Waarom het blauwe LED-licht zo blauw is

Tegenwoordig lees of hoor je wel eens over het vreselijke, verschrikkelijk blauwe LED-licht, of LED-licht echt zo erg is weet ik niet maar er is zeker iets mee. Deze berichtgeving over blauw LED-licht zette me aan het denken, omdat er nooit bij werd vermeld wat het precies zo anders maakt dan ander licht, de LED-schermen van tegenwoordig lijken niet ”blauwer” te zijn dan de eerdere LCD en plasma TV’s. Inmiddels ben ik er achter wat LED-licht zo blauw maakt en waarom er meer blauw licht in zit zonder dat het er blauw uit ziet. Dat wordt bijna nergens vertelt, en dat is zonde.


Kleurtemperatuur

Waar het in ieder geval niet direct wat mee van doen heeft is de kleurtemperatuur van het licht, in tegenstelling  tot wat je wellicht zou denken. Dat is ook de reden dat een ”moderne” LED-monitor meer blauw licht geeft dan een oudere LCD of plasma monitor terwijl de schermen de zelfde kleurtemperaturen hebben. Over het algemeen is het wel zo dat een gelere lamp meer rood tinten heeft en een witte /blauwe lamp meer blauw tinten, maar dat is niet het gene wat LED-licht anders maakt dan al het andere licht.

Wit licht bestaat niet
Iets waar ik op een gegeven moment achter kwam (en wat eigenlijk eenvoudige natuurkunde is), is dat wit licht op fysiek niveau niet bestaat. Hier onder zie je het totale licht spectrum van het fysiek zichtbare licht, hier bij gaat het licht van de golflengte 400 Nanometer tot 800 Nanometer oftewel van paars via blauw, groen, geel, oranje naar rood. Wit licht is er niet.

Je oog neemt wit licht waar wanneer er op zijn minst 3 verschillende kleuren (golflengtes) zijn waarbij er géén één dominant is, bijvoorbeeld rood, blauw en geel.
eigenlijk heer logisch, maar dit betekend dus dat je niet kunt zien waar je naar kijkt. Want zo kun je met verschillende kleurcombinaties tot de zelfde tint wit komen.

Om een voorbeeld te geven kun je je twee oranje lampen voor stellen.
De ene lamp is echt oranje (golflengte van ca. 600nm)
De andere lamp is geel (ca.  580nm) met rood ( ca. 650nm)
De twee oranje lampen hebben dus een verschillend lichtspectrum, maar jij kunt het verschil niet zien, ze lijken allebei precies net zo oranje te zijn.

Kleurenspectrum van daglicht ten opzichte van LED-licht.
We hebben net dus gezien dat de kleur of tint van een lichtbron niet direct wat zegt over het kleurenspectrum er van. Een licht met de zelfde kleur of tint kan een erg afwijkend kleurspectrum hebben. De kleurtemperatuur van daglicht, LED licht of een LCD-monitor is min of meer gelijk, maar laten we nu eens de lichtspectra van deze lichtbronnen vergelijken.

Dit is waar het pas interessant wordt, hier boven zie de verschillende lichtspectra van daglicht, LED-licht en TL-licht. Als we ze vergelijken zien we dat daglicht vanuit het infraroodlicht aan de rechterkant en het ultraviolet-licht aan de linkerkant geleidelijk oploop en piekt op het overgangsgebied tussen blauw en groen, dit wordt ook wel laagfrequent blauwlicht genoemd. Het LED-licht lijkt aan de rechterkant veel op het daglicht, maar bij het laagfrequent blauwlicht, waar daglicht piekt, komt er hier juist een grote dip. Vervolgens komt er bij wat ze noemen het hoogfrequente blauwe licht een scherpe piek. Het TL-licht is ook een onnatuurlijke brij met vreemde pieken waar ik verder geen uitleg voor heb.

Een ander belangrijk punt wat je je moet realiseren is dat de gevoeligheid voor licht van ons oog verschilt per kleur, of golflengte zou ik eigenlijk moeten zeggen.
Het daglicht piekt op het laagfrequente blauw licht, dat is dus ook het licht de staafjes in ons oog het meest gevoelig voor zijn. Naarmate de kleur van het licht meer in de buurt komt van ultraviolet of infrarood zien we het minder licht.

Zodoende is ons netvlies dan ook veel gevoeliger voor laagfrequent blauw licht dan voor hoogfrequent blauwlicht. Oftewel, een hoogfrequent blauwlicht moet feller branden om net zo fel te lijken als laagfrequent blauwlicht.

Het lichtspectrum van LED-licht verschil ook wat per kleurtemperatuur, wit LED-licht met een kleurtemperatuur van ca. 6000K-6500k (zoals een televisie, monitor of LED-autokoplamp heeft), wat ongeveer gelijk is aan daglicht heeft meestal ongeveer een lichtspectrum zoals onderstaand.

Heel veel hoogfrequent blauw-licht dus.

Effect van hoogfrequent blauw licht
Die piek in hoogfrequent blauwlicht is dus niet natuurlijk en daardoor ook niet goed voor ons oog. Hoogfrequent blauwlicht wordt dat ook in verband gebracht met het ontwikkelen van staar en beschadiging van het netvlies. Dit licht komt vrijwel ongefilterd op ons netvlies, UV-licht bijvoorbeeld, wat ook schadelijk kan zijn wordt door ons oog voor 95% gefilterd.
Uit Frans onderzoek van Essilor en het Institut de la Vision is gebleken dat het licht met golflengte van 415nm tot 455 nm het schadelijkst is voor het oog, wat dus het hoogfrequente blauw-licht is. Zij onderzochten in stappen van 10nm naar welke golflengtes het schadelijks waren voor het netvlies.

Er wordt vaak beweert dat LED-licht het slaapritme zou verstoren omdat het blauw-licht bevat, het is de vraag of dat wel helemaal klopt. Het blijkt juist dat het laagfrequente blauwe licht verantwoordelijk is voor het slaap ritme en de aanmaak van hormonen regelt. Dat is dus het blauwlicht waar LED-licht dus juist weinig van bevat. Dit licht zorgt niet alleen voor een goed slaapritme maar heeft ook een bewezen positief effect op de concentratie en algemene gezondheid. Overigens straat LED-licht geen UV-straling uit, wat wel eens beweerd wordt.

Waarom heeft een LED-lamp zo’n lichtspectrum?
Vrijwel alle LED-lampen hebben ongeveer een zelfde lichtspectrum, de hoogte van de piek van het hoogfrequente blauwe licht is afhankelijk van de kleurtemperatuur. Ze hebben deze blauwe piek omdat ze in de basis een blauwe LED zijn. Een LED-lamp heeft in de basis altijd een LED-diode die afgesteld is op het hoogfrequente blauwlicht.

De LED heeft een laagje fosfor die het blauwe licht gedeeltelijk absorbeert en omzet in licht van andere golflengtes zoals groen, geel en rood. En kennelijk bestaat er geen fosfor die in staats is om het hoogfrequente blauwlicht om te zetten in laagfrequent blauwlicht. En daarmee is de ”dip” van het laagfrequente blauwlicht dus onoplosbaar.
Nu schijnt dat het toch niet helemaal onoplosbaar is omdat je een extra LED-diode in de lamp kunt verwerken die is afgesteld op het laagfrequente blauwlicht en zo de dip compenseert. Misschien werkt het niet zo simpel of wordt de lamp op deze manier wat duurder.

Ook schijnt het te kunnen om de piek van het hoogfrequente blauwlicht wat op te schuiven richting het laagfrequente gebied om ze de ”pijn” wat te verzachten. Het computermonitor merk AOC heeft een producten lijn waarvan ze beweren dat de hoeveelheid hoogfrequent blauwlicht 90% is verminderd. Hierbij hebben ze de piek van het blauwlicht verschoven van 450 nm naar 460 nm, wat mij overigens wel een erg  klein verschil lijkt te zijn, als het naar 470 of 480 zou gaan zou denk ik beter zijn. Ik wil nog eens zo’n scherm aanschaffen, om te kijken op het verschil maakt.

Andere oplossingen?
Voor op de computer of mobiel apparaat kun je vaak de helderheid en kleurtint instellen. Als dat niet kan heb je nog software  applicaties zoals f.lux, waarmee je het beeld ”geler” kunt maken. Wat betreft LED-lampen helpt het wat om een gelere variant te kiezen, als een LED erg geel is kan de blauw piek behoorlijk gereduceerd worden. Daarnaast kun je momenteel nog  halogeen-lampen kopen, maar die worden vanaf 2018 ook verboden.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s