浅析UL 标准对OLED 面板灯具的安全要求

李 敏，王英程，张震坤

(广东出入境检验检疫局 检验检疫技术中心，广州 510623)

0 引言

OLED 技术是一种借助有机半导体功能材料，将电能直接转化为光能的新型技术，主要应用于显示器和照明产品。OLED 面板具有结构简单、厚度薄、耗电低、发光效率高、工作温度低和可实现柔性显示等特点，与传统光源以及新型LED 灯相比具有明显的优势。随着OLED 技术的不断进步，OLED 产品的应用越来越广泛，IEC 国际电工委员会以及各国标准化组织正加快制定相关标准。

1 适用标准

UL 美国保险商实验室在2012年v发布了专门针对OLED 面板的安全标准UL8752《OLED 面板安全标准》。标准UL8752 的应用与针对LED 照明产品的UL8750 相似，OLED 面板灯具在按UL 标准进行检测时，需同时符合相应灯具安全标准和OLED 面板标准的要求。例如:固定式OLED 面板灯具，需按照UL1598《灯具安全标准》对灯具整体进行检测和判定，同时依据UL8752 考核OLED 面板的符合性，可移式OLED 面板灯具需同时符合UL153《可移式灯具安全标准》和UL8752 的要求。

标准UL8752 适用于按照CSA C22.1《加拿大电气规程》或ANSI/NFPA 70《国家电气规程》(美国)要求设计的可移式和固定安装的OLED 面板，这些OLED 面板与隔离电源连接，如电机、电池、燃料电池、太阳能电池等。

适用于标准UL8752 的OLED 面板只能安装在干燥场所或潮湿场所，并且具有以下结构特征:

(1)直接固定在墙上或建筑物的天花板上。

(2)与机械框架合为一体安装或固定在墙上或建筑物的天花板上，如固定式灯具、嵌入式灯具和指示灯。

(3)与机械框架合为一体，可移动式的或不用特殊工具或技巧能重新固定的，如可移式灯具。

对安装在固定式灯具或可移式灯具内的OLED面板，在相应的灯具标准中已考核过的火灾危险或伤害危险的条款和要求，在UL8752 中不再重复考核。

2 检验项目

OLED 面板灯具的检测，需同时符合灯具安全标准和OLED 面板标准的要求，检验项目类别大致可以分为标记要求、机械要求、电气要求和发热要求等几方面。

2.1 标记要求

标记是最基本的要求，它提供了信息，指示人们如何正确选用、安装、使用和维护灯具，同时标记也是确保人身安全的重要要求之一。对OLED 面板灯具，标记要求可分为以下四个方面。

(1)标记的信息内容，包括铭牌上的信息，如制造商信息、制造日期代码、电气额定值(电压、频率、电流、光源功率)等，以及说明书中列明的相关警告和安装说明等。OLED 面板灯具，特别是固定式和嵌入式灯具一般都要附上使用说明书，除了详细说明灯具的装配、连接方法以及指引用户正确安装和使用灯具外，说明书还要提供OLED 面板只能由符合输出限值要求的隔离电源供电等信息。

(2)标记的形式。标记通常采用压敏标签印字、油墨模板印字、模压印字、机械戳印、手动戳印、钢模戳印、压印、在玻璃或金属上蚀刻印字等方式，清晰、耐久地标示出来。针对不同类型的标记信息，标准还提出了文字高度的要求。如UL153 中规定，A 类格式代码的标记应使用油印或模压印字的标签，字母高度至少为1/8 in(3.2 mm)，可互连灯具的数量标识就属于A 类格式代码的标记。

(3)标记的位置。标准对不同的信息内容有标示位置的要求，如UL153 中规定，格式编号为1 的标记通常印在或贴在灯具外表面可见的位置上，格式编号为3 的标记需标在更换光源时可见的位置上。针对标记的具体内容，通常标准会同时给出格式代码和格式编号的要求。例如:可移式灯具应按B-1 的格式标示制造商信息，即制造商信息应采用压敏标签或油印方式印制，并贴在灯具外表面可见的位置上。

(4)标记的材料。压敏标签印字的标签应符合标准UL969《标记和标签系统》的要求，通常情况下，符合UL153 第49 和63 章免温升要求的可移式灯具，其标记材料的最低温度额定值为60℃(140°F)。

2.2 机械要求

机械要求主要是指用户在使用和维护灯具的过程中，灯具可能出现机械危害、材料损坏等缺陷和故障，为保证人员和环境的安全，标准从产品的安装、外壳材料、结构、机械防护等方面提出了具体的结构和试验要求。

灯具外壳通常起到降低触及带电部件风险，封住可能引起火灾的部件，保护内部部件免受机械损伤以及隔离内部部件与外部环境的作用。比较常见的灯具外壳材料有金属、塑料等，无论哪种材料，灯具安全标准都提出了特定的要求，如UL1598 对金属外壳的厚度、防腐等提出了具体的要求，对塑料外壳的阻燃等级、防紫外线等级、温度限值等也提出了详细的要求。此外，UL8752 还明确规定了连续外露面积超过161 cm2(25 in2)的外部塑料，其阻燃等级要达到HB以上，其相对温度指数(RTI)或通用温度指数(依照标准UL746C《电器设备中塑料的评估》要求)应等于或高于热试验时测得的温度值。

OLED 面板灯具的所有开口和线槽都应该是光滑的，没有磨损导线绝缘的锐边和毛刺。若导线的移位会导致导线的机械损坏，或者使导线处于比其额定温度值更高的环境中，或破坏内部接线等部件时，灯具应采取一定的措施防止这些导线的移位。灯具在安装或使用时，可以通过应力消除装置或其他更好的方式防止电气连接件经受机械应力。在UL 标准中，允许以软线打结的方式作为应力消除措施，线结可能接触到的任何表面不允许有损坏导线绝缘的锐边、毛刺以及其他类似情形。OLED 面板上的导线应力消除装置需进行89 N(20b)，1 min 的拉力试验，试验期间和试验后，不会出现导线损坏或导线连接松动的情况。

在灯具安全标准中，依据不同的产品特性，UL 标准对各种连接件和灯具部件制定了具体的试验要求和判定准则。例如，固定式灯具的悬挂装置要进行加载4 倍支承总重量负载的试验，历时1 h，试验期间和试验后，灯具不能出现减小电气间隙或降低安全性的位移和变形;灯具的活动接头需经受线性或旋转6 000 周期的试验，导线绝缘不能损坏;灯座要进行拉力试验、扭矩试验以及灯座安装架的止动试验等。台灯、落地灯等可移式灯具，应将灯具放在斜面上并且转到最有可能使它倾倒的位置进行稳定性试验，斜面与水平面的夹角为8°，有玩具外形的灯具，斜面与水平面的夹角为15°，如果灯具倾倒，则试验结果为不合格。夹灯则要进行跌落试验，在一块厚0.5 in(12.7 mm)的无结软木板(由混凝土地板支撑胶合板组成)上覆盖厚度约为0.001 in(0.025 mm)的薄纸，将处于通电状态的夹灯从3 ft(91.4 cm)的高度跌落到木板上，灯具保持通电1 h，试验期间不应出现着火、金属熔化和带电件外露等危险情况。

2.3 电气要求

电气要求不仅涉及电气绝缘、防触电保护、接地规定、爬电距离和电气间隙等基本的安全通用要求，还包括根据OLED 低电压、低耗能特性所规定的导体隔离、部件故障等特殊要求。

根据产品的安装方式、使用环境、功能特点，各灯具标准对产品的电气结构和试验方法做出了详细的规定。电气安全的试验项目基本相同，但不同标准中规定的试验条件、参数设置以及判定等略有不同。以电气强度试验为例，UL1598 中规定了白炽灯灯具的试验电压为1 000 V，其他类型灯具的试验电压为两倍额定电压再加上1 000 V，而UL153 则要求可移式灯具的试验电压为1 200 V，在UL8752 中没有对OLED 面板提出特殊的电气强度要求。由此可见，虽然不同类型的OLED 面板灯具都进行了电气强度试验，但具体的实施情况还是有差异的。其他电气项目，如接地规定、爬电距离和电气间隙等也有类似情况，在此就不一一详述了。以下着重分析UL8752 规定的输入功率试验、非正常输入试验和部件故障试验。

输入功率试验是将OLED 面板置于预期条件下工作，连接到额定电源后开始测量，测量时间不少于20 min，直至产品达到稳定状态，测得的OLED 面板输入功率不能超过标称值的10%。

在进行非正常输入试验时，恒流输入的OLED 面板连接到200% 额定输入电流的电源，恒压输入的OLED 面板连接到110%额定输入电压的电源，在这样的试验条件下，OLED 面板应能连续工作7 h。试验后，不会出现可见的燃烧，如火焰、烧焦或明显的褪色。如果7 h 以后，上述试验结果还不明确，则用粗棉布覆盖在OLED 面板上，再连续工作7 h，在此期间粗棉布不能点燃。

部件故障试验考核OLED 面板电路在可能出现故障时产品的安全性。首先做好试验前的准备工作，用一块粗布包裹着OLED 面板，再将面板放在一块盖有纸巾的无结软木板上，工作3 h 以上，但不超过7 h。如果热环境已达到稳定，而且没出现着火迹象，试验可以在7 h 前停止。然后进行电路分析，如果OLED电源处理电路和控制电路上的部件发生短路或开路故障时会引起OLED 面板内出现更高功率(电压或电流)，那么将这些部件进行短路或开路试验。若这些部件发生的故障不具有代表性，则还应进行电气间隙和爬电距离的故障条件(短路)评估。在按上述要求准备和进行故障试验的过程中，OLED 面板不能着火。在OLED 面板电路经受故障条件时，测量易触及导电金属部件间的电压，测得的电压不能超过标准UL8752 中表2 的电压限值，即电压波形为交流正弦电压的，最大电压限值为30 V(有效值)，非交流正弦电压的最大电压限值为42.4 V(峰值)，直流电压的最大电压限值为60 V。电压的测量主要考虑使用者或维护人员同时触及任意两个部件之间，因此对地的电压不需要测量。

2.4 热试验

热试验是核查产品在正常和非正常条件下工作时，OLED 面板灯具的部件、接线或者安装面是否过热，是否存在人员和环境安全的潜在危险，从而判定产品是否安全的一项重要试验。UL8752 第9 章中规定热试验时OLED 面板灯具应按说明书所规定的方式安装，若制造商没有提供安装说明，则将OLED 面板灯具垂直安装，供用户调节的部件应调节至使样机或安装面发热量最大的位置。试验一般在25±5℃的环境温度下进行，若说明书说明了产品可在更高的环境温度下工作，则试验在规定的最高环境温度±5 ℃的条件进行。将热电偶浸入装有15 ml 矿物油的玻璃容器内测量环境温度。热试验至少进行7.5 h，或者当试验进行了3 h 后，间隔15 min 观测温度数据，若连续3 次温度数据的差值不超过1 ℃，则认为温度稳定，可提前终止试验。试验过程中，OLED 面板灯具不能出现任何可见的燃烧迹象(包括变色)，各测量点的温度值不能超过UL8752 中表3 的限值。

3 小 结

OLED 照明是未来发展的趋势，目前OLED 面板灯具以中小尺寸居多，随着技术的发展和产品的提升，OLED 面板灯具的形式越来越多，应用越来越广泛，与此同时，产品的质量和安全性也越来越重要。OLED 面板灯具根据其自身低电压、低工作温度和可实现柔性显示等特点，既要符合灯具安全标准的要求，又要符合OLED 面板的特殊要求。因此，在设计、生产和检验OLED 面板灯具时，需兼顾其共性和特性，创造出真正优质而安全的照明产品。

［1］UL8752—2012 Standard for Safety Organic Light Emitting Diode (OLED)Panels［S］

［2］UL1598—2010 Standard for Ssafety Luminaires［S］

［3］UL153—2014 Standard for Safety Portable Electric Luminaires［S］