LED蓝光灯的危害,如何预防LED蓝光灯的危害
从光谱上来说,LED发的光与传统的白炽灯以及日光灯发出的光非常不同,所谓“光谱”就是指物体发的光都对应有一个“彩虹”。
传统的白炽灯、日光灯发的光与太阳光一样都具有“红橙黄绿青蓝紫”这7种颜色。
但是,一般 LED发的光只有“RGB”这3种颜色,其中R就是red,表示红光;G表示green,就是绿光;而B表示blue,就是蓝光。
这3种颜色的LED,以400nm到500nm之间的“蓝光LED”最为重要,也最为基本。
蓝光的特殊性
蓝光在哪里呢?
看上面的这张“彩虹”图吧。从左到右,依次是紫外线,可见光和红外线。其中可见光的波长范围是在400纳米到700纳米之间,而从400纳米开始到500纳米的波长范围就是蓝色,所以这个波段被称为蓝光。
光的基本单元叫做光子,光子的波长与频率成反比,蓝光的波长短,所以频率高。而根据爱因斯坦与普朗克的光量子能量计算公式,我们可以知道光子的能量等于普朗克常数与光子的频率的乘积,所以蓝光的光子能量也比红光与绿光要高一些,这使得我们可以用蓝光来“激发”出其他颜色的光,比如黄光就可以被蓝光“激发”出来。
蓝光LED技术是在1998年才被开发出来,这个技术还得了2014年的诺贝尔物理奖。这看上去高大上的蓝光LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成的。GaN芯片发蓝光,波长λ等于465nm,波长带宽大约是30nm。
白光LED是怎么发出白光的?
那么,家用的那种白光LED又是怎么产生白光的呢?上文中已经说过,蓝光光子的能量高,所以用它可以激发荧光。一般用蓝光LED产生的蓝光打在荧光粉上产生黄光(与日光灯的原理类似,日光灯的光芒是紫外线打在日光灯管内壁上的荧光粉上发出来的)。黄光被蓝光激发出来以后,它们一起从LED里射出来,我们会感觉好像是看到了白光,其实这只是蓝与黄两种颜色混合在一起的复合光而已。
我们打一个比方,蓝光是“母亲”,而黄光是“儿子”,它们母子俩组团构成了“白光”这个单亲家庭。
正因为这个原理,所以很多厂家为了提高白光LED的亮度,直接提高蓝光的强度,这样黄光也会相应增加,最后形成的白光的亮度也就增加了,但这将造成我们将在后文中要阐释的“蓝光过量”问题。
对LED灯光谱的实际测量
下图是不同型号的白光LED的光谱实测曲线,我们可以看到400nm到500nm之间的“蓝光”有一个很强的峰。
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这说明看上去发白光的LED,但实际上它的光谱里确实含有很强的蓝光成分。
蓝光对视网膜的影响
那么,既然蓝光是白光LED的“母亲”,那么眼睛对蓝光的感受又是什么样的呢?
人的眼睛中用来接收光的组织叫做视网膜,如果光源中的400–500 nm蓝光波段亮度过高,眼睛长时间直视光源后可能引起视网膜的光化学损伤。这种损伤主要分为两类:蓝光直接与视觉感光细胞中的视觉色素反应所产生的损伤,以及蓝光与视网膜色素上皮细胞中的脂褐素反应所引发的损伤。这些光化学反应都会产生大量具有细胞毒性的自由基,破坏视网膜细胞正常生长与工作。
我们也可以换个角度来考虑蓝光的危害性。人的眼睛为什么不能接受蓝光LED发出的“过量蓝光”呢?因为人类是在太阳系里进化出来的,根据黑体辐射的维恩位移定律,我们可以通过太阳表面的温度,计算出太阳光的中心波长在550纳米左右,而蓝光LED中心波长是465nm,偏离了太阳光的中心波长,所以从进化论角度来说,我们人类的眼睛不能接受“过量”蓝光。
那有没有什么办法,将过量的蓝光过滤或者吸收掉呢,洲能纳米的反光涂层完美地解决了这一难题,我们先看洲能纳米的高漫反射涂层对光线的反射率:
从上图可以看出,440波段以下,洲能纳米涂层对LED光的反射率直线下降,对蓝光差不多吸收过半,能很好地将过量的蓝光吸收掉了,从而达到保护眼睛的目的。
另洲能纳米涂层还有很多其他优势。
1、 反光率高:全反射率96.87%
2、 抗氧化:长期使用不变色
3、 耐高温:耐高温达400℃以上
4、安全环保:通过ROHS认证
5、任意形状:不受底材,形状的限制,任意反光件均可喷涂
6、质保期长:5年如有发黄、脱落现象,免费保养
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