最近，CSC與CSP技術的爭鋒論斷讓LED照明市場重新泛起不小的漣漪，COB產(chǎn)品不同封裝方案的前景再次被推到臺前。針對商照、車燈等細分市場的挖掘，光源廠家在滿足客戶對光品質(zhì)不斷提升的需求下，也發(fā)展出各有不同的技術路線，單是根據(jù)不同結構、材料就定義了不同廠家各自產(chǎn)品特色。也就有人質(zhì)疑，COB技術路線的演進，是不是僅只一場柏拉圖式的創(chuàng)新，又或是細分市場爆發(fā)的鯰魚?
很多大廠也不斷推出各具特色的可調(diào)色COB光源產(chǎn)品，引起市場矚目，為向燈具應用廠家提供部分參考，此次評測阿拉丁評測室特意選取四款具有代表性調(diào)色 COB 光源進行測試對比，從基本光電參數(shù)、光色品質(zhì)、混光均勻性等多方面角度一一評析。該四款樣品品牌分別為TOYONIA(東洋)、TYANSHINE(添鑫)、SHARP(夏普)、RAYBEN(樂健)。
本期評測特別邀請廣東火炬光電研究所檢測中心對樣本進行檢測，提供數(shù)據(jù)支持。此外，阿拉丁評測室也邀請了業(yè)內(nèi)資深工程師Vision對幾款樣品進行了更多維度的體驗。
正文
1、產(chǎn)品規(guī)格
1.1產(chǎn)品基本信息
1.2產(chǎn)品基本結構
從產(chǎn)品尺寸方面來看，RAYBEN、TYANSHINE、SHARP 三款樣品發(fā)光面尺寸 在φ15mm 左右，TOYONIA 發(fā)光面是φ9mm。Y5KS在4款樣品中發(fā)光面積最小，對照基板面積，其發(fā)光密度也最高，至于光功率密度我們后文會再提到。
從封裝結構來看，四款樣品均應用雙色混光調(diào)色原理，但結構各不相同。再看雙色芯片陳列排布，SHARP 雙色芯片排布均勻上差于其他三款。
RAYBEN 和 TOYONIA 兩款樣品內(nèi)部無金線，這樣在產(chǎn)品運輸和加工流程中，可以盡量避免人為因素對產(chǎn)品的破壞，杜絕了因金線斷裂導致產(chǎn)品失效，從產(chǎn)品物理強度方面來看，這兩款相對更有優(yōu)勢。
2.產(chǎn)品基本光電參數(shù)
2.1、光通量及顯色指數(shù)(在 4000K 條件下熱態(tài)測試)
注：SHARP 產(chǎn)品顯色指數(shù) Ra>90，推算在 Ra>80 狀態(tài)下，光通量及光效有 10%~12%的提升。
拿到一款COB產(chǎn)品，我們一般首先關注產(chǎn)品的基本光色電性能參數(shù)，4款COB樣品均屬可調(diào)色溫光源，不同通電條件下，可獲得不同色溫，光效也會隨工作電流改變，當不同光源需要做光效以及其他參數(shù)方面的比對時，應保證各自功率及相關色溫處于相一致水平。
如圖表所示，我們將功率調(diào)至接近28W，色溫均在4000K左右。從光效上看，考慮 SHARP 產(chǎn)品顯指(Ra>90)因素，四款產(chǎn)品光效相 差在 2~7%范圍內(nèi)，TOYONIA Y5KS 略低。
2.2、光功率密度(P=28.5W,CCT=4000K)
注：SHARP 產(chǎn)品顯色指數(shù) Ra>90，推算在 Ra>80 狀態(tài)下，光功率密度有2%~3%的提升。
假如用光通量除以發(fā)光面積來表示光功率密度，從圖表來看，RAYBEN、TYANSHINE、SHARP 三家產(chǎn)品數(shù)據(jù)比較接近，TOYONIA Y5KS光功率密度相比其余三家高出近 160%，優(yōu)勢較為明顯。
在實際應用當中，光功率密度的與匹配二次光學效果關聯(lián)明顯。某種程度上，光功率密度可以直接體現(xiàn)封裝工藝難度及成本的高低。
2.3、照度及中心光強度
注：SHARP 產(chǎn)品顯色指數(shù) Ra>90，推算在 Ra>80 狀態(tài)下，中心照度有 9%~11%的提升。
從中心照度上看，測試數(shù)據(jù)與光效率密度方向一致， RAYBEN、 TYANSHINE、SHARP 三家產(chǎn)品數(shù)據(jù)接近，TOYONIA Y5KS 比其余三家高出近 68%~77%，領先優(yōu)勢明顯。
從另一角度來看，匹配同一款透鏡測試時，光通量高的COB樣品，其中心照度不一定強，在重點照明上，用光效來衡量照度并不準確，高光效并不完全代表高照度，這是廣大應用廠家需要明白的。
綜合分析
本次評測，檢測樣品光電參數(shù)基于相對同向誤差測量模式，所測數(shù)據(jù)非絕對值，只可客觀反映同組對比值。
從基本光電參數(shù)測試結果分析，各個測試項目幾款品牌樣品表現(xiàn)各有優(yōu)劣，光通量、光效方面RAYBEN、TYANSHINE表現(xiàn)較優(yōu)，但在光功率密度、中心照度方面，TOYONIA Y5KS 表現(xiàn)突出。
以上測試數(shù)據(jù)對比分析可以看出，采用高密度封裝結構，雖然會降低出光效率，但在匹配光學器件時，可以大幅減少光的漫射與損失，提升中心光強。
3、光色參數(shù)
3.1光譜分布(CCT=4000K)：
從相對光譜能量值上看，RAYBEN、TYANSHINE、TOYONIA 三家產(chǎn)品數(shù)據(jù)接近， SHARP 是高顯指(Ra>90)型號，比其余三家相對更趨飽滿。
3.2 CIE1931 色品圖(CCT=4000K)：
從 CIE1931 色品圖看，RAYBEN、TYANSHINE 產(chǎn)品在 4000K 時光色坐標 偏黑體線下方，SHARP、TOYONIA 產(chǎn)品光色坐標在黑體線上。
3.3 色容差(CCT=4000K)
從色容差(CCT=4000K)數(shù)據(jù)看，RAYBEN、TYANSHINE 產(chǎn)品 SDCM 值 大于 6，接近或超出標準范圍;SHARP 產(chǎn)品 SDCM 值小于 4，在標準范圍內(nèi);TOYONIA 產(chǎn)品 SDCM 值小于 2，反映 TOYONIA 產(chǎn)品在色品準確度控制上相對更有優(yōu)勢。
3.4 白光軌跡(ANSL-C78.377)
以 ANLS-C78.377 標準進行白光分級，將四款產(chǎn)品在 3000K、3500K、4000K、5000K 四種色溫下的光色坐標重疊在同一個分級圖上，可以看到各款產(chǎn)品在調(diào)色時的白光運動軌跡。
從白光軌跡圖表可以看出，RAYBEN、TYANSHINE 四款產(chǎn)品在 3000K、3500K、4000K、5000K 色溫時光色坐標整體偏下，接近 ANSC-C78.377 白光分 級標準的臨界值。
SHARP 產(chǎn)品未能錄得 5000K 數(shù)據(jù)，但從其他 3000K、3500K、 4000K 色溫時光色坐標來看，色品準確度明顯優(yōu)于前面兩家。白光軌跡表現(xiàn)最優(yōu)秀的是 TOYONIA 產(chǎn)品，2700K、3000K、3500K、4000K、5000K 色溫時光 色坐標基本與黑體線軌跡重疊。
3.5 顯色指數(shù)(CCT=4000K)
從顯色指數(shù)值(CCT=4000K)上看，RAYBEN樣品 Ra=85.4，TYANSHINE樣品 Ra=86.4，TOYONIA 樣品 Ra=85.4，三款樣品顯指接近，R1~R15 數(shù)據(jù)分布也相似。SHARP 樣品 Ra=93.6，是高顯指(Ra>90)型號，R1~R15 數(shù)據(jù)比其余三家相對更趨飽和。
4、混光均勻度(CCT=4000K)
此次評測的四款樣品均采用雙路混色來實現(xiàn)光色調(diào)整，就調(diào)色光源產(chǎn)品 而言，混光均勻性是衡量其照射效果非常重要的一個指標。
本次混光均勻度測試是四款產(chǎn)品統(tǒng)一采用同一型號的通用光學透鏡，即DARKOO、DK6912-JC-5S在同一功率(15W)同一色溫(4000K)同一距離下，通過各產(chǎn)品呈現(xiàn)的光形光斑來進行對比分析。
受拍攝器件限制，圖片無法完全還原人眼視覺的感觀效果。見下圖。
從光形上來看，RAYBEN、TYANSHINE、SHARP 產(chǎn)品由于發(fā)光面較大，光 束角相對度大，照度降低，其中 SHARP 由于芯片陳列原因，光形呈不規(guī)則的 橢圓形。TOYONIA 產(chǎn)品由于發(fā)光面小，相對光形較小較好。
從光斑上看，SHARP 產(chǎn)品黃白相間較為嚴重，有明顯異色光斑。RAYBEN 產(chǎn)品次之，TYANSHINE 產(chǎn)品有較輕微異色光斑，較前兩者好。TOYONIA 產(chǎn)品 無明顯異色光斑，過渡均勻。
以上數(shù)據(jù)由廣東火炬光電研究所檢測中心提供
綜合分析，從混光均勻性來看，SHARP 產(chǎn)品表現(xiàn)欠佳，TOYONIA 產(chǎn)品效 果最好?；旃馐欠窬鶆蚺c COB 芯片陳列方式及密度相關聯(lián)，提高流明密度有 利于改善光源的光學匹配效果。
從發(fā)光均勻性視角探討幾款可調(diào)色溫COB
—Vision
相比傳統(tǒng)光源，LED光源最大的優(yōu)勢除了節(jié)能，還有它的“光譜可變性”。說“光譜可變”，是LED的本質(zhì)，業(yè)界朋友耳熟能詳?shù)氖恰吧珳乜烧{(diào)”。本人第一次接觸色溫可調(diào)LED大概是在2011年，是一盞臺燈，臺燈的光源是利用兩路不同色溫的2835燈珠組成，通過調(diào)節(jié)兩路燈珠的工作電流，從而改變冷白光與暖白光的比例，最終混合成可從2700K到5700K色溫區(qū)間變化的白光。這種配備不同LED陣列的方法也是比較常見的實現(xiàn)色溫可調(diào)的方法。但是這種利用不同陣列的例子有個缺點，就是冷暖白分界明顯，出光顏色空間分布不夠均勻，那有什么比較好的方法可以讓陣列重新排布，使其分布更加均勻呢?
剛好受到阿拉丁的邀請，收到幾款COB樣品也就來體驗了下，或許能夠釋疑我上面提到的幾點問題。
首先，我們先觀察下選取的4款COB的外觀結構(以下產(chǎn)品名稱使用廠商名字簡稱)，見圖1外觀圖。
圖1 4款COB產(chǎn)品外觀圖
從外觀上看，我們不難發(fā)現(xiàn)這4款COB在結構上有所不同，對比如表1。
表1 4款COB結構比對
好了，那么它們的均勻性誰比較好呢?請看圖2~圖5，這是以上提到的4款COB分別在2700K和5700K情況下的光強空間分布以及色溫空間分布，可供大家參考。其中，發(fā)光強度空間分布以樣品正上方位置作歸一化處理，色溫空間分布以樣品正上方位置為基準取其空間不同角度的色溫偏差。
圖2 2700K情況下，4款COB的光強空間分布
圖3 5700K情況下，4款COB的光強空間分布
從圖2~圖3，我們可以看到，不管是2700K還是5700K，夏普的光束角要大于另外3款，而另外3款的光束角基本可視為一致。
圖4 2700K情況下，4款COB的色溫空間分布
圖5 5700K情況下，4款COB的色溫空間分布
從圖4~圖5，我們可以看出，在2700K情況下，添鑫及東洋的色溫空間分布均勻性較佳;夏普的在發(fā)光角度140°范圍內(nèi)均勻性也不差，但是在140°范圍外色溫則出現(xiàn)較大偏差;樂健的在整個空間的色溫分布均勻性則較差。在5700K情況下，4款COB的色溫空間分布均勻性優(yōu)劣則有明顯區(qū)別，東洋的最佳，夏普的最差。
好了，為什么東洋的均勻性比較好呢?請看圖6~圖7，這是以上提到的4款COB分別在2700K和5700K情況下的近場真彩圖，可供大家參考。
圖6 2700K情況下，4款COB的近場真彩圖
圖7 5000K情況下，4款COB的近場真彩圖
從圖6、圖7的近場真彩圖可以清晰看到4款COB的內(nèi)部芯片排列方式及出光面積大小(此圖未按實際比例，請參考各圖網(wǎng)格尺寸)，我們可以從這兩個方面來分析它們與出光均勻性的關聯(lián)。
從芯片排列方式來分析，夏普采用了較為簡單的區(qū)域交叉排列方式，兩種顏色的出光呈條形狀，直接影響了它的出光均勻性及混光均勻性。添鑫采用了不規(guī)則交叉的排列方式，兩種顏色的芯片混合程度較夏普有了很大的提升，所以它的出光均勻性及混光均勻性較夏普有了很大的改善。東洋與樂健采用了完全等距交叉排列方式，實現(xiàn)了兩種顏色的每一顆芯片完全交錯，且芯片間的間距完全相等，對要追求充分均勻混光的調(diào)色COB來講，這是最佳的一種排列方式。東洋與樂健COB內(nèi)部沒有用金線做電連接，能采用這種完全交錯排列方式，前提是必須解決了高難度的線路問題，高精度的復雜基板線路工藝才是這種排列的技術門檻。
從出光面積大小來分析，夏普、添鑫、樂健等3款COB的出光面積接近，東洋COB的出光面積約為前者的三分之一，這是東洋一個較大的領先優(yōu)勢，這意味著東洋COB的芯片間隔遠小于其它3款產(chǎn)品，芯片越密集，它的出光均勻性及混光均勻性就會越好，而且匹配二次光學時的效果也會更好。
綜上所述，東洋COB通過密集芯片完全等距交叉排列方式，實現(xiàn)了4款COB產(chǎn)品中最佳的出光均勻性及混光均勻性，也論證了東洋COB應用的CSC封裝工藝及高精度基板線路工藝在行業(yè)的領先優(yōu)勢。
阿拉丁評測室總結：
根據(jù)上述測試數(shù)據(jù)的對比差異程度，我們以“★”號數(shù)量示意。
綜上，幾款COB樣品檢測數(shù)據(jù)各有優(yōu)勢，單從某一項結果來看并不能簡單判定各個樣品的優(yōu)劣。當然，如果結合產(chǎn)品的應用領域，各個場景對COB光源提出了更特殊的要求，則更能依據(jù)需求對光源進行選擇。如果單純追求光通量、光效來看，RAYBEN、TYANSHINE數(shù)據(jù)表現(xiàn)較好，從混光后的光色品質(zhì)來看，SHARP、 TOYONIA數(shù)據(jù)表現(xiàn)較好，但從中心照度、混光的均勻性和產(chǎn)品二次光學的通配性來看，TOYONIA則表現(xiàn)出強勢的一面。
當前商照等細分領域突飛猛進，而這也是COB產(chǎn)品的主戰(zhàn)場，選擇適合的光源不單要從其表面的發(fā)光屬性來看，更要依據(jù)被照物體的特殊性來選擇，這也是各大COB光源的價值所在。
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