臻光彩® 低藍光照明系列:重塑LED照明

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人類的歷史也是一部照明技術發展的歷史。科技的進步使得照明光源不斷升級。這些光源滿足了人們豐富多樣的使用需求,帶來了種類繁多的照明產品。然而,不當使用某些光源也會造成身體傷害。

 

我們每天有超過一半的時間待在室內,接觸著各種人造光源。現在,越來越多的人已經意識到長時間使用手機、電腦等電子產品對眼睛的傷害——這些螢幕散發的可見光中,包含著藍光。

 

藍光是一種波長為400-500nm的高能量可見光,它可穿透晶狀體到達視網膜。藍光過高的能量刺激下,視網膜裡黃斑部的感光細胞和視網膜色素上皮細胞容易引起過氧化反應而導致損傷,而這兩種細胞是不可再生的,一旦損傷就會影響視力。多倫多大學的一項研究顯示,藍光會抑制身體中褪黑激素的分泌。哈佛大學的一份研究表示,過少的褪黑激素或與癌症相關1

 

政府政策和節能需求不斷推動LED照明市場的發展。然而,很多人尚未意識到,日常照明使用的LED燈泡、燈管,也釋放了大量藍光。以華人市場為例,許多人的居家和辦公室照明,使用的LED基本上都是白光LED。它的原理是透過藍光晶片刺激黃色螢光粉並複合形成白光,而華人更偏愛冷白光,因此,藍光含量更高。

 

台灣巴斯夫分散體與樹脂部門資深經理蔡佳偉表示:「LED市場從開發到普及不過只有十年左右的時間,但它對眼睛造成的傷害直到最近幾年才比較正式地被討論。」

 

自2013年起,巴斯夫的研發中心開始嘗試在實驗室裡調製配方,用可以過濾藍光的合成材料代替傳統稀土螢光粉。這項材料不僅能夠顯著降低光源中的藍光含量,演色性也較市面上其他LED燈大幅提高。

據台灣巴斯夫阿波羅先進照明暨顯示光學實驗室負責人洪祥富博士介紹,這是一種早期用於戶外指示看板的光轉換材料。幾年前,台灣研發團隊嘗試將其用於電子產品顯示器和照明領域,以優化各類人造光源的光譜結構。發現一定的可行性後,相關的技術探討和配方實驗在巴斯夫位於德國和台灣的研發中心相繼展開。德國的科學家們主要負責染料的合成;台灣的實驗室則專注於材料的篩選,透過不同配方的混合不斷調整光譜。經過五年的開發,團隊終於調製出了想要的配方,一款新產品──使用巴斯夫專利的有機光轉換材料的臻光彩® 照明系列──就此誕生。

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目前市售LED的發光機制是在純藍光晶片上覆蓋一層黃色的無機螢光粉,當晶片所發出的純藍光穿過此螢光粉時,一部分藍光會被黃色螢光粉吸收並轉成黃光,然後再與剩餘的藍光混合,最後成為我們所見的白光。而巴斯夫專利的有機光轉換材料之所以能夠實現低藍光,是因為其本身就是一種黃綠色及紅色的材料,當光線穿過,其中的光轉換材料會直接將藍光再次吸收,並轉成黃綠光及紅光,藍光的比例因此可以降得更低。相較於市售的LED白光照明,巴斯夫的研發團隊調製出的這種配方可以使光源中的藍光下降50%-75%。

演色性是光源品質的另一個重要指標。它意味著用戶在任何亮度下看到物品的色彩都最接近真實色彩、不偏色。一般來說,越接近太陽光、月光、燭火等自然光源發出的光,人造光源的演色性才越高。

由於這一光轉換材料,當藍光被吸收並轉成黃綠光及紅光後,可以將光譜補得更滿,因此就會更接近陽光的全光譜。陽光的演色性是100,而臻光彩照明系列的演色性則高達95以上,能夠真實呈現物體在陽光下的真實色彩,並提供更柔和均勻的照明環境。而目前市場上的照明產品演色性平均約為70-80之間,在這種規格的光源下,人很容易把紅色看成接近橙色,或者相反。 

巴斯夫為提高產品在不同色溫下的演色性及效率表現,持續開發材料配方,從中挑選出最適合表現更高穩定性和更佳抗藍光能力的材料,再在所有配方中做調試。洪祥富表示:「巴斯夫新開發的檯燈產品使用了臻光彩® 光轉換燈罩, 色溫從2700K的暖黃光到4500K2 的白光都能夠維持在95%以上的演色性。」巴斯夫還選擇將光轉換材料與照明產品外部的燈殼而不是內部的發光源融合,這項改良也有效提升了對藍光的過濾程度,以及光色的穩定性、均勻性。此外巴斯夫也重視在視力保護的重要性,採用了無頻閃的電源配置在檯燈、燈泡等產品,使眼睛更舒適不易疲勞。

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臻光彩® 照明系列已於2018年初以巴斯夫自有品牌的方式在台灣率先上市,產品包括燈泡、燈管、檯燈等。11月,相關產品正式進入中國大陸市場,透過京東和天貓等電商平台進行銷售。蔡佳偉說:「不同於以往上游化學品公司鮮有直接開發和進入零售市場的產品,這一次,我們直接面對消費者的痛點,透過巴斯夫厚實的研發能力提升照明品質,為消費者提供更舒適的光源,減少視力問題。更重要的是,我們希望由此改變消費者使用照明的方式和習慣。當然,假如產業鏈下游的照明公司對我們的技術感興趣,我們也願意合作共同開發市場。」

 

1 https://www.health.harvard.edu/staying-healthy/blue-light-has-a-dark-side

2K是溫度單位(Kelvin),在此作為自然光源的相對色溫(CCT)的單位,用來描述光的顏色。橘紅色的夕陽約在2000K,而蠟燭的燭光約在2700K,月光色溫約在4000K,白天的日光約在5000-5500K。