1.引言
作為一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ墓庠矗琹ed的長壽命、牢固的結(jié)構(gòu)、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(shù)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(shù)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(nèi)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(chǎn)出真正符合照明要求的市場化產(chǎn)品仍需一定的時間，這是led研發(fā)人員、生產(chǎn)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(nèi)照明的應用進程提出了一些建議。
2.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評價人的需要、人的能力、人的極限，以及如何與各項任務、工作、產(chǎn)品、環(huán)境和系統(tǒng)協(xié)調(diào)。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(nèi)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。
3.白光led的發(fā)展現(xiàn)狀
3.1.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(jù)報道，目前白光led光效的實驗室數(shù)據(jù)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(shù)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。
3.2光通量
隨著大功率led的面世和封裝、散熱等關鍵技術(shù)的突破，5w led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(shù)據(jù)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(jīng)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。
3.3.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）黃色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。制備白光led的幾種主要方案及其色溫和顯色指數(shù)范圍如下表所示。