LED 照明发展到今天，大众对 LED 光色的认知越来越进步，对一致性要求也越来越高，对暖白 LED 的 SDCM 要求小于 3个step已是标配，更甚的还有部分客用户提出 SDCM 小于1个step的需求…… 这些要求给 LED 封装企业带来越来越大的挑战。

LED光色一致性是什么？


简单一言蔽之，就是 LED 产皮同一个批次同一个标准下的差异最小化，举个简单又经典的例子，两组3200K左右的灯条，他们的“相关色温”只相差20K！可以说是几乎完全相同了。但事实上，他们却呈现了偏红和偏绿两种明显不同的光色。这就是典型的“一致性”差（为毛不直接说“不一致”呢，拽专业词汇就这么任性）。


问题出在哪里？


兜里拿出让光色本质一秒钟现形的“神器”——照明护照，立马测得数据如下：


图：左，是上图左边那根暖白的3265K，请留意绿色椭圆右边的小黄点，就是本光源在色度图上的位置。右边，则是上图右边那根偏绿的，他的位置跑到红色椭圆外面的右上角去了。


图：色容差（SDCM）的step范围。


什么是LED的BIN区？


LED 和传统光源不一样，目前使用的白光 LED 一般都是由蓝光 LED 芯片和黄色荧光粉组成，有些产品会再添加其他辅助荧光粉。LED 芯片都有一定的主波长和峰值波长分布，荧光粉在封装过程中也会有一定程度的分布和均匀性问题，生产出来 LED 的色坐标会分布在一个较大的范围内。


图：芯片蓝光与荧光粉黄光混合，得出白光。


为了给客户提供更窄的色坐标，LED 封装公司一般会把整个 LED 的产出按照一定的规则划分成多个小区间，这样的多个小区间就叫LED 色坐标的 BIN。BIN 越窄，同一个 BIN 区的色坐标的范围就越小，光色的一致性就更好。


图：某品牌LED灯珠的分BIN区示意图。


怎么样得到更窄的BIN区和1个step的LED产品呢？最简单的办法就是从生产出来的 LED 中挑选出具体的小的 BIN 区。


也正是因为这样的原因，价格会相对较高且供货也不稳定。这样的做法，用户的满意度是提高了，但对封装厂来说就意味着高的成本和高库存风险——废话么，你把喜欢的挑完了，剩下的怎么办？我卖给谁去？顺便说一下，这也是LED企业要采用代理商的原因之一，代理商可以不分区大量进货，然后分区卖给不同需求的客户。


图：你可以精确选择所需的BIN区，但要付出更高的代价！


值得一提的是，技术含量越高的 LED公司，越会利用他们的技术，从源头上将 LED 的色坐标控制在越窄的范围。更好的芯片，更佳的荧光粉，创新的 LED 封装工艺，都可以用来提升 LED BIN 的分布。


然而，技术的提升始终是有限的，而且也需要时间。而短时间内有效的控制成本在高速发展的 LED 行业是势在必行的。能不能用便宜的方法做最好的事情呢？


图：某品牌生产的LED，色容差控制在2 Step之内。


便宜有好货！混BIN！


什么是混BIN？就是不管灯珠厂的分 BIN，把一个色温下的全部BIN区都买来，这样的价格会很低！买回来之后，再自己分清楚各个小BIN区，把这些有细微光色差异的灯珠混合使用，得到需要的精准光色。


混 BIN 其实不是新闻，RGB 混成白光可以理解为最基本的混 BIN 的方式。色坐标混 BIN 的怎么做呢？其实不难。


举例：

两颗 LED 灯珠，第一颗光通量为Y1，色坐标为（x1，y1），第二颗光通量为Y2，色坐标为（x2，y2）。


利用公式：

X1=x1*（Y1/y1）

X2=x2* (Y2/y2)

Z1=(Y1/y1)*(1-x1-y1)

Z2= (Y2/y2)*(1-x2-y2)

Xmix=X1+X2

Ymix=Y1+Y2

Zmix=Z1+Z2

混BIN的效果：

xmix=Xmix/(Xmix+Ymix+Zmix)

ymix=Ymix/(Xmix+Ymin+Zmix)

Y=Ymix=Y1+Y2


这只是两颗 LED 混色的举例，多个的同样适应。这个公式可以逆推吗？答案显然，只要给出足够多的边界条件，由目标色坐标范围即可推出混成目标色坐标所需要的 LED 的 BIN。


怎么样？看官您是否已晕？小编刚苏醒……


来，画个图大概解释一下：


图：混 BIN 原理示意图。把整个3000K的F7大区里面各个BIN区的灯珠买回来，分出细BIN，用3颗7A1灯珠和2颗7C4灯珠混光，就能得到介于7C1和7D2区的精准光色。


类似的，变色温 LED 的思路其实也如此。提醒一点，某些厂家直接采用简单粗暴的平均法来混色温。。。结果实在不敢恭维。。。一方面色温线分布并不均匀，另一方面，混色温的 LED 的色坐标不一定在黑体辐射线上。看似简单，实际是个功夫活。


最后补充说一下，混好 BIN 的照明产品照在物体上的光色效果是没有问题的，但是，如果一定要仔仔细细看灯的话。。。当心会看到不同光色的灯珠哦！这时，你需要混光很好的反光膜，还有良好混光的出光盖板。


图：混光LED灯具，内有超白高反射率混光膜，外有磨砂出光盖板。


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作者：许灵敏

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