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一首歌、一杯咖啡,一個下午時光。一本書、一部電影,都是生命歷險。
電視,在眾多家電中,一直是家中使用最頻繁的電器之一,在液晶電視逐漸取代傳統CRT(Cathode ray tube)映像管式電視機後,使用者也逐漸習慣全平面的影視體驗後,液晶電視雖然相較CRT電視機已經達到相當程度的省電效用,但實際上液晶電視的背光設計,不僅會影響實際收視節目品質,也會造成同尺寸液晶電視的耗電量差異,其間的設計技術差異,影響層面卻相對複雜…雖然數位化的液晶電視,已達到相當程度的省電效用,但隨著使用者對大尺寸螢幕需求越來越高,隨著顯示尺寸增大,液晶電視的耗電量也因此增加,如何達到僅使用有限能源就可兼顧顯示畫質與省電要求,已是各大液晶電視廠商積極研發的重點。檢視液晶電視整體耗能關鍵,其實會發現,1部液晶電視消耗能源最多的就是背光模組,光是背光模組的能源消耗,幾乎就佔掉整個液晶電視的7成電力消耗,這是以冷陰極燈管背光模組設計為基準的一般數值,若是背光模組的設計總成換成改採相對較省電的LED背光設計,當然能耗即可相對減少許多,隨後將針對不同設計方法,討論液晶電視的節能設計關鍵。背光模組選用素材不同 省電表現差異大目前可作為液晶電視的背光發光源的素材並不多,因為液晶電視的被光源要求相當嚴苛,在積極薄化的構型設計下,傳統光源並無法滿足其背光需求,目前使用主流仍以相對技術更成熟冷陰極燈管作為主要背光源設置,而近來極為熱門的LED光源,因為具備啟動速度以ns計、消耗功率低,與更適合薄形化構型設計要求的前提,成為液晶電視的熱門背光源選項。但目前LED背光源在中、小尺寸如小型電視、筆記型電腦、個人隨身助理、行動電話的應用效益相對較高,因為光省電效用就足以讓設備開發商選擇更省電、耐久的LED背光源。但液晶電視在大尺寸的要求下,LED燈源要做到光源勻稱、演色性豐富…等基本要求,在技術難度上明顯較中、小尺寸設計要解決的技術瓶頸會更多,當然成本差異因面板尺寸更大了,材料成本與構件設計,讓大尺寸面板導入應用的成本增加許多。
以冷陰極燈管為例,要想延長其使用壽命,就必須針對背光源的驅動電壓、電子電路近一步強化設計,例如,讓冷陰極燈管的運作環境具備最適化設計要求,燈管距離、散熱空間、驅動電壓…等細節進行強化,而驅動電路也能針對燈管電氣特性予以提供最佳化工作電流、偏壓,讓關鍵零組件的壽命能藉此延長。此外,轉換電路若能全面採用高效率元件,自然在電壓轉換的能源耗損可因此壓低,但這一方面也代表著製作成本將因此變高許多。除在來源端進行全方位的節能思考外,其實在光源本身的結構設計,也是節能的重要關鍵,若是以一般主流LCD液晶螢幕來說,若是可以做出與同尺寸液晶電視相同光學特性,卻又能減省燈管數量,自然可以省下驅動電路、燈管元件、產品光室空間…等額外成本。但如何無中生有?其實可以透過物理性的透鏡、反射鏡、增光膜的設置,讓單一燈管的發光效能發揮到極致,若每1根燈管都能發揮即至效用,誰說一定要夠數量的燈管才能驅動同尺寸的面板?不同管徑材質細節 也會影響實際輸出而減省燈管的思考方向,也可朝另一方面進行開發,例如,燈管設置目的為在LCD螢幕後背光產生演色效果,而實際的狀況是目前的面板設計透光度有一定的限制,而設計組態中若採用透光度較差的面板,自然整體設計要發揮相同的對比、亮度,就必須朝增設燈管的方向努力,這也造成整體設計的額外浪費。在LCD液晶電視的設計上,常用燈管有外徑3mm、4mm兩種,其中3mm燈管又有內徑2mm與2.4mm的差異。以內徑來比較,一般內徑愈小在發光效能表現相對較佳,但輝度的持續力似乎又有限制,實際應用若以42吋電視設計觀察,約有100瓦特以上的耗能。若此設計狀態下,重視輝度則會影響壽命,要求延長使用壽命,則又必須在輝度上讓步。光學膜、增光膜 導光設計多管齊下觀察LCD液晶電視的省電關鍵,似乎都圍繞在光學物理特性如何採最佳化設計,而新式的設計概念也是為背光模組導入「增光膜」設計。其實「增光膜」並無法無中生有,讓原有輸出僅100%的燈管發出130%的光亮,實際的應用環境裡,燈管的所發出的可見光(波長400~800nm)發光效率可能在玻璃管身已經有部份耗損,實際輸出的光亮並無法達到驅動的100%,再經由不良的光室設計,讓物理光源折射、散射或是阻擋造成或多或少的光損失。而「增光膜」的效用就在於,利用特殊的物理光學特性,儘可能把損失的光源集中於前方、面狀放射。光學膜的設計概念差異相當大,一般多為PET材料設計,有些特殊設計的反光膜片,業者號稱其可見光反射率可高達98%,幾乎跟鏡子差不多效能,由於PET材質會比採金屬反光板具更佳的設計彈性,例如面板角落或是機板畸零空間的反射需求,就可利用這類光學膜強化,補強部份反光率較差的四周或特殊區域。另1種輔助設計為增設擴散板,目的在於導向光源,讓發光源的輸出能確實傳送到設計期待的位置,一般這類素材多使用高透明度的壓克力、PC、MS、PS、COP…等素材。常見的直下式設計燈管,多半為直條狀(直管狀),有點像是縮小版的日光燈,新的設計趨勢是改採U型管,透過U型管的較大布管面積,單一燈管可以發揮更大的驅動空間,也可因此減低驅動電路的依賴程度。以32吋12支燈管的設計為例,若直管改成U型管,光源的燈管數就可以用U型兩兩對稱或交錯設置,讓燈管數減少一半,驅動電路設計複雜度自然可以因此減低。雖然採U型管會稱加驅動電路的輸出負荷,但實際增加的幅度並非一倍,而且也能讓整體設計電路因此簡化不少。