摘要：近年來，LED逐漸發展為照明的主流方式，滲透到生活的各個領域。面對未來健康照明，作為LED的重要組成部分的熒光粉該怎么發展，本文簡要分析其在全光譜照明、醫療照明的需求。

　　自學會鉆木取火以來，人類對光的追尋腳步從未停止過，光的實現方式先后經歷火、油、電的演變。直到發光二極管(LED)的出現，開啟了第四代照明新時代。人們對于照明的需求已不止停留在表層的“看見”，而是更加注重照明產品的“光品質”和健康度。2014年的國際半導體照明論壇(SSLCHINA)上就提出“超越照明，創新應用，將會因為LED到來，引發未來偉大變革，開啟超越照明新紀元。” 2017年的SSLCHINA將視線聚焦在“光(light)、智能(smart)、健康(health)”，專家學者圍繞健康光環境與智能照明應用等議題展開探討與交流，比如光與非視覺生物效應、光醫學、健康光環境等，使“光品質及健康照明”成為LED發展的新港灣!

　　發光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)是一種能夠將電能轉化為光能的半導體器件。1993年日本日亞化學公司成功開發出超高亮度的藍光GaInN(λ_em=450nm)LED芯片后，突破了藍光LED的技術瓶頸，高亮度、全彩化LED產品才得以實現。1996年日亞化學公司又推出第一顆白光LED，即以藍光LED激發鈰摻雜的釔鋁石榴石熒光粉產生黃光，黃光與藍光混合產生白光，可應用于照明及全色顯示領域。從此，LED照明得到廣泛的關注，LED芯片基質材料、發光材料如雨后春筍，蓬勃發展。作為LED中的光轉換材料，熒光粉在其中起到至關重要的作用。在未來健康照明中，熒光粉該如何發展?筆者從以下兩方面談談一點感受。

　　LED的“富藍化”與全光譜照明

　　當前，白光LED主要主要實現方式是“藍光LED芯片+黃色熒光粉”和“藍光LED芯片+綠色熒光粉+紅色熒光粉”。因為LED芯片發光波長固定、調控成本高，所以芯片波長以外的不同光譜需要熒光粉進行補充。通過搭配不同顏色熒光粉、調控熒光粉的發射波長、半波寬等手段來調節白光LED的光色品質，如顯色指數(CRI)、色溫等。

　　經過幾年的迅猛發展，LED的性能得到大幅提升。目前，產業化LED的光效已經可以達到239 lm/W，已遠遠超過了在照明方面的應用要求。然而，其產生的“富藍化”藍光危害也逐漸凸顯出來。研究表明，因藍光輻射的峰值波長與視網膜藍光傷害特征曲線和人體非視覺感光曲線有比較大的重合，所以過多的藍光用于室內照明，會對人的生理、心理和視神經等產生一系列影響。在視覺上，LED中的藍光可以穿透晶狀體到達視網膜，對視網膜造成光化學損害，加速黃斑區細胞的氧化，引起視力下降、白內障、失明等不同程度的眼疾;在生物效應上，白光LED中大量的藍光對褪黑色素的抑制，會導致睡眠紊亂以及一系列功能失調。國內外最新的研究均表明其“富藍化”的光譜質量容易影響人的司辰節律，從而降低免疫力。針對此問題，在不同應用環境，各國對LED照明燈具已制定出不同的標準要求。2017年10月，中國標準化研究院以中國人生理特點為模板構建滿足國人特性的教室光環境要求，制定出符合我國國情的《教室用LED照明系統產品和使用要求》。對我國教室用LED照明燈具的生產、銷售和使用狀況作了嚴格要求。

　　目前市面上的LED光源所搭配使用的LED熒光粉在450~460nm的藍光激發時，其藍光吸收轉換效率不足，使得480~505nm的藍綠光和660~700nm的深紅光嚴重缺失，產生“光谷”現象。為切合終端用戶需求，對光色品質的改善重點體現對熒光粉性能的提升上，如高顯色性、全光譜波長、激發效率、粒徑分布的均勻性、耐高溫特性及長時間老化的顏色漂移離散性等。但是在模擬太陽光譜的全光譜領域，除了追求性能優良，更重要的是降低光譜缺陷、實現完美的光譜連續性。因此，除了要求熒光粉具有穩定的理化性能、耐高溫特性及長時間老化外，還具備適用高密度能量激發，在近紫外光區有強的吸收，并將其高效地轉化為超短波藍綠光、綠光、黃光、紅光，甚至是超長波紅光等特性。

　　醫療照明與特殊熒光粉

　　如果說全光譜照明可以給人類帶來更舒適的品質生活。那么作為健康照明不可或缺的一部分，醫療照明可以為患者提供更健康、更安全的治療方案。醫療照明主要包括光檢測、光保健和光治療等方面。其原理是光生物效應，即生物組織吸收不同光，將其轉化為熱能或化學能，在體內引起一列化學反應，從而促進或者抑制組織細胞的生長，達到治療的效果，也包括不同波長的光對生理節律、視覺、大腦、心理認知等方面的影響。當前LED的醫學應用領域包括心理治療、紫外固化、病理檢測、美容嫩膚以及疾病治療等，而且不同波長對應的醫學應用領域不同，比如紫外光用于消毒殺菌;紅光用于美白淡斑;紅外用于理療、消炎、鎮痛等。這些特定的功能為各波段的熒光粉提供廣闊的發展前景。與普通功能性照明相比，在醫療方面的應用有著嚴格的法規要求，在技術、安規方面要求極嚴，技術風險要大許多，準入門檻更高。因此，在醫療照明方面，熒光粉不僅要具備高的色純度、精確的強度、波長等基本需求，還要符合嚴格醫療器械的法律法規要求。

　　結語

　　健康品質生活是人類的追求目標，光品質與健康醫療光照技術為健康品質生活錦上添花。面對LED照明行業的蓬勃發展，針對不同的應用場合、人的個性化需求，開發品種多樣的高品質熒光粉，為健康的照明環境和精準的醫療器械提供優質的光源，是當前面臨的重要挑戰。