淺析液晶電視各物料對能效指數影響

陳柳 四川長虹電器股份有限公司

引言：隨著節能減排的大力推進，平板電視能效限定值及能效等級標準已于2013年10月1日實施，此前已有相關文章，對能效標準、提升能效指數的方法等進行了探討，本文從液晶電視光學系統物料的角度，以直下式液晶電視為例，解析各光學物料對能效指數的具體影響，并由此給出了提升能效指數的建議。

平板電視能效限定值及能效等級標準中對能效指數的計算公式規定如下：

一、直下式液晶電視光學物料的構成

下圖為一個典型的直下式光學系統的構成，各個物料的作用及主要參數如下：

LED——LED實現了從電能至光能的轉換，為整個液晶電視提供光源，因為液晶屏本身不能發光，而是通過液晶偏轉實現開關，使背光透過，從而顯示圖像。LED主要參數有亮度、色度、電壓、電流、光譜等。

透鏡——由于LED發出的光線較為集中，近似于點光源，透鏡作用就在于將光線進行發散，配合后面的擴散板、復合膜等材料，使屏幕亮度基本均勻。透鏡的主要指標在于發散光線的角度，實際應用中，以對畫面均勻性進行主觀評價為主。

擴散板——擴散板主要實現勻光功能，其主要指標有霧度、透過率等。

復合膜——復合膜主要作用在于將雜散方向的光線聚攏，使其基本垂直于液晶屏，從而使觀看者得到較高的亮度，其主要指標為棱鏡角度、霧度、亮度增益等。

液晶屏——液晶屏為液晶電視中的核心零件，主要作用在于實現白光到紅綠藍三色光的轉換、顯示畫面的呈現，其主要指標為穿透率、色度、功耗等。

二、光效影響因素分析及提升方法

根據上述物料描述可以看出，影響光效的主要有以下幾個方面：

（1）LED亮度及功率，LED通常為藍色LED芯片及黃色熒光粉構成，可以通過如下方式提升光效：

①在支架允許前提下，增大LED芯片尺寸，降低電流密度，從而提升亮度、降低功率。

②LED芯片波長與熒光粉激發波長精準匹配提升激發效率。

③LED的亮度/電流曲線為非線性，因此工作電流不宜過大，因此根據該曲線，選擇性價比較高的工作電流，能提高光效。一個典型的曲線如下圖：

④LED光譜與液晶屏穿透譜精準匹配，提升亮度。液晶屏上的RGB彩色濾光片，將白色背光轉換為RGB三色，當LED光譜與液晶屏穿透譜不匹配時，光線將白白浪費，無法顯示到屏幕上。因此在設計之初，需要對二者進行精準匹配，能有效提升亮度。

（2）透鏡的選擇，透鏡角度的越大，光線在腔體中的行程越長，衰減越多，亮度越低。透鏡需結合混光距離、畫面主觀效果選擇，通常而言，折射式透鏡亮度較反射式透鏡光效高10%以上。

（3）擴散板和復合膜的增益，擴散板和復合膜都起到了光線的調整作用，配合畫面的均勻性選擇合適的霧度、增益，但復合膜通常選擇水平和垂直方向聚光，即可實現最大化的亮度增益（不考慮DBEF條件下）。

（4）液晶屏的穿透率及色度。當背光亮度由上述已經確定后，就需提升液晶屏的穿透來提升整機亮度。一方面可以通過調整RGB彩色濾光片的厚度、穿透頻率進行提升穿透率，另一方面，通過新的工藝，將液晶屏走線阻抗降低，從而提升開口率，也能提升亮度。