陽光下可視技術

強光下螢幕顯示不清的問題

 戶外強光或陽光直射環境下

一般普通的TFT顯示螢幕亮度比較低(通常約是200~450 cd/m²)在室內已足夠達到資訊上的顯示需求,而在戶外環境操作時,太陽的光線遠比室內光要強的多,你會發現在陽光下的螢幕如果保持和室內一樣的亮度,就會產生顯示不清楚的情況,這是因為當周圍環境光線過於明亮,或是在強烈陽光直射下,光的反射使影像對比降低、色差變小,因此不易看清螢幕畫面

⋄ 室內:基本的室內使用TFT, LCD 其背光亮度約為200 - 300(cd/m²)

⋄ 戶外:在戶外環境下,顯示器的被光亮度大約500 - 1500(cd/m²)

 

什麼是陽光下可視(讀)技術?

為了增強顯示器螢幕在強光下的可讀性,一般市場上有幾個常見的技術:提供高亮度背光源、使用半透型的TFT液晶、進行光學貼合與表面處理

高亮度顯示模組|High Brightness TFT LCD Module

增強螢幕可視性的最簡單方法是提高亮度,主要是利用增加TFT LCD顯示器的LED背光亮度,達到陽下可讀的效果,市場上常見的高亮度模組產品亮度約:800~1000 (cd/m2),也有部分會將亮度1,000(cd/m2)以上的定義為超高亮度顯示器。透過提升亮度的方式在設計上是不錯的產品應用選擇,利用現有的背光加強亮度,在產品的外觀尺寸及模治具的修改上相對影響較小,能節省不必要的開發成本,因此,高亮度解決方案也是較常見的技術應用之一。

半透型液晶|Transflective TFT LCD

亦可稱半穿透半反射液晶,此種顯示技術是一種同時利用背光模組的穿透光,以及環境光源的反射光,使液晶顯示器可在強烈環境光下仍具有可視性的效果,即使背光模組電源關閉時,仍可藉由環境光反射顯示資訊,達到節省面板耗電量,延長使用時間。

⋄ 全透 vs. 半透 vs. 反射(說明圖)

 

光學貼合|Optical Bonding

為了減少LCD顯示器和觸控螢幕之間的空氣反射率,使用固態片狀膠材(OCA)、液態光學膠(LOCA), 或稱之為水膠 (OCR)來填充間隙,此過程稱為光學貼合,這有助於減少顯示面板和玻璃之間的反光,能讓螢幕看起來更加通透,同時增強螢幕的顯示效果。除了增強光學穿透及減低反射外,光學貼合還具有多種效果,例如增加衝擊承受能力及防止水氣形成等,為滿足更廣泛的應用需求,貼合觸控面板和 LCD 有許多不同的材料和製程,大致上光學貼合技術有以下幾個優勢:

• 提升耐用度:普通的貼合技術一般是使用框貼*,只要有空氣產生即會影響玻璃的耐用性,而光學全貼合技術可以阻絕空氣層。 

*框貼(Air Bonding),也就是口字膠貼合,是將觸控玻璃與LCD面板的四邊以膠帶作黏合,這種方式使得玻璃和面板和之間會產生空氣層。

• 防潮防塵:光學貼合技術使得玻璃和LCD面板間沒有空氣,所以灰塵和水氣不會穿透玻璃在其內側表面上凝結,達到防潮與防塵的效果。

• 提高對比度:透過降低在觸控玻璃和LCD面板之間的介質折射,有助於提高對比度並減少視差。

• 觸控精準度:光學全貼合沒有了空氣層,也排除了視差問題,就能達到更精準的觸控體驗。

表面處理 |Surface Treatment

除了調整LCD的內部結構外,還可以使用表面處理使設備更易於陽光照射。最常見的是抗反射(Anti-Reflective,AR)和防眩光(Anti-Glare,AG)表面處理。

• AG(Anti-Glare Coating)防眩光鍍膜:在玻璃上鍍一層防眩膜,利用表面均勻霧化的方式,使反射光達到散射的效果,降低被加工表面的反射光,減少光線對目視的干擾,相對的,霧化的效果也會使螢幕顏色變得不夠銳利。

• AR(Anti-Reflection Coating)抗反射鍍膜:抗反射膜是一種表面光學鍍層,透過減少光的反射率,增加玻璃的透過(光)率,改善玻璃或透明基板的透光度。

億力的陽光下可視技術

 符合工控顯示規格

⋄ 高亮度背光與熱設計

億力光電提供陽光下可視的高亮度工控顯示器,調整了背光亮度的設計,不僅能提高 TFT 顯示器的亮度,更進一步延長顯示器的壽命,可滿足一些戶外應用終端陽光下可讀需求, 目前可提供的尺寸有3.5吋、4.3吋、5.0吋、5.7吋、7.0吋、8.0吋、10.1吋、15.0吋等,每種尺寸皆可搭配RTP電阻式觸控面板或搭配CTP電容式觸控面板等選配規格,且能依照客戶需求調整亮度,最高亮度可達1,800(cd/m2)。


☛ 前往Sunlight Readable TFT 系列模組

☛ 前往了解有效對比度(ECR)

⋄ 工作溫度範圍:-20°C至70°C

搭配高亮度顯示器的工作溫度範圍為-20°C至70°C,符合工控的顯示規格,不必擔心極端的溫度環境下造成的影響。

⋄ 光學貼合與 (AG / AR)表面處理

我們提供光學貼合(Optical bonding)、AG和AR等表面處理技術,使顯示面板可以在不影響功耗的情況下提高顯示器的清晰度,延長顯示器的使用壽命,以下為億力模組產品使用AG/AR技術的顯示效果:

 

 彈性調光範圍

最佳顯示效果、減少顯示器耗能

⋄ 環境光源感測器 Ambient Light Sensor

高亮度顯示模組未必能提供最佳的顯示效果,因為高亮度的背光設計可能伴隨著耗能與過熱的問題產生,因此,億力提供TFT-LCD模組整合環境光源感測器的解決方案,讓模組產品能依據環境光源亮度變化,將螢幕調整成最舒適的亮度:在光源較弱的環境下,自動調低背光亮度;光源較強的環境下,自動調高背光亮度,減少顯示器的耗能。


☛ 前往Ambient Light Sensor 解決方案

TFT LCD模組顯示效果比較

⋄ 一般亮度 vs. 高亮度 vs. 模組+Ambient Light Sensor

 

Feature

一般亮度TFT 模組

高亮度TFT模組

高亮度TFT模組 + Ambient Light Sensor

Brightness (cd/m2)

亮度範圍:300 ~ 500(cd/m2)

已可符合一般室內環境下的顯示需求。

亮度範圍:800(cd/m2以上,最高可達1,800(cd/m2)

ECR(有效對比度)的定義,800(cd/m2以上,已可應付陽光下顯示的需求;當戶外環境光越強,相對TFT顯示模組亮度越高,其閱讀的效果越好。

Contrast

★★★

在室內環境光的條件下,TFT LCD顯示器呈現不錯的色度及對比。

★★

戶外應用時,因為背光亮度提高,相對地對比也會較差。

★★

依環境光源的變化自動調整顯示器的亮度,在戶外應用達到最佳的顯示對比。

Power Consumption

★★

可符合一般室內環境下的顯示需求。

亮度越高,背光源(通常指LED)的功耗相對也需提升,同時間也會產生熱能,進而影響TFT LCD顯示模組的產品壽命。

★★★

針對可見光的動態光範圍,做可適應性(Adaptability)的亮度調整,達到最有效的功率消耗控制。

Sunlight Readability

在戶外光線充足的情況下,閱讀相對比較吃力,需要外力來解決閱讀上的需求,例如:增加遮光罩、提升亮度等等。

★★

理想上亮度越高, 陽光下的「可讀性」會更好,但相對也會產生影響例如:色彩飽和度(HUE)、對比(CR)變差,一般而言,在電路上都會設計調整亮度的功能。

★★★

隨著環境光的變化可適應性(Adaptability)自動調整顯示器的亮度,在室內外皆能達到省電及最佳的顯示效果。

Recommend

• 符合室內顯示的需求

• 在室外時,建議增加遮光罩。

• 在室內時,可以增加ALS(Ambient Light Sensor)的設計,達到降低功耗與節能省電的效果

• 設計上可增加調光功能。

• 室內不建議長時間觀看。

• 建議應用在長時間在戶外的條件下使用。

• 搭配Cover Glass*一起設計,產品外觀上較美觀。

註* 不會因保護玻璃(CG, Cover Glass)的覆蓋而影響偵測的效果。

 

戶外顯示應用相關技術

顯示器長時間暴露在戶外多變的環境,可能經過日曬、雨淋、或是高低溫等極端氣候下使用,因此玻璃的厚度、顯示器耐固性與觸控穩定度等,是挑選戶外顯示器產品不可或缺的因素。戶外應用相關技術: 前往抗水觸控解決方案   前往寬溫顯示技術

 

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