OLED光谱对眼健康的影响

摘要

OLED光谱与传统照明光源不同，主要在蓝、绿、红三种波段上具有峰值。其设计遵循视锥细胞的感光特性，优化视觉效果以减少视疲劳，提高效率。OLED光谱不含紫外线，避免了紫外线对眼睛和皮肤的伤害，也不产生有害蓝光，从而减少了视网膜损伤和视疲劳。蓝光的波长设置在450nm，既能避免有害蓝光，又能调节生物节律。OLED还通过减少黄橙光谱，有效降低眼部疲劳，并确保红光对视觉系统的优化。该技术不仅符合视觉生物学需求，还在光疗和情绪调节方面展现了潜力。

正文

OLED光谱呈现出与过往任何人造照明光源迥异的特征，其在蓝、绿、红三个波段上的峰值分布，体现了与传统照明体系截然不同的设计理念。这一独特配置的根本原因在于：在正常光照条件下，精细化地捕捉和识别视野中的信息，主要依赖于S、M、L三种视锥细胞的感光能力。而在视神经的信息处理机制中，唯有按照这三种细胞的比例来调节光谱，才能实现最优的输出效果，从而有效避免视疲劳，并提升视觉效率。

OLED光谱的独特特性：

1、无紫外光与紫光

紫外线及紫光的能量极高，对有机物的大分子结构具有显著的破坏作用，甚至紫外线灯作为常规的灭菌手段已广泛应用。紫外线的过度暴露是导致皮肤癌和白内障的主要因素。地球生命的进化史表明，早期生物几乎仅限于水中栖息，直至大气中的臭氧层逐渐形成，才得以有效过滤紫外线，进而催生了生物的大规模进化。

现代的紫外线依然对人体构成严重威胁，特别是未经防护进入眼睛后，可能对角膜、瞳孔、晶体和视网膜等组织造成不同程度的损伤。全球每年约有1300万人因紫外线暴露而患上白内障，其中20%的病例直接归因于紫外线的长期作用。因此，天气预报中才有紫外线指数和防晒建议。

传统的荧光灯与紫光LED，因紫外线激发所致，往往存在紫外线过多的隐患，长期使用可能导致健康问题。与之不同，OLED光谱完全不含紫外线，实测数据充分验证了这一点，从而有效避免了紫外线带来的潜在危害。

2、无有害蓝光

有害蓝光以其极高的能量，能够穿透眼部的晶状体，直达视网膜，进而引发视网膜色素上皮细胞的萎缩，甚至死亡。这类损害是不可逆的，可能导致视力下降或完全丧失。蓝光的另一大威胁是黄斑病变的发生，它是导致年龄相关性视力损失的主要原因之一。晶状体会逐渐吸收蓝光，导致其混浊，进而引发白内障，而儿童的晶状体较为清澈，未能有效阻挡蓝光，因此更容易受到伤害。

此外，有害蓝光对眼睛的长期影响不仅限于结构性损伤，还会引发视疲劳。由于蓝光波长较短，焦点通常不位于视网膜中心，而是稍微前方。这会迫使眼球长时间处于紧张状态，从而加剧视疲劳的程度。持续的视觉疲劳会导致近视加深、复视、阅读困难、注意力难以集中等问题，严重影响学习与工作效率。

值得一提的是，有害蓝光还会抑制体内黑色素的分泌，进而干扰睡眠节律，这也就解释了为何在睡前长时间使用手机或平板电脑，常常会导致入睡困难及睡眠质量下降。对于435nm波长的蓝光，若亮度值超过1150cd/m²，便存在视力健康的风险，然而在此亮度下，其强度还不足以与月亮的亮度相比。

OLED光源有效规避了这一问题。

3、合适波长的蓝光

OLED照明的蓝光起点位于450nm附近，巧妙地避开了有害蓝光区域。值得注意的是，蓝光在白光的构成中具有举足轻重的地位，缺少蓝光会导致色彩的失真。因此，市场上某些台灯宣传“蓝光过滤”功能的做法，往往是片面的。实际上，蓝光在调节生理节律、影响生物钟方面扮演着重要角色，也即所谓的非视觉生物效应。自然选择的过程告诉我们，哺乳动物视觉系统的演化，甚至在双色视觉时期，蓝色的感知能力仍得以保留，直到现代依然是视觉系统的重要组成部分。

经过精确设计，OLED光谱中的蓝光占比与视网膜中蓝光视锥细胞的比例高度契合，确保了蓝光对视觉系统的优化刺激。

4、绿光占比最大

如图所示，人眼在不同亮度条件下对不同波长的光具有不同的敏感度。从图表中可见，绿色光（波长在507-555nm之间）是人眼最为敏感的波段。其原因有二：首先，绿色光谱的M型视锥细胞在视网膜中占据了最大比例，且该细胞的感光能力较为强大；其次，视觉信号在神经系统中的传递机制，使得L-OFF型和M-ON型视神经细胞能够高效地传递绿色光的信号，从而降低了绿色光的感知难度。

OLED光谱在对应区域有一个峰值。

5 低黄橙光

需要澄清的是，黄橙光谱和黄橙色并非完全一致，前者无法通过三棱镜分解，而后者则可以被分解为红绿两种颜色。

黄橙光谱的特点在于其能够激活感受绿光和红光的M型和L型视锥细胞，这使得黄橙光谱拥有数量最多的“感受器”。然而，由于进化过程中神经信号传递机制的特性，黄橙光谱的信号传输并非最为高效。如前所述，只有使神经细胞连接区域中心-边缘输入信号取反的时候才能获得高效输出，即中心受光-边缘撤光或中心撤光-边缘受光。而六种神经节细胞中，仅S-OFF（此时M+L处于ON状态）能高效输出黄橙光谱的信号（此时S关闭，M+L打开）；此时S-ON可忽略。M-ON、M-OFF、L-ON、L-OFF神经细胞感知区域的中心和边缘都处于激发状态（M和L都能感知到光，都进行输出），形成阻塞，只有靠水平细胞等横向调节后才能逐步恢复输出。

在这个过程中，消耗惊人的感受器绝大部分打开——除了感蓝光的S型视锥细胞（占比最小）外，感绿视锥、感红视锥细胞全开。但输出信道大部分处于阻塞或低效状态——光感知到了，但信息传递不出去，结果事倍功半。在生活中我们也能感受到，昏黄的灯光易造成疲劳和困倦。需要补充说明的是，OLED减少黄橙光谱后，直观亮度感受是“不亮”的。人类主要靠红绿蓝三种视锥细胞形成视觉，没有黄色光谱并不影响视觉感受，而且更低的光通量对眼部刺激减少，降低眼部细胞损耗，同时避免了信道阻塞。

6、高红光

由于被爬行动物压制到夜行为主，哺乳类很长时间退化到仅剩双色视觉——甚至当代的猫科动物还是色盲。灵长类出现后，逐步恢复了三色视觉，增加的就是对红色的识别能力。在自然界，红色往往代表成熟的果实，能先于竞争者发现果实有利于生存和繁衍。而且血液和肌肉也是红色的，意味着高蛋白、高能量。久而久之，各种文化不约而同的把红色认为是生命的象征。

客观的说，由于红光波长较长，对应感受器消耗较大。但不论因为留在人类基因里对红光的好感，还是现实中人体对红光刺激的正向反馈，进化最终选择了识别红光光谱，作为增加视锥细胞的方向。L锥细胞的占比也能说明问题——自然条件下，无用的器官会被放弃而不是强化。

1903年第三届诺贝尔医学与生物学奖就颁给了研究光治疗的芬森。由于患病，他发现阳光对自身病情有缓解作用，皮肤晒伤由于紫外线过度而非热量或其他波长光线造成（紫外破坏遗传物质而杀菌也是芬森发现的）；并发现昆虫都知道趋向红光而远离蓝光。他还发现当把病人置于一种能滤掉有害紫外线的红光下时，天花病人的恢复会更快而且不会留下伤疤。