LED Binning : Garantir les normes d'éclairage

Lorsque des puces LED blanches sont fabriquées pour l'éclairage, elles sont similaires les unes aux autres en ce qui concerne le rendement lumineux (luminosité) et la couleur de la lumière, mais chaque lot sera rarement identique. C'est tout simplement la nature du processus de production.

Ces variations dans les puces signifient qu'elles doivent être testées et ensuite triées de manière à ce que les puces similaires soient regroupées pour assurer la cohérence des caractéristiques lumineuses. Ce processus de tri, appelé binning, est réalisé à l'aide d'un équipement spécialisé. Les puces sont essentiellement placées dans des conteneurs séparés en fonction des résultats des tests. L'objectif est de réduire les écarts importants de rendement et de couleur entre les puces utilisées pour un produit d'éclairage donné. Une fois la mise en bacs d'un lot de puces terminée, celles-ci sont emballées ensemble et prêtes à être utilisées dans des ampoules ou des luminaires. Les luminaires de qualité supérieure, tels que les baies hautes, les boîtes à chaussures, les projecteurs et les éclairages de stade, utilisent tous des puces et font partie de ce processus de mise en lots.

Quand Fabricants de LED Pour développer leur processus de mise en bacs, ils peuvent choisir d'utiliser des bacs plus grands (et moins nombreux) ou des bacs plus petits (et plus nombreux). L'utilisation de bacs plus grands est moins coûteuse, mais elle produit des variations plus importantes dans les Lumière LED caractéristiques. L'utilisation de bacs plus petits produit des variations plus faibles, mais coûte plus cher et, par conséquent, le coût du produit final sera plus élevé.

Les deux critères les plus importants (parmi d'autres tels que la tension de la LED) qui sont pris en compte lors du test des puces LED sont les suivants température de couleur et luminosité.

• Tester la luminosité d'une puce est assez simple. Un ensemble de plages de luminosité est déterminé avant le test, puis les puces ayant une luminosité similaire sont regroupées.
• Il est beaucoup plus complexe de tester les variations de la température de couleur.

David MacAdam, scientifique spécialiste de la couleur, a lancé ses recherches sur la perception des couleurs chez l'homme au milieu du 20e siècle. Il a examiné les différences de couleur dans les observations visuelles et les a reportées sur un espace colorimétrique. L'espace colorimétrique le plus couramment utilisé est celui de la CIE, qui date de 1931 (comme le montre l'image de gauche).

Le graphique présente l'espace colorimétrique sous la forme d'un graphique X-Y. Les valeurs x et y définissent la chromaticité d'une source lumineuse.

Les observateurs de MacAdam avaient tendance à regrouper les couleurs similaires comme étant “presque les mêmes”. Lorsque MacAdam a mesuré la chromaticité de ces groupes, ils ont formé des ellipses dans le diagramme des couleurs. Les ellipses de MacAdam (également connues sous le nom de Standard Deviation Color Matching) représentent la zone qui est suffisamment visible pour être différente de la source lumineuse d'origine, indiquée par un point noir (comme le montre l'image de droite).

Le LED Binning est basé sur des ellipses de MacAdam placées autour du centre d'un point de chromaticité de référence. Il affiche des zones sur le diagramme de chromaticité qui présentent toutes les couleurs que l'œil humain ne peut distinguer de la couleur au centre. Les DEL qui sont groupées en fonction de ces zones sont garanties d'avoir des couleurs lumineuses uniformes.

Température de couleur et température de couleur corrélée

La couleur température d'une lumière est définie par rapport à un radiateur idéal à corps noir. Le corps noir émet de la lumière visible lorsqu'il est chauffé. Plus il est chauffé, plus la température de couleur est froide. Plus la température est basse, plus la couleur de la lumière du radiateur est chaude. La plage de température d'un radiateur à corps noir est appelée ligne de corps noir. Les valeurs chromatiques idéales de la couleur blanche sont situées sur cette ligne.

En raison des processus de production et des matériaux, la température de couleur d'une source lumineuse ne se situe pas sur la courbe du corps noir. La couleur de la lumière est définie comme une température de couleur corrélée et est une approximation de la température de couleur qui n'est pas située sur la courbe du corps noir mais correspond à des lignes traversant la courbe du corps noir.

Application

Les systèmes de binning permettent de gérer les variations des performances des LED, telles que la chromaticité et le flux lumineux, au cours de la production de masse. Les fabricants ont tendance à développer leur système de binning en fonction des résultats de la production. C'est pourquoi la NEMA a publié la norme SSL 3-2010 “High Power White LED Binning for General Illumination”. Ce document normalise les zones et les plages minimales de binning (voir l'image ci-dessous).

Le choix d'un petit binôme n'est pas la solution globale. Le processus de fabrication est lié à des variations. Le choix d'un petit lot entraînera des coûts extraordinaires, car toutes les autres diodes électroluminescentes du même échantillon de fabrication sont difficiles à vendre à d'autres fabricants. clients. La bonne ou la mauvaise approche en matière de binning n'est pas évidente. Vous devez d'abord déterminer quelles variations de couleur sont acceptables pour votre produit ou projet spécial.

Parlez-en aux experts en éclairage de LED Lighting Supply pour obtenir des conseils et des informations supplémentaires.

Perspectives d'avenir

Sous le titre “Nouvelle stratégie de regroupement pour les LED blanches”.” L'Université technique de Darmstadt, en Allemagne, a adopté une nouvelle approche à ce sujet. Les chercheurs souhaitent établir un lien entre l'agencement des LED et les différences de chromaticité visuellement acceptables.