微型LED助力健康新生活

王 辉

陈志忠

根据世界卫生组织统计，全球睡眠障碍率达27%，其中，中国有超3亿人有睡眠障碍。如何让失眠人睡得好，成为社会亟待解决的问题。

研究显示，从电子设备中发出的蓝光，能够影响人体褪黑素的生成，进而影响人们的睡眠质量。也就是说，被人类忽视的照明系统或将改善人类的睡眠质量。北京大学物理系教授陈志忠常年研究凝聚态物理，在发光器件微型LED灯方面研究颇深，他和团队正努力研发改善睡眠的日光灯并将其推向市场，以帮助人们提高睡眠质量。

1991年，陈志忠考入南京大学物理系。之后从硕士到博士阶段，他一直在物理专业半导体方向深研。回首与物理的结缘历程，陈志忠笑称与当时的历史背景有关：“20世纪80年代末90年代初正处于美苏争霸时期，核物理在其中起到的作用不言而喻，所以我就想学核物理，为国效力。”博士毕业后，陈志忠在半导体方向上已初有成果，当时全国只有5所学校有半导体专业，而北京大学是发源地。所以博士毕业后，他选择到北京大学开展博士后研究工作。

离开北京大学后，陈志忠前往宽禁带半导体研究中心开始研究微型LED。他解释说：“人体在睡觉前和睡醒后的一段时间里，会产生褪黑素，但如果有光照，褪黑素就会被抑制住，进而分泌失败。我们现在研发的照明灯就主要聚焦于去除抑制褪黑素的光成分，希望借此改善睡眠质量。”为实现目标，陈志忠及其团队和医疗相关部门展开了合作，希望可以仿制自然光，实现改善睡眠的目的。

“地球自转的时候，地面上的光谱、强度都发生着微弱的变化，这些变化人类很难察觉，但这些连续不断的变化其实会影响人的作息。时间久了，人的生物钟和外界的自然光就同步了。但现在无论是在写字楼还是商场，人们接触自然光的机会很少，所以生物失调的可能性就会增加。我们研发仿制自然光的人工光源，就可以达到用光调节人体作息的效果。”陈志忠如是诠释研究的原理及初衷。

值得一提的是，卧室、客厅、走廊、厨房、书桌，人们生活中随处可见LED的身影，但是，人们很多时候并没有真地用对光。好在近年来，随着技术的发展，“照明应以人为本”的理念逐渐成为业界的共识，企业不再只是纯粹地关注光效或使用寿命，而是更多地考虑人对光的感觉、光对人的影响，希望能制造出更接近自然光的人造光，这为科学家研发人造光增加了助力，也让人造光改善人类睡眠变得指日可待。

将光源调试成自然光，这一技术其实并不特别复杂。陈志忠介绍：“自然光是如何调节生物钟的，这一问题才是研究的难点。”目前他们正通过承担的一些项目，克服相应的问题，研发相关产品。

事实上，除了睡眠，近视和光线也有关联。“现在，国家对学生的近视情况十分重视，我们也正和企业一同设计LED产品，以达到减缓近视的效果。”陈志忠说。除了医用，微型的LED在工业方面也分布甚广。陈志忠表示，LED目前主要应用在两方面：一是显示屏，二是通信。在通信方面，微型LED甚至可以提高宽带的保密性和电磁敏感程度。

业界对微型LED的要求越多，这意味着，在研发过程中碰到的难题和困难也就越多。对于已经遭遇的挫折和以后即将面临的未知困难，陈志忠显得乐观很多。他说：“挫折和困难任何时候都有，但做科研的人肯定要乐观，如果老想着科研不成功怎么办，那肯定不行。”怀抱着积极乐观的态度，目前，陈志忠正努力产出实用化成果。“未来3到5年，我想先完善技术，然后将成果落地，推向产业应用。”