陽光下可視方案
一、光學(xué)綁定技術(shù)
TFT LCD是液晶顯示器的核心,LCD 面板前后面各有一層偏光片,特別是前偏光片暴露在外面,由于偏光片的制作工藝和材料特點,一般不耐磨,遇濕氣容易脫膠、變性失效,不能直接用于戶外顯示,戶外液晶顯示屏需要增加一塊保護(hù)鏡片或觸摸屏。普通屏幕用口型膠將蓋板與液晶屏粘接,中間將產(chǎn)生一個空氣層,這樣就從外至內(nèi)行成3個反射面,分別是觸摸屏表面、空氣與觸摸屏之間、空氣與觸摸屏,由內(nèi)至外形成兩個反射面,分別是液晶屏到空氣,空氣到觸摸屏背面。
陽光下反射原理
有外至內(nèi)的這3個反射面,每個反射面對外部的反射率都大致為4.2%,一共反射外部光就為12.6%,1260流明。
若屏幕表面亮度為1000流明,每個反射面損耗4.2%,由內(nèi)向外經(jīng)過的兩個反射面后,透到觸摸屏表面的亮度為916流明。
一般環(huán)境陽光亮度為10000nit (cd/m2),假設(shè)屏幕為正常亮度IPS屏, 亮度400nit,對比度1000;
環(huán)境光由外至內(nèi)的這3個反射面,每個反射面對外部的反射率都大致為4.2%,一共反射外部光就為12.6%,1260nit。
由于屏幕顯示的畫面的亮度低于反射光的亮度,反射光使白色更亮,淹沒了黑色和其他顏色,以至于屏幕在強光下可讀性很差。
屏幕亮度為400nit,每個反射面損耗4.2%,由內(nèi)向外經(jīng)過的兩個反射面后,透到觸摸屏表面的亮度為366nit。
顯示器強光環(huán)境下有效對比度ECR
=( 屏幕白場亮度+反射光亮度)/(屏幕黑場亮度+反射光亮度)
= 1+屏幕白場亮度/反射光亮度
= 1+366/1260
= 1.29
在強光下,屏幕的有效對比度銳減至1.29,而 ECR>5才能保持較好的陽光下可視性,所以屏幕一般在強光反射下基本上看不清楚顯示內(nèi)容。
而改善陽光下可視能力,從理論上說必須從以下以下方面入手:
降低反射光亮度即降低反射率;
降低保護(hù)鏡片或觸摸屏的表面反射率 (福瑞達(dá)顯示RAR/AG技術(shù))
降低空氣層與觸摸屏和顯示屏的反射率 (福瑞達(dá)顯示R光學(xué)綁定技術(shù))
提高屏幕的白場亮度;(福瑞達(dá)顯示R高亮顯示屏)
為了增加為了增加液晶屏在強光下的可讀性,福瑞達(dá)顯示在以下幾方面做了改進(jìn),大大增加了顯示器的顯示光學(xué)效果以及抗振動性能,實現(xiàn)了液晶顯示器在陽光下清晰可視,增強了在高端、戶外等領(lǐng)域液晶顯示器上的競爭力。
高對比度
利用光學(xué)邦定技術(shù),采用光學(xué)膠貼合,增加背光亮度的利用率,增加LCM的亮度,能有效的減少鏡面反射率,增加顯示屏的對比度。
為了降低兩個介質(zhì)之間界面的反射率, 可以采用插入一層過渡介質(zhì)的方式, 設(shè)該介質(zhì)層折射率為n, n0< n< n1, 則兩個界面上反射率之和低于原先單
一界面的反射率, 且當(dāng)n= (n0×n1)1/2 時整體反射率最低。
福瑞達(dá)顯示提出了光學(xué)綁定的方案,優(yōu)選折射率合理的光學(xué)膠材料,進(jìn)行顯示屏和觸摸屏的全平面貼合,可以將原來觸摸屏與顯示屏之間的反射率講到最低。采用光學(xué)膠的貼合技術(shù)減小了液晶顯示器的眩光(強反射光),同時增加增加了顯示屏的透光率,從而提高了有效對比度,特別是在強外界光下優(yōu)勢更加明顯。
反射率計算:折射率偏光片=1.47 蓋板玻璃=1.6 光學(xué)膠=1.53 |
備注:偏光片的偏光膜片機械性非常脆弱,兩側(cè)必須以三醋酸纖維素酯(TAC:Triacetyl Cellulose)作為保護(hù),TAC折射率為1.47~1.48,TAC材料可能會加入其他材料進(jìn)行表面特殊處理,折射率會有一定的變化。蓋板的材料一般選用玻璃(折射率1.5~1.9)、亞克力板(折射率1.5)、PC板(折射率1.6)或PET(折射率1.63)等。 |
||
觸摸屏內(nèi)面折射率 |
顯示屏偏光片面折射率 |
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框貼合 |
5.33% |
3.62% |
|
全貼合 |
0.05% |
0.04% |
福瑞達(dá)顯示AR 技術(shù)
為了解決蓋板玻璃與空氣層的強光反射,福瑞達(dá)顯示引入了表面AR技術(shù)。
一種方法為AR(Anti-reflective) 技術(shù):通過在玻璃外表面鍍一層或多層增透膜, 可以減少玻璃表面的反射光, 增透膜利用了薄層的光學(xué)干涉效應(yīng), 若薄層厚度恰好為光波長的1/4 (或1/4波長的奇數(shù)倍) , 那么基板反射光比薄層表面反射光正好多出半個波長, 它們相消干涉, 相互抵消, 兩個表面均無反射(對目標(biāo)波長而言) , 為實現(xiàn)在可見光寬帶減反射效果, 一般都采用多層增透膜光學(xué)匹配技術(shù)。
福瑞達(dá)顯示 AG 技術(shù)
另一種方法為AG (Anti- Glare)技術(shù):當(dāng)然也可以在玻璃表面進(jìn)行使反射光擴散的反眩光(Anti-Glare) 處理,其特點是使原玻璃反光表面變?yōu)閱」饴瓷浔砻妗?/p>
通過表面AR及AG技術(shù)的處理,可以將表面反射率從4%可以降低到0.5%
二、高亮度技術(shù)
用LED替代CCFL作為背光源燈條, 在LED背光技術(shù)的幫助下,不僅提高了LCD的亮度,還將會在色彩還原度、使用壽命方面獲得極大的提升;再加上光學(xué)薄膜:增亮偏光片,以及采用高透光的LCD面板都可以顯著提高液晶屏的亮度。
理論數(shù)據(jù)對比
常規(guī)顯示屏 |
福瑞達(dá)顯示陽光下可視顯示屏 |
技術(shù)點 |
|
蓋板表面反射率 |
4.20% |
0.50% |
AR/AG |
顯示屏表面反射率 |
8.40% |
0.09% |
光學(xué)綁定 |
亮度 nit |
400 |
1000 |
高亮度技術(shù) |
實際透過亮度 nit |
366.4 |
999.1 |
|
有效對比度 |
1.29 |
17.93 |
環(huán)境光亮度10000 nit |
有效對比度>5 才能保持較好的陽光下可視性
實際測量數(shù)據(jù)對比
效果對比