LCD-экраны: четкое изображение при ярком солнечном свете

Чтобы изображение на экране было разборчивым при свете солнца, он должен быть достаточно ярким и иметь низкий коэффициент отражения.

Важно даже то, как он отражает свет.

"Анти-отражающий лучше, чем анти-бликовый", заявил Мартин Уайтхед, директор технологической службы Display Solutions сайта Electronics Weekly. "Матовый экран является антибликовым, поскольку он излучает свет наружу - таким образом вся поверхность остается светлой. А при анти-отражении вы получаете отражающий эффект как с зеркалом, но слишком тусклое - вы не разглядите тот фрагмент экрана, куда попадает круг отраженного солнца, но круг достаточно маленький и остальная часть экрана будет видна."

Иногда способность к отражению может стать преимуществом, но только, если те части экрана, которые предполагаются быть яркими, более отражающие, чем темные части - что приводит к "прозрачно-отражающей оптимизации".

"Прозрачно-отражающая оптимизация увеличивает видимую яркость задней подсветки за счет отражения от 0,5 до 1% светового потока, возвращенного обратно через LCD-кристаллы", утверждает Уайтхед. При яркости дневного света в 50,000 нит (нит = кд/м2) 500 нит задней подсветки превратится в 500 нит плюс 250-500 нит.

Под 'превратиться', как отмечает Уайтхед, подразумевается 'будет столь же ярким': "Глаз более чем в 1000 раз более чувствителен к контрасту, чем к яркости."

Степень отражения может быть снижена уменьшением числа стыков воздух-стекло и воздух-пластик между самими пикселями и наблюдателем.

Одна из техник, используемая для этой цели, называется 'оптическая связь' - при этом воздушные щели между экраном и передним стеклом или тачскрином заполняются полностью прозрачной жидкостью.

"Для того, чтобы изображение на цветном экране было разборчивым при солнечном свете, коэффициент внешнего контраста должен быть как минимум 7:1", говорит Уайтхед. "Сочетание оптической связи с анти-отражающим покрытием снижает обычную для LCD-экранов степень отражения с 14% до менее чем 1%. Что увеличивает коэффициент внешнего контраста с 1,2:1 до 14,5:1".

Часто в солнечные дни сложно разглядеть изображение на экранах уличных банкоматов, но это не приемлемо, говорит Уайтхед. При использовании LCD с повышенной яркостью и оптической связи, даже если тень от вашего тела закрывает часть экрана, вы все равно не сможете определить, где именно тень заканчивается.

Чтобы изображение было видно на экране даже при солнечном свете, яркость экрана должна быть около 1000 нит.

С читаемыми при солнечном свете экранами самой большой проблемой становится нагрев. Светодиоды же уменьшают нагрев от задней подсветки на 50%", заявляет Вайтхеад. "Также, поскольку подобные экраны используются при солнечном свете, они поглощают лучи из инфракрасного  и ультрафиолетового спектров, что увеличивает нагрев. Поэтому мы добавили ультрафиолетовые и инфракрасные светофильтры".

Если верить Уайтхеду, помимо уменьшения читаемости, при чрезмерном нагреве (около 55°C для многих LCD) экраны сильно темнеют. Картинка восстанавливается при охлаждении, но если процесс многократно повторить, может быть причинен физический ущерб. "Если вы хотите получить более широкий диапазон рабочих температур, вам придется менять структуру и использовать более дорогостоящие материалы, что заметно сказывается на цене конечного продукта", говорит Уайтхед.

Оптическая связь увеличивает контрастность, так что яркость может быть меньше", говорит Уайтхед. "А также она отводит тепло от LCD, поскольку температура воздуха обычно меньше 55°C, исключения составляют лишь места вроде Саудовской Аравии".

Снабжает Display Solution компания Litemax, которая предлагает как TN, так и PVA LCD из поликремния и аморфного кремния со светодиодной подсветкой.

Из стандартных предложений - к примеру, 32-дюймовая версия на 1000 нит, рассеивающая 50 Вт, и 52-дюймовая версия на 2000 нит, рассеивающая 110 Вт.

В версии на 2000 нит используется массив расположенных за панелью светодиодов, тогда как в версии на 1000 нит использовано боковое освещение через светопровод, которое обычно тоньше и дешевле.

Litemax также будет выпускать панели специальных размеров, говорит Вайтхеад: "46-дюймовый Full-HD LCD с разрешением 1920x1080. Разрешение 1920x512 часто используется для цифровых рекламных вывесок в местах с низкими потолками, вроде автобусов и поездов, или для отображения меню и рекламы в портретном режиме".

Для максимальной читаемости при солнечном свете, "мы возьмем стандартный экран, заменим поляроиды и отражатель, добавим заднюю подсветку с повышенной яркостью и оптическую связь", говорит Вайтхеад. "Мы способны предложить как все три метода, так и любой из них в отдельности. Использование всех трех методов вместе дает самые лучшие характеристики, и стоит дороже всего".