5000年來,甚至更早,人類一直使用幾近無藍害的油燈或蠟燭,卻暗暗承受懸浮微粒(PM2.5)之苦;沒有懸浮微粒之害的電力照明,卻帶來更嚴峻的藍害、光汙染。直到2012年,清大發明了燭光OLED;2018年,清大結合OLED照明大廠,人類史上第一個無藍害又無霾害的燭光OLED檯燈商業化問世。總值新台幣4兆的照明產業,終見友善、健康的曙光—「燭光OLED」!
【內文精選】
好光的商機浮現
「光像藥」,這是美國傑佛遜大學喬治.布蘭勒(George Brainard)教授對光的詮釋。藥用過多或用錯,便成毒;光亦不例外,用過多或用錯便成光毒。2025年開始,歐盟將全面採用「節律照明」,同一種光從早用到晚的時代,即將結束,隨之興起的是「日有日光,夜有夜光」。「節律照明」的商機,已然浮現。
用於白天的「日光」、「白光」,其富含令人清醒的「藍光」成分;到了黃昏,這樣的藍光便不再受到歡迎,尤其是它跟紫光,特別容易抑制褪黑激素的分泌;長時間看書的時候,它們也很容易引發視網膜炎。因此,人們確實需要一個「好光」,至少可以滿足入夜以及長時間看書的需求。歷經多年的發展,這樣子的一個好光—燭光OLED,終於可以從研發進到量產、商化,一個接近全方位友善的光源,將帶動極其可觀的商機。
燭光與油燈的好
入夜後或長時間看書、寫報告,燭光或油燈光線算得上是個好光;它們的光色柔和、光質很高,又因為藍光含量極少,對眼睛與生理友善許多。檯燈的光色或是色溫,影響眼睛甚鉅。如圖一所示,以看書為例,到達眼睛的照度若是20勒克斯(lx),如要避免視網膜發炎,使用6,000 K的白光則必須25分鐘閉眼休息一次;使用2,500 K白熾型燈光則必須每75分鐘休息一次;若是使用1,800 K的燭光OLED,則是325分鐘休息一次。燭光護眼的程度是白光的13倍。
圖一、檯燈的光色或是色溫,影響眼睛甚鉅;燭光護眼的程度是白光的13倍
為什麼燭光也比白光來得「生理友善」許多?若是入睡前看書或是滑手機一個半小時,進到眼睛的照度一樣是20勒克斯的話,那麼,如圖二所示,6,000 K的白光會抑制65%褪黑激素(MLT)的分泌,2,500 K白熾光會抑制39%,1,800 K的燭光則只抑制14%。雖然燭光在入夜之後也較顧健康,但是,入睡前看書、滑手機還是不值得鼓勵。
2016到2018這三年,全球幸福國家排名第一的丹麥,其國民就是喜愛蠟燭。他們平均每人每年吃掉3公斤的培根,卻會點掉6公斤的蠟燭,個中道理,耐人尋味。
燭光OLED的發明過程
我們先於2009年發明、發表人類史上第一個類太陽光OLED,其可發出涵蓋太陽從日出到日落的所有光色(或色溫)。此發明有兩個重大意涵:①自然光的光色乃是依時而多變的,現有人造光卻是一成不變,而至造成健康方面嚴重的傷害;②人類是可以做出仿太陽多變化光色的。
2012年,類燭光OLED研發成功,並為前瞻功能性材料(Advanced Functional Materials)期刊所快速接受、發表;此一發明,並於同年聖誕夜,被材料眺望(Materials View)以專文報導,期許全球高中以上的學生都可以知道這個劃時代的發明,其標題寫著:「OLED取代蠟燭-歡樂的切換(Festive Switch)。」
類燭光OLED這篇文章,於2014年被臨床醫師癌症期刊的一篇綜述所引用,譽為可以減少節律破壞而對抗婦女乳癌攀升的有效照明。這份期刊在2013~2014年的影響因子(Impact Factor)為162,在全球321個醫學期刊以及8,000多個科學期刊當中,排名第一。這篇名為〈現代世界電力照明引發乳癌與節律破壞〉的綜述,由全球五位著名的醫學研究學者所共同撰述;文中強調,乳癌是全球婦女致死第一的癌症,在工業化國家及區域,這個現象特別的明顯,若電子夜光是全球婦女乳癌負擔的關鍵原因,那麼,是有可實施的干預之道,其中之一便是慎選燈光,另外一個,便是使用最新發展的照明技術,像是節律照明與清大創新發明的燭光OLED。
第一個商化的燭光OLED檯燈
2014年年底,在智晶光電的技術協助下,第一個燭光OLED路燈首次點在司馬庫斯部落山上;2015年,此一燭光OLED先後獲得台灣照明學會金質獎特優,以及國際暗天協會(International Dark-sky Association)頒發的年度照明設計獎;同年11月,經濟部價值創造計畫核准通過兩年總共2,000萬元的補助,結合智晶光電出資的600萬,預計開發燭光OLED與色溫可調(節律)OLED照明兩項技術。
去(2018)年,燭光OLED獲選為科技部亮點科技,並獲邀在12月於台北〈未來科技展〉中展出;11月16日,作者前往南京市,拜會前柯達公司OLED照明技術負責人田元生博士所曾協助創辦的南京第壹有機光電(First-O-Lite),並驚喜地發現,他們已開發出類燭光OLED燈片;之後,隨即委託他們製作了幾個類燭光OLED檯燈,如圖三、圖四所示。
2018年12月7日記者會上(圖五、圖六),國內媒體以及歐美人士期待已久的燭光OLED檯燈,在歷經8年的研究、開發…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
圖五、2018年12月7日,全球第一盞燭光OLED檯燈,在新竹清華大學正式啟用、點亮
作者:周卓煇/國立清華大學
★本文節錄自「工業材料雜誌」389期,更多資料請見下方附檔。