LED에 대한 기본 지식

LED 라이트 스트립을 제조하든 구매하든 LED의 기본 사항을 이해하는 것이 중요합니다.

코어 발광 성분으로서 LED의 특성이 라이트 스트립의 성능을 직접적으로 결정합니다. 제조업체의 경우 이 지식은 LED 칩 선택, 회로 설계 및 프로세스 제어를 안내합니다. 구매자의 경우 고품질 제품과 저품질 제품을 구별하고 "오해의 소지가 있는 사양"의 함정을 피하는 것이 중요합니다.

LED의 기본 원칙을 이해해야만 LED 라이트 스트립이 밝기, 에너지 효율성 및 수명과 같은 핵심 지표에서 기대치를 충족할 수 있습니다. 아래에서 LED에 대한 몇 가지 기본 지식을 알려 드리겠습니다.

LED가 무엇입니까?

LED(발광 다이오드)는 반도체 고체 광원으로, 반도체 칩은 두 부분으로 구성되어 있습니다. 하나는 홀이 지배하는 P형 반도체이고 다른 하나는 전자가 지배하는 N형 반도체입니다. 이 두 반도체가 연결되면 P-N 접합을 형성합니다. 전류가 와이어를 통해 흐르고 칩에 작용할 때 전자는 p형 영역으로 밀려납니다. p형 영역에서 전자는 정공과 재결합하여 광자 형태의 에너지를 방출합니다. 이 과정은 LED 조명의 원리입니다. 빛의 파장은 색깔을 결정하는 것은 p-n 접합을 형성하는 데 사용되는 재료에 의해 결정됩니다.

LED는 빨간색, 노란색, 파란색, 녹색, 시안색, 주황색, 보라색 및 백색광을 직접 방출할 수 있습니다. LED 패키지는 LED 칩과 형광체를 포함하는 플라스틱 하우징입니다. LED 칩은 빛(청색 빛)을 방출하는 반도체 재료이며, 형광체는 이 빛의 일부를 녹색과 빨간색 파장으로 변환합니다. 결과적으로 백색광이 LED 패키지에서 방출됩니다. 포장재는 LED(예: PPA, PCT, 세라믹)의 열 분산에 중요한 역할을 합니다.

LED 광원은 저전압 전원 공급 장치, 낮은 에너지 소비, 높은 적응성, 높은 안정성, 짧은 응답 시간, 환경 친화성 및 다중 색상 방출과 같은 장점을 제공하여 현대적인 조명에 이상적인 선택입니다.

LED 포장의 주요 유형은 무엇입니까?

LED 포장 형태에는 관통 구멍 딥, 표면 실장 SMD 및 통합 COB가 포함됩니다.

Ìthrough-hole (딥): 딥 LED 포장은 긴 리드가 있는 원통형 모양이며 칩은 플라스틱 하우징 내부에 있습니다. DIP LED에는 두 개의 평행 금속 리드가 있습니다. 일부 제품은 오늘날에도 여전히 이 디자인을 사용하지만 새로운 LED 포장과 비교하여 DIP LED는 더 낮은 광 출력과 연색 지수를 가지고 있습니다. 이 LED는 주로 크리스마스 조명 스트링과 같은 신호등 및 장식용 용도로 사용됩니다. 그러나 열 분산이 불량하고 발광 효능이 낮고(<50lm/W) 점차적으로 단계적으로 폐지되고 있습니다.

표면 장착(SMD): SMD LED는 DIP LED 이후에 개발되었습니다. DIP LED와 비교하여 SMD LED는 더 높은 발광 효율과 낮은 전력 소비를 제공합니다. DIP LED와 비교하여 더 작은 디자인, 더 낮은 높이, 더 긴 수명, 최대 75%까지 에너지 소비 감소, 유지 보수 비용 절감을 제공합니다. 주류 표면 실장 유형(예: 2835, 3030, 5050 등)은 컴팩트한 크기, 우수한 방열 및 120lm/w 이상의 광 효율을 특징으로 하여 조명 기구에 널리 사용됩니다.  SMD LED에 대한 자세한 내용은 다음 블로그를 참조하십시오. SMD3528 대 SMD2835 대 SMD5050: 상업용 및 건축용 조명에 가장 적합한 LED 스트립 조명은 무엇일까요?

통합(COB): COB 포장은 알루미늄 기판에 여러 칩(일반적으로 9개 이상)을 배치하여 더 작은 영역에서 더 높은 광도를 달성하기 위해 더 많은 칩을 제한된 공간에 통합하는 것을 포함합니다. 이 디자인은 조명 잠재력을 극대화하면서 공간을 덜 차지합니다. 이 기술은 베이스와 납땜이 필요하지 않아 조립 시간을 거의 1/3로 줄이고 비용을 절감합니다. COB 유형은 일반적으로 산업용 조명, 가로등, 주차장 및 넓은 조명 공간이 필요한 개방 공간과 같은 고효율 조명 기구에 사용됩니다. 단위 면적당 높은 밝기 때문에 상당한 열을 발생시키기 때문에 큰 방열판과 함께 사용해야 합니다.  COB LED와 SMD LED의 차이점에 대한 자세한 내용은 블로그를 참조하십시오. SMD LED와 COB LED의 차이점: 어느 것이 더 낫나요?

CRI(색상 렌더링 지수)는 무엇입니까?

CRI(색상 렌더링 지수)는 사물의 색상을 정확하게 재현하는 광원의 능력을 측정한 것입니다. 주로 자연광(햇빛 등) 아래에서 물체의 색상이 광원 아래에 얼마나 가깝게 나타나는지 설명합니다. CRI 값이 높을수록 광원의 색상 재생 능력이 더 강해지고, 자연광 아래에서 색상과 유사하게 해당 광원 아래에 개체의 색상이 더 가깝게 나타납니다.  CRI에 대한 자세한 내용은 블로그를 참조하십시오. LED 스트립 조명의 연색성 지수는 얼마나 중요할까요?

동일한 색온도의 광원은 스펙트럼 조성이 다를 수 있습니다. 더 넓은 스펙트럼 구성을 가진 광원은 더 나은 연색 품질을 제공할 가능성이 더 큽니다. 광원의 스펙트럼이 기준 광원 아래에서 물체에 의해 반사되는 지배적인 파장이 부족하거나 거의 없는 경우, 상당한 색상 차이를 유발할 수 있습니다. 색상 차이가 클수록 해당 색상에 대한 광원의 색상 렌더링 성능이 저하됩니다. CRI 계수는 광원의 연색 성능을 평가하는 데 널리 사용되는 방법입니다.

CIE는 플랑크키안 라디에이터를 기준 광원으로 정의하여 연색지수를 100으로 설정하고 8개의 색상 샘플을 지정합니다. 광원 아래에서 샘플의 색상이 참조 광원 아래에서 일치하는 경우 광원의 연색 지수가 100이고 색상이 변경되면 광원의 연색 지수가 100 미만입니다.

연색 지수는 조명 디자인 및 응용 분야에서 매우 중요하며, 특히 미술관, 사진 스튜디오 및 의료 시설과 같은 물체의 정확한 색상 재현이 필요한 시나리오에서 매우 중요합니다. 이러한 설정에서 연색 지수가 높은 광원을 선택하면 객체 색상의 진정성과 정확성을 보장합니다. 색채 색인은 광원 품질을 평가하는 유일한 기준이 아니라 주로 광원의 색을 재현하는 능력에 초점을 맞춘다는 점에 유의해야 합니다. 광원을 선택할 때 밝기, 색온도 및 에너지 효율과 같은 다른 요소도 포괄적으로 고려해야 합니다.

색온도란?

색온도는 빛에 포함된 색상 성분을 나타내는 측정 단위입니다. 이론적으로 흑체의 색온도는 절대 영도(-273°C)에서 가열할 때 나타나는 색상을 나타냅니다. 광원의 색이 특정 온도에서 흑체의 색과 일치하면 그 흑체의 절대 온도를 광원의 색온도라고 합니다. 비색 온도라고도 합니다. 단위는 켈빈(K)입니다.

일반적으로 사용되는 조명의 색상 범위는 약 2700K ~ 6500K이며, 색온도 값이 낮을수록 더 적색이 되며, 값이 높을수록 색상이 더 푸르게 나타나며 중간 값은 더 희게 나타납니다. 2200K에서 3750K 사이의 색온도는 따뜻한 백색광이라고 하며, 4000K~5000K는 중성 백색, 5700K~8000K는 쿨 화이트 라이트라고 합니다.

1. 색온도와 색 좌표는 일대다 관계를 가지며, 동일한 색온도는 X와 Y 값이 다를 수 있습니다.

2 . 즉, 흑체 복사 곡선에 속할 때만 색온도라고 할 수 있습니다.

3. 동일한 색 온도가 다른 색상 인식을 생성할 수 있습니다.

색온도에 대한 자세한 내용은 블로그를 참조하십시오.

3000만원 대 4000만원 대 5000만원 대 6000만원: 차이점은 무엇인가요?
LED 조명 색온도 비교: 5000K 대 6000K
LED 조명 색온도 비교: 4000K 대 5000K
LED 조명 색온도 비교: 3000K 대 4000K
LED 조명 색온도 비교: 2700K 대 3000K

상관된 색온도란 무엇입니까?

광원의 색도가 흑체 궤적에 있지 않고 광원의 색도가 특정 온도에서 흑체의 색도에 가장 가깝다면, 그 흑체의 절대 온도는 광원의 상관된 색온도(CCT)입니다. 단위는 켈빈(K)입니다.

일상적인 사용에서는 분광 기기의 테스트 데이터를 볼 수 있습니다. 이것은 색온도가 아니라 상관된 색온도(CCT)입니다. 그들 사이의 차이점은 무엇입니까? 물론 다음과 같은 점이 있습니다. 광원의 색온도는 광원의 색상에 해당하는 빛이 방출되는 이상적인 흑체 라디에이터의 온도입니다. 즉, 흑체 복사선에 떨어질 때만 색온도라고 할 수 있습니다.

색온도는 표준 선에서 정의되고 상관된 색온도는 이 표준 색온도를 기준으로 정의됩니다. 우리가 생산하는 백색광은 표준 색온도선과 정확히 일치하지 않을 수 있으며, 대신에 "가장 가까운" 점을 찾아 "상관 색온도"라고하는 색온도를 읽습니다.

따라서, 3000K와 같은 상관된 색온도가 동일하더라도 색 허용 오차가 7단계인 경우 색온도 범위는 2870-3220K가 될 수 있으며, 거의 350K의 차이가 발생할 수 있으며, 이는 상당한 시각적 차이를 초래할 수 있습니다.

내색 허용치란?

컬러 허용 오차는 컬러 측정 시스템 소프트웨어와 표준 광원에 의해 계산된 X 및 Y 값의 차이를 특성화하는 데 사용됩니다. 값이 작을수록 제품의 색상 좌표가 표준 값에 가깝습니다. 광원의 스펙트럼과 표준 스펙트럼 사이의 간격이 작을수록 빛의 정확도가 높아지고 순수한 색상이 나타납니다.

당신은 혼란스러울 수 있습니다 : 동일한 색온도에 대한 많은 XY 조합이 있습니다. 솔리드 스테이트 조명과 인간의 눈의 감각적 편안함 요구 사항을 충족하는 색온도와 좌표는 무엇입니까? 이 문제를 어떻게 해결할 수 있습니까? 이 문제를 해결하려면 색상 허용 오차 개념을 도입해야 합니다.

적색, 녹색 및 청색 형광체의 밀도가 다르기 때문에 생산 중에 색온도 차이가 쉽게 발생할 수 있습니다. 이러한 차이가 발생하면 램프의 밝은 색상을 보장하기 위해 색상 허용 오차를 통해 조정해야 합니다. 백색 LED 조명은 새로운 백색 LED 광원의 개발 및 적용을 안내하기 위해 색상 허용 기준을 준수해야 합니다.

색온도와 색 허용치의 관계

색온도는 빛에 존재하는 색 성분을 나타내는 측정 단위입니다. 이론적으로 흑체의 색온도는 절대 영도(-273°C)에서 가열할 때 방출하는 색상을 나타냅니다. 특정 온도로 가열되면 특정 광원에 의해 방출되는 빛의 색과 일치하는 흑체가 가열될 때, 흑체가 가열되는 온도는 그 광원의 색온도, 즉 측정 단위가 "k"라고 불립니다. 값이 작을수록 색이 빨갛게 변하고, 값이 클수록 더 청색을 띠는 색이 흰색으로 변합니다. 일반적인 조명의 일반적인 색온도 범위는 약 2700K ~ 6500K로 따뜻한 백색광과 중성 백색광에 해당합니다.

표준 스펙트럼은 색온도에 따라 변합니다. 동일한 광원의 경우 표준 스펙트럼이 다르면 색상 차이도 다릅니다. 그러나, 측정하는 동안, 표준 광색 분석 시스템은 일반적으로 측정된 광원의 색온도 범위를 자동으로 식별하여 표준 스펙트럼의 색온도 값을 결정합니다. 동일한 색온도에서 기준 표준 스펙트럼이 일관되지만 X 및 Y 색상 좌표가 다르면 색상 차이도 다릅니다.

색상 좌표와 색상 차이가 관련되어 있습니다. 색상 좌표는 색상 차트를 기반으로 계산되며, 색상 차이는 실제 측정된 색상 좌표와 표준의 차이입니다. 색상 차이는 제품의 X 및 Y 값과 표준 광원의 X 및 Y 값의 차이입니다. 거리가 작을수록 SDCM이 낮아집니다.  SDCM에 대한 자세한 내용은 블로그를 참조하십시오. LED 스트립 조명용 SDCM의 모든 것

우리는 SDCM을 사용하여 밝은 색상을 평가하므로 이 매개변수를 어떻게 측정합니까? 일반적으로 아래 그림과 같은 분광 광도계를 사용하여 색온도와 색차를 테스트할 수 있습니다.

색상 허용 오차에 영향을 미치는 요인

1) 칩 변형: 다른 배치 또는 모델의 LED 칩은 발광 특성에 고유한 차이가 있어 색상 좌표의 변화를 초래합니다.

2) 프로세스 영향: 접착층 두께 편차가 5%를 초과하여 분배로 인한 형광체의 고르지 못한 분포는 색상 좌표 일관성을 크게 감소시킵니다.

3) 물질적 효과: 인광체의 재료 조성, 비율 및 코팅 균일성은 스펙트럼 분포와 색온도 일관성에 직접적인 영향을 미칩니다.

4) 계측 효과: 예를 들어, 분광 광도계와 통합 구체의 차이 또는 동일한 기기의 다른 모델 간의 차이로 인해 다양한 측정 결과가 발생할 수 있습니다. 또한, 통합 구체 통합을 위한 통합 시간이 다른 OEM(예: OEM)과 비교하여 고객이 설정한 중요한 매개변수의 불일치도 측정 오류를 유발할 수 있습니다.

5) 열 관리 영향: 램프의 열 관리가 부족하면 온도가 상승하면 색이 변하는 원인이 됩니다. LED 발광 재료는 온도에 따라 상당한 온도에 따라 특성을 나타내며, 방출 온도가 상승함에 따라 방출 스펙트럼이 적색으로 이동하고 방출 피크가 넓어지며 특정 온도에서 방출이 중단됩니다. 램프의 수명과 광속이 요구 사항을 충족하도록 하려면 LED 램프의 접합 온도를 특정 범위 내에서 유지해야 합니다.

6) 현재 효과: 구동 전류가 변화함에 따라 발광 재료의 특성도 영향을 받습니다. 발광 안정성이 높을수록 색온도 효과가 작고 색 허용 오차가 작아집니다.

같은 색 온도의 LED 조명이 다른 색상을 갖는 이유는 무엇입니까?

3000k 색온도가 같음에도 불구하고 조명이 다른 색상을 나타내면서도 색온도 허용 오차가 문제를 효과적으로 해결하지 못할 수 있음을 시사하는 이유를 궁금해 할 수도 있습니다. 실제로, 지정된 색온도 허용 범위 내에서 LED 조명 제조업체는 색온도 불일치와 관련된 문제에 일관되게 직면했습니다. 이 현상은 "동일한 온도, 다른 색"으로 알려진 동일한 색온도 값에도 불구하고 상당한 색상 차이로 나타날 뿐만 아니라 색상이 비슷하지만 테스트된 색온도 값이 "동일한 색상, 다른 온도"로 알려진 경우에도 존재합니다.

아래 그림과 같이 파란색 선의 세 점 A, B, C는 동일한 3000K 색온도에 속합니다. A점은 3000K의 따뜻한 백색광을 3050K로 3050K로 약간 녹색을 띠고, C 포인트는 2950K에서 약간 붉은빛을 띠며, 약 50K 차이가 난다. 색온도 차이는 크지 않지만 실제 지각된 색상은 다릅니다.

또한 색온도가 낮아질수록 "같은 온도, 다른 색" 및 "동일한 색, 다른 온도"의 현상이 점점 더 두드러집니다. 따라서 제품 색상이 일관성을 유지하려면 SDCM(색상 차이 공차)을 사용하여 이 문제를 해결해야 합니다. 제품의 색상 중심점이 색상 차이 허용 오차 중심점과 일치하는 경우 색상 차이 허용 오차를 사용하여 색상 차이를 특성화할 수 있으며, 색상 차이 허용 오차가 클수록 색상 차이가 커집니다.

3000K 색온도 LED 조명에 대한 다음과 같은 색상 차이 이미지의 비교를 먼저 살펴보겠습니다. 두 가지 색상 좌표가 2단계 타원에 속하면 사람의 눈은 그 차이를 거의 식별할 수 없습니다. 5단계 타원이면 색차가 눈에 띄게 되고, 3단계 타원이면 경계색과 중심색의 차이가 한 눈에 즉시 명확하지 않다. 따라서 3000K 색온도 조명의 경우 0에 가까운 색 차이를 달성하는 것이 목표라면 일반적으로 3단계 내에서 색상 허용 오차를 설정해야 합니다.

위의 분석을 통해 색상 차이가 얼마나 중요한지 알 수 있습니다. 색상 차이가 제어되지 않으면 생성된 LED 라이트 스트립이 조명 시 색상이 일치하지 않을 수 있습니다. 선형 라이트 스트립을 상상해 보십시오. LED 사이에 색상 차이가 있으면 사람의 눈으로 쉽게 감지할 수 있습니다. 전체 라이트 스트립의 색상이 일치하지 않으면 조명 경험이 좋지 않습니다. 고품질 조명 효과를 얻으려면 더 높은 발광 효율과 더 작은 SDCM 값을 가진 라이트 스트립을 구입해야 합니다.

LED 산업 색상 허용 기준

1942년 과학자 마카담은 각 색점의 5~9개의 상대적인 면을 측정하고 색상 차이를 구별할 수 있는 두 점을 기록하여 관련 원리를 사용하여 25가지 색상에 대한 실험을 수행했습니다. 그 결과 마카담 타원으로 알려진 다양한 크기와 길이의 타원이 생성되었습니다.

마카담 타원에서는 색차가 있어도 우리의 눈은 그것을 감지할 수 없습니다. 그러나 색상이 이 타원을 벗어나면 색상 차이를 쉽게 식별할 수 있습니다. 따라서 마카담 타원 내에서 점의 색상이 일관성이 있다고 생각할 수 있습니다.

마카담 타원의 크기는 색상 일관성을 평가하는 데 중요한 척도인 SDCM(Color Matching)의 표준 편차라고도 합니다. 마카담 타원의 장축과 소축의 비율을 증가시킴으로써 2차, 3차 등과 같은 다른 차수의 마카담 타원을 얻을 수 있습니다. 다양한 주문의 이러한 타원은 색상 일관성을 평가하기 위한 보다 자세한 표준을 제공합니다.

1. 유럽과 미국 색온도 X.Y 좌표 표준점

현재 사용 중인 주요 색상 차이 표준은 북미 ANSI 표준과 IEC 유럽 표준입니다. 해당 색상 차이 중심점은 다음과 같이 요약됩니다.

2. 에너지 스타와 유럽의 색차 표준 범위

● ENERGY STAR ANSI C78.376, 색상 차이 ≤7 SDCM, LED 특성에 따라 영역으로 나뉩니다.

● 유럽 연합 IEC 60081 표준, 내색 공차 ≤7 SDCM, 발광 기술 요구 사항에 따라 LED 영역이 정의됩니다.

요약

위의 소개 이후, 나는 이제 모든 사람들이 LED 색온도에 대해 더 잘 이해하고 있다고 생각합니다.

SignLiteled는 기술 혁신과 엄격한 테스트를 핵심 역량으로 하는 LED 스트립 조명의 연구, 개발 및 제조를 전문으로 하는 첨단 기업입니다. 이 회사는 완전한 R&D 시스템을 갖추고 있어 모든 LED 스트립 조명의 색온도 편차가 따뜻한 색온도에 대해 3단계, 시원한 백색 색온도의 경우 5단계 이내로 제어됩니다.

칩 선택에서 드라이버 회로 설계에 이르기까지 모든 것이 사내에서 제어됩니다. 제품군은 다음과 같습니다 유연한 LED 라이트 스트립, COB LED 라이트 스트립, LED 네온 라이트 스트립, 및 기타 고부가가치 범주. 회사는 분광광도계, 일정한 온도 및 습도 테스트 챔버 및 기타 장치를 갖추어 제품 성능의 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 72시간 노화 테스트 및 IP 방수 등급을 포함하여 20개 이상의 테스트 표준을 수립했습니다. 이 제품에 관심이 있으시면 당사의 비즈니스 팀에 문의하십시오.