LEDの異常発生と逆電流の原因は？

静電気破壊の可能性があります。LEDは静電気破壊すると部分的に結晶層に穴が開き、その部分でリークします。特に低電流域で顕著に観測できます。
実装後にIrが大きくなっているという事ですので、半田付け時のCDM破壊の可能性を疑う必要性があります。LEDを実装する基板は主材料がガラエポなどの絶縁材料ですので、通常大きな帯電を持っています。この基板に実装して半田槽に漬けた時に、LEDの端子から基板の帯電が一機に半田槽に対して放電するという原理です。
放電先は半田槽意外にも金属物にワークが接触すれば同様な現象になります。実装後に基板分割の為に機械にかけている場合は要注意です。
この対策としては、半田槽直前にイオナイザーを設置して除電する方法がよく使われています。但しイオナイザーはイオンバランスやイオン量、イオン放出範囲をよく検討しないといけません。設置すればいいという分けではなく、管理された状態で使わないと逆に帯電させてしまい不良を増やしてしまうこともありますのでご注意ください。

LEDはIf(順方向電圧)によって発光しますのでIr特性によって問題が起こるケースは思い当たらないのですが・・・以下の特性については考慮されていますか？

[ダイオードの復帰特性]
　一度ダイオードに順方向電流が流れると電圧が逆方向に切り替わってもしばらくの間は短絡電流が流れ続けてしまう現象。高速リカバリーダイオードやショットキーバリアダイオード等、trr(逆回復時間)が短いダイオードを直列に追加すれば問題を解決できます。

[ダイオードの寄生容量]
　ダイオードは一般的に大きな寄生容量を持っています。ダイナミック点燈回路などでセグメントのLED数が多すぎるとスイッチング特性が悪化します。