【艾比森】百城千屏之LED显示屏的环保

　　深圳市艾比森光电股份有限公司 陈枕镇

　　摘要：2022年1月6日，工业和信息化部等六部门联合印发了《“百城千屏”活动实施指南》，于2021年10月至2023年6月开展“百城千屏”超高清视频落地推广活动。2021年10月26日，国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，对推进碳达峰工作作出总体部署。LED显示屏和人们的生活环境息息相关，如何确保超高清大屏的安全环保也就显得极其重要，那么LED显示屏如何做到环保呢?

　　关键词：LED显示屏 百城千屏 节能 环保 健康

　　2022年1月6日，工业和信息化部、中央宣传部、交通运输部、文化和旅游部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合部署，六部门联合印发了《“百城千屏”活动实施指南》，于2021年10月至2023年6月开展“百城千屏”超高清视频落地推广活动。“百城千屏”推广活动鼓励在城市重要地段建设超高清大屏，对超高清大屏的落地起到了积极的推动作用。当前，LED显示屏的应用已十分广泛，和人们的生活环境息息相关，如何确保超高清大屏的安全环保也就显得尤为重要。

　　2021年10月26日，国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，围绕贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和的重大战略决策，按照《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》要求，聚焦2030年前碳达峰目标，对推进碳达峰工作作出总体部署，提出了构建绿色低碳循环发展经济体系、提升能源利用效率、提高非化石能源消费比重、降低二氧化碳排放水平、提升生态系统碳汇能力等五个方面主要目标。

　　“双碳”目标给企业带来了诸多的机遇与挑战，对LED显示屏企业来说，尤其在环保方面提出了更高的要求。那么LED显示屏如何做到环保呢?主要可以从以下几个方面着手。

　　一、材料环保

　　LED显示屏制造厂商需要积极倡导绿色、低碳、节能、环保的生产理念，恪守可持续发展的企业宗旨，在产品原材料器件上选择环保材料来制作LED显示屏，才能确保过硬的安全、节能、环保基础，并且经过科学环保的生产工艺，以达到少耗材、更环保的目标。同时，生产的产品需达到满足RoHS2.0(2011/65/EU)新指令的要求，且铅含量小于0.1%。

　　在废弃物循环和回收方面，企业生产的产品还要符合WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment)报废的电子电气设备指令认证，符合管理废弃电气和电气设备的收集、再利用、再循环和回收的标准。例如LED显示屏所采用的发光主体LED是由无毒的材料制作而成，不像荧光灯含有水银会造成污染，而且还能回收再利用。

　　说明：RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准,该标准主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。RoHS标准限值了10种有害物质对人体的危害，其中RoHS规定铅的含量不能超过0.1%。

　　RoHS限值的十项有害物质

　　以下为艾比森某产品WEEE测试的结果，物料Reuse/Recycling回收可利用率比标准高出25%，Recovery恢复率比标准高出22%。

　　产品材料测试结果 产品各材料分解分析

　　艾比森产品WEEE测试报告

　　二、节能环保

　　LED发光二极管本身具有绿色节能的特点，LED显示屏由众多LED排列组成，每平米的最大功耗达到500W左右，对小到几平米、大到上千平米的LED显示屏来说，如何实现节能环保是一个重要的课题。目前主要通过以下几项技术，达到节能的效果。

　　1. 共阴/低电压供电技术

　　全彩LED红绿蓝的正向电压VF值中，红色约为1.8-2.2V，绿色、蓝色约为2.8-3.2V，传统LED显示屏因条件限制没能从节能的角度出发，对于红绿蓝 LED统一采用5V电压的供电方式，对红色LED来说供电电压过剩尤为明显，导致能耗浪费。

　　共阴/低电压供电技术采用专业的高端节能驱动芯片结合共阴控制电路的特定设计，实现红绿蓝三基色LED的独立供电，例如红色LED采用2.8V供电，绿色、蓝色LED采用3.8V供电。这样可使LED供电电压降低1-2V，能耗减少20%以上，热量减少20%以上，整屏热量降低既能减少对周边环境温度的影响，同时还可以延长产品中电子元器件的使用寿命。

　　共阴/低电压供电技术在保证产品满足正常工作需要的同时，节能效果显著，此外，节能电路设计中还可以通过简化线路板排布，避免使用高发热、高阻抗等大功耗电子元器件，选用具有低驱动电压的电路和元器件替代的方式，以达到降低能耗、减少热量、降低辐射的目的。

　　常规方案 共阴方案

　　共阴/低电压供电要求LED采用共阴封装或者红绿蓝独立封装，电源需要有双电压输出进行供电，同时电路要满足双电压的驱动设计，目前在成本上远高于原来的共阳方案，随着节能环保理念的普及和产品技术的不断革新，相信共阴方案的应用会越来越多。

　　艾比森采用共阴技术的户外P4产品

　　2.选用高效率电源

　　LED显示屏需要开关电源把交流电转换为直流电给模组供电，开关电源相当于小型的“变压器”，采用有功率因数校正(功率因数0.95以上)且高转换效率的无风扇电源(转换效率85%以上)，可以大大提高电能的有效利用率，进一步提高开关电源的能量转换效率，高效的电源应用及合理的供电设计使产品总体产生的热量大大降低，同时也降低了能耗。

　　3.选用高光效的LED

　　全彩LED显示屏的像素点由红绿蓝三基色的LED组成，在达到整屏亮度要求的情况下，选用发光效率高、发光强度值大的LED器件，可以有效降低每一颗LED的工作电流，从而大大降低显示屏工作的能耗，达到节能的效果。同时，LED低电流工作也可以很好地减小显示屏的光衰，延长使用寿命。

　　4.全方位的散热设计

　　在产品设计散热时，需要对各电子元器件的排列、导热材料的选择、产品结构的组成进行优良的散热设计，在PCB上放置发热元器件时充分考虑热量的均匀分布，避免将发热大的元器件聚集在PCB的某个局部。科学地设计整体电路方案，减少内部线路耗电量。另外，产品整体采用自然散热，无风扇设计，进而减少了散热风扇带来的能耗。这样，产品在实现最大程度节能的同时，也保证了稳定、优异的显示效果。

　　为积极响应碳达峰碳中和的号召，践行绿色环保理念，促进新一代节能显示产品的发展，艾比森作为LED显示屏行业的主导者之一，凭借先进的节能技术，不断推出新型的LED显示屏节能产品，部分产品功耗比市面上同类产品节能50%以上，引领行业开创节能新篇章。

　　艾比森产品节能认证证书

　　三、安全环保

　　数百甚至上千平米的大规模使用是LED显示屏的常态，其综合功率动辄数十甚至上百千瓦，如此大面积、大功率的设备，其在使用中涉及的安全要求尤其重要。LED显示屏需要具有可靠的安全保障，满足GB4943.1-2011信息技术设备安全的要求，符合CCC、CE、UL、FCC、ETL等国内国际相关安全标准。

　　以下是部分安规要求：

　　防火：主要的关键原材料防火等级达到美国UL94-V0。

　　交流耐压：断开电流≤100mA。

　　泄漏电流：漏电流≤3.5mA。

　　接地电阻：电阻≤0.1Ω。

　　绝缘电阻：电阻>10MΩ。

　　接地电阻测试 漏电流测试

　　艾比森产品安规测试报告

　　四、健康环保

　　LED显示屏产品不但质量要符合标准，而且在生产、使用、消费及处理过程中也要符合环保要求，对生态环境和人类健康均无损害。

　　当今社会，人们对自身健康越来越重视，各国对环境也提出了更高要求。从自身工作的环境来讲，LED显示屏应用在户内外的各种场景，是一款对各类人群及环境影响较大的产品。因此，LED显示屏除了要保证使用的安全性，还需要做到防蓝光和防辐射危害。

　　1.防蓝光危害

　　人眼能感知的电磁光谱可见光为380-780nm的波段，该波段的主要颜色有紫色、靛蓝色、蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。蓝光又称高能量可见(HEV)光，是波长最短、产生能量最多的可见光(380-500nm)。 所谓蓝光危害，是指当蓝光辐亮度达到标准规定时，会在较短的时间或瞬间对人眼造成的伤害。不同波长的蓝光对于人眼的危害效应是不同的，435nm-440nm之间的蓝光对眼睛的危害效应最大，该效应随着波长的增加而逐渐减小。

　　LED显示产品要满足光生物安全性(IEC62471/ICETR62778、GB/T 20145-2006)，才能有效保护观看者的眼睛。

　　艾比森产品光生物安全性测试报告

　　2.防辐射危害

　　电磁兼容性EMC是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受电磁骚扰的能力;它包含两个方面要求，一方面要求产品在正常运行过程中对所在环境产生电磁干扰不能超过一定限值(电磁辐射EMI)，另一方面要求产品对所在环境中存在电磁干扰具有一定程度抗扰度(电磁抗扰度EMS)，电磁兼容性是衡量产品质量最重要的指标之一。

　　EMC测试目的是检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共场所电网以及其他正常工作之电器产品的影响。产品需满足GB/9254-2008、GB/T17618-2012、EN55032/35、 FCC(Part15 Subpart B)等国内国际电磁兼容标准，工业级达到Class A标准，民用级达到Class B标准。通过EMC测试符合标准的产品，可以防止对人体的辐射危害，保证人体健康。

　　艾比森产品EMC ClassB证书

　　在绿色健康认证方面，中国电子技术标准化研究院出台了《LED显示屏绿色健康分级认证技术规范》，获得绿色健康分级认证的LED显示屏，不但能很好地体现产品自身的性能，而且还兼顾了观看人群健康及环境影响的因素，有效保证观看人群及环境的安全，对促进行业健康发展具有积极意义。

　　艾比森产品绿色健康分级认证证书

　　五、无噪声环保

　　环境噪声污染是指所产生的噪声超过规定的排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。在现行的法规中，对生活环境噪声排放源边界噪声排放有限值划分，规定按二类标准即居住的城区，昼间噪声小于60分贝，夜间噪声小于50分贝。

　　为了减少噪声，产品需要采用节能设计，使热量减少，减轻散热负担，并采用无风扇静音设计，这样产品的工作噪声声压可以控制在10dDB以下，不会给周边环境带来噪声影响。

　　艾比森产品工作噪声声压测试报告

　　六、无光污染环保

　　光污染是指燥光对环境所产生的污染，包括一些可能对人的视觉环境和身体健康产生不良影响的事物。LED显示屏已经广泛应用于各类城市空间，屏体的光线如果处理不好对居民生活也会造成一定的影响。

　　针对光污染问题，北京、上海、南京等城市陆续出台了相关法律法规，如北京市在《户外电子显示屏设置规范》中规定：在商业区及其周边设置的户外电子显示屏，夜间亮度值应小于等于1000cd/m 2;在其他地区设置的户外电子显示屏，夜间亮度值应小于等于400cd/m2;户外电子显示屏应具备按照日照强度变化调节显示亮度的功能。

　　目前，行业内主要通过以下几种方法来解决光污染问题。

　　亮度自动调节技术

　　针对户外显示屏的应用特点，可以通过亮度采集系统，即时采集外界环境亮度，并且通过接收到的环境亮度数据，自动调节显示屏的画面亮度，使之与环境的亮度匹配，以防因屏幕过亮影响周边生活环境。

　　亮度手动和自动调节

　　高灰度矫正技术

　　常规LED显示屏采用12bit的色彩灰度处理，这样在一些低灰度和色彩过度处，颜色显示就会很生硬，影响观看体验。而采用16bit的色彩高灰度处理技术，可以极大地改善显示色彩在过度上的跳变和硬度，使人们在观看时感觉色彩柔和，画面过度平滑，避免产生不舒适感。

　　低灰阶画面过渡不平滑 高灰阶画面过渡平滑细腻

　　发光面雾面处理技术

　　LED是单向点发光，如果没有做相应的处理可能会出现眩光。采用雾面处理技术，可以将LED的发光由点扩大至面，再结合面罩的纹路设计增强光线漫反射，使人们不再感觉光线是由一个点射出，而是感觉整个LED都是一个发光体，光线均匀柔和，从而有效解决LED眩光、剌眼等光污染问题。

　　点发光LED示意图 面发光LED示意图

　　七、企业社会责任

　　企业在经营创造价值的同时，还要承担相应的社会责任，并且获得相关的体系认证，如ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、ISO 45001:2018职业健康安全管理体系、IECQ QC080000有害物质过程管理体系。

　　艾比森IECQ有害物质过程管理体系认证证书

　　此外，企业还需重视社会责任建设，注重劳工权益的保护，树立以人为本的科学发展观，促进企业和社会的和谐发展。在产品及生产过程都要符合社会和环境的要求，并按照社会责任标准，通过现场检查、文件审阅、管理层访谈、员工访谈和网络检索等进行社会责任(CSR)自检。其中包括 “管理体系”、“商业道德”、“环境保护”、“化学品安全”、“工时工资”等。

　　2018年，艾比森对外发布了《企业社会责任白皮书》，全面地展示了艾比森在经济、社会和环境方面履行的职责及产生的影响，展现出行业领军企业的使命和担当。

　　艾比森《企业社会责任白皮书》

　　绿色环保是当今的时代主题，LED显示屏企业在响应国家绿色环保号召的同时，需要积极践行企业社会责任，为可持续发展做出应有的贡献。