為你的產品選擇成本最低的LED發光顏色! | 低成本 LED 發光顏色

圖說:一個發光顏色為紅色的雙八七段顯示器的測試圖。

  發光二極體(Light-Emitting Diode,LED),是一個雙端電子元件,只要給予兩端足夠的電壓和使用不同的材料,和製程來製作,二極體材料就可以發出特定的光。材料和製程決定了LED 的發光顏色(Emiting Color),和大部分的電氣特性。每個發光二極體LED,依照所製作的材料,只能發出單一顏色的光,若有特殊顏色或是持續變換顏色的需求,會使用紅(Red),綠(Green),藍(Blue)三個顏色,根據三原色光模式(RGB color model)來調整顏色,本篇不會討論RGB混光的原理,只會討論,如何選擇成本最低的LED顏色。

為何產品設計者需要選擇較低成本的LED發光顏色?

  發光二極體 LED,理論上可以藉由調整材料和電壓的方式來製作任何顏色的LED,若廠商要製作所有顏色的LED,會有製造成本太高的問題,因此會選擇市面上較常被使用的幾種顏色來製作,以減少開發成本,獲取利潤。

  可以把發光二極體LED想成是一種燈泡,燈泡只要插上正確的電力就可以點亮,但燈泡所發出的光線,亮度,都是製作燈泡的時候就決定,廠商為了降低生產成本,也只會選擇最常被使用的顏色製作,若有特殊顏色需求,使用RGB混光來達成,而不是製造出特殊顏色的燈泡,因此,若一開始就選擇不需要混光,現成的燈泡顏色來進行產品設計,就可以減少產品的整體成本。

LED就像是一個燈泡,燈泡決定了發光顏色和大部分的電氣參數

發光二極體 LED 如何精確的表示顏色

  正確的表達一種顏色,可能是一件很困難的事,比如說下方圖片的藍色

一個藍色的色塊

  不同的人來看,可能會把它稱為不同名稱的藍色,可能是天空藍色,水藍色,或是法拉利藍;利用不同的顯示器來看這張圖,可能也會看到不同的結果,產品印刷出來的顏色可能也會不同。

  對於設計師來說,用色卡,比如說像是Pantone彩通所研發的色卡系統,來確保設計前中後都會是相同的顏色產出。

  對於發光元件LED,則用發光的波長來表示顏色,下圖是可見光的光譜,略分成七個區域,Red(紅色),Orange(橘色),Yellow(黃色),Green(綠色),Cyan(青色),Blue(藍色),Violet(紫色)。

可見光光譜的七大分類。(來源:維基百科)

  LED的發光顏色和發光波長的轉換,可以利用這個工具來轉換波長和顏色。以輸入波長560nm來舉例,工具上可以直接顯示這個顏色的圖塊和相關資訊,其中從顏色判定結果欄位(Result),可以看到由於560nm介於綠色和黃色可見光的波長的邊緣,所以顏色判定上兩者都算;

輸入560(nm)之後,工具的結果截圖

最常被使用的LED發光顏色

  最常被量產的LED發光顏色,分別為藍色(Blue),琥珀色(Amber),橙紅色(Orange Red),紅色(Red),黃色(Yellow),黃綠色(Yellow Green),純綠色(Pure Green),整理如下表:

最常被使用的七種LED發光顏色(代表色為為了容易辨識,以選擇能分辨差別的顏色來舉例)

  其中Orange Red 有時候會顛倒順序稱為 Red Orange,但所表示的顏色都相同,介於橘色和紅色之間的顏色,相比之下,Yellow Green寫成 Green Yellow 的情況更少見;另外一個常見的顏色是白光,但白光的顏色,色溫等細節繁多,我們將不在這篇文章中討論,會另外介紹。

  若需要使用上述之外的顏色,大多需要客製LED,成品單價就會比上述七種高的多,因此若你的預算不多,請選擇上述七種LED來降低成本。

七種常見LED顏色波長範圍

    每一個LED製造商所定義的各個顏的波長範圍都不同,但相同的是,都會使用波長來表示LED的發光顏色,以我司LED顯示器產品0.56″的單八SMD LED來舉例,Datasheet內的七個顏色波長區間分別如下圖所示:

以展躍光電所生產的OPS-S5620(1)系列,整理各種顏色的波長定義範圍成表格

     這是因為各個LED顯示器內使用了不同的發光二極體LED所造成,我司只是忠實呈現LED的發光顏色的規格。

相同的發光顏色也會LED有不同的顏色波長範圍

  除了各家公司的不同顏色波長定義會不同,相同顏色的LED也會有不同波長定義,以琥珀色(Amber)為例,0.56″的單八SMD LED和我司另一個商品1.9Φ 5×7 THT 點矩陣的波長定義就不同,一個是601-613(nm),另一個是600-610(nm),若你的產品的發光顏色需要非常精確,對於顏色非常敏感,使用前要確認個別元件發光顏色的波長範圍。

以展躍光電所生產的OPS-S5620(1)SA,和OPD-M25710(1)LA,兩個不同系列,但顏色名稱相同,波長定義範圍不同的結果製成表格

結論

  本篇文章介紹了七種最常見的LED發光顏色,並對於介紹了LED如何定義顏色,和各個LED製作工廠對於各自個LED顏色定義範圍做了簡要的說明,各位在設計產品的初期,就可以選擇較低成本的顏色,來減少產品花費。

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