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藍光對你的健康有害嗎？ 了解藍光和藍光LED
發布時間：2020-08-13
最近，在關于人類接觸藍光的潛在不利影響方面的熱門新聞中，藍光引起了一些關注。熒光涂層白光LED（其包含藍光波長）在日常生活中的廣泛采用引起了人們的關注，并引發了新的研究。來自智能手機和筆記本電腦等LED顯示器設備的藍光有時被認為是視網膜損傷、失眠甚至癌癥的罪魁禍首。因此，“防藍光”眼鏡已成為一件商品，舉例來說，流行品牌Warby Parker最近推出了藍光過濾鏡片。
“防藍光”眼鏡已成為一件商品，舉例來說，流行品牌Warby Parker最近推出了藍光過濾鏡片。 最受關注的是LED光譜功率分布的短波長藍光區域（400-500納米（nm）范圍），峰值在440nm左右。老年性黃斑變性與長期/極端暴露藍光有關。1然而，它對普通人的風險非常低。雖然“藍光危害”（指的是植物化學成分引起的視網膜組織損傷）一詞聽起來很可怕，但它與長時間凝視極其明亮的光源（比如太陽或焊接電?。┯嘘P，而這些動作是很容易避免的。
典型的白光光源（比如室內燈，包括LED燈）或多或少包含一定比例的藍光波長，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光傷害風險變得“微不足道”。2國際照明委員會（CIE）強調，典型光源所發出的藍光量足夠小，僅當您在耀眼的明亮光線下長時間盯著一個方向時才會有危險。
白光LED光譜功率分布圖（上），顯示在約440 nm處出現藍光峰值；單個藍光、綠光和紅光LED圖（下）。
圖片來源：Creative Commons License CC-BY-SA-3.0 migrated。
因此，看起來正常暴露于室內照明和發光設備下并不可怕。事實上，美國眼科學會（American Academy of Ophthalmology）表示：“無證據表明來自電腦屏幕的光線類型或數量會對眼睛造成損傷”，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的角度來說在電腦屏幕前工作一整天可能不是最佳選擇，但藍光可能并不是您需要擔心的一個關鍵問題。4, 5
您的確需要注意的藍光效應并不是眼睛損傷，而是睡眠干擾。藍光波長在白天是有益于人類的，其可提升注意力、反應速度和情緒。但研究6表明，在傍晚和夜間，藍光暴露會抑制我們體內褪黑素（睡眠激素）的釋放，進而可能會打亂晝夜節律，這可能與某些疾病的風險增加有關。
總之，購買防藍光眼鏡、使用藍光過濾應用程序、將智能手機切換到“夜間模式”或者只是在睡前數小時把LED屏幕收起來，這些都是改善睡眠衛生的方法。但沒有必要因此完全放棄LED燈泡和設備。
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。
藍光LED：優點
LED燈泡通常比其他類型的燈泡發出更多的藍光波長，因此它們可能成為影響睡眠的罪魁禍首。但LED比白熾燈或標準CFL（緊湊型熒光燈）照明更節能，并且它們還帶來了許多其他好處。事實上，藍光LED的發明被認為應該獲得諾貝爾獎。藍光LED是創造白光LED所需的最后一項也是最困難的一項技術進步。白光LED使許多公司能夠制造出使用壽命更長、耗電量更少的智能手機、電腦屏幕和照明燈具。 典型的白熾燈泡僅可將其使用的4%的電能轉換為光能，而現代白光LED燈泡可將50%以上的電能轉換為光能，并且使用壽命長10倍。
包含藍光LED的單個二極管。
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備成為了現實。藍光LED使如今的背光LCD智能手機、電視機和電腦屏幕成為了可能。它們用于藍光播放器、許多照明設備以及其他技術和工業應用。
典型LCD顯示屏的簡化圖，白色LED背光穿過各層。
藍光LED的開發與應用
LED（發光二極管）本質上是半導體，當它們被電磁輻射激活時將會發射光線。不同的化學物質賦予不同的LED相應的燈光顏色。為了制造LED，需要將兩種不同的半導體熔合在一起，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。當電壓通過二極管時，額外的電子將會移動并進入空穴中，以光的形式釋放能量。最早期的二極管只能產生少量能量，從而產生紅光。到了20世紀70年代，LED已經發展到了科學家可以通過使用不同的半導體材料并進行“摻雜”（添加各種額外元素）的方式來產生明亮的紅光、黃光和綠光的水平。
1994年，Nichia Corporation的Shuji Nakamura開發出首款采用氮化銦鎵（InGaN）的高亮度LED，這為他贏得了2014年諾貝爾物理學獎。他與Isamu Akasaki和Hiroshi Amano（他們倆首先確定了如何將藍寶石作為GaN的基材）共同榮獲了該獎項?，F代藍光LED利用Nakamura的基本技術并進行了改進，提高了藍光LED的亮度和效率。
藍光LED使創建白光LED照明和設備成為了可能：由于白光包含紅光、綠光和藍光（RGB）的波長，因此如果沒有藍光，您將無法擁有白光。創建白光的RGB方法是采用各種光線顏色的LED，將它們混合在一起呈現白光。
LED（發光二極管）本質上是半導體，當它們被電磁輻射激活時將會發射光線。不同的化學物質賦予不同的LED相應的燈光顏色。為了制造LED，需要將兩種不同的半導體熔合在一起，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。當電壓通過二極管時，額外的電子將會移動并進入空穴中，以光的形式釋放能量。最早期的二極管只能產生少量能量，從而產生紅光。到了20世紀70年代，LED已經發展到了科學家可以通過使用不同的半導體材料并進行“摻雜”（添加各種額外元素）的方式來產生明亮的紅光、黃光和綠光的水平。
1994年，Nichia Corporation的Shuji Nakamura開發出首款采用氮化銦鎵（InGaN）的高亮度LED，這為他贏得了2014年諾貝爾物理學獎。他與Isamu Akasaki和Hiroshi Amano（他們倆首先確定了如何將藍寶石作為GaN的基材）共同榮獲了該獎項?，F代藍光LED利用Nakamura的基本技術并進行了改進，提高了藍光LED的亮度和效率。
藍光LED使創建白光LED照明和設備成為了可能：由于白光包含紅光、綠光和藍光（RGB）的波長，因此如果沒有藍光，您將無法擁有白光。創建白光的RGB方法是采用各種光線顏色的LED，將它們混合在一起呈現白光。
RGB LED面板陣列（左）和白色LED背光面板（右）。
確保藍光LED（及其他光色LED）的質量
隨著消費者對最新顯示器設備和照明的高度期望，制造商需要精心設計的測試和測量方案，以確保其LED產品的性能和外觀。Radiant自成立以來一直與LED制造商合作，幫助他們測試和測量亮度和色度、確保背光LED顯示器的均勻性等。Radiant系統可以根據特定應用的亮度、色度和照明輸出要求來評估照明系統并進行定性分析。ProMetric®系列成像色度計和亮度計（科學級亮度測量系統）經過專門設計，可解決光學設計的光源測量應用，同時滿足顯示器、發光鍵盤、和LED照明產品的批量生產需求。
引用文獻：
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.” 《照明工程學會期刊》（Journal of the Illuminating Engineering Society），2000年第2期第29卷。在線發布于2013年9月。
3.Vimont, C., “Are Computer Glasses Worth It?”， 美國眼科學會（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/哈佛醫學院，發表于2012年5月，并于2018年8月13日更新。
6.Vimont, C., “Should You Be Worried About Blue Light?”，美國眼科學會（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》（Popular Science），2014年10月7日。
文章轉載自Radiant Vision Systems，作者：Anne Corning
隨著消費者對最新顯示器設備和照明的高度期望，制造商需要精心設計的測試和測量方案，以確保其LED產品的性能和外觀。Radiant自成立以來一直與LED制造商合作，幫助他們測試和測量亮度和色度、確保背光LED顯示器的均勻性等。Radiant系統可以根據特定應用的亮度、色度和照明輸出要求來評估照明系統并進行定性分析。ProMetric®系列成像色度計和亮度計（科學級亮度測量系統）經過專門設計，可解決光學設計的光源測量應用，同時滿足顯示器、發光鍵盤、和LED照明產品的批量生產需求。
引用文獻：
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.” 《照明工程學會期刊》（Journal of the Illuminating Engineering Society），2000年第2期第29卷。在線發布于2013年9月。
3.Vimont, C., “Are Computer Glasses Worth It?”， 美國眼科學會（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/哈佛醫學院，發表于2012年5月，并于2018年8月13日更新。
6.Vimont, C., “Should You Be Worried About Blue Light?”，美國眼科學會（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》（Popular Science），2014年10月7日。
文章轉載自Radiant Vision Systems，作者：Anne Corning
