太陽輻射指抵達地表的連續性電磁輻射，可分為紅外線、可見光線與紫外線。其中藍光是可見光譜中波長最短、能量最高的波段。研究指出，藍光的穿透力比紫外線更強，可能對人體皮膚造成類似紫外線的損傷。
LED發光範圍涵蓋可見光全波段，隨著電腦、智慧型手機及液晶電視螢幕普及，人們暴露於藍光的時間日益延長。智慧型手機與筆記型電腦會輻射400nm至460nm波長的藍光，其中400nm至440nm波段尤其會對纖維母細胞產生細胞毒性。因此藍光對皮膚造成的傷害不容輕忽。
藍光對皮膚的多重損傷
光輻射主要透過光物理效應、光熱效應及光化學效應影響皮膚。藍光對皮膚的危害包含形成黃斑與雀斑、加速肌膚老化、提升肌膚敏感度等。
藍光誘導細胞死亡機制藍光作用於線粒體，誘導細胞凋亡。由於線粒體是氧化壓力主要發生場域，亦是細胞內活性氧物種（ROS）主要生成源，故其扮演細胞死亡調控關鍵。當線粒體透過電子傳遞鏈吸收藍光（410nm～440nm）時，會引發氧化反應誘導ROS形成。ROS會降低線粒體膜電位，開啟線粒體滲透轉化孔（MPTP），促使線粒體細胞色素C（CytC）釋放。CytC與凋亡激活因子-1（Apaf-1）結合，形成凋亡複合體Apaf-1-CytC。細胞質基質內的凋亡複合體招募凋亡酶家族，促使凋亡酶-9經自身切割活化，進而激活凋亡酶-3與凋亡酶-7，啟動連鎖級聯反應誘導細胞凋亡。
同時，透過A2E的熒光基團作用，藍光會對細胞造成損傷。細胞內代謝物白質二酚是老化細胞標記物，其主要螢光基團N-乙醯視黃醯胺-N-視黃乙醇胺（A2E）對藍光極度敏感，在藍光刺激下會促進活性氧物種（ROS）生成並活化凋亡通路。研究顯示，A2E主要存在於溶酶體內，少量分布於線粒體膜表面，但不存在於其他細胞器。A2E介導的藍光細胞損傷具有雙重機制：其一，A2E受藍光影響破壞溶酶體膜電位梯度，導致溶酶體酶與ROS釋放至細胞質引發細胞凋亡。另一方面，位於線粒體膜上的A2E會引發線粒體膜異常，促進線粒體釋放促凋亡因子、Apaf及凋亡誘導因子(AIF)等物質，進而啟動線粒體介導的凋亡過程。
關於藍光引發皮膚光老化之研究顯示，藍光與紫外線相同，皆透過活化蛋白激酶（MAPK）訊號路徑促進活性氧生成，進而活化下游轉錄因子c-Jun N端激酶（JNK）、細胞外信號調節激酶（ERK）及p38進行磷酸化，進而活化轉錄激活因子（AP-1），誘導基質金屬蛋白酶（MMPs）的表達。在MMPs異常表現中，MMP-1會分解人類皮膚中最關鍵的I型與III型膠原纖維，而MMP-3則會分解基底膜中的IV型膠原纖維，進而導致皮膚產生光老化效應。
藍光與紫外線皆為皮膚老化的主要成因。目前雖有大量研究探討UVA與UVB對皮膚的影響，但藍光對皮膚作用機制仍需深化研究。相較於紫外線，藍光波長較長，能更深入穿透表皮與真皮層，對上皮細胞內的線粒體造成嚴重損傷。由於藍光發光強度接近正午紫外線強度，易引發皮膚泛紅、腫脹、乾燥脫屑及緊繃感等症狀。研究證實藍光會改變表皮細胞結構，減少膠原蛋白與彈性蛋白生成，進而引發皮膚光老化。
因此藍光造成的皮膚損傷，主要透過活性氧團聚體積累引發細胞損傷與細胞凋亡，導致皮膚光老化等問題。
藍光誘發的皮膚色素沉澱視蛋白3（Opsin3）屬G蛋白共軛受體超級家族成員，存在於表皮角化細胞與黑色素細胞中。藍光作用於Opsin3後，會誘導細胞內酪氨酸酶與多巴吡咯色素異構酶的表現，進而促使黑色素形成導致皮膚色素沉澱。
研究顯示，使用能阻隔UVB及部分UVA的廣譜防曬產品時，多數細胞損傷實源自日光中的藍光與殘留UVA。僅阻隔UVA的防曬產品僅能部分減少皮膚產生的自由基。因此藍光亦是體內自由基累積的重要成因。
防曬產品的藍光防護效果有限
2015年版《化妝品安全技術規範》將防曬劑定義為「利用光吸收、反射、散射作用，防止特定紫外線損傷皮膚或保護產品本身的化妝品添加物質」。該規範核准27種化妝品用防曬劑，主要分為無機系與有機系兩大類。
無機紫外線吸收劑主要透過光吸收與散射作用阻隔紫外線。當前防曬化妝品普遍採用的無機紫外線吸收劑為二氧化鈦與氧化鋅，其粒子尺寸達奈米級，藉由吸收作用阻隔紫外線。二氧化鈦與氧化鋅皆屬半導體材料，其能隙（導帶最低能級與價帶最高能級間的能量差）分別為3.06eV（金紅石型，R型）與3.23eV，對應吸收波長分別為405nm與385nm。此類物質僅能有效吸收紫外線波段（100nm～400nm）。
防曬劑粒子直徑越大，散射作用越強而吸收作用越弱；粒子直徑越小，散射作用越弱而吸收作用越強。當防曬劑粒子直徑足夠微小時，其對光線的散射作用可近乎忽略，因而具備良好透光性。因此，奈米級無機防曬劑雖能有效阻隔紫外線，卻無法阻擋藍光。
有機紫外線吸收劑透過化合物分子內的芳香族結構或色素基結構，利用封閉共軛體系吸收光子，進而產生共振激子或熒光/磷光以釋放能量。同時透過烯醇化過程消耗分子能量，形成高能態轉為低能態的能量循環機制，從而發揮紫外線防護作用。研究顯示，現行常用紫外線吸收劑的吸收波長範圍皆位於紫外線領域，不具備吸收可見光之特性。故有機防曬劑亦無藍光防護功效。
僅具紫外線防護功能的防曬產品，無法充分抵禦藍光引發的光化學損傷。近年國際市場雖出現標榜護膚抗藍光的化妝品，此類產品主要基於抗氧化原理，雖能減輕藍光對肌膚的部分影響，但現階段實驗顯示，單靠抗氧化作用尚無法達到理想的藍光防護效果。
釐清藍光損傷皮膚的機制至關重要，此不僅能為藍光防護化妝品研發提供理論依據，亦有助於精準護膚的目標設定。未來藍光防護化妝品領域蘊藏著巨大發展潛力。