1色容差簡介
1.1色容差定義
色容差是用來表征光色電檢測系統軟體計算的X,Y值與標準光源之間的差別，數值越小，表示產品光色坐標和標準值越接近。光源發出的光譜與標準光譜之間的差距越小，準確度越高，光的顏色越純正。
1.2色容差主要標準
- 能源之星ANSI C78.376，色容差≤7SDCM；
- 歐盟標準IEC60081，色容差≤7SDCM；
- 國標GB10682-2002，色容差≤5SDCM；
- GB24823-2009普通照明用LED模塊的性能要求色容差≤7SDCM。
在熒光燈中由於紅、綠、藍三種熒光粉的密度不同，生產中很容易造成色溫差，一旦出現，需通過調節色容差來調整色溫差以保證燈的光色。作為照明光源的白光LED應當參照色容差的標準來要求指導白光LED新照明光源的發展和應用。
2色容差與幾個重要參數的區別與聯繫
2.1色溫與色容差的關聯
色溫是表示光線中包含顏色成分的計量單位，從理論上說，黑體溫度指絕對黑體從絕對零度（-273℃）開始加溫後所呈現的顏色。把某個黑體加熱到一定溫度，其發射的光的顏色與某個光源所發射的光顏色相同時，這個黑體加熱的溫度稱之為該光源的顏色溫度，即色溫，計量單位為“K”。數值越小顏色越偏紅，數值越大顏色越偏藍，中間數值偏白，正常使用的燈光顏色範圍約3000K-6500K,即暖白光與正白光。
圖1色溫對照表
標準光譜隨著色溫改變，同一個光源如果標準光譜不同其色容差也不同，但測量時，一般光色電分析系統會自動識別被測光源所在的色溫範圍，以確定標準光譜的色溫取值。在相同色溫時，參考標準光譜一致，色坐標X,Y值不同，則色容差不同。
2.2色容差與色差的區別與關係
2.2.1色容差與色差的區別
（1）色差：即顏色的差異，指的是兩個光色X、Y坐標值的差異大小，差值越小，色差越小。
下圖為麥克亞當7步、5步、3步、2步橢圓在3000K色溫下的出光色差情況：
圖2 不同step 人眼識別情況示意圖
由上圖可知，麥克亞當3step橢圓內基本是看不出色差的; 5step及7step色差較明顯。2step、3step橢圓為人眼識別度的臨界值。圖3為麥克亞當橢圓，圖4為Osram LED分階示意圖，可作參考。
圖3 麥克亞當橢圓
圖4 Osram LED 3Step,5Step,7Step示意圖
2.2.2色容差與色差的關係
麥克亞當通過實驗證明了，恰可察覺色差與顏色匹配相對應的標準差之間成線性關係，標準差的3倍就是色差的恰可察覺差。
色容差的量化一般用橢圓形來表示。橢圓由360度各點連接，各點計算公式為:
因此，色坐標與色容差是有關係的，色坐標是根據色標圖而算出來的，色差就是實際測出的色坐標與標準的差。
如果兩個色坐標落在2階麥克亞當橢圓之內，則人眼幾乎是看不出兩者的區別。麥克亞當橢圓（可參考圖3）3階邊界對應的顏色與中心顏色的差別才是人眼恰可察覺的色差值，如果產品顏色中心點恰好是色容差中心點，那麼可以用色容差來表征色差，色容差越大，色差越大。
3 色容差常見現象
3.1色溫和色容差的對應關係導致的問題
例1．若客戶需3000－3300K產品，歐標且色容差小於5（2820－3070K），那麼符合要求的範圍只有70K左右色溫，產品很難滿足需求。
例2．若客戶需5700－6300K產品，歐標且色容差小於5，那麼符合要求的範圍只有200K左右色溫，產品很難滿足需求。
3.2 色容差相關的客訴問題處理
以某照明客戶反饋的色容差情況為例，
型號：GW JTLMS1.CM-G9H4-XX52-1-60-R33
應用：筒燈，驅動電流為58mA
不良情況：客戶要求燈珠符合3-Step,但實際測得＞3SCDM
下圖為該客戶的積分球測試報告：
Solution:
經原廠光學測試驗證，所有的色坐標都落在 32 組內,即色溫 5700K（可參考圖4），符合 3-Step,故沒有色差。
具體原因：
（1）由於機差問題，比如光譜儀跟積分球，或者同一儀器的不同型號，不同機器測出的結果會於所不同；
（2）客戶跟原廠測試儀器所設定的重要參數不同，比如積分球的積分時長不同，也會導致最終結果有誤差。
4影響色容差的因素
4.1結構對LED燈具色容差的影響[1]
以面板燈為例，面板燈利用了顯示屏的背光原理，在導光板的背面增加反射紙，以減少光損失，並在發光面增加了擴散板，以改善發光的均勻性，從而減少色容差。
4.2 LED 燈具散熱對色容差的影響[1]
如果燈具的散熱不足，溫度上升，會產生色漂移，LED 的發光材料對溫度依賴特性很顯著，隨著發光溫度的上升，發射光譜紅移，發射峰變寬，在到某個溫度時發生猝滅。若想讓燈具的使用壽命及光通量符合要求，就必須要求LED燈具的結溫在一定範圍內。LED需要把晶片上的熱導出來，其光電轉換效率才能提高。因此想改善散熱情況，可以考慮LED光源的熱沉、印刷層等這些LED散熱的主要途徑。
4.3 LED正向電流對色溫的影響[1]
LED隨著驅動電流發生改變，發光材料的性質也會受到影響，發光穩定性越高的，色溫影響越小，色容差也越小。
圖6驅動電流產生的色漂現象
圖 6在不同驅動電流 ( 20 m A、30 m A、40 m A、50 m A、60 m A )下，含Eu2+熒光粉在近紫外LED晶片的激發下，色溫從5200 K增加6000 K; 而YAG∶Ce3 +在藍光LED的激發下，色溫從6500K增加到9000 K。由此也說明，含Eu2+熒光粉+紫外LED晶片的發光顏色穩定性更高。
5 減小色容差的方法
5.1機差導致的色容差偏移問題
如果兩家機台標準件存在較大偏差，即使色容差用同一標準，但測試的值差別很大，不是色容差中心點坐標數值不一樣，而是機台的偏差導致的中心點偏移，建議進行對標確認。
關於整燈色容差≤3 SDCM產品的實現方案，有以下方法：
（1）提升訂單顏色集中，以各色容差中心點作為產品顏色的中心點，燈珠顏色儘可能集中在3階範圍內；
（2）針對貼片和仿流明訂單，部分產品色容差會落入3-5階範圍，可根據色容差分光方式進行分BIN，通過交叉SMT的方式達到整燈色容差小於3階的要求。
5.2常見問題匯總
Q1:如何檢測並減小生產過程中出現的色容差？
A1:可攜帶便攜式光譜儀，或者遠方積分球。
Q2：如何減小色容差？有什麼方法？
A2：調整LED白光的x，y值，落點於標準黑體輻射線的距離，越接近黑體輻射線，色容差越小，縮小色容差是為了提高白光LED的集中性。由於光源會因溫度產生色漂，因此，需將光源的分BIN方法做修正，即光源的分BIN溫度應靠近於實際的溫度。BIN區的統一有利於產品減少色容差。
6總結
綜上所示，LED燈具的色容差是難以避免的，客戶應選擇高品質LED，在生產過程中，儘可能低縮小色容差，從而提高燈具的發光均勻度，提高LED的集中性。
除此之外，它不僅需要從業者掌握科學合理的方法，還需要諸多其它方面的配合，例如：LED晶片廠商和燈具製造廠商的緊密配合，高要求的行業標準出台，檢測機構和檢測設備的技術指標更新，終端客戶的廣泛參與和監督，製造工藝、熒光粉、光學材料等技術改良或革新等等。
參考文獻：[1]曾天賜.LED燈具色容差的影響因素[J].照明工程學報,2018,29(02):35-38+52.
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