喬越電子報-第九期降低LED藍光對人眼危害材料

2016/06/22|訂閱電子報

本期索引

HOT! 降低LED藍光對人眼危害材料

New! LED藍海新市場-不可見光應用

實驗案例分享

守護環境創新材料

2016 喬越集團展會預告
參展訊息-歡迎您蒞臨參觀指教

降低LED藍光對人眼危害材料

藍光在可見光中約占1/3，為可見光中波長較短的部分。藍光具有波長較短、能量較強的特徵，長期暴露於藍光下會造成眼睛黃斑部慢性傷害；由於藍光波長短，而易發生散色現象，照射眼睛時易發生暈眩。隨著科技的進步，LED 廣泛運用於3C 產品，包括液晶電視、電腦螢幕、智慧型手機以及平板電腦，而這些LED 有較多的紫外線以及藍光，長期使用容易對眼睛產生傷害，過去大多出現在老年人身上的黃斑部病變，目前已有年輕化趨勢，也因此防藍光已經成為3C 產業與各式鏡片業者重視的課題。喬越公司身為材料供應商應負起相關社會責任，降低材料對人體健康之危害。自主開發出屏蔽475nm、450nm、430nm以下之添加材料。

LED半導體照明技術於近五年來，大幅度朝向取代傳統照明光源方向前進，透過各國陸續取消白熾燈、降低含汞燈具使用與訂立低耗照明燈具規範，大幅提升LED照明產品的市占率。近兩年來，許多抗藍光的產品如雨後春管在市面上出現；如：抗藍光鏡片、低藍光螢幕、低藍光LED照明產品等，皆是考量日常生活中的產品，因為LED照明產品的大量滲入，LED主要的藍光成份可能會導致人眼的視覺損害，而衍生出的相關產品

為了近一步討論人眼接受光的機制，必須先針對光的特性說起。一般而言，人眼可感知的電磁輻射，為人們最為熟悉的光，其波長介於400~750nm之間，且可再細分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，其中紅光波長最長，紫光最短。而550nm的波長，為人眼感受力最佳的部分，呈現黃綠色光。上述七色光可合成白光，而白光經過三菱鏡後可被分成上述七色光，故可見光除提供動、植物生存所需之必要能量外，最主要的功用為提供能量使物體呈現彩色，使人眼可以看清及分辨物體。由於大氣中的臭氧層吸收波長為286nm，因此人眼接觸到286nm以上波長的部分，大部分皆落入人眼接收範圍內。其中，光對於人所造成的危害隨波長的增加而降低。換言之，可見光譜中效短波長構成較高的潛在危險，主要是因為光子中帶有更多的能量。

LED白光光源的發展

LED基本上是單色晶片或是搭配螢光粉的轉換而產生特定的發光波長。主要原理為，透過通過該半導體晶片所發射主波長，是由半導體的能隙值決定導帶和價帶，透過電子的躍遷與激發而釋放出能量

其中，家用LED的產品採用晶片發射藍光，透過螢光粉塗層轉成白光，雖然肉眼所得到的光看起來是白色的，但在460~500nm波長中，它仍然可以獲得大量的藍色光波段，該波長的光已經被證明具有獨特的生理影響。此類的白光LED，在作為一個新的光源照射系統時，初步顯示會影響褪黑繳素的生成和人的干擾電位變化。依據睡眠學者最近的研究認為，這直接影響光對眼睛細胞的反應，包括增高損害視網膜細胞的風險性。

藍光對於人眼黃斑部的影響

對於人眼使用而言，由於藍光是能量最強的可見光。可見光射入黃斑部(Macula)時會形成影像與顏色，所以人體才有了視覺。而其它光線中，紅外線會產生熱能，有可能造成眼睛灼熱、燒傷；紫外光被角膜和水晶體阻擋、吸收，但水晶體隨時間老化、混濁，形成白內障。

一般來說，藍、靛、紫光可穿透角膜與水晶體直射入黃斑部，造成黃斑部感光細胞的損傷，年老性黃斑部病變就是老化形成的疾病。眼睛長期直視3C產品螢幕造成的慢性刺激，將使黃斑部發炎、水腫，可能會在黃斑部中央形成隱結，一但隱結破裂導致出血，將造成中央視力缺損，無法正眼看清楚事物，最後只能斜著眼看東西，形同失明。

另一個藍光傷眼的原因是，藍光的波長較短，容易造成散射，因此眼睛必須更用力聚焦。長時間下來，睫狀肌緊繃、無法放鬆，眼睛容易疲勞、痠疼，也可能造成假性近視。同時看6小時的3C產品和書本，看3C產品眼睛瞳孔縮小，眼睛更疲勞。

結語

針對LED藍光與人眼，自2010年之後，已有多個國家與研究單位開始著手藍光害影響的研究。這是自第四類半導體照明光源發展以來，逐漸受到世人重視的項目。尤其對於LED產業發展為主的我國而言，深入探討藍光的研究，有助於後續照明與顯示系統發展上，降低人眼危害或是探究實際影響皆有其重要性。目前針對藍光危害的部分，大多是朝向動物實驗為主，對於人眼實際的影響上，因受制於人類實驗安全性問題，鮮有相關研究報告得以窺見人眼實際受到的影響。

於此同時，部分LED廠商為了降低產品使用疑慮，多已著手低藍光產品的開發，包含顯示器與照明燈具廠商等，同時建立產品區隔化，朝向高值、健康與舒適的照明環境努力，在對於藍光研究尚未有明確定論與法規訂立的情形下，事先主動防範人眼危害的藍光比例。

誌謝:本論文為經濟部能源局所提供之LED照明與系統節能研發計畫經費成果，藉由能源局的支持，使本研究得以順利進行，特此致上感謝之意。

－資料出處: 工業材料雜誌348期2015/12

──撰文:產推部張仁偉Andrew Chang

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LED 藍海新市場- 不可見光應用

LED在可見光的應用發展愈趨近飽和情況下，各廠家紛紛尋找LED的另一藍海市場。因此不可見光 LED 的商機逐漸被市場看好，如UV LED應用於固化、醫療、殺菌..等，另一不可見光的IR LED亦可應用於安控及虹膜辨識市場。

有鑒於此應用的市場需求崛起，喬越不斷地創新專業價值，以作為客戶在膠材選擇上的合作夥伴，整合旗下眾多品牌產品，提供有系統的產品組合及最佳的解決方案，以滿足客戶需求。

因應波長在365nm 以下，Silicone不管是封裝膠或是固晶膠都無適合材料，因此針對不使用封裝膠之LED設計，喬越提供Protavic在固晶膠(導電銀膠ACH35001LV & ACH35004LV)、Cavity及玻璃接著膠(ATH34064 & ANE34067 & ANH34056), 其已有客戶實績使用。

圖: Protavic 導電銀膠產品之應用案例

─撰文: 產推部楊秀玉 Afra Yang

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品保實驗室案例分享- 濕氣固化樹脂簡介

常見的溼氣硬化樹脂分為下列幾種：一、聚氨酯型(Polyurethane Reactive , PUR)，如PUR系列產品即該類型，以熱熔膠方式應用，常溫時為固態，加熱至熔點熔膠，其原理為聚氨酯樹脂末端的官能基; 異氰酸(NCO)在高溫下和濕氣反應，並釋放出二氧化碳固化。特別的是一但熔膠冷卻固化後便無法再融膠，反應為單向不可逆。

圖一. 異氰酸與水固化反應機構圖

二. 矽利康型 (Silicone)，部分道康寧針筒系列產品屬此類型，如SE 9187 L、3145等，原理為樹脂中的矽烷( Silane)作為交聯劑並和濕氣反應，再脫醇進行一連串的連鎖反應而固化；與OE系列產品以白金催化的固化方式截然不同，不會有因汙染毒化而固化不全的問題。

圖二. 矽烷與水固化反應機構圖

三、Silane + PU型 (silane terminated polyurethane, STPU) ，喬越的SFX系列產品屬於此類型，結合上述兩種類型的樹脂，係以PU作為主結構，分子末端接上Silane，與Silane相同方式固化並同時擁有兩種膠材相類似且不錯的接著性。

圖三. Silane與PU結合分子結構

以上三種樹脂皆為單劑，操作方便，但因常溫下即可反應，容易有包材內固化或是氣體膨脹造成漏膠等異常。保存須額外注意，如低溫保存降低活性、保持包材密封性或開封後盡速使用，以維持產品效期內的可使用性。

─撰文: 技術部吳思辰 Edmund Wu

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守護環境　創新材料－無溶劑型水性PU材料

過去傳統使用的溶劑型PU為分散及工程上之操作，必須使用大量溶劑，但有機溶劑易燃易爆、易揮發、氣味大，且於硬化過程中溶劑將大量釋出，造成空氣及生態環境汙染，影響公共安全及操作人員之健康。近十多年來，由於保護地球環境輿論壓力與日俱增、環保意識抬頭、溶劑價格高漲及工業安全備受重視，部分先進國家已制定了消防法規及溶劑法規，限制VOC(Volatile Organic Compound)之含量；因此溶劑型PU發展已受限制，水溶性PU之製備及親水化之改質研究應運而生。

PU就軟鏈段種類不同可分為酯型及醚型，另就硬鏈段種類不同亦可分芳香族及脂肪族型。構造不同影響PU成型物的物性甚詎，將各聚醇類型之特性歸納為表一。一般而言，聚酯型PU具較佳之耐熱性、斷裂強伸度及濕式成型性，聚醚型PU則具有較低之低溫可撓性、初期彈性模數，其中尤以Poly tetra methylene glycol(PTMG)系PU具最佳之鏈可撓性，同時具有防黴等特性。