¿Cómo hacer una pantalla LCD TFT legible a la luz del sol?

Las pantallas TFT se utilizan cada vez más en aplicaciones al aire libre, como pantallas de automóviles, señalización digital y quioscos. La alta luz ambiental en entornos exteriores con frecuencia da como resultado una imagen descolorida, lo que hace que la pantalla sea ilegible. La legibilidad y durabilidad de las pantallas TFT bajo la luz solar directa son cada vez más importantes. Durante muchos años, Reshine Display ha estado desarrollando soluciones LCD legibles a la luz del sol. La compañía está bien versada en las complejidades de las pantallas LCD TFT legibles a la luz del sol. Antes de entrar en cómo hacer que una pantalla LCD sea legible a la luz del sol, definamos la visibilidad.

1. Establecer visibilidad

La visibilidad es la facilidad con la que un espectador puede detectar un objeto o, dicho de otra manera, la relación entre el contraste de luminancia y el umbral del ojo humano. Como resultado, cuanto mayor sea el contraste de un objeto, mejor será su visibilidad.

2. ¿Qué hace que las pantallas LCD sean visibles bajo la luz solar directa?

Para ser legible en un entorno exterior con luz ambiental muy brillante, el brillo de la pantalla LCD debe ser mayor que la intensidad de la luz reflejada por la superficie de la pantalla. Para ser visto cómodamente por los ojos humanos, el brillo de la pantalla LCD debe exceder su luz reflejada en al menos un factor de 2.5. Naturalmente, hay dos enfoques para hacer que una pantalla LCD sea legible a la luz del sol: aumentar el brillo o disminuir la reflectancia.

3. Aumente el brillo para que la pantalla LCD sea visible bajo la luz solar directa

3.1 Aumente la potencia de la luz de fondo LED

El brillo ambiental en un día despejado bajo la luz solar directa es de aproximadamente 6000 cd/m2. Una pantalla LCD TFT típica con pantalla táctil refleja aproximadamente el 14% de la luz ambiental o aproximadamente 840 cd/m2. La mayoría de las pantallas LCD hoy en día utilizan una retroiluminación LED como fuente de luz. No es difícil aumentar el brillo de una pantalla LCD a 800 1000 nits para superar la luz solar reflejada brillante. Como resultado, tiene una pantalla LCD TFT que se puede leer bajo la luz solar directa. Este método, sin embargo, requiere el uso de más LED de retroiluminación y / o una corriente de conducción más alta. El alto consumo de energía, el aumento de la disipación de calor, el aumento del tamaño del producto y una vida útil más corta de la retroiluminación LED son los inconvenientes. Aumentar la luz de fondo para que las pantallas LCD TFT sean visibles bajo la luz solar directa no es una buena solución. Haga clic aquí para ver la pantalla LCD TFT.

3.2 Utilice una pantalla LCD transflectiva.

Una pantalla LCD TFT reflectante tiene propiedades tanto transmisivas como reflectantes. Entre la pantalla LCD y la luz de fondo, se agrega una capa de espejo parcialmente reflectante. Esta modificación incorpora parte de la luz ambiental reflejada en la pantalla LCD. Una fuente de luz, por otro lado, aumenta el brillo de la pantalla TFT. Una pantalla LCD TFT transflectiva, por otro lado, es más cara que una de iluminación transmisiva. Al mismo tiempo, la capa de espejo parcialmente reflectante bloqueará parte de la luz de fondo, lo que la hará inadecuada para interiores o entornos con poca luz.

4. Reducir la reflectancia para mejorar la visibilidad de la luz solar Pantalla TFT

¿Qué hace que la luz se refleje? Cuando la luz que pasa a través de un medio transparente encuentra un límite con otro medio transparente, parte de la luz rebota en el borde. Podemos calcular la cantidad de luz reflejada usando la versión más básica de la ecuación de Fresnel.

R=[(n2-n1)/(n2+n1)]2 (n1 y n2 son los índices de refracción para el primer y segundo material)

La ecuación muestra claramente que cuanto mayor es la diferencia entre dos materiales, más luz se refleja. Se sabe que las pantallas LCD TFT con paneles táctiles tienen capas de estructura. La reflexión de la luz ocurre en una variedad de lugares.

La suma de la luz reflejada en cualquier interfaz donde se encuentran dos materiales es la reflectancia total en una pantalla LCD TFT con panel táctil. Por ejemplo, la diferencia en el índice de refracción entre el polarizador y el vidrio de la pantalla es muy pequeña, alrededor de 0,1. Como resultado, la luz reflejada en esta interfaz es solo del 0,1%. Como sugiere la ecuación de Fresnel, debemos concentrarnos en reducir las reflexiones en las interfaces aéreas. El índice de refracción del aire es uno, mientras que el del vidrio es 1,5. Como resultado, la reflectancia es del 4,5%. Como resultado, las tres interfaces aéreas contribuyen aproximadamente al 13% de la reflectancia de la pantalla LCD TFT.

4.1 Disminuir el reflejo de la superficie superior

Usar una película antirreflectante y antideslumbrante o aplicar un recubrimiento AR es la forma más rápida y fácil de reducir la reflectancia de la interfaz aire-vidrio. Una película externa con propiedades AR reduce la luz reflejada al mismo tiempo que proporciona beneficios adicionales.

La rotura de vidrios es un problema grave en la industria alimentaria. Este problema se resuelve fácilmente utilizando una pantalla LCD con una película externa. En términos de aplicaciones automotrices, en caso de accidente, una pantalla LCD rota con una película AR superior no producirá vidrios de bordes afilados que puedan dañar al ocupante del vehículo. No obstante, una película superior siempre reduce la dureza de la superficie de una pantalla LCD TFT. También es propenso a arañazos. El recubrimiento AR, por otro lado, conserva la dureza y el rendimiento táctil de la pantalla LCD. Sin embargo, es más caro.

La reflectancia de la capa superior de la pantalla LCD TFT se puede reducir en un 23% utilizando las mediciones anteriores.

4.2 Evite que la luz ambiental ingrese a la pantalla LCD

Colocar un polarizador lineal en la parte superior de la pantalla TFT es otra forma rápida y fácil de abordar la reflectancia. Solo pasa la mitad de la luz que llega al polarizador superior. Como resultado, la luz de reflexión se reduce a la mitad. Este es un método de muy bajo costo para aumentar el contraste de una pantalla LCD TFT, haciéndola más legible a la luz del sol. Nuevamente, cualquier película en la parte superior reducirá la dureza de la superficie de la pantalla LCD y un polarizador reducirá la transmisión. Esos no son muy buenos.

4.3 Bloque de luz reflejada

Un polarizador circular laminado en una pantalla LCD TFT eliminará una cantidad significativa de reflectancia. Porque la luz ambiental se polariza circularmente cuando pasa a través de un polarizador circular. La dirección de polarización cambia 180 grados cuando se refleja. Como resultado, nada pasa por los ojos del espectador cuando la luz reflejada regresa al polarizador circular.

Para una pantalla LCD con un panel táctil resistivo, este método es extremadamente efectivo. Ya sabemos que la pantalla LCD táctil resistiva tiene dos espacios de aire: uno entre dos capas ITO y otro entre el panel táctil y la pantalla LCD. El reflejo causado por los dos espacios de aire es extremadamente fuerte. Se utiliza un polarizador circular para bloquear la mayor parte de la luz reflejada, lo que hace que la pantalla LCD sea legible a la luz del sol.

El costo de tal solución es una desventaja. Debido a que necesitamos tanto un polarizador circular como una película retardadora en la parte superior de la pantalla LCD, debemos asegurarnos de que la luz del interior de la pantalla LCD no sea bloqueada por un polarizador circular externo.

4.4 Reflectancia reducida del espacio de aire

La causa principal de la mala legibilidad a la luz solar es la reflexión del espacio de aire. Esto se puede mejorar de dos maneras. Aplique películas AR a ambas interfaces internas del espacio de aire. Los complementos pueden reducir la reflexión en esta área del 8,5% al 2%. Y debido a que las películas AR no están expuestas a los elementos, son mucho menos costosas que las que se usan en el exterior. El mantenimiento del espacio de aire también garantiza la facilidad de servicio si es necesario reparar el panel táctil o una de las pantallas LCD.

El uso de la unión óptica para eliminar el espacio de aire es el método más efectivo. En términos sencillos, llenamos el espacio de aire con un adhesivo óptico especial para suavizar las diferencias de índice de refracción en el área. Como resultado, la reflectancia causada por los espacios de aire internos disminuye del 8,5% al 0,5%. La unión óptica es un método costoso pero efectivo para mejorar la legibilidad de la luz solar de TFT LCD. Mejora la durabilidad y la resistencia a los impactos. Además, sin espacio de aire significa que no hay condensación ni empañamiento.

5. Conclusión

Existen numerosos métodos para hacer que las pantallas LCD TFT sean legibles a la luz del sol. Todos tienen ventajas y desventajas. Topway tiene más de 20 años de experiencia en diseño y fabricación de LCD y sabe cómo crear la mejor pantalla LCD TFT legible a la luz del sol para entornos difíciles. Envíenos un mensaje y comenzaremos a desarrollar una pantalla LCD TFT legible a la luz del sol adecuada para su proyecto.