阳光下可视方案
一、光学绑定技术
TFT LCD是液晶显示器的核心,LCD 面板前后面各有一层偏光片,特别是前偏光片暴露在外面,由于偏光片的制作工艺和材料特点,一般不耐磨,遇湿气容易脱胶、变性失效,不能直接用于户外显示,户外液晶显示屏需要增加一块保护镜片或触摸屏。普通屏幕用口型胶将盖板与液晶屏粘接,中间将产生一个空气层,这样就从外至内行成3个反射面,分别是触摸屏表面、空气与触摸屏之间、空气与触摸屏,由内至外形成两个反射面,分别是液晶屏到空气,空气到触摸屏背面。
阳光下反射原理
有外至内的这3个反射面,每个反射面对外部的反射率都大致为4.2%,一共反射外部光就为12.6%,1260流明。
若屏幕表面亮度为1000流明,每个反射面损耗4.2%,由内向外经过的两个反射面后,透到触摸屏表面的亮度为916流明。
一般环境阳光亮度为10000nit (cd/m2),假设屏幕为正常亮度IPS屏, 亮度400nit,对比度1000;
环境光由外至内的这3个反射面,每个反射面对外部的反射率都大致为4.2%,一共反射外部光就为12.6%,1260nit。
由于屏幕显示的画面的亮度低于反射光的亮度,反射光使白色更亮,淹没了黑色和其他颜色,以至于屏幕在强光下可读性很差。
屏幕亮度为400nit,每个反射面损耗4.2%,由内向外经过的两个反射面后,透到触摸屏表面的亮度为366nit。
显示器强光环境下有效对比度ECR
=( 屏幕白场亮度+反射光亮度)/(屏幕黑场亮度+反射光亮度)
= 1+屏幕白场亮度/反射光亮度
= 1+366/1260
= 1.29
在强光下,屏幕的有效对比度锐减至1.29,而 ECR>5才能保持较好的阳光下可视性,所以屏幕一般在强光反射下基本上看不清楚显示内容。
而改善阳光下可视能力,从理论上说必须从以下以下方面入手:
降低反射光亮度即降低反射率;
降低保护镜片或触摸屏的表面反射率 (福瑞达显示RAR/AG技术)
降低空气层与触摸屏和显示屏的反射率 (福瑞达显示R光学绑定技术)
提高屏幕的白场亮度;(福瑞达显示R高亮显示屏)
为了增加为了增加液晶屏在强光下的可读性,福瑞达显示在以下几方面做了改进,大大增加了显示器的显示光学效果以及抗振动性能,实现了液晶显示器在阳光下清晰可视,增强了在高端、户外等领域液晶显示器上的竞争力。
高对比度
利用光学邦定技术,采用光学胶贴合,增加背光亮度的利用率,增加LCM的亮度,能有效的减少镜面反射率,增加显示屏的对比度。
为了降低两个介质之间界面的反射率, 可以采用插入一层过渡介质的方式, 设该介质层折射率为n, n0< n< n1, 则两个界面上反射率之和低于原先单
一界面的反射率, 且当n= (n0×n1)1/2 时整体反射率最低。
福瑞达显示提出了光学绑定的方案,优选折射率合理的光学胶材料,进行显示屏和触摸屏的全平面贴合,可以将原来触摸屏与显示屏之间的反射率讲到最低。采用光学胶的贴合技术减小了液晶显示器的眩光(强反射光),同时增加增加了显示屏的透光率,从而提高了有效对比度,特别是在强外界光下优势更加明显。
反射率计算:折射率偏光片=1.47 盖板玻璃=1.6 光学胶=1.53 |
备注:偏光片的偏光膜片机械性非常脆弱,两侧必须以三醋酸纤维素酯(TAC:Triacetyl Cellulose)作为保护,TAC折射率为1.47~1.48,TAC材料可能会加入其他材料进行表面特殊处理,折射率会有一定的变化。盖板的材料一般选用玻璃(折射率1.5~1.9)、亚克力板(折射率1.5)、PC板(折射率1.6)或PET(折射率1.63)等。 |
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触摸屏内面折射率 |
显示屏偏光片面折射率 |
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框贴合 |
5.33% |
3.62% |
|
全贴合 |
0.05% |
0.04% |
福瑞达显示AR 技术
为了解决盖板玻璃与空气层的强光反射,福瑞达显示引入了表面AR技术。
一种方法为AR(Anti-reflective) 技术:通过在玻璃外表面镀一层或多层增透膜, 可以减少玻璃表面的反射光, 增透膜利用了薄层的光学干涉效应, 若薄层厚度恰好为光波长的1/4 (或1/4波长的奇数倍) , 那么基板反射光比薄层表面反射光正好多出半个波长, 它们相消干涉, 相互抵消, 两个表面均无反射(对目标波长而言) , 为实现在可见光宽带减反射效果, 一般都采用多层增透膜光学匹配技术。
福瑞达显示 AG 技术
另一种方法为AG (Anti- Glare)技术:当然也可以在玻璃表面进行使反射光扩散的反眩光(Anti-Glare) 处理,其特点是使原玻璃反光表面变为哑光漫反射表面。
通过表面AR及AG技术的处理,可以将表面反射率从4%可以降低到0.5%
二、高亮度技术
用LED替代CCFL作为背光源灯条, 在LED背光技术的帮助下,不仅提高了LCD的亮度,还将会在色彩还原度、使用寿命方面获得极大的提升;再加上光学薄膜:增亮偏光片,以及采用高透光的LCD面板都可以显著提高液晶屏的亮度。
理论数据对比
常规显示屏 |
福瑞达显示阳光下可视显示屏 |
技术点 |
|
盖板表面反射率 |
4.20% |
0.50% |
AR/AG |
显示屏表面反射率 |
8.40% |
0.09% |
光学绑定 |
亮度 nit |
400 |
1000 |
高亮度技术 |
实际透过亮度 nit |
366.4 |
999.1 |
|
有效对比度 |
1.29 |
17.93 |
环境光亮度10000 nit |
有效对比度>5 才能保持较好的阳光下可视性
实际测量数据对比
效果对比