BINNING
Binning-prozesse für konstante und hochwertige LED-Beleuchtung
Binning in Kürze:
Binning ist von entscheidender Bedeutung, um eine gleichbleibende Qualität von LEDs zu gewährleisten. Es gruppiert LED-Chips basierend auf ihrer Leistung und Farbe, um eine stabile Lichtleistung sicherzustellen. Methoden wie Spannungs-, Fluss- und Farbbinning spielen eine zentrale Rolle bei diesem Prozess. Das CIE Normvalenzsystem, das die menschliche Farbwahrnehmung modelliert, und die Farbtemperatur, die die Farbcharakteristik des Lichts beschreibt, sind wichtige Konzepte, die dabei berücksichtigt werden.
Bei ISOLED® wird durch präzises Binning die Variation der Farbabweichungen reduziert, was zu einer hohen Qualität und Kundenzufriedenheit führt.
Kundeninformation
Das ISOLED® Wissen „Nachhaltig konstante Lichtqualität durch Binning“ beschreibt das Binning-Verfahren bei der Herstellung von LED Chips. Die Überprüfung des Binnings ist bei ISOLED® ein wesentlicher Bestandteil der Qualitätssicherung.
• Wir definieren strenge Vorgaben gegenüber unsere zuliefernden CHIP-Produzenten und prüfen jeden Wareneingang auf Abweichungen außerhalb der Toleranz gegenüber den von uns georderten x- und y-Koordinaten basierend auf dem CIE1931-Diagramm (Normvalenzsystem).
• Vorausgesetzt entsprechender Lagermenge und Verfügbarkeit wird bei ISOLED® jeder Auftrag ausschließlich aus einer Chargen-ID bedient. Das heißt Sie erhalten alle Exemplare Ihrer Lieferung mit einem Binning von SDCM Step 1 (= SWE 1 kaum messbarer Farbunterschied).
• Folgechargen unterliegen aus produktionstechnischen Gründen geringfügigen Abweichungen gegenüber den Vorchargen, werden von uns allerdings ausschließlich für den Verkauf freigegeben, wenn deren Abweichung SDCM Step 2-3 nicht übersteigt (= SWE 2-3 kaum sichtbarer Farbunterschied).
Dies ist unser Qualitätsversprechen und gewährleistet Produktionschargenübergreifend eine stabile Lichtqualität hinsichtlich Farbeindruck, CRI (ra) und Lichtstrom.
Qualitätsanspruch an LED Leuchtmittel
Die LED-Technologie ist stetig im Wandel, getrieben von Kundenanforderungen und dem unerschöpften Potenzial dieser Technologie. Neben den klassischen Qualitätskriterien wie Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit stehen insbesondere die Steigerung des Lichtstroms, die Verbesserung der Farbwiedergabe, und die Konstanz der Lichtqualität im Fokus der raschen Produktentwicklung.
Die Ziele von Binning:
- einheitliche Lichtfarben
- die maximale sowie gleichbleibende Qualität hinsichtlich aller Produktmerkmale während der gesamten Lebensdauer
Binning
Die Schlüsselrolle in der LED-Produktion
Die Industrie verfolgt das Ziel, LED-Chips mit konsistenten photometrischen Eigenschaften herzustellen, die über verschiedene Produktionschargen hinweg gleichbleibend sind. Binning ist das Verfahren, mit dem LED-Hersteller diese Chips bewerten und in Gruppen einteilen, um sicherzustellen, dass sie den hohen Ansprüchen der Kunden gerecht werden.
Wie funktioniert Binning?
Jeder LED-Chip weist geringfügige Abweichungen in Lichtstrom, Farbwert und Durchlassspannung auf. Durch das Binning-Verfahren werden diese Chips nach ihrer Qualität kategorisiert. Auf diese Weise können sie gezielt in LEDLeuchtmitteln verbaut werden, um eine gleichbleibende Lichtqualität
und Leistung zu gewährleisten.
Die Vorteile von Binning für den Kunden:
eine stabile Lichtqualität von einer zur nächsten Produktionscharge ein den Angaben entsprechender Farbeindruck und Farbwiedergabeindex geringes Derating (Alterungsprozess) über die Nutzlebensdauer hinweg hauseigene, zertifizierte Messverfahren und Sensorik.
LED Chips einer jeden Produktionscharge weisen Abweichungen hinsichtlich Lichtstromausgabe, Farbwert und Durchlassspannung auf. Binning ist das Verfahren, mit dem die LED-Hersteller die einzelnen LED Chips bewerten und in Bins einordnen (Bin = Behälter).
Anhand dieses Sortierungsverfahrens sind die LED Chips qualitativ kategorisiert und können dementsprechend gezielt und auf die Anforderungen abgestimmt in LED Leuchtmitteln und LED Leuchten verbaut werden. Hiermit wird sichergestellt, dass die photometrischen Leistungswerte der LED Leuchten und LED Leuchtmittel erreicht und für die ausgewiesene Lebensdauer gehalten werden.
Die Qualität von LED-Licht hängt nicht nur von der Technologie selbst ab, sondern auch von der präzisen Sortierung und Kategorisierung der LED-Chips. Dies wird durch verschiedene Binning-Methoden erreicht, die sicherstellen, dass LED-Leuchtmittel die gewünschten Lichtspezifikationen erfüllen.
Weiß ist nicht gleich weiß
Unser ISOLED®-Binning-Verfahren klassifiziert LED-Chips in verschiedenen Schritten, wobei Step 1 kaum messbare Farbunterschiede aufweist, während Step 2-3 geringfügige und kaum sichtbare Abweichungen toleriert.
ANSI Cree Chart: Zu den Standardfarben bei ISOLED® gehören Utra -Warmweiß, Warmweiß (2700 K), Warmweiß (3000 K), Naturweiß (4000 K), Kaltweiß (5500 K)
Binning ist ein essenzieller Schritt in der LED-Produktion, der eine nachhaltige und konstante Lichtqualität gewährleistet. Durch die gezielte Auswahl und Kategorisierung von LED-Chips können Hersteller und Kunden gleichermaßen von verbesserten LED-Leuchtmitteln profitieren.
Binning methoden:
Voltage Binning
Die LED Chips werden einzeln vermessen und gemäß ihrer Durchlassspannung (Volt) sortiert.
Indem Chips mit ähnlichen Spannungswerten gruppiert werden, können Hersteller eine gleichbleibende Leistung sicherstellen.
Flux Binning
Um einen einheitlichen Lichtstrom gewährleisten zu können, werden die LED Chips nach ihren tatsächlichen Lumenwerten in Bins eingeteilt. Dies ermöglicht es, eine einheitliche Lichtleistung über verschiedene Chargen hinweg zugewährleisten.
Colour Binning
Grundlage für das Colour Binning ist das CIE Normvalenzsystem. Die internationale Beleuchtungskommission (CIE – Commision internationale de l’éclairage) hat dieses Normvalenzsystem bzw. Normfarbsystem definiert, um die physikalische Ursache eines Farbreizes und die menschliche Farbwahrnehmung in Verbindung zu bringen, objektiv zu beschreiben sowie auch grafisch gesamtheitlich zu erfassen.
Nach Eintragung der Farbkoordinaten in das CIE Normvalenzsystem (auch CIExy-Diagramm) werden die weißen LED Chips nach Farbort und Farbtemperatur charakterisiert und eingeteilt, die farbigen LEDs hingegen anhand des Farbortes und der dominierenden Wellenlänge (Peakwellenlänge).
DIMENSION DER
MACADAM-ELLIPSEN
Qualität der
Farbhomogenität
1 SDCM(SWE)
*Kein wahrnehmbarer
Farbunterschied
2- 3 SDCM(SWE)
*Kaum wahrnehmbarer
Farbunterschied
> 4 SDCM(SWE)
*Sichtbarer
Farbunterschied
* vom menschlichen Auge sichtbarer, nicht oder kaum wahrnehmbarer Farbunterschied
Die MacAdam-Ellipsen werden anhand vom SDCM (Standard Deviation of Color Matching = Standardabweichung der Farbabstimmung) in Schwellenwerteinheiten( SWE) dimensioniert.
Die EU-Ökodesignverordnung schreibt Herstellern und Inverkehrbringern von LED Leuchtmitteln sowie LED Lampen eine Farbkonsistenz vor. Dementsprechend darf die maximale Abweichung der Farbwertanteile innerhalb einer MacAdam-Ellipse sechs Stufen (6 SWE) nicht überschreiten.
Durch Voltage Binning, Flux Binning und Colour Binning können Hersteller eine konsistente Lichtqualität über verschiedene Produktionschargen hinweg sicherstellen. Diese Methoden sind unerlässlich für die Produktion hochwertiger LED-Leuchtmittel und tragen zur Zufriedenheit der Kunden bei.
CIE Normvalenzsystem und Farbtemperatur:
Schlüsselkonzepte für die Lichtqualität
CIE Normavalenzsystem
Das CIE Normvalenzsystem ist ein Standard zur objektiven Beschreibung von Farben und ihrer Wahrnehmung durch das menschliche Auge. Anhand der MacAdam-Ellipsen wird die Toleranz und Genauigkeit der Farbwiedergabe definiert. Je kleiner der Bereich innerhalb der MacAdam-Ellipse, desto geringer sind die Farbunterschiede, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können.
Farbtemperatur
Die Farbtemperatur einer Lichtquelle beschreibt den Farbeindruck, den sie hervorruft, und wird in Kelvin gemessen. Sie basiert auf dem Farbspektrum eines schwarzen Körpers, der bei verschiedenen Temperaturen unterschiedliche Farben emittiert. Eine niedrige Farbtemperatur (z.B. 2700 K) entspricht warmem Licht mit rötlichen Tönen, während eine hohe Farbtemperatur (z.B. 5500 K) ein kühles, bläuliches Licht erzeugt.
Bedeutung für die LED-Industrie:
Das CIE Normvalenzsystem und die Farbtemperatur spielen eine entscheidende Rolle bei der Qualitätssicherung von LED-Produkten. Sie ermöglichen es Herstellern, Produkte mit konsistenter Lichtqualität herzustellen, die den Anforderungen der Kunden entsprechen.
Das CIE Normvalenzsystem dient als Standard zur objektiven Beschreibung von Farben, während die Farbtemperatur den Farbeindruck einer Lichtquelle quantifiziert. Beide Konzepte sind entscheidend für die Entwicklung hochwertiger LED-Produkte und die Sicherstellung einer konsistenten Lichtqualität.
Charakteristische Lichtfarben nach DIN 5035
LICHTQUELLE
Warmweiß
Neutralweiß
Tageslichtweiß (auch Kaltweiß)
FARBTEMPERATUR IN KELVIN
< 3.500 K
< 5.300 K
> 5.300 K
DIMENSION DER
MACADAM-ELLIPSEN
Qualität der
Farbhomogenität
1 SDCM(SWE)
*Kein wahrnehmbarer
Farbunterschied
2- 3 SDCM(SWE)
*Kaum wahrnehmbarer
Farbunterschied
> 4 SDCM(SWE)
*Sichtbarer
Farbunterschied
* vom menschlichen Auge sichtbarer, nicht oder kaum wahrnehmbarer Farbunterschied
Die MacAdam-Ellipsen werden anhand vom SDCM (Standard Deviation of Color Matching = Standardabweichung der Farbabstimmung) in Schwellenwerteinheiten (SWE) dimensioniert.
Die EU-Ökodesignverordnung schreibt Herstellern und Inverkehrbringern von LED Leuchtmitteln sowie LED Lampen eine Farbkonsistenz vor. Dementsprechend darf die maximale Abweichung der Farbwertanteile innerhalb einer MacAdam-Ellipse sechs Stufen (6 SWE) nicht überschreiten.
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