淺析液晶電視各物料對能效指數(shù)影響

陳柳 四川長虹電器股份有限公司

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

平板電視能效限定值及能效等級標(biāo)準(zhǔn)中對能效指數(shù)的計算公式規(guī)定如下：

一、直下式液晶電視光學(xué)物料的構(gòu)成

下圖為一個典型的直下式光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成，各個物料的作用及主要參數(shù)如下：

LED——LED實現(xiàn)了從電能至光能的轉(zhuǎn)換，為整個液晶電視提供光源，因為液晶屏本身不能發(fā)光，而是通過液晶偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)開關(guān)，使背光透過，從而顯示圖像。LED主要參數(shù)有亮度、色度、電壓、電流、光譜等。

透鏡——由于LED發(fā)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(jìn)行發(fā)散，配合后面的擴(kuò)散板、復(fù)合膜等材料，使屏幕亮度基本均勻。透鏡的主要指標(biāo)在于發(fā)散光線的角度，實際應(yīng)用中，以對畫面均勻性進(jìn)行主觀評價為主。

擴(kuò)散板——擴(kuò)散板主要實現(xiàn)勻光功能，其主要指標(biāo)有霧度、透過率等。

復(fù)合膜——復(fù)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(biāo)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(xiàn)白光到紅綠藍(lán)三色光的轉(zhuǎn)換、顯示畫面的呈現(xiàn)，其主要指標(biāo)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(jù)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(lán)色LED芯片及黃色熒光粉構(gòu)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(fā)波長精準(zhǔn)匹配提升激發(fā)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(jù)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(zhǔn)匹配，提升亮度。液晶屏上的RGB彩色濾光片，將白色背光轉(zhuǎn)換為RGB三色，當(dāng)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(shè)計之初，需要對二者進(jìn)行精準(zhǔn)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(jié)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(kuò)散板和復(fù)合膜的增益，擴(kuò)散板和復(fù)合膜都起到了光線的調(diào)整作用，配合畫面的均勻性選擇合適的霧度、增益，但復(fù)合膜通常選擇水平和垂直方向聚光，即可實現(xiàn)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(dāng)背光亮度由上述已經(jīng)確定后，就需提升液晶屏的穿透來提升整機(jī)亮度。一方面可以通過調(diào)整RGB彩色濾光片的厚度、穿透頻率進(jìn)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。