浅析液晶电视各物料对能效指数影响

陈柳 四川长虹电器股份有限公司

引言：随着节能减排的大力推进，平板电视能效限定值及能效等级标准已于2013年10月1日实施，此前已有相关文章，对能效标准、提升能效指数的方法等进行了探讨，本文从液晶电视光学系统物料的角度，以直下式液晶电视为例，解析各光学物料对能效指数的具体影响，并由此给出了提升能效指数的建议。

平板电视能效限定值及能效等级标准中对能效指数的计算公式规定如下：

一、直下式液晶电视光学物料的构成

下图为一个典型的直下式光学系统的构成，各个物料的作用及主要参数如下：

LED——LED实现了从电能至光能的转换，为整个液晶电视提供光源，因为液晶屏本身不能发光，而是通过液晶偏转实现开关，使背光透过，从而显示图像。LED主要参数有亮度、色度、电压、电流、光谱等。

透镜——由于LED发出的光线较为集中，近似于点光源，透镜作用就在于将光线进行发散，配合后面的扩散板、复合膜等材料，使屏幕亮度基本均匀。透镜的主要指标在于发散光线的角度，实际应用中，以对画面均匀性进行主观评价为主。

扩散板——扩散板主要实现匀光功能，其主要指标有雾度、透过率等。

复合膜——复合膜主要作用在于将杂散方向的光线聚拢，使其基本垂直于液晶屏，从而使观看者得到较高的亮度，其主要指标为棱镜角度、雾度、亮度增益等。

液晶屏——液晶屏为液晶电视中的核心零件，主要作用在于实现白光到红绿蓝三色光的转换、显示画面的呈现，其主要指标为穿透率、色度、功耗等。

二、光效影响因素分析及提升方法

根据上述物料描述可以看出，影响光效的主要有以下几个方面：

（1）LED亮度及功率，LED通常为蓝色LED芯片及黄色荧光粉构成，可以通过如下方式提升光效：

①在支架允许前提下，增大LED芯片尺寸，降低电流密度，从而提升亮度、降低功率。

②LED芯片波长与荧光粉激发波长精准匹配提升激发效率。

③LED的亮度/电流曲线为非线性，因此工作电流不宜过大，因此根据该曲线，选择性价比较高的工作电流，能提高光效。一个典型的曲线如下图：

④LED光谱与液晶屏穿透谱精准匹配，提升亮度。液晶屏上的RGB彩色滤光片，将白色背光转换为RGB三色，当LED光谱与液晶屏穿透谱不匹配时，光线将白白浪费，无法显示到屏幕上。因此在设计之初，需要对二者进行精准匹配，能有效提升亮度。

（2）透镜的选择，透镜角度的越大，光线在腔体中的行程越长，衰减越多，亮度越低。透镜需结合混光距离、画面主观效果选择，通常而言，折射式透镜亮度较反射式透镜光效高10%以上。

（3）扩散板和复合膜的增益，扩散板和复合膜都起到了光线的调整作用，配合画面的均匀性选择合适的雾度、增益，但复合膜通常选择水平和垂直方向聚光，即可实现最大化的亮度增益（不考虑DBEF条件下）。

（4）液晶屏的穿透率及色度。当背光亮度由上述已经确定后，就需提升液晶屏的穿透来提升整机亮度。一方面可以通过调整RGB彩色滤光片的厚度、穿透频率进行提升穿透率，另一方面，通过新的工艺，将液晶屏走线阻抗降低，从而提升开口率，也能提升亮度。