制作高品质视觉和节能特点的健康oled光源的方法外文翻译资料

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制作高品质视觉和节能特点的健康oled光源的方法

摘要:由于认识到现代光线对生理、人眼，生态和艺术品造成的危害，健康的光源已经引起了人们越来越多的关注。因此，集中在设计和制造无危险的光源的研究已经显着增加。另外，光源的质量和节能问题也是非常重要的。在这里，我们提出一个原始的具有较高的光源质量和节能特点方法产生一种人眼友好、褪黑激素抑制较少的健康光线。以三频带有机发光二极管（OLED）为例，随着所得光的色温降低，从6000到2000K，同时将其极限理论功效从260稍微牺牲到245lm / W，光谱相似指数（SRI）从90到83，抑制威胁可以降低83％.值得注意的是，可以通过在相同的色温下掺入较少的深蓝色光而获得相对更健康的光。该同样的方法也可以应用于其他照明技术如发光二极管。

关键词：健康光源 节能 高视觉品质 照明设计 OLED

1.简介

自从电照明被披露为公共卫生问题后，健康的光线尤其引起了人们的关注。最近，Brainard等人的报道说晚上的电灯会扰乱昼夜节律并引起乳腺癌，然后他们建议正确使用灯光和采用创新照明的实际措施尽量减少昼夜节律中断的干扰。2013年，对健康光线的需求第一次由美国能源部披露。2014年，由国际能源署正式发布的报告确认，来自LED的蓝色光将导致视网膜损伤，具体取决于曝光时间和观看距离。而且，很多现代的电力照明措施包括冷白光管，暖白荧光灯管和LED，通常不令人满意，因为它们的发射光谱与那些漫射和柔和的自然光完全不同，或着简而言之，它们的光的质量有问题。此外，由于照明几乎占用20％的能源消耗总量，一种高效率的灯光是有必要的。总而言之，一种生理友好的、高视觉质量和高效率的光源的需求是很迫切的。因此，开发合适光源是重要和紧迫的。

在2009年，Jou的小组报道了第一款温度在2300和8200K之间可调节的，功率效率分别为100-1000cd / m ²，7.0lm / W和2.2lm/W带有彩色的自然光类型的oled灯。在2011年，该小组又报告了一种色度在1900〜3100k之间的，功率效率为1000cd / m ²为18lm /W的低光度oleds，但没有报告任何光提取法。他们进一步报告了四种低色温分别为1,773,1880,1,940和2280K的OLED功率效率为12,36,29和39lm / Wat ，100cd / m ²。在另一种色温在1700和5200k之间可调的oled，报告功率效率为25lm / W。

2013年，同一小组报告了第一台色温为2000K的电动烛光OLED，其显色指数(CRI)为93，效率为20lm / W，和另一种色度在黄昏色调和蜡烛灯之间可选，最大功率效率为21lm / W，最大CRI为91，色温可调在1580K至2600 K之间的OLED。后来，他们报道了另一种OLED，其色度在蓝白色日光和橙白色黄昏色调之间可调，色温在2300和9300K之间可调。相应的CRI为81，效率为4lm /w。另外在2014年，Zhangs小组报告指出通过使用新型染料测出一种色温为1883K的OLED功率效率最高为8.3lm / W，Mas小组报告说，通过使用双发射层，一种色温为1910K的 OLED最大功率效率为54.6lm / W。Do的小组报道了一种色温的在2025k和10000k可调的四色白色LED，在2025 K时效率为83 lm / W，CRI为84，在10,000K时显示为89lm / W和92 CRI。2015年，Jou的小组报道了一种基于蓝色无风险普通照明蜡烛灯OLED，该设备的功率效率为85lm /w，在2279K处获得79的SRI。

虽然越来越多的努力致力于发展低色温健康灯，但仍然缺乏高质量、节能的健康的光线。 在这里，我们展示了一种原始的方法，设计出具有高质量和节能特征的健康光线。特别是，如果在夜间使用，光线对MLT的分泌具有较小的威胁。如果在工作中使用眼睛的话，对人体的危害也最小。具体来说，从保护视网膜的角度来看，具有2,000K的橙白OLED比5,000K纯白OLED安全4.6。从MLT分泌的角度来看，安全3.5倍。此外，基于2000K，在视网膜暴露极限方面，光可以进一步保持100％，MLT抑制敏感性为67％，因为其原始的黑体辐射如光谱适应阳光风格。

2理论

2.1.视网膜最大允许暴露极限(t)

国际电工委员会(IEC)最初报告了以秒为单位的最大视网膜容许暴露极限(t)。 “t”的值可以根据IEC 62471标准确定，如下所示。

其中E_B被定义为蓝光加权辐照度，其可以如下获得。

其中B(lambda;)是蓝光危险函数，E_lambda;是光辐射强度。 在这项研究中，“t”是用家庭照明的照度100lx计算的。

2.2。每个光子量子的MLT抑制的动作谱

美国专利中首先提出了每光子量子MLT抑制作用谱SPQ。所得式可以表示如下。

具体地说，SPQ(lambda;)被定义为给定单色光的抑制强度量子lambda;，相对于参考光的抑制强度，lambda;_r和“C”是拟合常数。对于lambda;_r，它可以是频繁在460nm或480nm处研究的单色蓝光。在本研究中，除非另有说明，所选择的参考光是480nm的蓝光。

2.3.每勒克司MLT抑制的动作范围

为了具有实用意义，应采用勒克斯（lx）而不是光子量子来进行一般照明。因此，上述公式可以转换为以下公式

其中S_L(lambda;)是每勒克司的MLT抑制的动作谱，V(lambda;)是明视度函数，用于将照片量化为照度，以lx为单位。对于多色光，每个lx的相关抑制功率S_LC(lambda;)可以表示如下：

其中S_LC(lambda;)是所研究的光的功率。

2.4.光质指数-SRI

根据Jou等人的说明，光质量可以通过自然光谱相似指数SRI来量化。基于在相同色温下将给定光源的亮度光谱与黑体辐射对应物的亮度谱进行直接比较的SRI可以定义如下：

其中L_BR(lambda;,T)是黑色二聚体的亮度谱，L(lambda;，T)是所研究的光源的亮度谱与其相应的黑体辐射之间的重叠面积。

2.5.理论效率极限

理论效率极限可以根据Jiang et al。 定义如下：

其中，S_I(lambda;)是所研究的光的功率，V(lambda;)为光敏度函数和K_m 683lm / W，在555nm处的最大光谱光效。

1. 定义 - 假阳光和防伪阳光

由于实验测量的黄昏之前阳光的CIE坐标约为0.035[Delta;CIE(x，y)]，高于相同色温的黑体辐射，因此我们将发射轨迹“略高于”和“略低于”黑体的轨迹的光称为假阳光或防伪阳光，在0.35Delta;CIE(x，y)范围内。此外，相应的光质，如自然光谱相似指数（SRI）将变得更低，并且由此设计的发射越远离黑体辐射，受到损害越轻（见图一）。

图一：日落色调的色度（数据来自文献由Jou等人）。

1. 结果与讨论

4.1.对暴露极限的颜色影响

图二显示最大允许暴露极限自然光OLED颜色的影响。研究了三种不同的自然光OLED：它们是黑体辐射式OLED（黑色），伪阳光OLED（绿色）和防伪阳光OLED（紫色）。 其中，伪阳光OLED无论色温如何都是最安全的。例如，在2000k时，曝光极限依次分别为伪阳光，黑体辐射式OLED和防伪阳光，分别为4036,1981和807s。 伪阳光OLED比黑体辐射方式相对比100％安全。相反，防伪阳光OLED的危害比黑体辐射方式高60％。

图二：对自然光OLED的曝光限制的色彩影响。

4.2.对MLT抑制的色彩效果

图三显示了自然光OLED的颜色对MLT抑制敏感性的影响。在所研究的整个色温下，抑制灵敏度对于伪阳光OLED是最低的。例如，在2000K的情况下，对于伪阳光，黑体辐射风格和仿伪阳光OLED，MLT抑制敏感度分别为3％，5％和7％。伪阳光OLED比黑体辐射式对应物安全67％，相反仿伪阳光OLED的危险性高出40％。

图三：自然光OLED的颜色对MLT抑制灵敏度的影响。

4.3.自然光OLED类型对光质的影响

图四显示了三种类型的自然光型OLED的SRI。总而言之，所有三种不同类型的自然光样式的OLED在所研究的整个色温范围内显示出几乎相同的光质。随着色温从2000增加到8,000K，所得的SRI从84增加到90plusmn;1。

图四：三种类型的自然光OLED型的SRI。

4.4.自然光OLED类型对光质的影响

图五显示了三种类型的自然光型OLED的CRI。假阳光OLED在接近或在8,000K附近的几乎所有色温下都显示出比较高的CRI。例如，以5,000K为例，伪阳光，黑体辐射方式和防伪阳光OLED的CRI分别为90,84和65。在2000K时，相应的CRI为79,79和74.但

是，在8,000K时，相应的CRI为87,88和66。

图五：三种类型的自然光OLED的CRI。

4.5.自然光OLED类型对功效极限的影响

图六显示了三种类型的自然光型OLED的功效极限。无论色温如何，伪阳光OLED的功效极限明显高于黑体辐射方式对照物，反过来高于仿伪阳光对照物。以3000K为例，伪

阳光，黑体辐射方式和仿伪光OLED的效能极限分别为280,267和253lm/W。如果在5,000K，

相应的功效限值为290,264和238lm/W。

图六：三种类型的自然光OLED的功效极限。

1. 结论

我们在这里介绍一种原始的方法，能够产生一种对人眼生理友好型，光线质量好，节能的良好光线。为了照明的目的，光线的色温应尽可能低于蜡烛，以尽量减少蓝色危害，同时最大限度地提高能源效率。对于显示器，也可以相应地提供高光质量，高能效的背光源。 但是，建议将它们的色温保持在不超过6000K或在纯白光附近，以便将不必要的蓝色危害从过度的蓝色发射中减至最少。

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