世紀(jì)90年代初藍(lán)光LED芯片問世，繼而用藍(lán)光芯片激發(fā)黃色光熒光粉混合制成的白光LED光源誕生。白光LED燈用于普通照明領(lǐng)域，與傳統(tǒng)白熾燈、熒光燈相比有光效高、壽命長、可調(diào)光等優(yōu)點，是照明領(lǐng)域的大變革。在國家大力推廣和扶植下，國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展異常迅速，目前LED已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外照明領(lǐng)域。國內(nèi)LED照明的生產(chǎn)企業(yè)眾多，技術(shù)水平參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量懸殊大，應(yīng)用中問題不少，尚不為人們充分接受。其中眩光和光色問題最為突出，國內(nèi)已有一些討論藍(lán)光的文章。本文先簡述LED特點，再討論光色對人類視覺作用的影響，希望引起生產(chǎn)者和使用者的充分認(rèn)識，讓LED照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
　　一、LED照明光源
　　白熾燈發(fā)明已有130多年，熒光燈也有70多年的歷史，人們已習(xí)慣在這類光色環(huán)境中生活。因此要改善LED照明的光色特性，應(yīng)盡量向前兩類光源靠近，求得人們能完全接受的LED光色。熒光燈是利用汞原子在激發(fā)電離放電中產(chǎn)生254 nm紫外線照射到三基色熒光粉上，得到色溫2700-6500K的光色，發(fā)光效率最高約110 lm/W，一般為60-80 lm/W。通常色溫高的光源光效高;色溫低的光源光效低。
　　1.LED光源工作特點
　　現(xiàn)在普及型LED光源中采用的是氮化鎵(GaN)芯片，發(fā)射的藍(lán)光波峰值約為450nm，藍(lán)光與其激發(fā)的熒光粉輻射的黃色光可合成白光。這種LED的特點是色溫高、光效高、顯色性差，輸出光中含有近50%的藍(lán)光。為了得到中、低色溫的LED光源，可將藍(lán)色光束輻射到紅、綠色的稀土熒光粉體上，調(diào)整各色熒光粉配比就能制得高顯色(Ra≥80)的光源，其輻射光中藍(lán)光會減少，但光效明顯低于高色溫光源。LED光源是色溫高的光效高，色溫低的光效低，與熒光燈的特性相反。
　　LED光源的發(fā)光面積小，表面亮度高，光束呈小立體角的定向輻射，含有較多藍(lán)光，直接用于照明會讓人感到不舒適。藍(lán)光會對人類產(chǎn)生許多作用，如光化學(xué)、生理物理、心理等效應(yīng)，即所謂“藍(lán)光效應(yīng)”。
　　2.LED照明光源應(yīng)用
　　LED光源目前最高發(fā)光效率已達(dá)200 lm/W以上，工作壽命約30000小時以上。LED燈泡若用來替代白熾燈泡，則節(jié)能效果巨大;若與節(jié)能熒光燈比，光效提高不是很大。直管型LED燈與熒光燈管相比，光效最多提高1倍。而LED燈能連續(xù)調(diào)光，利于節(jié)能，但是光照度分布不均勻。
　　LED光源的工作特性是離散性較大，穩(wěn)定性較差。當(dāng)工作電流或環(huán)境溫度變化時，其發(fā)光效率和色溫隨之變化。在壽命期內(nèi)，光效會降低，色溫也會漂移。其次，半導(dǎo)體PN結(jié)耐熱性能差，一旦結(jié)溫過高，工作穩(wěn)定性變差，壽命縮短，甚至失效。LED光源不能在較高溫度的環(huán)境中使用。
　　市售的一些LED光源與節(jié)能熒光燈比，照明光色品質(zhì)較差，常使人感到刺眼。尤其對室內(nèi)照明，目前國內(nèi)市場優(yōu)質(zhì)的LED照明產(chǎn)品不多，若讓低價劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場，必將危害人類的健康。
　　二、視覺光環(huán)境
　　人類接收的信息約有80%由視覺獲取。視覺首先關(guān)注的是顏色，也是視覺特征的珍貴功能。每個人的色覺敏感程度有異，因個人視細(xì)胞的色知覺能力不同，也與周圍視環(huán)境所處的狀態(tài)密切相關(guān)。人類在進(jìn)化過程中，受各種各樣的環(huán)境變化基因會隨之變化，在進(jìn)化中逐步適應(yīng)。但是，這種進(jìn)化適應(yīng)是十分緩慢的。要適應(yīng)光環(huán)境的變化或許需要幾代人。當(dāng)前LED光源呈現(xiàn)的光色變化很大，人們周圍的光環(huán)境處在大變革期，光污染嚴(yán)重，人的視覺較難適應(yīng)，必然感到不舒適。值此，需要深入追索其因，采取有效措施，研制出品質(zhì)可靠的LED光源。
　　三、眼球的透光性
　　自然界中存在紫外線、可見光、紅外線等。眼球的透光性與這些光的波長相關(guān)。
　　1.紫外線
　　遠(yuǎn)紫外線UVC(<280 nm)可被角膜吸收;中紫外線UVB(280-315 nm)和近紫外線UVA(315-380nm)可被角膜和水晶體吸收。UV-A有少量可透過視網(wǎng)膜，抵達(dá)眼底脈絡(luò)膜。在強(qiáng)烈的紫外線照射下，角膜表層的上皮細(xì)胞會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，造成角膜開裂及上皮剝離的角膜炎，如電光性眼炎、雪盲性眼炎等。在較弱的紫外線下長期受輻射，晶狀體會混濁受損，產(chǎn)生白內(nèi)障病癥。
　　2.可見光
　　可見光(380-780nm)進(jìn)入眼睛內(nèi)，通過角膜、房水、晶狀體、玻璃體等屈光間質(zhì)，最后在視網(wǎng)膜上成像。眼睛接到光信號后，傳遞給神經(jīng)系統(tǒng)。對LED照明而言，最關(guān)注的是380-550nm的藍(lán)色光，峰值在450nm附近。藍(lán)光波長比其它可見光短，容易透過眼球，抵達(dá)視網(wǎng)膜。如果溫度較高還會發(fā)生凝固效應(yīng)，產(chǎn)生白內(nèi)障。生活用品中也存在許多藍(lán)光，如兒童玩具、激光指示器等，若使用不當(dāng)會損傷視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜，嚴(yán)重的會破壞視覺功能。
　　3.紅外線
　　紅外線中的近紅外IRA(780-1400nm)吸水性較差，但滲透性優(yōu)良，可以到達(dá)眼底;中紅外IRB(1400-3000nm)和遠(yuǎn)紅外IRC(>3 000nm)可被角膜、房水、晶狀體、玻璃體中的水分吸收。因此，玻璃加工者、紅外激光器研究者等容易患白內(nèi)障眼病。
　　四、眩光
　　眩光主要取決于發(fā)光體的亮度。若發(fā)光體的光通量相同，發(fā)光面積越小，表面亮度越高。LED光源發(fā)光面積小，亮度高，必定產(chǎn)生眩光。其次，光源的色溫越高，含藍(lán)光越豐富，透入眼睛的能力就越強(qiáng)，刺激性就越大。如果眼睛直視裸露光源，會感覺不舒適，注意力分散或視覺能力下降，會傷害視網(wǎng)膜。
　　LED光源和燈具設(shè)計中必須考慮降低眩光。例如，液晶顯示器LED背光源模板中置有光散射板，用于增大發(fā)光面積，并將各發(fā)光點的光色相互混合，得到亮度、色溫均勻的平面光源。同理，在LED照明光源的前方配置光散射的、透鏡、泡殼或管殼壁，或者在照明燈具出光處裝散射板可獲得較均勻的輻射光，也可以加隔柵板，減少眩光污染。