Hohe Anforderungen an Displays
Ablesbar unter allen Umständen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Technisches Vorgehen und mögliche Gegenmaßnahmen
Displayoberflächen lassen sich durch zusätzliche Schutzgläser (CG, Cover Glass) veredeln und optimieren. Diese Gläser werden mit geeigneten Klebetechniken (Bonding) mit dem Display verbunden. Dadurch können die geforderten Displayeigenschaften hinsichtlich Sonnenlichttauglichkeit realisiert und der Helligkeitsbereich der Umgebungsbeleuchtung, in dem ein Display noch lesbar ist, erweitert werden [3].
Neben Anti-Glare-Beschichtung (AG) kommen Techniken wie z. B. Antireflexionsbeschichtungen (AR), und High-Haze-Folien zum Einsatz, um den Helligkeitsbereich der Umgebungsbeleuchtung, in dem ein Display noch lesbar ist, zu erweitern [3]. Antireflexionsbeschichtungen (AR) vermindern die von der Displayoberfläche reflektierte Lichtmenge signifikant. Diese Technik trägt dazu bei, die Bildschärfe und den Kontrast auch bei hellem Licht zu erhalten. Anti-Glare-Beschichtungen (AG) sind eine weitere wirksame Gegenmaßnahme, um Reflexionen zu reduzieren. Sie werden auf die Displayoberfläche aufgebracht, um einfallendes Licht zu streuen und Blendung und Reflexionen weitgehend zu vermeiden. Durch die so geänderte Streuung des einfallenden Lichts werden die Sichtbarkeit und Lesbarkeit der angezeigten Inhalte, insbesondere in Umgebungen mit direkten Lichtquellen, verbessert. Welche Methode am besten verwendet werden sollte, hängt immer auch von der Applikation ab. Spezifische Expertise ist für die Konfiguration nötig, denn Anti-Glare-Oberflächen können beispielsweise bei einigen Displays zu störenden Glitzereffekten (Sparkling) führen, und AR-Beschichtungen sind abriebsempfindlicher, lassen sich schlechter reinigen und Fingerabdrücke sind deutlicher sichtbar.
Ein weiterer Ansatz sind reflektive oder transflektive Displays. Reflektive Displays zeigen Informationen an, indem sie das reflektierte Licht modulieren. Das Umgebungslicht wird durch eine reflektierende TFT-Backplane-Struktur zurückgespiegelt und trägt so dazu bei, die interne Lichtemission des Panels zu erhöhen, sobald auch die Umgebungsbeleuchtung erhöht wird.
Die Erhöhung der Helligkeit des Panels, wie es bei transmissiven Displays mit hoher Helligkeit für den Außenbereich der Fall ist, verbessert die Ablesbarkeit bei starker Umgebungslichteinwirkung enorm. High-Brightness ist DIE Stellgröße, die bei starken Umgebungsbedingungen zu einem guten Umgebungskontrast führt. Dabei ist allerdings zu beachten: Die verstärkte Hintergrundbeleuchtung führt zu einem erhöhten Stromverbrauch und ist möglicherweise mit Temperaturproblemen aufgrund der gestiegenen Wärmeabgabe verbunden.
Eine weitere interessante Optimierungsmöglichkeit ist das Local Dimming (FALD, Full Array Local Dimming) [4]. Theoretisch kann das Kontrastverhältnis mit dieser Technologie unendlich werden, wenn alle BLU-LEDs ausgeschaltet sind und im Schwarz-Zustand gar kein Licht emittiert wird.
Zudem hat die zukünftige μLED-Direktanzeigetechnologie das Potenzial, den Umgebungskontrast zu revolutionieren.
Welcher Ansatz sich besten eignet, hängt natürlich von der Anwendung und den daraus resultierenden Anforderungen ab. Die richtige Anzeigetechnologie und optische Verstärkungsmethode zur Kontrolle von Reflexionen müssen rechtzeitig identifiziert, in der Produktentwicklung/-modifikation berücksichtigt und in den Spezifikationen angegeben werden.
Zusammenfassung
Ob ein Display auch bei Sonnenlicht lesbar ist, sollte nicht allein über die Angaben zur Helligkeit definiert werden. Ohne weitere Informationen zu verwendeter Displaytechnologie und Messtechnik lässt sich die Umgebungsleistung des Displays nicht beurteilen. Industriekunden müssen sich mit dem Displayhersteller über die genauen Anwendungsbedingungen austauschen, nur so wird ein – für alle Stakeholder – zufriedenstellendes Produkt entstehen.
Displayspezialisten, wie Data Modul verfügen über die nötige langjährige Expertise, Methodenvielfalt und verschiedene Optimierungsprozesse, um die optische Leistung eines Displays an die Umgebungsbedingungen der Industriekunden anzupassen – u. a. Optical Bonding.
Unterschiedliche Displaytechnologien bieten bedarfsangepasste Lösungen. In Kombination mit Methoden zur optischen Verbesserung können so Reflexionen kontrolliert werden. Der optimale Umgebungskontrast als Konzept und Parameter muss im Vorfeld deshalb klar definiert, spezifiziert und quantifiziert werden. Dies wird u. a. durch die Bereitstellung zusätzlicher anwendungsbezogener Kennzahlen erreicht. Im Fokus bleibt es, die maximal positive UX (User Experience) zu erzielen, und dazu muss der Bildschirminhalt für die Lesenden immer bestmöglich zu erkennen sein.
Links und Zitate:
[1] Dr. M. E. Becker, U. Rütten, A. Hartfiel: Optimieren von Kontrast, Reflexion und Sparkle bei berührungsempfindlichen Bildschirmen, Photonik 4, 2012, Seite 46-49
[2] Dr. M. E. Becker: Display-Messtechnik, brauchen wir das?, Elektronik 17/2018
[3] Evaluating Display Reflections in Reflective Displays and Beyond, Dirk Hertel, John Penczek, First published: 30 March 2020, https://doi.org/10.1002/msid.1099
Der Autor
Andreas Huber
ist Product Manager Display Division bei Data Modul. Er beschäftigt sich seit 10 Jahren mit Displayqualitätsthemen in Zusammenarbeit mit Displayherstellern und Messtechnikanbietern.
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