；

c)帶寬（半峰帶寬）應(yīng)不大于5nm；

d)數(shù)據(jù)間隔應(yīng)不大于1nm。

積分球的尺寸相對受試裝置應(yīng)足夠大，以避免由于擋板以及受試裝置本身導(dǎo)致的積分球空間響應(yīng)

度不均勻而產(chǎn)生的較大誤差。

具體要求：當受試裝置安裝在積分球中心時（4π法），受試裝置的總表面積不應(yīng)超過積分球內(nèi)壁

總面積的2%。（相當于受試裝置的邊長為積分球直徑的1/10。）當受試裝置安裝在積分球開口時（2π

法），開口直徑不應(yīng)超過積分球直徑的1/3。

積分球的其他性能應(yīng)滿足GB/T39394-2020中所規(guī)定的要求。

3

T/CVIA117-2023

T/DTIA001—2023

4.6.5分布光譜輻射計

分布光譜輻射計應(yīng)滿足GB/T39394-20204.5.3.2中所規(guī)定的要求。

4.7測量幾何要求

4.7.1亮度計測量幾何要求

測試時，亮度計的測光軸線應(yīng)調(diào)整到與MicroLED出光面垂直，如圖1所示。

圖1亮度計測量幾何示意圖

4.7.2積分球測量幾何

將被測MicroLED放在球中心（4π法）。在MicroLED無后射光通量的情況下，可在積分球的頂部、

底部或側(cè)面開取樣口收集MicroLED的發(fā)光（2π法），如圖2所示。

圖2積分球測量幾何示意圖

5光學(xué)特性的測試

5.1概述

MicroLED的尺寸遠小于傳統(tǒng)LED，應(yīng)用領(lǐng)域有很大區(qū)別，因此二者的測試方法和側(cè)重點不盡相同。

對于MicroLED，小電流下的光學(xué)特