解析白光LED在室內照明中應用

作為一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ墓庠矗?FONT color=#004a73>LED的長壽命、牢固的結構、較低的功耗和靈活的外形尺寸等優(yōu)點受到了人們越來越多的關注，近幾年，LED特別是單色LED被廣泛地應用于大屏幕、信號燈和景觀照明中。隨著LED技術的不斷發(fā)展，白光LED的光效、顯色性、色溫及單顆LED的功率和LED模塊的光通量等參數指標不斷取得新的突破，人們對LED應用于照明充滿了期待。

然而，將白光LED應用于普通的室內照明也面臨著一系列的挑戰(zhàn)，例如單顆LED的光通量還難以滿足普通照明的需求、單位成本過高、光效比節(jié)能燈低、色差大、穩(wěn)定性不足等。雖然研究成果形勢喜人，但要生產出真正符合照明要求的市場化產品仍需一定的時間，這是LED研發(fā)人員、生產商和使用者都無法回避的事實。本文從照明的人體功效學出發(fā)，分析目前白光LED的發(fā)展現(xiàn)狀以及與健康的光環(huán)境所需要的正常指標之間的差異，對促進LED在室內照明的應用進程提出了一些建議。

1、照明的人體功效學

人體功效學也叫人類功效學或人體工程學，以“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)為研究對象，運用實測、統(tǒng)計、分析等方法,研究“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)中三大要素之間的關系,以解決系統(tǒng)中人的效能、健康問題。也就是說，人體功效學的研究致力于設計和*價人的需要、人的能力、人的極限，以及如何與各項任務、工作、產品、環(huán)境和系統(tǒng)協(xié)調。照明的人體工效學，就是研究光環(huán)境的設計如何滿足人的需要，使人們更快、更好地完成各項視覺作業(yè)或盡量滿足舒適健康的需求。

照明光環(huán)境應該充分考慮滿足人們視覺功能的需要，使人們能在一個合適的視覺環(huán)境中正常地開展工作，即能看得清楚;又要滿足人們心理上的需要，即要看得舒服。最近的一項研究表明，光還能通過影響人體內褪黑激素的分泌而影響人體的生理節(jié)律和健康。因此，考慮人體功效學的良好的光環(huán)境應該從人的視覺、心理和生理的需要出發(fā)，綜合考慮多項因素，否則就會對人們的工作效率、心理或生理健康造成不良影響。

2、白光LED的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1光效

LED自上世紀60年代誕生以來，以每10年亮度提高30倍，價格下降10倍的“海茲定律”般的速度發(fā)展。據報道，目前白光LED光效的實驗室數據已超過100lm/W，而進入商業(yè)領域的大功率白光LED也達到40lm/W。隨著關鍵技術的突破，未來大功率LED的光效仍具有很大的上升空間，最高有可能達到150～200lm/W。

2.2光通量

隨著大功率LED的面世和封裝、散熱等關鍵技術的突破，5WLED的商業(yè)化進程已初具規(guī)模，這使LED模塊的光通量得到很大提高。來自日亞公司最新的研究數據表明，功率分別為5.5W和11W，光通量分別為250lm和400lm的大功率LED集成模塊已經研制成功。這使LED用于普通照明的進程又向前邁進了一大步。

2.3色溫和顯色性

白光LED的色溫和顯色性與白光LED的制備方案密切相關。1996年日亞公司首先采用InGaN藍光芯片加YAG(釔鋁石榴石)$熒光粉的方法制成白光LED。 此后，人們又采用R、G、B三色芯片混光和近紫外芯片激發(fā)R、G、B三色熒光粉混光制成了白光LED。
采用藍光LED加YAG熒光粉的方式因其工藝較為簡單，技術成本較低，是目前制備白光LED最常