LED光色控制

2015LED色温控制探讨工程部邹落成P2•LED灯珠光色离散性问题是整个产业链的难题，片面的对供应商提出要求、来料检验控制、制造单位目视检查等等，都不能得到有效的改善。•各部门核心人员需要对LED的特性有所了解，才能制订针对性科学合理的应对措施，从研发、采购、来料检验（及供应商品质控管）、储存发料、生产制程、出货分装、记录追溯等方面综合措施。•在产业链的源头暂时没有找到根本改善的方法时，各部门严格遵守规则才能有效的控制困扰的难题。前言P3温馨提示P4目录人眼色彩感知1混色原理2LED光源基础知识3LED灯珠生产工艺4影响色温差异的因素5如何改善一致性差的问题？6P5一、人色彩感知相当于电影的屏幕3种视锥细胞对应红色对应绿色对应蓝色相互刺激，被大脑解释为色彩。P6二、混色原理太阳辐射电磁波成份可见光无线电波&工业电波光是能量存在的一种形式，也是宽广电磁波中的一部分。光被定义时也包含红外线和紫外线。什么是光？P7二、混色原理三棱镜与色彩P8二、混色原理•三原色与三补色P9三、LED光源基础知识白光LED结构与混色P10•1、白光LED发光什么情况下会偏黄？什么情况下会偏蓝？•2、LED芯片受潮会对产品造成怎样的影响？思考题P11三、LED光源基础知识相关色温与分BIN相关色温如果光源的色品坐标偏离黑体的色品轨迹，就只能用最接近黑体轨迹的色温来表示这些光源的色温，称为相关色温。决大多数光源尤其是冷光源都只有相关色温。1000K2000K4000K5000K5500K6500K7500K9500K10500KP12三、LED光源基础知识学习CIE色度坐标图单黄：87~590nm单红：625~630nm单蓝：460~463nm单绿：518~521nmP13三、LED光源基础知识相关色温与分BIN（建立BIN的初步概念，后面会具体讲解。）P14三、LED光源基础知识什么是光源的CRI（显色指数）？显色指数——当用不同光源照射样品时样品颜色会有差异，用“显色指数”来描述这样差异。与标准日光下显示R1~R15色彩为100进行比较。P15三、LED光源基础知识什么是光源的CRI（显色指数）？P16•1、色温相同的光源，发光颜色一定相同吗？•2、不同的供应商其LED分BIN的区间是否相同？•3、CRI指什么？请说出Ra、R9、R15的意义？•4、LED应用中哪些因素会引起Tc、CRI变化？（驱动电流）•5、偏红/偏蓝是否代表光的颜色？思考题P17工序号工序内容注解1芯片检验显微镜下检外观：损伤、麻点、形状、尺寸2扩片片距0.1mm扩至0.6mm.3清洗支架超声波清洗4烘干支架干燥5点胶点固定PN芯片的胶水6装晶晶片装入支架，有方向。7烘烤固晶150℃/60min8焊线芯片电极与支架间用金线焊接，金线成抛物线9配粉顺时针搅拌15分钟，抽真空，点样测试，40minut用完，荧光粉沉淀会影响色温。10点粉每次换粉点样测试合格方可使用，未使用完的粉需密封，不可裸露于空气中。11烘烤固粉60℃/30min→150℃/60min→60/20min，转换间隔不可大于5min.12装透镜/灌胶A/B胶配比，搅拌时间，抽真空13烘烤烘烤时间、烘烤温度14裁切为生产方便在此之前为连片作业，在此工序分成单体。15分光分色VF/IF/漏电流，光通量/光谱/色坐标/显色指数。16包装分BIN包装四、LED灯珠生产工艺P181、蓝光芯片波长离散性.单蓝光波长460~463nm,实际上批量生产很难保证在这个范围，行业内通常以2.5nm分档，但芯片厂商通常端加严到1.3nm分档。2、荧光粉形状、颗粒大小离散性；荧光粉波长一致性（波峰重合度）；3、点粉的厚度、均匀度。4、蓝光芯片/荧光粉波段的匹配性（共振）。5、相同材料情况下高色温（如6500K)一致性容易做好，低色温（如3000K）需做更小的分段。*以上是LED行业光色一致性方面尚未解决的难题，需要下游应用端考虑的问题。*以下是应用端造成的色温漂移：1、温升影响色温漂移。2、Driver驱动电流增大，色温会向高端漂移。3、导光媒介的影响色温变异。五、影响色温差异的因素P19六、LED光色一致性如何改善？1）产品设计参数取值及材料承认合理性改善。举例：EXL-660运用大功率LED面临的问题P20六、LED光色一致性如何改善？面临的问题如下是中科大功率LED承认书，承认书参数本身有问题？P21六、LED光色一致性如何改善？•LED光源同一个色温区间内存在多个色区。•处在不同色区内的光源色温值接近，但发光效果有较大差异。•如下图为CREEXP系列相关色温4000K的标准二维图谱1）产品开发与材料承认阶段——产品开发及材料承认时考量生产及应用的可行性，从设计时找到应对的方法。从右图可看出，符合4000K色温的色区共有20个（5A1/5A2/5A3/5A4/5B1/5B2/5B3/5B4/5C1/5C2/5C3/5C4/5D1/5D2/5D3/5D4/5R/5S/5T/5U）。P22•ANSI_NEMA_ANSLGC78.377-2011（色容差标准）六、LED光色一致性如何改善？暖白中性白冷白1）产品开发与材料承认阶段——参考行业标准色容差。200K的色容差人眼已经容易识别，我司需制订合理的色容差标准（合理分BIN）。P23六、LED光色一致性如何改善？0.250.270.290.310.330.350.370.390.410.430.450.25000.30000.35000.40000.45000.5000YXCIE坐标2580K2870K3220K3710K4260K4745K5310K6020K7040K6500K,5700K,5000K,4500K,4000K,3500K,3000K,2700K1）产品开发与材料承认阶段——参考行业标准色容差。P24采购将我司建立的标准通报LED光源供应商关于我司对于LED色区的交货要求：1.同一料号同一批交货，交货色区不大于四个（即X/Y轴相邻的四个区）范例：5B3/5B4/5C1/5C22.不接受边缘色区的产品。如右图中的：5S/5T/5R/5U六、LED光色一致性如何改善？2）原材料采购。P25•检验人员掌握色温与色座标之间的关系，能将色座标与承认书分BIN进行比较，能鉴别样品测试出的x,y座标点是否位于承认书分BIN的区间内。•用品管工具的散点图即可作出CIE座标，并确认实测值是否落于目标区间。•来料不合格的情况在检验时发现是来得及补救的，我们只需要退供应商二次分BIN即可。•检验合格的光源入库时附上IQC检验实测的CIE座标，贴附于材料最小包装上。25六、LED光色一致性如何改善？3）来料检验P26六、LED光色一致性如何改善？4）仓储管理发料遵循如下原则：1.同订单尽量发同一个色区的料；2.如一个色区的库存不能满足工单数量时，优先领用相邻X轴色区的料，再次为相邻Y轴，最后为相邻对角线上物料；范例：5B3-5C2-5B4-5C13.应急灯（吸顶灯、厨卫灯等）优先使用“边角”或“零散”色区物料；4.仓库管理员保留光源材上QC检验标签，不可丢弃。P27六、LED光色一致性如何改善？5）制程控制发料遵循如下原则：1、应急灯同一个灯不可使用两个色区的灯珠，尽量使用同一最小包装上的灯珠；2、商照产品可配BIN方法混打（如平板灯系列、RUBY系列），优先使用“边角”或“零散”色区物料，但多种混打方案的发光效果须一致；3、对每一个最小原包装的光源所生产的在制品（含SMT、DIP、检修、组装）都需要隔离与标识色区代码，不可混装（即使BIN区相同）。4、成品包装时，不同BIN区最好不要混装，尾数不得已混装时做好箱号记录。5、QC检验的标签随同制品一起移转，方便出现异常时分析处理。P28六、LED光色一致性如何改善？•1、应急灯左右二灯光色落成同一BIN区，不同成品灯之间只要色温段相同即可。•应急灯基本上没有机会将≧2台的灯装在一起，这样就没有视觉的对比，所以个人觉得只要同一灯左右灯色BIN区一致，不同灯之间光色BIN区不同不致于被客人抱怨。•2、商照产品客人可能会将多个灯具安装成阵列状（如平板灯），这样就有视觉对比了。因此，各成品间的色容差最好在100以内。6）成品检验P29六、LED光色一致性如何改善？•1、由于光学测试工作主要由QC部门完成，各测试DATA的收集与分析总结需责任人。•2、分析的目标：找出规律，积累经验，形成文件。•LED产业技术是飞速发展的，光色一致性的难题有望在未来一段时间后被LED光源供应商解决。但是当前情形只能由我们LED应用的企业想办法克服。7）行业技术升级及我司技术沉淀2015ThankYou