如何制作陽(yáng)光下可視可讀的TFT液晶屏（LCD)

越來(lái)越多的 TFT 顯示器用于戶外應(yīng)用，例如汽車顯示器、數(shù)字標(biāo)牌和自助售賣(mài)機(jī)。 室外環(huán)境中的高亮度光線通常會(huì)導(dǎo)致圖像褪色，屏幕的可讀性降低。 TFT 顯示屏在陽(yáng)光直射下的可讀性和LCD顯示屏的使用壽命變得很重要。 

可視性是觀察者能發(fā)現(xiàn)物體的難易程度，或更科學(xué)的術(shù)語(yǔ)：光亮度對(duì)比度與人眼閾值之間的關(guān)系。 因此，物體的對(duì)比度越高，其可視性越好。

要使LCD在戶外非常明亮的環(huán)境中可讀，LCD屏幕的亮度需要超過(guò)從顯示器表面反射的光的強(qiáng)度。為了舒適地被人眼看到，LCD的亮度至少是其反射光的 2.5 倍。自然地，為了使 LCD 陽(yáng)光下可讀，我們可以從兩方面著手，增加亮度或減少反射。

1,如何制作陽(yáng)光下可視可讀的TFT液晶屏（LCD)——增加亮度使LCD陽(yáng)光下可視可讀

增加LED背光亮度

在陽(yáng)光直射的晴天，環(huán)境光亮度大約是6000 cd/m2。一個(gè)典型的帶觸摸屏的TFT LCD 大約反射14%的環(huán)境光，大約是840 cd/m2?，F(xiàn)在，大多數(shù)LCD顯示器使用LED背光作為光源。將LCD的亮度增加到800 ~ 1000 Nits來(lái)壓倒反射的陽(yáng)光并不是很難。因此，你就有一個(gè)陽(yáng)光下可讀的TFT LCD。

然而，這種方法需要更多的背光 LED 和/或更高的驅(qū)動(dòng)電流。 缺點(diǎn)是功耗高、散熱更多、產(chǎn)品尺寸增加和 LED 背光壽命縮短。 顯然，增加背光使TFT LCD在陽(yáng)光下可讀并不是一個(gè)很好的解決方案。

使用半透射半反射 LCD

半透射半反射TFT LCD是同時(shí)有透射和反射特性的TFT LCD。 LCD和背光之間增加了部分反射鏡層。 這種變化將部分反射的環(huán)境光轉(zhuǎn)化為 LCD 的光源，增加了 TFT 顯示屏的亮度。 然而，半透射半反射 TFT LCD 比全透射式 LCD 貴。 同時(shí)，部分反射的鏡面層會(huì)阻擋LCD部分背光，使LCD在室內(nèi)或低亮度的環(huán)境光中的顯示效果并不理想。

2，如何制作陽(yáng)光下可視可讀的TFT液晶屏（LCD)——減少反射使TFT屏幕陽(yáng)光下可視可讀

什么造成了光線反射？當(dāng)在一種透明介質(zhì)中傳播的光遇到另一種透明介質(zhì)的邊界時(shí)，一部分光會(huì)從邊界反彈。 通過(guò)*簡(jiǎn)單的Fresnel方程，我們可以計(jì)算出反射光的量。

R=[(n2-n1)/(n2+n1)]^2  (n1 & n2 are indexes of refraction for 1st and 2nd material)

從方程式中可以清楚地看出，兩種材料之間的差異越大，反射的光就越多。

我們知道帶觸控面板的 TFT LCD 具有層級(jí)結(jié)構(gòu)，有幾個(gè)地方會(huì)發(fā)生光反射。

帶觸摸屏的 TFT LCD 上的總反射率是兩種材料相遇的任何界面上反射光的總和。 例如，在偏光片和顯示器玻璃之間，兩種材料的折射率差異非常小，約為 0.1。 所以這個(gè)界面上的反射光只有0.1%。 正如Fresnel方程所指出的，我們應(yīng)該將減少反射的重點(diǎn)放在空氣界面上。 對(duì)于空氣，它的折射率為1； 對(duì)于玻璃，它是 1.5。 這導(dǎo)致反射率為 4.5%。 因此，三個(gè)空氣界面貢獻(xiàn)了大部分 TFT LCD 的反射率，約為 13%。

減少頂層面板的反射

我們可以采取的減少空氣-玻璃界面反射的*快速和*簡(jiǎn)單的方法是使用防反射和防眩光膜或者抗反射膜。 具有 AR 特性的外膜不僅可以減少反射光，還可以帶來(lái)其他好處。

對(duì)于食品行業(yè)的應(yīng)用，玻璃破碎是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。帶有外部薄膜的LCD屏幕很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于汽車應(yīng)用，在事故中，帶有頂部AR膜的破碎L(zhǎng)CD不會(huì)因?yàn)槠扑榈牟ＡΦ匠丝?。然而，頂層薄膜總是?huì)降低 TFT LCD 的表面硬度，而且很容易被劃傷。 另一方面，抗反射膜保留了 LCD 的硬度和觸控性能，但它的價(jià)格也更高。

通過(guò)以上方法，TFT LCD 的頂層反射率可以降低 2~3%。

減少進(jìn)入LCD的環(huán)境光

另一個(gè)解決反射問(wèn)題的快速而簡(jiǎn)單的方法是在TFT屏幕的頂部粘貼一個(gè)線性偏振片。當(dāng)環(huán)境光線到達(dá)頂部的偏振片時(shí)，只有一半的光線通過(guò)，反射光減少到一半。這是一個(gè)非常低成本的方法來(lái)增加TFT LCD的對(duì)比度，提高LCD在陽(yáng)光下的可讀性。

同樣，在上面放任何薄膜都會(huì)降低LCD的表面硬度，而偏振片會(huì)造成透射的損失。這些都不是很理想。

阻擋反射光

在TFT液晶顯示器上貼上圓偏振片可以消除大量的反射。這是因?yàn)楫?dāng)環(huán)境光通過(guò)圓偏振片時(shí)，它被圓偏振了。而當(dāng)它被反射時(shí)，偏振方向翻轉(zhuǎn)180度。因此，反射光線不會(huì)穿過(guò)圓偏振片被觀察者看到。

這個(gè)方法對(duì)于提高帶電阻觸摸屏的LCD顯示器的可讀性非常有效。我們知道電阻式觸摸LCD有兩個(gè)空氣間隙：兩個(gè)ITO層之間的氣隙和觸摸板與液晶顯示器之間的空氣間隙。這兩個(gè)空氣間隙造成的反射率非常高。應(yīng)用圓形偏振片可以阻擋大部分的反射光，并使LCD顯示屏在陽(yáng)光下可讀。

這種解決方案的缺點(diǎn)是其成本。因?yàn)槲覀儾粌H需要一個(gè)圓偏振片，而且還需要在LCD顯示屏的頂部有一個(gè)延緩膜，以確保來(lái)自LCD內(nèi)部的光線不被外部圓偏振片所阻擋。

降低空氣間隙的反射率

空氣間隙反射是導(dǎo)致陽(yáng)光下可讀性差的主要罪魁禍?zhǔn)住Ｎ覀兛梢詮膬蓚€(gè)方向來(lái)改善這個(gè)問(wèn)題。

• 在內(nèi)部空氣間隙的兩個(gè)界面上添加AR薄膜。這些附加物可以將這個(gè)區(qū)域的反射率從8.5%減少到2%。而且，由于AR膜不是面向外部的，所以它們比外部使用的要便宜得多。保留空氣間隙還可以便于觸控面板或液晶顯示器的維修。
• *有效的方法是通過(guò)使用光學(xué)粘合來(lái)完全消除氣隙。簡(jiǎn)單地說(shuō)，我們用特殊的光學(xué)膠粘劑填充氣隙，使該區(qū)域的折射率差異變得平滑。這樣，由內(nèi)部氣隙引起的反射率從8.5%下降到0.5%。 光學(xué)膠合劑是一種昂貴但有效的方法來(lái)提高TFT LCD的陽(yáng)光下可讀性。它增強(qiáng)了耐久性和抗沖擊性。此外，沒(méi)有氣隙意味著沒(méi)有水分凝結(jié)和霧化。

總結(jié)

有許多方法可以使TFT LCD在陽(yáng)光下可讀。它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。請(qǐng)給我們留言，我們可以為您提供合適的TFT 顯示方案。