Sonnenlichtlesbarkeit
Sonnenlichtlesbarkeit, bezeichnet, wie der Name schon sagt, die Lesbarkeit von Displays bei Sonnenlichteinstrahlung. Die meisten Oberflächen von Materialien reflektieren Licht, welches die Grundvoraussetzung ist, um Dinge mit dem menschlichen Auge überhaupt wahrnehmen zu können. Wenn jedoch die Intensität des reflektierten Lichtes steigt, sinkt der Helligkeitskontrast. Die Erkennbarkeit der Bildschirmanzeige sinkt bis zu einem Punkt, bei dem die angezeigten Informationen nicht mehr lesbar sind. Bild 1 veranschaulicht den Effekt von reflektierendem Licht auf die Lesbarkeit und Darstellung bei einem Display.
- Die Beleuchtungsstärke (Einheit: Lux) ist die fotometrische Entsprechung der radiometrischen Bestrahlungsstärke E (Einheit Lumen/Quadratmeter)
- Die normale Beleuchtungsstärke in einem Bürogebäude beträgt ca. 300- 500 Lux (abhängig vom Abstand der Lichtquelle)
- Die sich im freien befindende Beleuchtungsstärke weicht erheblich ab, abhängig von Wasser- und Lichtqualität
Die Sonnenlichtlesbarkeit von Displays kann mit folgender Formel berechnet werden:
Effektives Kontrastverhältnis
Effektives Kontrastverhältnis = 1 + (Abgestrahltes Licht / Reflektiertes Licht)
Für Displays bedeutet ein effektives Kontrastverhältnis, das Verhältnis zwischen dem abgestrahlten zu dem reflektierten Licht aus externen Lichtquellen.Ein höheres effektiveres Kontrastverhältnis bedeutet, eine bessere Lesbarkeit bei Sonnenlicht. Beträgt dieses Kontrastverhältnis 5 oder mehr, zeigt dies, dass ein Display bei Sonnenlicht lesbar ist. Eine geeignete Methode, um die Lesbarkeit bei Sonnenlicht zu verbessern, ist es, die Helligkeit zu senken und die Reflektion zu reduzieren.
Helligkeit senken
Durch die ständige Weiterentwicklung der LED Technologie hinsichtlich Helligkeit und Lebensdauer, kann bei einem Wechsel zu LED Hintergrundbeleuchtung die Helligkeit von 200 nits (CCFL) auf 500 bis zu 1.200 nits (LED) gesteigert werden.
Die maximal tragfähige Helligkeit beträgt mit der derzeitigen LED Technologie 1.200 bis 1.500 nits. (Sollte das reflektierende Umgebungslicht über 500 nits betragen, ist die Lesbarkeit bei einer Display Helligkeit von 1200-1500 nits unbefriedigend).
Aus diesem Grund muss die Reflektion der Oberflächen reduziert werden, um die Lesbarkeit zu steigern. Hierzu werden die Technologien Beschichtung, Reduzierung der Rückstrahlfläche und oder die Polarisation des Lichtes angewendet.
Reflektion reduzieren: Beschichtung
Reflektion kann mit einer Anti- Reflektions- Beschichtung auf der Oberfläche des Displays reduziert werden. Dazu werden gängige Beschichtungsmethoden wie Eintauchen, Bedampfen, physikalische Gasphasenabschneidung, etc, angewendet, um die Lichtreflektion zu reduzieren.
Reflektion reduzieren: Reduzierung der Rückstrahlfläche
Wenn Licht durch ein Übertragungs-Medium fällt, werden Reflektion und Refraktion erzeugt. Ein Lichtstrahl kann beides erzeugen wenn es eine Glasschicht durchbricht.
Bei einem doppelt beschichteten Glas werden Reflektion und Refraktion zweimal erzeugt, einmal auf jedem Glas.
Diese spiegelnde Störung kann reduziert werden, indem man die Anzahl der reflektierenden Oberflächen verringert. Eine Methode die in Bild 3 gezeigt wird.
Diese Methode nennt man „ Optical Bonding“. Bei Optical Bonding kann die Anzahl reflektierender Oberflächen durch das „Versiegeln“ der Lücke zwischen den beiden Glasschichten reduziert werden, dadurch können einige Reflektion- und Refraktionsstörungen behoben werden. (roda computer GmbH setzt Optical Bonding Lösungen als 5“ Displays in Massenproduktion ein. Andere Größen werden eingeführt und befinden sich in der Vorserienfertigung.)
Reflektion reduzieren: Licht Polarisation
Das natürliche Licht ist eine Mischung verschiedener Lichtquellen, wie direktes Sonnenlicht, trübes Licht, gebrochenes Licht von anderen Oberflächen, etc., und ist als solches nicht polarisiert, ohne eine bestimmte Richtung. Das von roda entwickelte Touch Panel hat einen Polarisator und ¼ Lambda Film eingebaut, um reflektierendes Licht zu reduzieren. Der Polarisator hat die Fähigkeit Licht auszufiltern und nur bestimmtes ausgerichtetes Licht durchzulassen. Das gefilterte Licht ist dann durch den ¼ Lambda Film zirkular polarisiert. Das resultierende umlaufende polarisierte Licht wird wieder durch den Polarisator gefiltert, um Reflektion zu verhindern.
Fazit
Echte Sonnenlichtlesbarkeit wird erreicht, indem man verschiedene Methoden vereint, abhängig von der Umsetzbarkeit solcher Anwendungen.
Hochentwickelte Displays wie Touch Screen, erfordern fast alle oben genannten Methoden, um wahre Sonnenlichtlesbarkeit zu erreichen.