【艾比森】百城千屏之LED顯示屏的環(huán)保

　　深圳市艾比森光電股份有限公司 陳枕鎮

　　摘要：2022年1月6日，工業(yè)和信息化部等六部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《“百城千屏”活動(dòng)實(shí)施指南》，于2021年10月至2023年6月開(kāi)展“百城千屏”超高清視頻落地推廣活動(dòng)。2021年10月26日，國務(wù)院印發(fā)了《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》，對推進(jìn)碳達峰工作作出總體部署。LED顯示屏和人們的生活環(huán)境息息相關(guān)，如何確保超高清大屏的安全環(huán)保也就顯得極其重要，那么LED顯示屏如何做到環(huán)保呢?

　　關(guān)鍵詞：LED顯示屏 百城千屏 節能 環(huán)保 健康

　　2022年1月6日，工業(yè)和信息化部、中央宣傳部、交通運輸部、文化和旅游部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺聯(lián)合部署，六部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《“百城千屏”活動(dòng)實(shí)施指南》，于2021年10月至2023年6月開(kāi)展“百城千屏”超高清視頻落地推廣活動(dòng)。“百城千屏”推廣活動(dòng)鼓勵在城市重要地段建設超高清大屏，對超高清大屏的落地起到了積極的推動(dòng)作用。當前，LED顯示屏的應用已十分廣泛，和人們的生活環(huán)境息息相關(guān)，如何確保超高清大屏的安全環(huán)保也就顯得尤為重要。

　　2021年10月26日，國務(wù)院印發(fā)了《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》，圍繞貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于碳達峰碳中和的重大戰略決策，按照《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》要求，聚焦2030年前碳達峰目標，對推進(jìn)碳達峰工作作出總體部署，提出了構建綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系、提升能源利用效率、提高非化石能源消費比重、降低二氧化碳排放水平、提升生態(tài)系統碳匯能力等五個(gè)方面主要目標。

　　“雙碳”目標給企業(yè)帶來(lái)了諸多的機遇與挑戰，對LED顯示屏企業(yè)來(lái)說(shuō)，尤其在環(huán)保方面提出了更高的要求。那么LED顯示屏如何做到環(huán)保呢?主要可以從以下幾個(gè)方面著(zhù)手。

　　一、材料環(huán)保

　　LED顯示屏制造廠(chǎng)商需要積極倡導綠色、低碳、節能、環(huán)保的生產(chǎn)理念，恪守可持續發(fā)展的企業(yè)宗旨，在產(chǎn)品原材料器件上選擇環(huán)保材料來(lái)制作LED顯示屏，才能確保過(guò)硬的安全、節能、環(huán)?；A，并且經(jīng)過(guò)科學(xué)環(huán)保的生產(chǎn)工藝，以達到少耗材、更環(huán)保的目標。同時(shí)，生產(chǎn)的產(chǎn)品需達到滿(mǎn)足RoHS2.0(2011/65/EU)新指令的要求，且鉛含量小于0.1%。

　　在廢棄物循環(huán)和回收方面，企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品還要符合WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment)報廢的電子電氣設備指令認證，符合管理廢棄電氣和電氣設備的收集、再利用、再循環(huán)和回收的標準。例如LED顯示屏所采用的發(fā)光主體LED是由無(wú)毒的材料制作而成，不像熒光燈含有水銀會(huì )造成污染，而且還能回收再利用。

　　說(shuō)明：RoHS是由歐盟立法制定的一項強制性標準,該標準主要用于規范電子電氣產(chǎn)品的材料及工藝標準，使之更加有利于人體健康及環(huán)境保護。RoHS標準限值了10種有害物質(zhì)對人體的危害，其中RoHS規定鉛的含量不能超過(guò)0.1%。

　　RoHS限值的十項有害物質(zhì)

　　以下為艾比森某產(chǎn)品WEEE測試的結果，物料Reuse/Recycling回收可利用率比標準高出25%，Recovery恢復率比標準高出22%。

　　產(chǎn)品材料測試結果 產(chǎn)品各材料分解分析

　　艾比森產(chǎn)品WEEE測試報告

　　二、節能環(huán)保

　　LED發(fā)光二極管本身具有綠色節能的特點(diǎn)，LED顯示屏由眾多LED排列組成，每平米的最大功耗達到500W左右，對小到幾平米、大到上千平米的LED顯示屏來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現節能環(huán)保是一個(gè)重要的課題。目前主要通過(guò)以下幾項技術(shù)，達到節能的效果。

　　1. 共陰/低電壓供電技術(shù)

　　全彩LED紅綠藍的正向電壓VF值中，紅色約為1.8-2.2V，綠色、藍色約為2.8-3.2V，傳統LED顯示屏因條件限制沒(méi)能從節能的角度出發(fā)，對于紅綠藍 LED統一采用5V電壓的供電方式，對紅色LED來(lái)說(shuō)供電電壓過(guò)剩尤為明顯，導致能耗浪費。

　　共陰/低電壓供電技術(shù)采用專(zhuān)業(yè)的高端節能驅動(dòng)芯片結合共陰控制電路的特定設計，實(shí)現紅綠藍三基色LED的獨立供電，例如紅色LED采用2.8V供電，綠色、藍色LED采用3.8V供電。這樣可使LED供電電壓降低1-2V，能耗減少20%以上，熱量減少20%以上，整屏熱量降低既能減少對周邊環(huán)境溫度的影響，同時(shí)還可以延長(cháng)產(chǎn)品中電子元器件的使用壽命。

　　共陰/低電壓供電技術(shù)在保證產(chǎn)品滿(mǎn)足正常工作需要的同時(shí)，節能效果顯著(zhù)，此外，節能電路設計中還可以通過(guò)簡(jiǎn)化線(xiàn)路板排布，避免使用高發(fā)熱、高阻抗等大功耗電子元器件，選用具有低驅動(dòng)電壓的電路和元器件替代的方式，以達到降低能耗、減少熱量、降低輻射的目的。

　　常規方案 共陰方案

　　共陰/低電壓供電要求LED采用共陰封裝或者紅綠藍獨立封裝，電源需要有雙電壓輸出進(jìn)行供電，同時(shí)電路要滿(mǎn)足雙電壓的驅動(dòng)設計，目前在成本上遠高于原來(lái)的共陽(yáng)方案，隨著(zhù)節能環(huán)保理念的普及和產(chǎn)品技術(shù)的不斷革新，相信共陰方案的應用會(huì )越來(lái)越多。

　　艾比森采用共陰技術(shù)的戶(hù)外P4產(chǎn)品

　　2.選用高效率電源

　　LED顯示屏需要開(kāi)關(guān)電源把交流電轉換為直流電給模組供電，開(kāi)關(guān)電源相當于小型的“變壓器”，采用有功率因數校正(功率因數0.95以上)且高轉換效率的無(wú)風(fēng)扇電源(轉換效率85%以上)，可以大大提高電能的有效利用率，進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)電源的能量轉換效率，高效的電源應用及合理的供電設計使產(chǎn)品總體產(chǎn)生的熱量大大降低，同時(shí)也降低了能耗。

　　3.選用高光效的LED

　　全彩LED顯示屏的像素點(diǎn)由紅綠藍三基色的LED組成，在達到整屏亮度要求的情況下，選用發(fā)光效率高、發(fā)光強度值大的LED器件，可以有效降低每一顆LED的工作電流，從而大大降低顯示屏工作的能耗，達到節能的效果。同時(shí)，LED低電流工作也可以很好地減小顯示屏的光衰，延長(cháng)使用壽命。

　　4.全方位的散熱設計

　　在產(chǎn)品設計散熱時(shí)，需要對各電子元器件的排列、導熱材料的選擇、產(chǎn)品結構的組成進(jìn)行優(yōu)良的散熱設計，在PCB上放置發(fā)熱元器件時(shí)充分考慮熱量的均勻分布，避免將發(fā)熱大的元器件聚集在PCB的某個(gè)局部?？茖W(xué)地設計整體電路方案，減少內部線(xiàn)路耗電量。另外，產(chǎn)品整體采用自然散熱，無(wú)風(fēng)扇設計，進(jìn)而減少了散熱風(fēng)扇帶來(lái)的能耗。這樣，產(chǎn)品在實(shí)現最大程度節能的同時(shí)，也保證了穩定、優(yōu)異的顯示效果。

　　為積極響應碳達峰碳中和的號召，踐行綠色環(huán)保理念，促進(jìn)新一代節能顯示產(chǎn)品的發(fā)展，艾比森作為L(cháng)ED顯示屏行業(yè)的主導者之一，憑借先進(jìn)的節能技術(shù)，不斷推出新型的LED顯示屏節能產(chǎn)品，部分產(chǎn)品功耗比市面上同類(lèi)產(chǎn)品節能50%以上，引領(lǐng)行業(yè)開(kāi)創(chuàng )節能新篇章。

　　艾比森產(chǎn)品節能認證證書(shū)

　　三、安全環(huán)保

　　數百甚至上千平米的大規模使用是LED顯示屏的常態(tài)，其綜合功率動(dòng)輒數十甚至上百千瓦，如此大面積、大功率的設備，其在使用中涉及的安全要求尤其重要。LED顯示屏需要具有可靠的安全保障，滿(mǎn)足GB4943.1-2011信息技術(shù)設備安全的要求，符合CCC、CE、UL、FCC、ETL等國內國際相關(guān)安全標準。

　　以下是部分安規要求：

　　防火：主要的關(guān)鍵原材料防火等級達到美國UL94-V0。

　　交流耐壓：斷開(kāi)電流≤100mA。

　　泄漏電流：漏電流≤3.5mA。

　　接地電阻：電阻≤0.1Ω。

　　絕緣電阻：電阻>10MΩ。

　　接地電阻測試 漏電流測試

　　艾比森產(chǎn)品安規測試報告

　　四、健康環(huán)保

　　LED顯示屏產(chǎn)品不但質(zhì)量要符合標準，而且在生產(chǎn)、使用、消費及處理過(guò)程中也要符合環(huán)保要求，對生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康均無(wú)損害。

　　當今社會(huì )，人們對自身健康越來(lái)越重視，各國對環(huán)境也提出了更高要求。從自身工作的環(huán)境來(lái)講，LED顯示屏應用在戶(hù)內外的各種場(chǎng)景，是一款對各類(lèi)人群及環(huán)境影響較大的產(chǎn)品。因此，LED顯示屏除了要保證使用的安全性，還需要做到防藍光和防輻射危害。

　　1.防藍光危害

　　人眼能感知的電磁光譜可見(jiàn)光為380-780nm的波段，該波段的主要顏色有紫色、靛藍色、藍色、綠色、黃色、橙色和紅色。藍光又稱(chēng)高能量可見(jiàn)(HEV)光，是波長(cháng)最短、產(chǎn)生能量最多的可見(jiàn)光(380-500nm)。 所謂藍光危害，是指當藍光輻亮度達到標準規定時(shí)，會(huì )在較短的時(shí)間或瞬間對人眼造成的傷害。不同波長(cháng)的藍光對于人眼的危害效應是不同的，435nm-440nm之間的藍光對眼睛的危害效應最大，該效應隨著(zhù)波長(cháng)的增加而逐漸減小。

　　LED顯示產(chǎn)品要滿(mǎn)足光生物安全性(IEC62471/ICETR62778、GB/T 20145-2006)，才能有效保護觀(guān)看者的眼睛。

　　艾比森產(chǎn)品光生物安全性測試報告

　　2.防輻射危害

　　電磁兼容性EMC是指設備或系統在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受電磁騷擾的能力;它包含兩個(gè)方面要求，一方面要求產(chǎn)品在正常運行過(guò)程中對所在環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾不能超過(guò)一定限值(電磁輻射EMI)，另一方面要求產(chǎn)品對所在環(huán)境中存在電磁干擾具有一定程度抗擾度(電磁抗擾度EMS)，電磁兼容性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標之一。

　　EMC測試目的是檢測電器產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁輻射對人體、公共場(chǎng)所電網(wǎng)以及其他正常工作之電器產(chǎn)品的影響。產(chǎn)品需滿(mǎn)足GB/9254-2008、GB/T17618-2012、EN55032/35、 FCC(Part15 Subpart B)等國內國際電磁兼容標準，工業(yè)級達到Class A標準，民用級達到Class B標準。通過(guò)EMC測試符合標準的產(chǎn)品，可以防止對人體的輻射危害，保證人體健康。

　　艾比森產(chǎn)品EMC ClassB證書(shū)

　　在綠色健康認證方面，中國電子技術(shù)標準化研究院出臺了《LED顯示屏綠色健康分級認證技術(shù)規范》，獲得綠色健康分級認證的LED顯示屏，不但能很好地體現產(chǎn)品自身的性能，而且還兼顧了觀(guān)看人群健康及環(huán)境影響的因素，有效保證觀(guān)看人群及環(huán)境的安全，對促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展具有積極意義。

　　艾比森產(chǎn)品綠色健康分級認證證書(shū)

　　五、無(wú)噪聲環(huán)保

　　環(huán)境噪聲污染是指所產(chǎn)生的噪聲超過(guò)規定的排放標準，并干擾他人正常生活、工作和學(xué)習的現象。在現行的法規中，對生活環(huán)境噪聲排放源邊界噪聲排放有限值劃分，規定按二類(lèi)標準即居住的城區，晝間噪聲小于60分貝，夜間噪聲小于50分貝。

　　為了減少噪聲，產(chǎn)品需要采用節能設計，使熱量減少，減輕散熱負擔，并采用無(wú)風(fēng)扇靜音設計，這樣產(chǎn)品的工作噪聲聲壓可以控制在10dDB以下，不會(huì )給周邊環(huán)境帶來(lái)噪聲影響。

　　艾比森產(chǎn)品工作噪聲聲壓測試報告

　　六、無(wú)光污染環(huán)保

　　光污染是指燥光對環(huán)境所產(chǎn)生的污染，包括一些可能對人的視覺(jué)環(huán)境和身體健康產(chǎn)生不良影響的事物。LED顯示屏已經(jīng)廣泛應用于各類(lèi)城市空間，屏體的光線(xiàn)如果處理不好對居民生活也會(huì )造成一定的影響。

　　針對光污染問(wèn)題，北京、上海、南京等城市陸續出臺了相關(guān)法律法規，如北京市在《戶(hù)外電子顯示屏設置規范》中規定：在商業(yè)區及其周邊設置的戶(hù)外電子顯示屏，夜間亮度值應小于等于1000cd/m 2;在其他地區設置的戶(hù)外電子顯示屏，夜間亮度值應小于等于400cd/m2;戶(hù)外電子顯示屏應具備按照日照強度變化調節顯示亮度的功能。

　　目前，行業(yè)內主要通過(guò)以下幾種方法來(lái)解決光污染問(wèn)題。

　　亮度自動(dòng)調節技術(shù)

　　針對戶(hù)外顯示屏的應用特點(diǎn)，可以通過(guò)亮度采集系統，即時(shí)采集外界環(huán)境亮度，并且通過(guò)接收到的環(huán)境亮度數據，自動(dòng)調節顯示屏的畫(huà)面亮度，使之與環(huán)境的亮度匹配，以防因屏幕過(guò)亮影響周邊生活環(huán)境。

　　亮度手動(dòng)和自動(dòng)調節

　　高灰度矯正技術(shù)

　　常規LED顯示屏采用12bit的色彩灰度處理，這樣在一些低灰度和色彩過(guò)度處，顏色顯示就會(huì )很生硬，影響觀(guān)看體驗。而采用16bit的色彩高灰度處理技術(shù)，可以極大地改善顯示色彩在過(guò)度上的跳變和硬度，使人們在觀(guān)看時(shí)感覺(jué)色彩柔和，畫(huà)面過(guò)度平滑，避免產(chǎn)生不舒適感。

　　低灰階畫(huà)面過(guò)渡不平滑 高灰階畫(huà)面過(guò)渡平滑細膩

　　發(fā)光面霧面處理技術(shù)

　　LED是單向點(diǎn)發(fā)光，如果沒(méi)有做相應的處理可能會(huì )出現眩光。采用霧面處理技術(shù)，可以將LED的發(fā)光由點(diǎn)擴大至面，再結合面罩的紋路設計增強光線(xiàn)漫反射，使人們不再感覺(jué)光線(xiàn)是由一個(gè)點(diǎn)射出，而是感覺(jué)整個(gè)LED都是一個(gè)發(fā)光體，光線(xiàn)均勻柔和，從而有效解決LED眩光、剌眼等光污染問(wèn)題。

　　點(diǎn)發(fā)光LED示意圖 面發(fā)光LED示意圖

　　七、企業(yè)社會(huì )責任

　　企業(yè)在經(jīng)營(yíng)創(chuàng )造價(jià)值的同時(shí)，還要承擔相應的社會(huì )責任，并且獲得相關(guān)的體系認證，如ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、ISO 45001:2018職業(yè)健康安全管理體系、IECQ QC080000有害物質(zhì)過(guò)程管理體系。

　　艾比森IECQ有害物質(zhì)過(guò)程管理體系認證證書(shū)

　　此外，企業(yè)還需重視社會(huì )責任建設，注重勞工權益的保護，樹(shù)立以人為本的科學(xué)發(fā)展觀(guān)，促進(jìn)企業(yè)和社會(huì )的和諧發(fā)展。在產(chǎn)品及生產(chǎn)過(guò)程都要符合社會(huì )和環(huán)境的要求，并按照社會(huì )責任標準，通過(guò)現場(chǎng)檢查、文件審閱、管理層訪(fǎng)談、員工訪(fǎng)談和網(wǎng)絡(luò )檢索等進(jìn)行社會(huì )責任(CSR)自檢。其中包括 “管理體系”、“商業(yè)道德”、“環(huán)境保護”、“化學(xué)品安全”、“工時(shí)工資”等。

　　2018年，艾比森對外發(fā)布了《企業(yè)社會(huì )責任白皮書(shū)》，全面地展示了艾比森在經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)境方面履行的職責及產(chǎn)生的影響，展現出行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的使命和擔當。

　　艾比森《企業(yè)社會(huì )責任白皮書(shū)》

　　綠色環(huán)保是當今的時(shí)代主題，LED顯示屏企業(yè)在響應國家綠色環(huán)保號召的同時(shí)，需要積極踐行企業(yè)社會(huì )責任，為可持續發(fā)展做出應有的貢獻。