显示屏的光辐射安全和健康测评.PDFVIP

显示屏的光辐射安全和健康测评 科技的快速发展使得手机、电脑等显示产品已经成为了人们生活必不可少的一部分。随 着人们每天花费在这些电子显示产品上的时间越来越多，也引发了人们对显示屏辐射安全问 题的深思。为什么过多的看电视、手机会导致视力下降？为什么晚上玩手机会越来越兴奋？ 显示屏辐射是否真的那么可怕？带着这些疑问，我们一起来探讨和正确认识显示屏光辐射的 安全问题。 显示屏辐射特点 显示屏作为一种以自发光形式向人们传递信息的电子产品，在使用时需要眼睛盯着屏 幕，其辐射光线直接透过人眼晶状体到达视网膜 （见图1），因此其辐射安全问题需要更加 重视。 图1 视网膜接收光线示意图 显示屏的辐射波段主要在380nm~780nm 的可见光范围内。不同种类的显示屏具有不同 的光谱辐射，图2 中列出了几种常用显示屏的相对光谱分布图。不难看出，它们拥有一个共 同点：具有大量的蓝光成分。 LEDbacklight-LCD LED OLED 图2 三种典型显示屏的光谱曲线 蓝光作为三基色的一种，对颜色显示有着重要的意义。然而，相对于其它波段，蓝光 光子的能量较高，当显示屏的亮度很高时，高能蓝光容易引起视觉疲劳甚至带来化学损伤。 同时，蓝光与人类作息生物钟也有着十分密切的关系。 视网膜蓝光危害机制 视网膜蓝光危害发生在辐射源蓝光成分过高、亮度过大时，用户在长时间注视辐射源后， 蓝光将会与人眼视网膜上相关物质 （视觉色素和脂褐素）发生光化学反应，对人眼视网膜造 成损伤，并产生视力下降、颜色分辨力降低等不良症状。图3 黑色曲线为人眼的蓝光危害加 权函数。 图3 蓝光危害加权函数B() 与LED 显示屏相对光谱曲线 特别对于青少年儿童和婴幼儿群体，他们晶状体清澈，蓝光透过率更强，是最容易被蓝 光伤害的群体，因此需要更加引起重视。 图4 儿童眼部的视力危害 2 需要指出的是，正规厂商生产的手机屏、电视屏等，其亮度一般达不到10000cd/m ， 按标准IEC62471处于无危险类级别，不会对视网膜造成伤害，但确实会引起人眼视觉疲劳； 此外需要重视的是，近年来原本多用于户外的LED 显示屏逐渐被用于室内，由于其绝对亮 度较高，产生视网膜蓝光危害的风险较大。目前关于蓝光对视觉疲劳影响还没有明确的表征 参数，我们可参考采用视网膜蓝光危害加权辐亮度来评估显示屏对视觉的影响。 对生物节律的影响 研究发现，可见光除了对人眼形成视觉刺激外，对人的生理节律、警觉度和代谢过程也 有着影响，而可见光的蓝光成分在这一作用区域的影响尤为明显，图5 中可见光波段对人体 的生物节律作用函数 （黑色曲线）可以说明这一点。 图5生物节律作用效率函数与LED 显示屏相对光谱曲线 蓝光对生物节律的影响主要来源于视网膜上第三种感光细胞神经结细胞的感光作 用，这种细胞对蓝光波段特别敏感，并可以将感受到的光信号传递到大脑中的视交叉神经， 并进一步传导至松果腺控制褪黑激素的分泌。研究表明，蓝光可间接抑制人体褪黑激素 （有 助于睡眠）的正常分泌，使人们产生机敏、兴奋等反应。 图6 视觉与生物神经导通路径 如果人们长期在临睡前玩手机、平板等设备，其发出的光线足以刺激大脑处于兴奋状态， 出现入睡时间长、睡眠质量差，破坏正常生物节律，长此以往，容易出现免疫力、反应力、 记忆力等下降，损害健康。 因关乎人体健康问题，对显示屏蓝光的有效测量和评估已经迫在眉睫，同时相关的标准 也应加强对显示屏蓝光的限制。 显示屏蓝光评估参数 根据IEC62471-2006、GB/T20145-2006等标准和相关技术报告，采用蓝光加权辐亮度 L 、蓝光危害效率K 来评价视网膜蓝光危害，如式 （1）和 （2）；前者为绝对量，而后者 B B,V 为相对量。用节律因子 评价蓝光对生物节律的影响程度，如式 （3）所示。可以看出，显