Kleurstabiliteit als factor van kwaliteit gedurende de levensduur van led.

Het is algemeen bekend dat de lichtopbrengst van leds afneemt tijdens hun levensduur. De LB-normering geeft goed weer welk verschil dit met zich meebrengt gedurende de levensduur van de lichtbron.

Naast lichtbehoud is ook kleurbehoud een belangrijke factor om de kwaliteit van het licht te beoordelen. Het kan immers zo zijn dat bij relatief weinig branduren de lichtverdeling (MacAdam Step) goed is, maar na verloop van tijd zou hier verschil in kunnen optreden door degradatie van led. We spreken dan over kleurstabiliteit. Hoe goed kan een lichtbron haar kleur behouden?

Waarom is kleur stabiliteit belangrijk en wat is het verschil tussen kleurstabiliteit en kleurconsistentie?

Het belang van kleurstabiliteit en de toleranties van verandering variëren per toepassing. Zo is het behoud van een constante kleur erg belangrijk voor verlichting van een museum of winkel, maar minder belangrijk voor straat- of buitenverlichting.

Kleurstabiliteit is ook belangrijk bij meerdere lampen of armaturen in dezelfde ruimte. Kleurstabiliteit moet echter niet worden verward met kleurconsistentie. Kleurstabiliteit verwijst naar het vermogen van een led-lamp om een constante kleur te behouden gedurende haar levensduur, terwijl de kleurconsistentie verwijst naar de product-tot-product kleurvariatie (MacAdams Steps) binnen een lamp of armatuurtype.

Welke normen zijn van toepassing op de meting van kleurstabiliteit?

Kleurstabiliteit verwijst naar de prestaties in de loop der tijd. In een LM80 rapport wordt kleurkwaliteit over een langere periode getest. Deze procedure vereist metingen van zowel lichtopbrengst als kleursoort van producten.

LM80 metingen worden uitgevoerd in situaties waarbij de omgevingstemperatuur constant in evenwicht zijn. In de praktijk is dat natuurlijk niet het geval. Een LM80 rapport dient daarom een referentie te zijn voor de prestaties van de lichtbron.

Als er wordt gesproken over een verschuiving van kleur, dan spreekt men van een Color Shift, oftewel een Chromaticity Shift. In de tabel hierboven betekend dit dat er nagenoeg geen kleurverandering is na 10.000 uur.

Bij led-verlichting geldt dat hoe kouder de omgevingstemperatuur, hoe beter de led-verlichting zal presteren. Het is dus aan de fabrikant om een lichtbron zo te ontwerpen dat degradatie van zowel lichtopbrengst als kleur tot een minimum wordt gereduceerd bij oplopende temperaturen.

Zijn kleurverschuivingen te voorspellen volgens een berekening?

In tegenstelling tot lumenbehoud, is het momenteel niet mogelijk om een standaardmethode te gebruiken om kleurverschuiving te berekenen over een periode van tijd. Om de resultaten te analyseren dienen lichtbronnen dus vele uren te branden om zo de verandering te waarnemen.

Veranderingen in temperatuur, stroomtoevoer van de driver en het thermische ontwerp van de onderdelen kunnen effect hebben op de levensduur van een led-lichtbron. Op lange termijn kunnen hoge temperatuur zowel de levensduur, als lichtintensiteit en kleurbehoud negatief beïnvloeden.

Welke waarden worden gebruikt om kleurverschuiving aan te duiden?

Kleurverschuiving wordt het beste aangeduid met behulp van du’v’ (delta u ‘v’ ) die de grootte van verschuiving weergeeft met een getal. Belangrijk om op te merken is dat du ‘v’ niet de richting van verschuiving vastlegt (of de kleur kouder of warmer wordt), alleen de hoeveelheid.

Met de Du’v’-waarde, wordt het verschil gekwantificeerd en bruikbaar in toekomstige vergelijkingen wanneer u niet beide bronnen tegelijkertijd in dezelfde ruimte hebt.

Kleurverschuiving met behulp van du’v’ is zo ontwikkeld dat het samenwerkt met de MacAdam-ellipsen. Dat betekent dat de verschiltolerantie ongeveer gelijk staan aan een MacAdam Step. Een verandering van kleurtemperatuur in elke richting is ongeveer gelijk aan een Δu’v ‘van 0.001. Stel een led-lichtbron gaat 50.000 uur mee. En de du’v’ waarde is 0.005, dan betekend dit dat aan het einde van de levensduur, het lichtbron 5 steps is verandert t.o.v. een nieuwe lichtbron.

Zijn er vastgestelde toleranties voor kleurverschuiving?

Net als veel andere statistieken zijn er geen officiële normen vastgesteld die de hoeveelheid kleurverschuiving aanvaren als acceptabel. Dit zal de komende jaren door de industrie als een bepaalde norm worden geaccepteerd naarmate de specificaties van led-verlichting als maar beter zullen worden. Het is dus ook aan de fabrikanten om steeds meer specificaties vrij te geven van haar producten. Om zo appels met appels te vergelijken. Soraa is hier een goed voorbeeld van die met haar Optical Light Engine led-modules de du’v’ waardes toont.

Wanneer wordt kleurverandering merkbaar?

In hoeverre kleurverandering merkbaar wordt is geheel afhankelijk van de toepassing. Als lichtbronnen dicht bij elkaar staan dan zal het verschil minder merkbaar zijn dan wanneer deze aan weerszijde van de kamer geplaatst zijn. Daarnaast is de degradatie van kleur een zeer langzaam proces waarvan op den duur het verschil niet merkbaar is, tenzij je de lichtbron plaatst tegenover een nieuwe en/of ongebruikte lichtbron. Verandering in kleur is dus niet per definitie slecht, mits alle armaturen gelijkmatig de verandering van kleur vertonen gedurende de levensduur.