電子屏幕對(duì)眼睛有哪些潛在的危害？

上班對(duì)著電腦工作，下班對(duì)著手機(jī)自high，為了讓自己少看電子屏幕，你都想過哪些“絕招”？ 如今一些廠商推出了“屏幕使用時(shí)間限額”的功能，可以在手機(jī)上預(yù)置屏幕可使用時(shí)長(zhǎng)并設(shè)定密碼，還有一些APP可以對(duì)手機(jī)使用時(shí)間進(jìn)行強(qiáng)制限定。

那么問題來(lái)了，電子屏幕到底對(duì)眼睛有哪些潛在的危害？在LED與OLED的時(shí)代，又該如何看待“護(hù)眼”這個(gè)話題。

1

最好時(shí)代下的新危機(jī)

經(jīng)歷了顯像管與等離子電視時(shí)代的家長(zhǎng)一定知道，早期一些質(zhì)量不合格的顯像管屏幕可能會(huì)泄露出少量的X射線，而劣質(zhì)的等離子電視也可能輻射出少量的紫外線（質(zhì)量合格的顯像管與等離子顯示器釋放的射線在安全范圍內(nèi)，無(wú)需額外防護(hù)）。此外，這兩類屏幕表面易產(chǎn)生靜電，吸附灰塵。

目前市面上主流的LED背光液晶屏幕與OLED屏幕可以說(shuō)是人類發(fā)明的顯示器中潛在風(fēng)險(xiǎn)最小的兩類，它們本身并不會(huì)發(fā)出任何能量比可見光更高的輻射，即便LED背光源會(huì)發(fā)出更多的藍(lán)光，也因此廣受詬病，但正常使用時(shí)，藍(lán)光的劑量并不足以對(duì)眼睛造成傷害（點(diǎn)擊這里了解藍(lán)光）。

一些廠商為了避免藍(lán)光引發(fā)的“潛在風(fēng)險(xiǎn)”，盡量采用能量不是很高的藍(lán)光來(lái)激發(fā)熒光粉，還有些廠商提供了控制屏幕色溫的方案，以此減少可能進(jìn)入人眼的高能藍(lán)光總量。因此，一些防藍(lán)光產(chǎn)品（如防藍(lán)光眼鏡、貼膜）的必要性有待商榷，而且近期央視爆出，一些防藍(lán)光產(chǎn)品甚至存在產(chǎn)品質(zhì)量問題。

而自發(fā)光的OLED屏幕由于沒有背光源，不需要用高能藍(lán)光激發(fā)熒光粉，子像素點(diǎn)可以自己發(fā)出紅綠藍(lán)三種色光，因此完全不用擔(dān)心藍(lán)光的問題。

一些手機(jī)品牌近期推出的旗艦機(jī)，幾乎全部采用了OLED屏幕，在手機(jī)行業(yè)，這種顯示技術(shù)漸漸成為了主流。

來(lái)源丨自制

因此，單純從“輻射傷眼”的角度分析，如今是“最好的時(shí)代”。

然而，事實(shí)也許沒有那么簡(jiǎn)單。相比于十幾年前，我們使用電子屏幕的時(shí)間大大增加，屏幕里的內(nèi)容幾乎成為了我們工作和生活的全部，因此電子屏幕在設(shè)計(jì)上的一些細(xì)微的缺陷，可能會(huì)帶來(lái)讓人意想不到的潛在風(fēng)險(xiǎn)。今天我們就來(lái)談?wù)凮LED屏幕中一個(gè)“備受爭(zhēng)議”的缺陷——低頻閃爍。

?2

你以為的暗不是暗

你知道手機(jī)是怎么調(diào)節(jié)亮度的嗎？

最直觀的方法是靠電壓來(lái)控制，在一定范圍內(nèi)，當(dāng)接入LED的正向電壓越大，LED發(fā)出的光就越亮。

目前市面上的LED背光源液晶屏幕利用的就是這種方法。由于液晶本身不發(fā)光，所有光都來(lái)自LED背光源發(fā)出的白光，因此LED背光源發(fā)出光的亮度就決定了手機(jī)顯示的亮度，它可以通過調(diào)節(jié)接入LED背光源的電壓大小來(lái)改變亮度。

但是對(duì)于OLED而言事情就不那么簡(jiǎn)單了。OLED沒有背光源，每個(gè)子像素點(diǎn)都是一個(gè)獨(dú)立的“小燈泡”，可以獨(dú)立地亮滅或改變自己的亮度。

你可能會(huì)說(shuō)，同步地控制屏幕上每一個(gè)子像素點(diǎn)兩端的電壓，讓它們的亮度在原基礎(chǔ)上同步降低或升高不就可以實(shí)現(xiàn)了嗎？

并不行！這還要從OLED這類發(fā)光器件自身的缺陷說(shuō)起。

OLED由有機(jī)材料制成，它的壽命并不長(zhǎng)，隨著使用時(shí)不可避免的損耗，它的發(fā)光性能也會(huì)慢慢衰減。一個(gè)使用了很久的OLED屏幕相比于全新的屏幕，在相同電壓下的亮度會(huì)低一些。

由于屏幕上的每個(gè)子像素點(diǎn)都是獨(dú)立的OLED，實(shí)際使用時(shí)，你無(wú)法保證每個(gè)OLED總工作時(shí)長(zhǎng)一致，它們之中有的可能還較新，有的發(fā)光性能可能已經(jīng)大幅降低，需要更高的電壓才能達(dá)到應(yīng)有的亮度。

當(dāng)一些區(qū)域像素點(diǎn)性能衰減得明顯比其他地方快時(shí)，在這些區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)肉眼可見的“殘影”，這個(gè)現(xiàn)象叫燒屏。

對(duì)于大多數(shù)質(zhì)量合格且在保修期內(nèi)的OLED屏，一般不會(huì)出現(xiàn)十分明顯的燒屏現(xiàn)象，但是每個(gè)子像素點(diǎn)的性能差異是的的確確存在的，只是在高電壓下，所有OLED都很明亮?xí)r，亮度的差異才幾乎可以忽略。

如果你把所有OLED兩端的電壓同步調(diào)低，每個(gè)OLED之間的性能差異就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于一塊不是全新的屏幕來(lái)說(shuō)，你甚至可以用肉眼看出屏幕不同區(qū)域亮度的不同，畫面“黑一塊白一塊”顯得臟兮兮的，燒屏現(xiàn)象變得更明顯。因此，不能用這種方法來(lái)調(diào)節(jié)屏幕整體的亮度。

那該如何是好呢？

聰明的工程師發(fā)明了一種奇妙的調(diào)節(jié)方式——PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）。

想象這樣一個(gè)場(chǎng)景，一個(gè)燈泡一直在亮滅亮滅，不停閃爍，而且閃爍的頻率足夠快，快到肉眼幾乎無(wú)法察覺，這時(shí)你眼中的燈是什么樣子？

沒錯(cuò)，肉眼會(huì)誤以為這個(gè)燈是持續(xù)亮著的。

還是這個(gè)飛快閃爍的燈，在它閃爍的每個(gè)周期內(nèi)，如果我讓它亮起的時(shí)間都變短，滅掉的時(shí)間都變長(zhǎng)，這時(shí)你會(huì)看到怎樣的景象呢？

也許你已經(jīng)猜到，你依然會(huì)看到一個(gè)“持續(xù)”亮起的燈，但是亮度看起來(lái)比原來(lái)低了。

如今的OLED屏幕用的正是這樣的調(diào)光方法。你以為一直在持續(xù)顯示內(nèi)容的屏幕其實(shí)是一會(huì)兒亮，一會(huì)兒黑，不停閃爍著的。

當(dāng)你設(shè)定的亮度較高時(shí)，一個(gè)閃爍周期內(nèi)亮的狀態(tài)停留時(shí)間較長(zhǎng)，黑的時(shí)間短；當(dāng)亮度被調(diào)低時(shí)，則黑的狀態(tài)時(shí)間長(zhǎng)，亮的時(shí)間短。

3

頻閃的潛在風(fēng)險(xiǎn)

細(xì)心的家長(zhǎng)可能會(huì)問，像OLED屏幕這樣一直閃不會(huì)對(duì)眼睛有害嗎？

目前，人們尚不完全清楚頻閃對(duì)眼睛的影響機(jī)制，但行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為極高頻的閃爍光對(duì)人體幾乎沒有影響，而低頻閃爍光則可能令人不適，甚至誘發(fā)癲癇。

此外，除了頻率，波動(dòng)深度大小（描述最明與最暗之間差異的量）也是一個(gè)不可忽略的因素。

還記得23年前著名的“3D龍事件”嗎？動(dòng)畫片里短短5秒的閃爍畫面，讓600多名觀眾進(jìn)了醫(yī)院，這與低頻的閃爍脫不開關(guān)系（點(diǎn)擊這里回顧）。

電氣電子工程師學(xué)會(huì)給出的標(biāo)準(zhǔn)（IEEE Std 1789-2015）指出頻率較低的閃爍對(duì)健康可能具有以下潛在影響：

?誘導(dǎo)光敏性癲癇發(fā)作；

增加自閉癥患者反復(fù)行為；

誘發(fā)偏頭痛或嚴(yán)重頭痛，常伴惡心、視覺紊亂；

引起眼睛疲勞，視力模糊，以及傳統(tǒng)的頭痛，視力和在視覺相關(guān)作業(yè)上性能下降。?

此外，該標(biāo)準(zhǔn)在波動(dòng)深度與閃爍頻率兩個(gè)維度給出了頻閃的安全范圍。

來(lái)源丨IEEE Std 1789-2015

根據(jù)上圖我們看出，閃爍時(shí)明暗差異越小，允許的頻率就越低，對(duì)于波動(dòng)深度100%的閃光，頻率至少達(dá)到上千赫茲才滿足標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)出臺(tái)的《讀寫作業(yè)臺(tái)燈性能要求》（GB/T 9473-2017）也對(duì)燈光的閃爍做出了相應(yīng)規(guī)定。

還記得我們之前介紹的“頻閃效應(yīng)”嗎？（點(diǎn)擊此處查看）除了潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，頻閃還會(huì)讓人誤認(rèn)為旋轉(zhuǎn)的物體在倒轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)，如果這個(gè)現(xiàn)象發(fā)生在工廠里，可能會(huì)使技術(shù)人員判斷失誤，引發(fā)事故。此外，在攝影棚、體育場(chǎng)館也要盡量避免頻閃光源，不然拍出來(lái)的錄像可能帶有一條條黑影。

那么OLED屏的頻率能達(dá)到IEEE Std 1789-2015的要求嗎？答案是很多都無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，原因還與OLED的缺陷有關(guān)。

OLED開關(guān)的響應(yīng)速度并不慢，但是持續(xù)地高頻閃爍會(huì)加速OLED性能的衰減，讓壽命本不長(zhǎng)的OLED“老得更快”。目前很多廠商OLED屏閃爍頻率不超過300Hz，沒有達(dá)到IEEE Std 1789-2015的標(biāo)準(zhǔn)。

但需注意的是，以上標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)照明用光源制定的，并非電子屏幕，低頻閃爍的電子屏幕是否真的和低頻閃爍光源一樣會(huì)對(duì)健康造成影響，目前還沒有定論，我們只能說(shuō)可能存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)。一些手機(jī)為了規(guī)避頻閃帶來(lái)的“潛在風(fēng)險(xiǎn)”，也為用戶提供了“防閃爍模式”。

4

怎么用屏幕才護(hù)眼？

說(shuō)起護(hù)眼，正確使用屏幕，比防范藍(lán)光與頻閃本身更重要。因?yàn)闈M足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量合格的屏幕已經(jīng)為我們把健康風(fēng)險(xiǎn)降到了最低，一些不好的習(xí)慣才是毀掉你眼睛的“真兇”。

首先，屏幕的色彩要準(zhǔn)，色溫要正常，為了避免藍(lán)光將屏幕調(diào)得過“黃”，乃至造成色彩嚴(yán)重失真反而會(huì)加速你眼睛的疲勞；

其次，屏幕的亮度要與環(huán)境光匹配，避免睡前關(guān)著燈玩手機(jī)，也不要為了護(hù)眼把屏幕調(diào)得過暗，保證屏幕上的畫面明亮清晰才是護(hù)眼的正道。

最后，注意用眼時(shí)間，適時(shí)遠(yuǎn)眺放松眼部。不光是看屏幕，讀書，寫字，從事精細(xì)的手工制作也會(huì)讓眼部處于緊張狀態(tài)。

此外，別以為把屏幕調(diào)“綠”就護(hù)眼了，這個(gè)謠言我們已經(jīng)講過了。

現(xiàn)在正看手機(jī)的你是不是有些疲憊了呢？不妨停下來(lái)放松下雙眼吧~

原文標(biāo)題：手機(jī)屏幕調(diào)暗一點(diǎn)，就不傷眼睛了嗎？

文章出處：【微信公眾號(hào)：中科院半導(dǎo)體所】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq