最近,在關(guān)于人類接觸藍(lán)光的潛在不利影響方面的熱門新聞中,藍(lán)光引起了一些關(guān)注。熒光涂層白光LED(其包含藍(lán)光波長(zhǎng))在日常生活中的廣泛采用引起了人們的關(guān)注,并引發(fā)了新的研究。來(lái)自智能手機(jī)和筆記本電腦等LED顯示器設(shè)備的藍(lán)光有時(shí)被認(rèn)為是視網(wǎng)膜損傷、失眠甚至癌癥的罪魁禍?zhǔn)?。因此,“防藍(lán)光”眼鏡已成為一件商品,舉例來(lái)說(shuō),流行品牌Warby Parker最近推出了藍(lán)光過(guò)濾鏡片。
“防藍(lán)光”眼鏡已成為一件商品,舉例來(lái)說(shuō),流行品牌Warby Parker最近推出了藍(lán)光過(guò)濾鏡片。 最受關(guān)注的是LED光譜功率分布的短波長(zhǎng)藍(lán)光區(qū)域(400-500納米(nm)范圍),峰值在440nm左右。老年性黃斑變性與長(zhǎng)期/極端暴露藍(lán)光有關(guān)。1然而,它對(duì)普通人的風(fēng)險(xiǎn)非常低。雖然“藍(lán)光危害”(指的是植物化學(xué)成分引起的視網(wǎng)膜組織損傷)一詞聽(tīng)起來(lái)很可怕,但它與長(zhǎng)時(shí)間凝視極其明亮的光源(比如太陽(yáng)或焊接電?。┯嘘P(guān),而這些動(dòng)作是很容易避免的。
典型的白光光源(比如室內(nèi)燈,包括LED燈)或多或少包含一定比例的藍(lán)光波長(zhǎng),取決于它是冷光還是暖光。然而,這些燈具的低亮度使任何潛在的藍(lán)光傷害風(fēng)險(xiǎn)變得“微不足道”。2國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)強(qiáng)調(diào),典型光源所發(fā)出的藍(lán)光量足夠小,僅當(dāng)您在耀眼的明亮光線下長(zhǎng)時(shí)間盯著一個(gè)方向時(shí)才會(huì)有危險(xiǎn)。

白光LED光譜功率分布圖(上),顯示在約440 nm處出現(xiàn)藍(lán)光峰值;單個(gè)藍(lán)光、綠光和紅光LED圖(下)。
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因此,看起來(lái)正常暴露于室內(nèi)照明和發(fā)光設(shè)備下并不可怕。事實(shí)上,美國(guó)眼科學(xué)會(huì)(American Academy of Ophthalmology)表示:“無(wú)證據(jù)表明來(lái)自電腦屏幕的光線類型或數(shù)量會(huì)對(duì)眼睛造成損傷”,并且其“不推薦使用任何用于電腦的特殊眼鏡?!?因此,雖然從眼睛疲勞或人體工程學(xué)的角度來(lái)說(shuō)在電腦屏幕前工作一整天可能不是最佳選擇,但藍(lán)光可能并不是您需要擔(dān)心的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。4, 5
您的確需要注意的藍(lán)光效應(yīng)并不是眼睛損傷,而是睡眠干擾。藍(lán)光波長(zhǎng)在白天是有益于人類的,其可提升注意力、反應(yīng)速度和情緒。但研究6表明,在傍晚和夜間,藍(lán)光暴露會(huì)抑制我們體內(nèi)褪黑素(睡眠激素)的釋放,進(jìn)而可能會(huì)打亂晝夜節(jié)律,這可能與某些疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
總之,購(gòu)買防藍(lán)光眼鏡、使用藍(lán)光過(guò)濾應(yīng)用程序、將智能手機(jī)切換到“夜間模式”或者只是在睡前數(shù)小時(shí)把LED屏幕收起來(lái),這些都是改善睡眠衛(wèi)生的方法。但沒(méi)有必要因此完全放棄LED燈泡和設(shè)備。

典型的LED燈泡,提供與60瓦白熾燈泡相同的亮度,但具有更高的功率效率和使用壽命。
藍(lán)光LED:優(yōu)點(diǎn)
LED燈泡通常比其他類型的燈泡發(fā)出更多的藍(lán)光波長(zhǎng),因此它們可能成為影響睡眠的罪魁禍?zhǔn)住5獿ED比白熾燈或標(biāo)準(zhǔn)CFL(緊湊型熒光燈)照明更節(jié)能,并且它們還帶來(lái)了許多其他好處。事實(shí)上,藍(lán)光LED的發(fā)明被認(rèn)為應(yīng)該獲得諾貝爾獎(jiǎng)。藍(lán)光LED是創(chuàng)造白光LED所需的最后一項(xiàng)也是最困難的一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步。白光LED使許多公司能夠制造出使用壽命更長(zhǎng)、耗電量更少的智能手機(jī)、電腦屏幕和照明燈具。 典型的白熾燈泡僅可將其使用的4%的電能轉(zhuǎn)換為光能,而現(xiàn)代白光LED燈泡可將50%以上的電能轉(zhuǎn)換為光能,并且使用壽命長(zhǎng)10倍。
包含藍(lán)光LED的單個(gè)二極管。
由于LED能效高,而且比先前用于背光顯示器的CCFL(緊湊型冷光熒光燈)尺寸小,因此它們使薄型平板電視和設(shè)備成為了現(xiàn)實(shí)。藍(lán)光LED使如今的背光LCD智能手機(jī)、電視機(jī)和電腦屏幕成為了可能。它們用于藍(lán)光播放器、許多照明設(shè)備以及其他技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用。
典型LCD顯示屏的簡(jiǎn)化圖,白色LED背光穿過(guò)各層。
藍(lán)光LED的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
LED(發(fā)光二極管)本質(zhì)上是半導(dǎo)體,當(dāng)它們被電磁輻射激活時(shí)將會(huì)發(fā)射光線。不同的化學(xué)物質(zhì)賦予不同的LED相應(yīng)的燈光顏色。為了制造LED,需要將兩種不同的半導(dǎo)體熔合在一起,一種具有額外的電子,另一種具有可用于接收這些電子的空間。當(dāng)電壓通過(guò)二極管時(shí),額外的電子將會(huì)移動(dòng)并進(jìn)入空穴中,以光的形式釋放能量。最早期的二極管只能產(chǎn)生少量能量,從而產(chǎn)生紅光。到了20世紀(jì)70年代,LED已經(jīng)發(fā)展到了科學(xué)家可以通過(guò)使用不同的半導(dǎo)體材料并進(jìn)行“摻雜”(添加各種額外元素)的方式來(lái)產(chǎn)生明亮的紅光、黃光和綠光的水平。
1994年,Nichia Corporation的Shuji Nakamura開(kāi)發(fā)出首款采用氮化銦鎵(InGaN)的高亮度LED,這為他贏得了2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他與Isamu Akasaki和Hiroshi Amano(他們倆首先確定了如何將藍(lán)寶石作為GaN的基材)共同榮獲了該獎(jiǎng)項(xiàng)。現(xiàn)代藍(lán)光LED利用Nakamura的基本技術(shù)并進(jìn)行了改進(jìn),提高了藍(lán)光LED的亮度和效率。
藍(lán)光LED使創(chuàng)建白光LED照明和設(shè)備成為了可能:由于白光包含紅光、綠光和藍(lán)光(RGB)的波長(zhǎng),因此如果沒(méi)有藍(lán)光,您將無(wú)法擁有白光。創(chuàng)建白光的RGB方法是采用各種光線顏色的LED,將它們混合在一起呈現(xiàn)白光。
RGB LED面板陣列(左)和白色LED背光面板(右)。
確保藍(lán)光LED(及其他光色LED)的質(zhì)量
隨著消費(fèi)者對(duì)最新顯示器設(shè)備和照明的高度期望,制造商需要精心設(shè)計(jì)的測(cè)試和測(cè)量方案,以確保其LED產(chǎn)品的性能和外觀。Radiant自成立以來(lái)一直與LED制造商合作,幫助他們測(cè)試和測(cè)量亮度和色度、確保背光LED顯示器的均勻性等。Radiant系統(tǒng)可以根據(jù)特定應(yīng)用的亮度、色度和照明輸出要求來(lái)評(píng)估照明系統(tǒng)并進(jìn)行定性分析。ProMetric®系列成像色度計(jì)和亮度計(jì)(科學(xué)級(jí)亮度測(cè)量系統(tǒng))經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì),可解決光學(xué)設(shè)計(jì)的光源測(cè)量應(yīng)用,同時(shí)滿足顯示器、發(fā)光鍵盤、和LED照明產(chǎn)品的批量生產(chǎn)需求。
引用文獻(xiàn):
1.Liao, A., “Blue-Light Hazard and LEDs: Fact or Fiction?”,《建筑照明》(Architectural Lighting),2016年8月23日
2.Bullough, J., “The Blue-Light Hazard: A Review.” 《照明工程學(xué)會(huì)期刊》(Journal of the Illuminating Engineering Society),2000年第2期第29卷。在線發(fā)布于2013年9月。
3.Vimont, C., “Are Computer Glasses Worth It?”, 美國(guó)眼科學(xué)會(huì)(American Academy of Ophthalmology®) | EyeSmart®,2019年4月27日。
4.Foley, K.E., “The blue light from your LED screen isn’t hurting your eyes”, Quartz,2019年5月17日。
5.“Blue Light has a dark side.”, 《哈佛健康通訊》(Harvard Health Letter), 哈佛健康出版社/哈佛醫(yī)學(xué)院,發(fā)表于2012年5月,并于2018年8月13日更新。
6.Vimont, C., “Should You Be Worried About Blue Light?”,美國(guó)眼科學(xué)會(huì)(American Academy of Ophthalmology®) | EyeSmart®,2017年8月24日。
7.Diep, F., “Why a Blue LED is Worth a Nobel Prize”,《大眾科學(xué)》(Popular Science),2014年10月7日。
文章轉(zhuǎn)載自Radiant Vision Systems,作者:Anne Corning