如果做個問卷「手機或電腦螢幕所發出的藍光傷眼」、「LED光源傷眼」，您會支持這樣的論點嗎？在談這個議題之前，先來聊聊2014諾貝爾物理獎：“Isamu Akasaki, Hiroshi Amano and Shuji Nakamura are rewarded for inventing a new energy efficient and environment-friendly light source – the blue light-emitting diode (LED)…, by using blue LEDs, white light can be created in a new way.” 這句頒獎辭表彰了中村修二等3位科學家在發明藍光LED上所進行的研究，但是LED發光的顏色何其多，為何唯獨是藍色而非其它光色的LED研究獲此殊榮呢？
這得從白光的本質說起，人眼參與色覺形成的視錐細胞位於視網膜中央凹區(黃斑部位)，這一區域有很高的色覺分辨能力，離中央凹區越遠視錐細胞則越少。 因此觀察顏色主要是利用眼球視網膜的中央區，也就是人眼能分辨顏色的視角比能察覺到景物的視野要小一些。各位朋友不妨試做一下這個實驗，拿出一紅一藍的2支原子筆，將它們拿在同一隻手上，然後從頭部後方慢慢向前移動並同時晃動著，在不轉動眼球的情況下，筆移動到剛好側視能看見它們為止，您將會發覺這時雖然能感知筆的存在，但由於它們的影像是落在視網膜的全色盲區(此處僅有視桿細胞)，因此這時對原子筆的顏色判斷將會發生錯誤。
由於人類具有3種視錐細胞，分別包含光譜吸收峰在光譜紅、綠、藍區的視色素 ，因此是屬於三色色覺（trichromatic color vision）。其中的Short型色素主要感受藍色，其最敏感點的波長在420奈米；Middle型色素主要感受綠色，它的最敏感點在535奈米； Long型色素主要感受紅色，最敏感點在 565 奈米左右。當不同波長的光線進入眼中時，可引起敏感波長與之相符或相近的視錐細胞發生不同程度的興奮，於是在大腦產生相應的色覺，如果三種視錐細胞受到同等程度的刺激，則產生白色色覺。
於是人們就想到這招，既然光學中可以將任意色光分解成人眼敏感的三種基色的組合，那麼反其道而行以這三種基色光的組合不就能調配出各種顏色的色光了嗎？此一思路的成果就是三基色螢光粉水銀放電管，日光燈即屬此類。它們通過放電產生的紫外線來激發紅綠藍三色螢光粉，將三種基本色光組合，顯色性就能接近白光。以前的CRT顯示器，也是同樣基於三色螢光粉受電子流激發發光的原理。
至於LED，它起初面臨的問題和氣體放電管一樣，單一LED的發光波長很窄，這種單色的光源在多數場合並不適用。研究者參照螢光燈而提出了多色LED組合與短波長的LED激發螢光粉等方案，它們理論上都可以獲得白光和全色顯示，但是它們都需要短波段，也就是藍紫色端的LED。在中村等人開發GaN材料之前，藍光LED的研究進展甚微，所以雖然LED的發明很早，但是早期市面上就是缺少藍色色光的LED，要不就是光度很弱而且十分昂貴，整個LED照明顯示產業的瓶頸於是就卡在這裡。直到中村修二等人發明了高亮度的氮化鎵藍光LED，補足了光譜上最後一塊缺口，讓基於LED的白光照明和全彩色顯示成為可能，為之後出現的所有LED照明燈，LED背光液晶顯示器，LED全色顯示點陣鋪了一條平坦的道路，於是藍光LED讓LED從紅綠色的小指示燈和數碼管顯示走向真正意義上的通用光源，成為“a new light source”， 這也是藍色LED的研究特別被重視的原因。
回來看手機的藍光這個議題，由於手機螢幕是整個手機元件中最耗電的裝置，在長時間使用與高亮度的考慮下，螢幕使用LED背光源幾乎是廠商最佳的選項(雖然還有可饒性的OLED，但是考量亮度、價格、使用壽命，還是採用LED背光源略勝一籌)。至於當作背光源的白光LED目前絕大多數廠商的做法都是使用藍光LED+黃色螢光粉，也就是在藍光LED的表面塗佈一種稱為YAG（Y3Al5O12:Ce 摻雜了鈰的釔–鋁–鎵）螢光物質（由日亞化學所開發，是目前業界公認效率最高的螢光粉），當其受到藍光LED所發出波長445~475奈米的藍光照射時，其內電子受激先跳到高能階的激發狀態再回到原有的低能階狀態，能量是以黃光的形式輻射出來，這就是所謂的「光致發光」（光譜中心約為580nm），由於黃光能刺激人眼中的紅光和綠光受體，加上原有剩餘的藍光刺激人眼中的藍光受體，看起來就像白色光（另外還有利用波長430∼350奈米的紫外光，激發紅、綠、藍三色螢光粉來產生白光LED的方法，不過面板廠商較少使用），下圖即是這種白光LED燈泡及其光譜能量分布圖。
那麼到底這種由手機的螢幕背光源所發出的藍光傷不傷眼？來聽聽專家們怎麼說：
《藍光對眼睛的危害》深感 3C 螢幕傷眼，任職於新竹國泰醫院眼科主任的陳瑩山醫師就指出，由於藍光的波長較短、頻率較高，能量相對也高；也就是說，藍光是可見光中能量最高、最活躍的部份，感光細胞若長時間接受藍光的照射，就會因為氧化作用所產生的自由基，使得視網膜細胞受到傷害，最後導致視網膜的黃斑部病變。
註:藍光會產生自由基有誤，因為要形成人體內破壞力最強的氫氧自由基(．OH)必須打斷O—H鍵，它的鍵能是463kJ/mol，對應的光子波長為43奈米(可見光為400~700奈米)，這已是能量相當強的紫外光。所以黃斑部病變應該是與紫外線相關，形成機轉則是由於上了年紀以後視網膜的保護機制(抗氧化功能)逐漸減少，高能光子所形成的有害物質造成視網膜色素細胞及感光細胞的傷害，引起黃斑部病變。
《擔心藍光傷眼》眼科醫師張朝凱：「藍光對我們視網膜傷害在文獻上是查的到的，這個水晶體因為它的組織裡面很多蛋白質，所以光線跟熱量都會造成它的蛋白質變性，那尤其是比較強的光線就會造成這個水晶體變的混濁。」
註:敘述失焦，為什麼拿水晶體裡的蛋白質來解釋視網膜傷害^^，何況造成水晶體的蛋白質變性主要是紅外線的熱效應
《抗藍光鏡護眼》醫師認為，陽光中的紫外線、還有藍白光燈泡，跟３Ｃ螢幕都有藍光。太陽光的藍光危險性遠比３Ｃ產品高出許多。如果以為使用抗藍光產品，就毫無限制的盯著螢幕，更得不償失。因為長時間、近距離的使用３Ｃ產品，還在光線差的環境，加上姿勢不良，更會傷害視力。
《美國能源局》當 LED 與傳統光源在同一色溫下，兩者的藍光含量其實相同。也就是說，LED 並沒有比傳統照明來得傷眼，加上無紅外線或紫外線等有害光源，對人體所造成的危害也相對較小。而且依照現行國際標準來看，白光 LED 並不具藍光危害（blue light hazard）的威脅。（下圖為日光燈之光譜能量分布圖）
我曾就此事請教過眼科醫生，並詢問他有無藍光傷眼的文獻可給我參考，他的回答很妙：「醫院從未接到過因使用LED燈而眼睛受傷的案例，不過身為醫生我會勸你寧可信其有」。至於我的觀點，這不是有沒有藍光的問題，難道平時看藍色的物體也會傷害眼睛？相信誰都不會在大晴天有陽光照射的地方讀書，這太傷眼了，所以這是「光強度」而不是「色度」的問題，若過度強調藍光危害的威脅性，就是在渲染一種未知的恐怖氣氛。不過藍光倒是可能會影響睡眠，根據來自 PLOT (Public Library of Science)的一份學術研究報告顯示，藍光比較能刺激人的光節律感受器(自發性感光視網膜神經節細胞 ipRGC)，導致褪黑激素的減少，進而提高警覺性而影響睡眠品質，從這一點看來似乎與多數人不喜歡採用日光燈作為臥室的主光源不謀而合。
延伸閱讀
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