顯示器 LED 背光面板的藍光比較多？電腦王實際量測給你看

自從  LED  背光顯示面板問世之後，帶來輕薄以及省電之效，不過隨之而來的  PWM  調光造成眼睛不適的問題，以及白光  LED  的原罪－－較高頻率的藍光強度較強。究竟真相為何，還是經過彩色濾光片就可調節，就來實際量測看看真相。

人眼中有 3 種主要負責感知色彩的錐狀細胞（Cone Cell），個別可感知不同波長的光，其中最敏感的波長大約分別是 565、535、420nm，加上主要感受亮度的桿狀細胞（Rod Cell），人眼就利用這 4 種細胞形成視覺。而目前顯示科技也根據此一原理，通常以紅、綠、藍 3 色光以一定比例組合模擬自然界的連續光，由於人眼運作原理的關係，我們會認為螢幕上的色彩與自然界的相似，可顯示許多種不同的色彩。

產生出 RGB 3 色的方式有很多種，以目前自體不發光，需要背光支援的液晶螢幕來說，可以使用螢光燈管和發光二極體 LED 這 2 種常見的光源，而近年來受惠於白光 LED 的研發和技術進步，LED 幾乎已完全取代螢光燈管成為液晶螢幕的主要背光來源。

白光 LED 的發光原理為產生藍光，再透過螢光粉將部份藍光轉為黃光，由於黃光部分可涵蓋到感受 565nm 和 535nm 的錐狀細胞，再加上原本的藍光，便可組合成白光。而螢光燈管的發光原理則為汞氣體放電在燈管內散發出紫外線，再交由塗布在管壁的螢光粉轉成可見光（色溫可由螢光粉比例調配）。這 2 種發光原理的特色，雖然人眼看起來都是白色的，但是實際上的光譜卻不同，螢光燈管以綠色光的強度最強，白光 LED 則是以藍光最強。

▲人眼中 3 種錐狀細胞對於不同波長光的反應，注意單一錐狀細胞並不是僅對單一波長有所反應，而是有個範圍區間。（圖片取自維基百科）

使用光譜儀讀取各波長強度

螢光燈管衰退通常是變黃，而白光 LED 通常是偏藍，更不用說以成本為導向的螢幕，一出場就會有色偏現象，此狀況在過去只是看起來比較黃而已，現在除了畫面比較藍之外，竟然有了比較傷眼的疑慮。傷眼疑慮有二，其一為 PWM（Pulse width modulation）背光控制，現在已經有不錯的解決方法，在此不贅述，讀者可以看看我們過去的文章。其二為藍光屬於高頻率的光，通常高頻率代表的就是高能量，長期下來可能會影響水晶體或是黃斑部。在此筆者不討論健康議題，只是單純的使用儀器測量出結果比較。

ColorMunki Design 是款光譜儀，主要是用來量測螢幕、紙張上的顏色進行色彩校正。與另 1 款黑色 ColorMunki Photo 不同之處在於內建軟體功能以及它不是黑色的，與市面上更常見到的 Datacolor Spyder 系列來比較，Spyder 無法分辨顏色，僅能透過濾光片瞭解光的強度，因此濾光片的設計好壞與否就是關鍵，而 Design 和 Photo 內部則是有著類似三菱鏡的分光系統，能夠量測不同頻率的光的強度。附帶說明，Design 和 Photo 內部都有紫外線濾鏡，無法量測加入螢光劑（增白劑）的紙張。

搭配 ArgyllCMS 量測和製圖

除了原廠搭配的程式之外，尚有第 3 方程式 ArgyllCMS 可供校正顏色，不過本次並不使用校正功能，而是使用內附的軟體讀取螢幕上的白色後，直接輸出圖片觀察。使用的軟體指令參數為 spotread -e -H -S，量測之前會先使用 ColorMunki Design 把螢幕調整至接近 6500K 色溫。

▲BenQ E2220HD 的光譜圖。（橫軸為波長，單位 nm，縱軸為強度，單位 mW/(m2.sr.nm)，以下的圖亦然。）

▲Eizo FlexScan S2001W 的光譜圖。

首先來看一下目前筆者找得到碩果僅存，採用 CCFL 背光的液晶顯示器，BenQ E2220HD 為目前筆者自己使用的螢幕，Eizo FlexScan S2001W 為編輯部數年前購買的產品。圖中可以看到，2 台的峰值都落在綠色的位置，接著是紅色，再者藍色的強度雖然不高，不過從 430～500nm 都有訊號，加起來也能夠誘發藍色錐狀細胞的反應。量測的結果合乎原先假設，綠色的強度最高，如果大家有興趣的話，家中日光燈或是所謂的省電燈泡，光譜的量測結果大致上也符合此模式。

▲Dell U2312HM 的光譜圖。

▲Lenovo x230 IPS 面板的光譜圖。

想想白光 LED 的發光原理，就不難理解 LED 背光的液晶面板為何有此種光譜特性，白光 LED 主要以藍、黃光為主，黃光透過彩色濾光片再過濾出紅、綠光，因此我們可以看到峰值為藍光，接著是綠光、紅光。

由以上比較可得知，新款採用 LED 背光的面板的藍光峰值確實是高了不少，大約都集中在 440～450nm 這個波長。網路上也有人猜測白光 LED 經過濾光片後藍光強度將變弱，與從前的螢幕無異，從此實驗結果也了解這種說法是不正確的。

有了光譜儀之後可以玩的事很多，譬如廣色域和一般色域的螢幕差在哪？濾光片的設計如何影響色域呈現以及和背光的配合？低藍光模式是否有效？亦或者比較 OLED 和液晶面板的異同，讀者不妨思索討論看看。

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