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LCD行业绿色环保技术与趋势分析

2009-06-28夜凉如水《微型计算机》2009年6月下

生产过程中产生制造温室能力强于二氧化碳17000倍的温室气体;能源消耗超过CRT显示器……别惊讶,这里说的正是我们印象中本是环保节能代表的LCD。而它们也提醒着我们,LCD行业的节能环保,同样值得你我去关注。

LCD行业,环保的哪些事儿值得我们关注?

当LCD在CRT时代作为挑战者出现之时,它就已成为绿色环保的代名词。耗电量低、无闪烁、无辐射、寿命长……我们不否认相对于CRT显示器,LCD的确具有如上的优势。但这种优势是不是绝对的呢?从生产环节对有害物质的排放,到大尺寸LCD功耗逐渐增加甚至超过以往CRT显示器的水平,当LCD已成为绝对主流的今天,我们才突然发现,原来LCD在环保方面也存在着各种问题。

生产环节中不可避免的污染

提到LCD生产过程中的环保措施,大家脑海中首先浮现的可能是无铅、无汞等关键词,更熟悉相关领域的读者可能还会知道RoHS。做得好的地方,我们暂且不提,先来看看在LCD生产过程中存在的一些问题。我们都知道,现在大多数LCD都是采用的TN面板,而要制造出TN面板,则必须采用对热、电、光稳定性好,电荷保持率高,粘度低的高性能材料,这就需要含氟的液晶材料,问题也就出在这里。


LCD生产环节的环保同样需要我们的关注

在使用含氟的液晶材料生产液晶面板时,需要用到一种化学清洗剂—三氟化氮。而它的另一种身份则是温室气体。拿我们熟悉的二氧化碳来和三氟化氮比较,其温室效应是二氧化碳的17000倍。根据2008年的统计数据,三氟化氮的年排放量为4000吨,换算一下,也就等于6800万吨二氧化碳排向了大气并造成污染,数据非常惊人。

三氟化氮是一种有毒、无色、无味、不可燃的氧化性压缩气体。1960年,三氟化氮在实验中作为一种火箭助燃燃料首次被应用,随后它被用于美国星球大战导弹防御系统中的化学激光。目前,通过化学气相沉积法,三氟化氮在平板电视、LCD、半导体和人造钻石的生产过程中被大量使用。

三氟化氮在大气层中停留的时间很长,可达550年。虽然目前还没有资料证明三氟化氮对人体的健康会产生危害,但它对环境的危害是毋庸置疑的。而随着LCD以及平板电视的产量逐年提升,三氟化氮的排放量必然呈增长的态势,它也注定成为LCD生产厂商所不能回避的环保问题。

节能的代表也会有高功耗

或许你会觉得三氟化氮是LCD制造端出现的环保问题,离普通消费者很遥远。那么LCD的功耗就是一个实实在在摆在你我面前的问题。不可否认,LCD出现伊始,相对CRT显示器动辄几十,上百瓦的功耗,其低功耗的优势的确很明显。但时过境迁,在LCD一统江湖的今天,我们却发现LCD的功耗越来越高,甚至已经不输给CRT显示器了。要知道,节能型19英寸CRT显示器也能控制在60W以内,而现在不少24英寸LCD的功耗却高达80W。这里面固然有产品尺寸越来越大所带来的功率提升,但它也同样提醒我们,LCD的功耗已经到了不能不重视的地步。

2008年全球新增LCD为1亿5503万台,其中大尺寸产品占据了相当大的比例。以目前的发展来看,多媒体应用的兴起使大尺寸LCD已成为未来的趋势。如果不在如何降低LCD功耗上下功夫,那
LCD的高功耗迟早会变成一个大问题。

LCD是“零辐射”,可是……

你或许觉得这不过是老生常谈,因为大家都知道LCD有无闪烁、零辐射的优点。说LCD是“零辐射”其实并不十分准确,虽然LCD在电磁辐射的防范方面有自己独特的优势,它采用了先进的密封技术将来自驱动电路的电磁辐射封闭在显示屏中,理论上是不存在辐射的。但毕竟它是一个电子设备,所以说它是接近“零辐射”要更准确些。


购买LCD时应选择拥有金属屏蔽罩的产品

好了,回到正题,在这里我们并不是要重点讨论LCD到底是不是“零辐射”。在LCD内部的背后,有一个金属屏蔽罩,正是它起到了屏蔽内部电磁辐射的作用。但现在这个对LCD“零辐射”有着突出贡献的保护神却面临消失的危险。根据我们长期对LCD产品评测的经验以及从各方面得到的反馈,我们发现目前有不少低价LCD出于成本方面的考虑,取消了金属屏蔽罩的设置,使得LCD内部电路板上产生电磁辐射直接暴露在外。这样的设置无疑与LCD所强调的无辐射特质背道而驰,也让消费者的利益受到了损害。还好,通过LCD产品背部的散热孔,我们一般都能看出产品是否具有金属屏蔽罩。建议消费者在购买LCD时,不妨多留意一下。

LCD的节能环保 消费者怎么看

先暂时抛开LCD上这些让人忧心的状况。让我们看一个小调查,借此来一探咱们普通消费者对LCD节能环保的看法。在《微型计算机》2009年绿色环保读者调查中,有一道关于LCD的问题,题目是“在你选购LCD时,会考虑产品是否‘节能省电’吗?”,选项有三个:A.会,是影响我选择的关键因素;B.会,但排在性能、外观、价格等因素之后;C.LCD本来就省电,不会刻意考虑。

调查结果出炉后,我们欣慰的看到,超过85%的消费者在选购LCD时会考虑产品是否节能省电,而其中更是有31.06%的消费者会把节能省电当成选购LCD时的关键因素。消费者对LCD节能方面的关心的确出乎我们的预料。可以说,大部分消费者仍然对LCD的节能有相当的重视,并没有因为LCD相对于传统CRT显示器在这方面的优势而忽略对它节能环保方面的关心。

LCD环保 厂商在行动

既然消费者都越来越看重LCD的节能环保,LCD厂商自然不会有所松懈。从生产过程到产品本身,各种新技术、新工艺的应用正改善甚至解决LCD上不少涉及环保节能方面的问题。

绿色生产 减少污染

目前许多LCD厂商在RoHS标准的执行上是做得不错的。像以AOC为代表的一线大厂目前推出的产品都是以RoHS标准为指导进行生产的。在这些产品上,铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚等有害物质都被控制在很低的范围内。而且,一些厂商还将环保扩展到更广阔的方面,如华硕就在今年推出过无卤素的LCD产品,这样的行为是值得我们称道的。

 表1:部分主流LED显示器

 厂商

 型号

 主要规格

 价格

 AOC

 V19

 19英寸、1680×1050、280cd/m2、100000:1、2ms

 1599元

 V22

 21.6英寸、1680×1050、280cd/m2、100000:1、2ms

 1999元

 三星

 P2370

 23英寸、1920×1080、250cd/m2、50000:1、2ms

 1949元

 DEO

 A1901

 19英寸、1440×900、300cd/m2、100000:1、2ms

 1299元

 戴尔

 G2210

 22英寸、1680×1050、250cd/m2、100000:1、5ms

 1649元

 G2410

 24英寸、1920×1080、250cd/m2、100000:1、5ms

 1849元

另一方面,目前绝大多数LCD仍然采用冷阴极荧光灯管(CCFL)作为背光源,而CCFL灯管中不能缺少的一个主要元素就是汞,它不论是对环境还是人来说都是有危害的。虽然目前厂商在降低
CCFL灯管中的汞含量上已经做了很大努力,但是依然不能实现无汞。因此,选择新的背光源就成为解决这个问题好的方法。而目前应用多的,就是不含汞的LED。从去年年底AOC率先推出采用白光LED背光的LCD产品V19和V22开始,如今市面上已经出现了越来越多的同类LCD产品。虽然
LED目前还不能完全替代CCFL,但已经迈出了第一步。假以时日,当LED的技术更成熟,成本更低廉之时,这一更加环保的解决方案无疑会得到普及。

降低功耗 方法多样

再回到LCD的功耗上,厂商同样认识到LCD功耗日益增加的问题。从屏幕比例16∶9的LCD出现开始,LCD的整体功耗就有了下降的趋势。其中厂商常用的手段便是减少CCFL灯管数量以及提高光通率。减少灯管是在以前LCD产品的背光系统,如小尺寸采用4根CCFL灯管,大尺寸采用6根
CCFL灯管的基础上,分别减少到2根和4根灯管。由于背光系统的功耗在整个LCD功耗中所占比例很大,所以在减少灯管后LCD的整体功耗都会有比较大的降幅。具体能降多少?


以AOC绿宝系列2436Vw为代表的节能型LCD,其实际功耗表现让人满意

我们以AOC绿宝系列中的23.6英寸大屏产品2436Vw为例。普通24英寸LCD在大亮度下的功耗一般为60W。而根据实际测试,2436Vw大亮度下的功率仅为39W,相比同尺寸产品的普遍功耗水平降低了30%,降幅非常明显。而要在减少灯管的情况下保持LCD的亮度不变,就需要提高
LCD面板的光通率。要到达这个目的,厂商一般会采用增光膜技术,这会使成本有一定程度的增加,但考虑到减少灯管所降低的成本,产品的整体成本还是呈下降的趋势。

这里要再次提到LED,它不但在环保方面具有无汞,可回收再利用等特点,其工作电压也非常低,这使得它的功耗相比CCFL灯管要低不少,所以在节能方面采用LED背光源的LCD又比CCFL产品更胜一筹。根据《微型计算机》对采用LED背光的LCD的测试,其相比同尺寸采用CCFL背光的
LCD的功耗降幅在30%左右,省电效果明显。

 表2:部分节能型LCD产品(LED显示器参见表1,这里不再列出。)

 厂商

 型号

 主要规格

 价格

 AOC

 2036s

 20英寸、1600×900、250cd/m2、60000:1、5ms

 949元

 2436Vw

 23.6英寸、1920×1080、250cd/m2、60000:1、2ms

 1400元

 三星

 2243EW

 22英寸、1680×1050、250cd/m2、20000:1、5ms

 1349元

 LG

 W2252TE

 22英寸、1680×1050、250cd/m2、10000:1、2ms

 1419元

 长城

 L228+

 22英寸、1680×1050、350cd/m2、10000:1、2ms

 1150元

 华硕

 VK192D

 18.5英寸、1366×768、250cd/m2、10000:1、5ms

 1099元

厂商在LCD产品上加大应用节能技术的力度,还有一个不容忽视的因素,就是《计算机显示器能效限定值及能效等级》的实施。这么说可能比较抽象,不知道你注意到现在LCD上贴有的“中国能效标识”的标签吗?它标注有产品的能效等级,等级越高,则代表产品的能源效率越高,在同样情况下更加省电。在同质化严重的LCD行业,如果哪家厂商的LCD产品达到了一级标准,无疑将为产品增加不小的卖点,所以也就不难理解厂商为什么越来越看重产品在节能方面的研发了。

写在后

除了在生产环节做到符合RoHS标准的要求之外,LCD行业在绿色环保上主要的表现还是在产品的节能省电上。就目前来看,具备节能特质的LCD无外乎是通过两种技术途径来实现,采用
LED背光源或是减少CCFL灯管数量。这两种技术都比较成熟,又特别是通过减少灯管数量来实现节能,已经在16:9的LCD上得到了较好的推广和应用。除了技术日渐成熟外,节能型LCD产品在价格上也很容易被消费者所接受。其中通过减少灯管的节能型LCD与同尺寸产品可以说几乎没有价差。而LED产品则要贵上几百元,但目前采用LED背光的LCD一般都是该品牌的中高端产品,它们在设计上往往更有特色,功能和接口也更丰富,在附加值更高的情况下,这样的价差对于部分用户来说是能够接受的。

总体而言,LCD在节能环保方面发展的方向是值得我们肯定的。政策标准方面,从RoHS标准的出台到《计算机显示器能效限定值及能效等级》的实施,无疑在很大程度上推动了LCD产业在节能环保方面以更快的速度发展。其次,新技术的成熟使得厂商推出更节能环保的LCD产品成为可能,从现在的LED到未来的OLED、柔性显示器,节能和环保这两个主题始终会伴随着整个行业的发展,这点是毋庸置疑的。当然,消费者相关意识的培养同样非常关键。只有当消费者都开始重视产品的节能环保,并在日常生活中拥有这种意识,一个节能环保的大环境才能真正形成。

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