日常生活和工作中会接触到多种多样的蓝光辐射, 蓝光的生物作用及其生物安全性也越来越受到关注。国内外已颁布一系列关于蓝光潜在健康危害、蓝光生物安全性评价, 以及蓝光产品风险组别的指南、技术报告和标准。“蓝光危害”是灯和灯系统的光生物安全性评价标准体系中使用的一个专业技术术语。该术语并非泛指蓝光辐射有风险, 也不应被误认为蓝光都是有害的。蓝光在维持正常视觉和人体健康中发挥着重要作用, 理性认识蓝光危害对蓝光技术的发展和应用有积极意义。本文围绕蓝光辐射的一些重要性质、来源、蓝光的生物作用以及蓝光生物安全性评价体系, 对蓝光危害目前的共识以及误解进行了客观和理性分析, 并对关于蓝光辐射的生物安全性的相关标准以及蓝光生物安全性评价方法进行了综述。

近年来, 蓝光对人眼的危害逐渐被人们所认识和关注。蓝光危害风险不仅存在于照明光源中, 还存在于显示产品中。减少蓝光的含量是降低蓝光危害的直接方法。而蓝光是显示产品光谱中必不可少的组成波段, 同时也是满足显示产品色温和色域需求, 完美展现丰富多彩的真实世界的必需颜色。因此如何在不降低正常显示标准下, 发展抗蓝光危害的技术是显示技术的一个重要研究方向。目前, 国内外众多研究者围绕蓝光生物安全性及防蓝光显示技术进行了较深入的研究。本文首先阐述了蓝光危害的作用机制、危害分类和评估方法、标准, 分析了显示产品中影响蓝光危害程度的多种影响因素。介绍了目前防蓝光显示技术新进展, 并对防蓝光显示技术进展进行了总结和展望。

针对市场上三款常见的不同材质的手机屏幕(LED背光LCD、OLED、SUPER AMOLED), 在黑暗中、屏幕距离瞳孔15 cm处4种不同色温的条件下, 研究不同手机对青少年生理节律和蓝光危害的影响。在充分考虑年龄、人眼受光面积、透射率的情况下, 改进传统计算蓝光危害因子的公式, 并计算节律因子和蓝光危害因子。结果表明, 不管何种手机, 节律因子和蓝光危害因子都随色温升高而增大, 并且均呈现出良好的线性关系。在7 425~9 201 K色温下, 节律因子由大到小依次为: OLED＞SUPER AMOLED＞LED背光LCD; 而蓝光危害因子由大到小依次为: LED背光LCD＞SUPER AMOLED＞OLED, 由此可以根据不同需求, 选择相对更健康合适的手机。

为了使基层质检人员经济快速的评估光源蓝光危害与节律效应, 测量了六种常见人工照明和三种显示器的光谱分布, 结合QB5型钴蓝玻璃片的透射率, 对九种光源透过QB5型钴蓝玻璃片的光谱分布进行计算分析, 研究了光源蓝光危害因子和节律因子与1931 CIE-XYZ色坐标Z值、 透过钴蓝玻璃片的主波长及明视觉光通量的关系; 以人眼对波长及亮度变化的分辨力为依据, 验证了以烛光为参照, 根据人眼透过QB5型钴蓝玻璃片观察到的光源亮度, 对光源蓝光危害与节律效应进行可视化评估的可行性。 结果表明: 九种光源的蓝光危害因子和节律因子均随色坐标Z值、 透过钴蓝玻璃片的主波长及明视觉光通量的增大而增加; 该可视化评估方法可行。 研究方法与结果可为光生物安全评估与相关仪器设备开发提供参考。

采用化学溶液沉积法,在石英玻璃上制备了ZrO₂∶Eu ³⁺,Y ³⁺(Eu-YSZ)转光膜,研究了Eu ³⁺、Y ³⁺掺杂浓度对薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响。在波长为396 nm的紫外光和波长为466 nm的蓝光照射下,Eu-YSZ薄膜可发射出发光中心在593 nm和609 nm附近的红光带,这归因于Eu ³⁺离子的能级跃迁,且薄膜在可见光区间具有较高的透过率。研究表明,Eu-YSZ转光膜有利于减少短波蓝光对人眼视网膜造成的伤害。

为从蓝光危害与节律效应角度提供显示器的选购及使用参考, 测量了不同色温(1200~6500 K)下冷阴极荧光灯管(CCFL)背光液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)背光LCD、有机发光二极管(OLED)以及阴极射线管(CRT)这4种常用显示器的光谱分布; 根据人眼响应函数的拟合结果, 计算了不同色温下4种显示器的蓝光危害因子、节律因子、400~500 nm蓝光占比以及446~477 nm蓝光占比。结果表明：4种显示器的蓝光危害和节律效应均随色温升高而增大; 当色温为1200~6500 K时, OLED的蓝光危害因子最小; 可利用400~500 nm蓝光占比代替蓝光危害因子近似表征蓝光危害的强弱; 当色温为6500 K时, 同时考虑蓝光危害与节律效应, 4种显示器的优劣顺序依次为LED背光LCD、OLED、CCFL背光LCD、CRT。

测量不同色温LED背光屏的光谱分布, 根据相关原始数据对多个函数表达式进行高质量拟合。通过MATLAB研究了照度因子、蓝光危害因子和节律因子随色温的变化。在可见光范围, 对不同色温LED背光屏的蓝光占比进行计算。结果表明: 照度因子随年龄和色温增大而减小; 蓝光危害因子和节律因子均随色温升高而增大, 随年龄增大而减小; 当色温为1200 K时, LED背光屏蓝光占比与烛光蓝光占比的比值为0.783, 6500 K时为10.294。青年人受LED背光屏的蓝光危害和非视觉生物效应影响相对较大, 在使用时应尽量调低色温。该研究为LED背光屏的个性化设计及色温调节提供了理论参考。

为解决现有高显色指数发光二极管(LED)光源仍然可能存在富蓝光危害的问题，基于人眼光谱光视效率、辨色函数和光谱响应度函数建立了被测光源光谱与参考光源光谱视觉相似度模型，提出一种以光谱视觉相似度参数(RV)设计高光色品质LED合成照明光源的方法。采用国际照明委员会(CIE)推荐的标准光源D50作为参考光源，将冷白光、暖白光、红色光、绿色光、青色光和蓝色光6种LED组合，通过遍历优化的方法计算各种LED的组合灯珠数量，根据RV＞96的指标要求设计的LED合成光源相关色温范围为4000~7000 K，一般显色指数Ra＞95，符合高光色品质健康照明光源要求，证明了该设计方法的合理性。研究结果还表明，选择不同色温的CIE标准光源作为参考光源，可以设计不同色温要求的高显色性白光。

研究了视网膜照度、节律效应和蓝光危害随年龄的变化规律.采用光谱仪测量了4款常见发光二极管背光显示器显示白色和蓝色时的归一化光谱分布, 然后结合不同年龄人眼的晶状体透射谱, 计算了视网膜照度因子、节律因子和蓝光危害能效因子, 得到三者与年龄的变化规律.研究表明: 对于同一发光二极管背光显示器, 视网膜照度因子、节律因子和蓝光危害能效因子均随年龄的增加而显著减小; 同一人眼的视网膜照度因子随显示器类型的变化较小; 对于年轻人, 不同类型显示器的蓝光危害能效因子和节律因子差异明显, 特别是显示蓝色时, 但是, 对于老年人, 不同类型显示器的蓝光危害能效因子和节律因子差异较小.