Wanneer witte LED chips worden gefabriceerd voor verlichting, lijken ze op elkaar wat betreft lichtopbrengst (helderheid) en lichtkleur, maar elke batch zal zelden hetzelfde zijn. Dit is gewoon de aard van het productieproces.

Deze variaties in de chips betekenen dat ze getest en vervolgens gesorteerd moeten worden zodat gelijkaardige chips gegroepeerd worden om consistentie in de lichtkenmerken te verzekeren. Dit sorteerproces wordt binning genoemd en wordt uitgevoerd met gespecialiseerde apparatuur. De chips worden op basis van de testresultaten in aparte containers geplaatst. Het doel is om grote afwijkingen in output en kleur te verminderen in de chips die voor een bepaald verlichtingsproduct worden gebruikt. Als de binning van een partij chips voltooid is, worden ze samen verpakt en zijn ze klaar voor gebruik in lampen of armaturen. Armaturen van hogere kwaliteit, zoals high bays, schoenendozen, schijnwerpers en stadionverlichting maken allemaal gebruik van chips en maken deel uit van dit binningproces.

Wanneer LED fabrikanten Bij het ontwikkelen van hun binningproces kunnen ze ervoor kiezen om grotere (en minder) bins of kleinere (en meer) bins te gebruiken. Het gebruik van grotere bakken is goedkoper, maar levert grotere variaties in LED-verlichting kenmerken. Het gebruik van kleinere bakken levert kleinere variaties op, maar kost meer en daarom zullen de kosten van het eindproduct hoger zijn.

De twee belangrijkste criteria (naast andere zoals LED-spanning) die worden overwogen bij het testen van de LED-chips zijn kleurtemperatuur en helderheid.

• Het testen van de helderheid van een chip is vrij eenvoudig. Voor het testen wordt een reeks bereiken voor lumenoutput bepaald en dan worden chips met gelijkaardige output samengevoegd.
• Het testen op variaties in kleurtemperatuur is veel complexer.

David MacAdam, een kleurwetenschapper, introduceerde zijn onderzoek naar de menselijke kleurwaarneming halverwege de 20e eeuw. Hij onderzocht kleurverschillen in visuele waarnemingen en bracht deze in kaart in een kleurruimte. De meest gebruikte is de CIE kleurruimte uit 1931 (zoals weergegeven in de afbeelding links).

De grafiek toont de kleurruimte als een X-Y-grafiek, waarbij de waarden voor x en y de kleurkwaliteit van een lichtbron definiëren.

MacAdams waarnemers hadden de neiging om vergelijkbare kleuren te clusteren als "bijna dezelfde". Toen MacAdam de chromaticiteit van de cluster mat, vormden ze ellipsen in het kleurendiagram. De MacAdam ellipsen (ook bekend als Standard Deviation Color Matching) vertegenwoordigen het gebied dat merkbaar genoeg verschilt van de oorspronkelijke lichtbron, aangegeven als een zwart punt (zoals in de afbeelding rechts).

LED Binning is gebaseerd op MacAdam ellipsen die rond het middelpunt van een referentie chromaticiteitspunt worden geplaatst. Het toont gebieden op het kleurendiagram met alle kleuren die met het menselijk oog niet te onderscheiden zijn van de kleur in het centrum. LED's die volgens deze gebieden worden ingedeeld, hebben gegarandeerd uniforme lichtkleuren.

Kleurtemperatuur en gecorreleerde kleurtemperatuur

De kleur temperatuur van een licht bron wordt gedefinieerd in vergelijking met een geïdealiseerd zwart lichaam radiator. Het zwarte lichaam straalt zichtbaar licht uit wanneer het wordt opgewarmd. Hoe meer het wordt opgewarmd, hoe koeler de kleurtemperatuur. Hoe lager de temperatuur, hoe warmer de lichtkleur van de straler. Het temperatuurbereik van een black body radiator wordt een black body lijn genoemd. De ideale waarden van de witte kleurchromaticiteit liggen op die lijn.

Door productieprocessen en materiaal ligt de kleurtemperatuur van een lichtbron niet op de black body curve. De lichtkleur wordt gedefinieerd als gecorreleerde kleurtemperatuur en is een benadering van de kleurtemperatuur die niet op de black body curve ligt, maar overeenkomt met lijnen die de black body curve kruisen.

Toepassing

Binnensystemen beheren variaties in LED-prestaties zoals chromaticiteit en lichtstroom tijdens massaproductie. Fabrikanten hebben de neiging om hun binning-systeem te ontwikkelen dat past bij de productieresultaten. Daarom heeft NEMA de SSL 3-2010 "High Power White LED Binning for General Illumination" gepubliceerd. Het document standaardiseert de minimale binninggebieden en -bereiken (zie afbeelding hieronder).

Het kiezen van een kleine binning is niet de algehele oplossing. Het fabricageproces heeft te maken met variaties. De keuze voor een kleine binning leidt tot buitengewone kosten omdat alle andere LED's van hetzelfde productiemonster moeilijk te verkopen zijn aan andere fabrikanten. klanten. De juiste en foute benadering van binning is niet vanzelfsprekend. Je moet eerst bepalen welke kleurvariaties acceptabel zijn voor jouw speciale product of project.

Praat met de verlichtingsexperts van LED Lighting Supply voor meer advies en informatie.

Toekomstperspectieven

Onder de kop "Nieuwe binningstrategie voor witte LED's De Technische Universiteit Darmstadt in Duitsland heeft een nieuwe benadering van dit onderwerp. De onderzoekers willen LED binning koppelen aan visueel acceptabele chromaticiteitsverschillen.