自从1879年爱迪生发明了世界上第一支实用化的白炽灯开始，人类便进入了电光源照明时代。经过短短一百多年的发展，从最初的白炽灯、荧光灯，到21世纪的固态照明，电光源技术已经取得了长足的进步。当然，这种进步更多地体现在与产品经济性密切相关的指标上，即以更少的资源投入取得更多的光能。因此，这就造成了电光源的发展始终围绕更高的光效、更长的寿命、更低的价格这样的主题而发展。
在照明发展的早期阶段，这种发展的方向无可厚非。然而，随着社会的进步与发展，人类在享受照明带来便利的同时，也开始更加关注照明对人的健康与安全的影响：
20世纪30年代国际天文界提出了光污染的概念，1941年荷兰科学家Kruithof提出了色温与照度的舒适度曲线[1]，20世纪90年代，人们开始认识到荧光灯频闪对视力、眼疲劳方面的影响[2]，2002年美国布朗大学David Berson教授发现第3种感光细胞，提出了夜间照明对人体生物节律的影响[3]，2009国际电工委员会正式发行了IEC62471《灯和灯系统的光生物安全性》[4]。2012年，国家电光源质量监督检验中心（上海）发布了LED产品蓝光危害测试结果，27个样品中有13个属于1类风险[5]。
光源频闪、蓝光危害、汞污染、眩光等一系列传统光源的问题逐渐被越来越多的消费者所关注，这就要求我们照明行业紧密结合并正确引导消费需求，建立具有科学依据的产品开发、评价体系，提高产品的“健康含量”，实现企业价值与社会责任的协调发展。
2. OLED与生俱来的生物安全（健康照明）特性
OLED（organic light emitting diode）有机发光器件作为最新一代照明技术，采用了独特的有机薄膜发光的原理与器件结构，是第一种真正的人造面光源。在现阶段，其光效、寿命、显色性指标都已达到一定的技术水平，见表1。而在光的健康、安全方面，OLED则具有与生俱来的优势。
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光效lm/W |
相关色温K |
显色性 |
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LG |
>55，>60 |
3000，4000 |
>90 |
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OLED works |
42~50 |
2900 |
>80 |
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Osram |
>40 |
3400 |
>80 |
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FOL |
>65 |
2700, 3000 |
>90 |
表1 OLED光源技术指标（2016，根据厂商产品规格书）
1) OLED有机材料特性及制造工艺决定其适于制造大面积、低亮度（一般<50000cd/m2）的面光源。这会带来两方面的好处：一是辐射强度低，较易满足IEC62471《灯和灯系统的光生物安全性》标准，测试数据见表2；二是在照度满足要求的情况下，相对于点光源、线光源而言，不易造成眩光，提升了使用者的舒适性。
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2) OLED有机材料特性决定其光谱是连续光谱，蓝光光谱相对较弱，并且基本无紫外与红外成份。这会带来三方面的好处：一是光谱都在可见光范围内，能量转换时浪费少；二是不易造成紫外、蓝光、红外危害；三是色温低，对人体生理节律影响较小。OLED典型光谱参考图1。
图1 典型OLED光谱（2700K）
3) OLED的技术原理决定其驱动电压低，光源温升小，且光源中无汞等重金属。而这也会带来三方面的好处：一是驱动电路可采用直流驱动，实现无频闪的设计；二是灯具设计过程中不需外加专门的散热机构；三是生产及使用过程中不会造成重金属污染。
3. 宁壹婴儿级OLED灯设计要求[6]
新生的婴儿各项生理机能尚未发育完全，视网膜透过率高、瞳孔无法自由调节、趋光，因此不健康的照明更易损伤其眼睛[7]。而新生婴儿的生理、心理特点又要求其父母必须在夜间不定期地对其进行照看，包括喂奶、换尿布、安抚等工作，需要大量的夜间照明。但现在市场上缺少专门针对新生婴儿护理的照明产品，或已有的类似产品，却并不能很好地满足各项需求。OLED作为天生健康安全的光源，则特别适用于此类产品的开发。
婴儿级OLED灯针对于0~1岁婴儿，主要用于新生婴儿父母夜晚照顾婴儿、安抚婴儿等场景，并构建出OLED光与婴儿之间的联系。通过前期的潜在客户调研、市场分析及育婴理论的研究，我们提出了婴儿级OLED灯设计的要点：
1) 安心：产品设计首先必须满足健康、安全的要求，确保产品使用过程中，婴儿不会承受光、电、热、结构、材质方面的风险。
2) 舒心：产品除了考虑音乐安抚的功能外，还需通过柔和的光线、舒服的触感来实现与婴儿的交互，增加婴儿的舒适感。同时，产品也需有适宜的外型。
3) 产品应具有一定功能。产品光照应基本满足父母夜间各项作业，产品操作便捷且携带方便。
OLED婴儿灯设计的具体要求参考表4。
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类别 |
子类别 |
设计指标 |
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安心 |
光生物安全 |
满足IEC 62471无风险级要求，且测试数值应尽量低 |
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无频闪 |
直流驱动，满足IEEE PAR1789 |
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低电压，无有害电磁辐射 |
最高电压≤10V，限流保护 电磁辐射满足IEC 62493 |
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结构圆滑、安全的外壳材质 |
外壳无锐角，1m跌落产品不被破坏 外壳满足FDA可食品接触级要求 |
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舒心 |
睡前音乐安抚 |
音乐数≥3首，轻柔的音乐 |
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亮度、光色舒适 |
最大亮度<3000cd/m2 ，CCT≤3000K，开关灯时渐亮渐暗 |
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触感舒适 |
外壳采用硅胶材质 |
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造型可爱 |
模块化设计，卡通造型 |
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省心 |
夜间光照足够 |
光通量>20lm |
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操作便捷 |
振动开关、亮度/音量记忆、亮度音量可调 |
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便携式 |
自带电池，一次充电工作时间>10小时 |
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渐亮渐暗 |
开关灯时渐亮渐暗 |
表4 宁壹OLED婴儿灯设计要求
4. 宁壹婴儿级OLED灯设计实现
为满足婴儿级OLED灯设计要求，在设计过程中，我们主要完成了三方面的设计。
1) 模块化设计：采用相同的OLED发光模块，搭配不同的食品接触级硅胶外壳，实现了产品的系列化及外形的多样化。另外，因为采用的食品接触级硅胶外壳，可保证产品的抗摔性、外部结构圆滑、舒适的触感以及实现产品的二次配光，使光线更加柔和。请参考图2。
图2 模块化设计
2) OLED发光模块设计：透明塑料保护膜提供对OLED光源的保护，防止OLED光源损坏。OLED光源提供健康、安全的照明。音乐&控制电路则主要完成OLED光源及MP3播放器的驱动、控制功能，在设计上实现了电池直流供电、振动开关、亮度/音量调节、无有害电磁辐射等要求。塑料外壳&按键主要实现外部防护及产品操作接口。OLED发光模块结构请参考图3。
图3 OLED发光模块
3) 设计了两种光谱的55*53*1.4mm OLED光源。OLED光源采用了基于玻璃基板的叠层式结构设计，为进一步降低蓝光危害的风险，在2700K产品的基础上，进一步开发了琥珀色的OLED的光源，其光谱不含有500nm以下的蓝光成分。琥珀色光源光谱请参考图4。此尺寸的OLED光源在3000cd/m2的亮度下，光通量可超过20lm。
图4 琥珀色OLED光源光谱
宁壹婴儿级OLED灯完成设计并制作样品后，我们对照设计要求对样品的性能及功能进行了一系列的测试与改进，最终，OLED婴儿灯样品完全达到设计要求，并形成了OLED婴儿灯产品系列。请参考图5。
图5 宁壹婴儿级OLED灯系列
5. 结论
具有自主知识产权的宁壹婴儿级OLED灯完成设计与开发后，进行了产品客户试用与产品试销。从客户的反馈意见来看，以OLED光健康、安全作为主要出发点的产品设计，已经取得了不少消费者的关注与认同。因此，相对于传统照明，OLED除了具有大家可以直观感受到的面光源、轻薄、柔性等特点外，其天生具有的光健康、安全特点也是其不可忽视的优势，而这个优势也将在OLED照明市场发展的初期扮演举足轻重的角色。
[1] Kruithof "Tubular Luminescence Lamps for General Illumination," Philips Technical Review, vol.6, 65-96, 1941
[2] 王伟，刘磊，刘尔立 《读写作业台灯的频闪研究》
[3] 罗勇军，牟通升，温晓芳《光健康与国际标准化的进展》照明工程学报
[4] IEC62471《灯和灯系统的光生物安全性》
[5] 俞安琪 《LED照明产品蓝光危害的检测分析和富蓝化的分析及建议》
[6] 宁壹：南京第壹有机光电有限公司注册商标
[7] F. M. Barker, G.C. Brainard, FDA 785345 0090 RA, US Food and Drug Administration: Washington DC.
本文网址： http://www.first-oled.com/knowledge/17.html