[发明专利]一种电子墨水屏全光谱补红外直流调光照明方法

说明书

本发明涉及一种电子墨水屏全光谱补红外直流调光照明方法。包含外置光照明及前置光照明两种形式。为消除目前照明方式中的蓝光峰，使用紫光LED激发的全可见光谱，全可见光谱以热辐射光源光谱作为参照；为补充防治近视所需的紫光，采用紫光LED激发的全光谱照明，这自然含有紫光，而蓝光LED激发的白光不可能含有实用的紫光；为补充红外光，增加了近红外LED；为彻底消除频闪，使用直流调光照明方；为消除多余紫光，使用无机吸收剂；通过这些措施，克服了当前电子墨水屏照明光源的缺陷。

技术领域

本发明涉及健康照明显示领域，具体涉及一种电子墨水屏全光谱补红外直流调光照明方法。

背景技术

近年来，围绕人眼的“非视觉功能(Non-Visual Effects of Light)”的研究日益深入，蓝光危害已远超出“视觉功能”的范围。当前形势是：在“视觉功能”方面，我国近十年的“近视防治”可以讲是完败，这可能意味着方向错误；在“非视觉功能”方面，夜间光线中的蓝光通过影响“褪黑素”及“皮质醇”等人体最基本激素分泌而导致“性早熟”、“乳腺癌”“糖尿病”“肥胖症”的现象正引起广泛重视；光的这种影响也是通过眼睛，但看不见，所以称为非视觉，其影响的峰值在蓝光约462nm位置，2016年CIE、ISO、AMA(美国医学会)均就此发出警告和建议。

用蓝光LED为主的半导体照明已进入千家万户，2018年我国LED照明的产值是6500亿人民币，这包括用于手机及电脑液晶显示的背光照明。令人遗憾的是，电子墨水屏的照明也是采用这种方式，其光谱见目前电子墨水屏照明光谱1，含有明显的蓝光峰2。相比人类适应的火光，这些显示屏的蓝光占比是烛光的16倍，再加上人类不断追求明亮，申请人由照度单位“坎德拉/cd/candle”推算，现代人夜间蓝光照射量是60年前国人的8.8万倍！这严重影响现代人的激素分泌，然而，现代人却乐在蓝光中浑然不知。

LED照明虽然节能，但相比“不节能”的白炽灯光谱3，LED灯(如目前电子墨水屏照明光谱1)不是全光谱，完全缺少深红光(深红光指波长大于700nm红光)，及近红外光，也缺少对防近视有作用的紫光波段(这是日本现在推广的防近视波段)，因此，LED照明对人类健康，尤其是当前防近视可能产生的影响要认真检讨并密切关注。

人类最适应的照明方式还是火光(如烛光)，其光谱是热辐射连续谱，白炽灯光谱3就是热辐射连续谱，它从紫光到红外波段均有能量分布。由于其蓝光含量少，无论涉及传统的“视觉功能”，还是涉及最近发现(2002年确定机理)的“非视觉功能”，烛光都是最健康的。可惜，人类不可能再回归烛光照明。白炽灯即钨丝灯泡或碳丝灯泡(碳丝技术已有长足进步)，从光谱来讲，是最健康的人工照明灯具；其短波方向蓝光含量少，故对人类激素干扰少；其长波方向丰富的深红光及红外谱正是LED灯及荧光管灯所缺乏的，于人类健康不可或缺。例如红外光作用有:缓解皮肤超敏反应,延缓皮肤衰老；保护神经元，止痛；改善心衰患者心肺功能；再例如红光作用有：治疗帕金斯症，骨质疏松，糖尿病足,延缓皮肤衰老；保护神经元，止痛；改善心衰患者心肺功能。由于深红光及红外光谱因为对“视觉功能”贡献不大，故从节能角度来讲，白炽灯照明效率不高，所以各国前几年已下文“禁止生产白炽灯”。只是近来对“光”的认识发生了重大变化，国家默许白炽灯可继续用于重要特殊照明场合。从电费来讲，一个25W台灯每晚使用3小时耗电电费是5分钱，故用于台灯，是否节能无关紧要。本发明所述特殊灯具是指长时间照射人类、尤其是青少年的灯具。街头LED路灯，由于人们只是偶尔路过，故允许节能第一，健康第二。

电子墨水屏的优点是相当于黑白印刷的纸质书，无任何频闪，但其需要照明光源。如果照明光源差，则电子墨水屏同样有上述光健康问题。目前商用电子墨水屏的照明光源都是使用蓝光LED激发荧光粉形成的白光来照明，这种照明方式不是全光谱，更缺紫光/深红/近红外光。尤其是目前电子墨水屏的调光方式大都使用PWM，即脉宽制方式。这种方式并没有改变最高光强，另外，还会引进眼睛觉察不到的频闪。据复旦大学林燕丹组报道,即使频闪频率高达1000Hz,脑电图还是有所反映。一些微观光生物反应，时间可短至皮秒级，毕竟，大自然的光都是直流的。

发明内容