光源器件的创新方向（全光谱技术、健康照明）及趋势展望

风化云

光源器件的创新方向（全光谱技术、健康照明）及趋势展望


    2019年广州光亚展将于2019年在中国进出口商品交易展馆隆重举行。将展示多元化照明和LED技术方案，满足业内人士在采购、交流市场资讯和拓展商机方面的需求。

    然而，蓝光又是白光的基本组成部分。光谱中的蓝光波长范围400－500nm的视觉过程包括颜色感知的重要波长。并且有研究表明，465－495nm蓝光在昼夜节律中起着至关重要的作用（图2）。由于这部分的光可以抑制褪黑素的产生，在白天光谱中增加此部分可以保证作业效率，使人保持清醒、警觉的状态，促进工作积极性、专注性。而在夜晚，通过降低蓝光或色温以达到促进睡眠、调整时差等功能。因此，根据一天中的不同时间与生活需求，综合视觉舒适度、眼睛安全、昼夜节律需求，通过光源的设计，色温连续可调的COB封装，与传感器和控制器结合，可实现色温和亮度的连续可调性，以满足各种场景及与日照时间相匹配的高性能照明要求（图3）。通过对LED光谱的有效调节和控制，LED在光品质和艺术效果上也逐渐超越了传统照明。甚至在被认为传统照明保有相对优势的酒店和零售商业照明领域，LED光源也能提供更加饱满的色彩还原效果。
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    美国SORRA公司率先推出全光谱光源产品，采用GaN衬底生长制作紫光LED芯片，激发红绿蓝三种荧光粉将紫光转换为白光，包含了400－700nm的可见光谱，CRI95和R9大于90，对含400－480nm激发的光亮剂物体有亮白效果。近期，日本丰田合成及首尔半导体公司也通过类似的紫光或低波长蓝光激发荧光粉转换方式，相应推出全光谱白光系列光源，比如，在200mA驱动下，5000K色温LED光效达110lm／W，实现了与自然光较接近的光谱，准确地呈现物体在自然光中的颜色和结构，这种全光谱白光实现方式近期引起了商业照明的关注。

" o9 r# Q* F9 F7 E    此外，市场上实现高品质白光的另一条技术路线是在模拟太阳光的连续光谱的同时，尽量降低对人眼有害的UV和高能量蓝光光谱，在实现高显色指数的同时，不明显牺牲流明效率；在保证使用新型荧光材料的信赖性的同时，不增加材料及制造成本。比如易美芯光2017年广州光亚展推出的采用蓝光激发多种荧光粉实现类太阳光的全光谱系列产品。此类全光谱LED光源正是基于以上几点考虑，兼顾光效、光品质、成本及健康照明应运而生的产品。采用特定波长蓝光LED芯片激发红、绿、青色等多种荧光粉，实现光谱可调的白光光源。通过优化芯片波长和功率，及与荧光材料吸收及释放波谱的配方，大幅提高照明LED光源的光谱连续性、色饱和度、显色指数，同时通过青色荧光粉对蓝光的吸收，甚至实现二次转光，有效降低蓝光占比。许多LED封装公司也在加快开发蓝光激发的全光谱照明LED光源，近期朗明纳斯、宇极芯光、瑞丰、聚飞等也相继推出相应产品。
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, T$ b  R6 a$ z$ w8 F  t    依托不断研发新型荧光材料与LED芯片的合理配比，优化光源光谱，同时引入智能控制系统，以实现真正意义上的健康绿色生态照明。由于照明细分应用的不同需求，光源提供商可根据光效、色彩要求、显指参数、健康指标、及成本等进行权衡和优化。比如，企业针对不同的应用领域开发出了通用全光谱悦目、护眼台灯全光谱LED、影视灯全光谱LED等不同系列产品。
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