直接观看时,液晶显示屏看起来完全正常,但通过偏光太阳镜观看时,液晶显示屏会明显变暗,甚至几乎呈黑色。
这不一定是显示器亮度的问题。
其原因往往与 极化有关。传统的 LCD 使用偏光片作为其光学系统的一部分,而偏光太阳镜则包含另一个偏光滤光片。根据这两个偏振轴之间的关系,太阳镜可以显着减少到达观看者的光量。
对于户外 工业显示器、汽车仪表、手持设备以及其他用户可能佩戴偏光太阳镜的应用,在显示器选择和光学设计时应考虑这种相互作用。
偏振 器 是一种优先透射具有特定偏振方向的光的滤光器。
在传统的 LCD 中,偏振片不仅仅是一种额外的光学处理。它们对于显示器控制光线的方式至关重要。
简化的 LCD 光路可表示为:
背光→偏光镜→液晶层→检偏器→观察器
TFT-LCD 的实际结构包含更多光学层,但这个简化模型有助于理解为什么偏光太阳镜会影响图像。
背光产生的光不限于一个偏振方向。
第一个偏振器过滤该光并产生具有确定方向的偏振光。
液晶层根据每个像素的电学状况改变光的偏振状态。
这就是 LCD 控制最终通过第二个偏振片的光量的方式。
第二个偏振器,在简化的解释中通常被描述为分析器,再次过滤光线。
根据液晶层产生的偏振态,穿过的光量不同。
因此,观看者看到不同的亮度级别并形成图像。
重要的一点是, 传统 LCD 的光学操作中内置了偏振功能.
一旦将另一个偏振滤光器放置在显示器前面,这一点就变得相关了。
偏光太阳镜的工作原理是根据光线的偏振方向过滤光线。
当您通过偏光太阳镜观看 LCD 时,光路实际上是:
LCD → 偏光显示灯 → 太阳镜偏光片 → 眼睛
因此,太阳镜成为系统中的另一个滤光器。
如果偏振关系良好,则较大部分的显示光可以通过。
如果这种关系不利,到达眼睛的光线就会少得多。
一个简化的比较是:
极化关系 | 典型外观 |
|---|---|
有利的方向 | 显示仍然相对可见 |
部分交叉方向 | 显示屏显得更暗 |
近交叉方向 | 可见光显着减少 |
这就是为什么不戴太阳镜看起来完全正常的液晶显示器在通过偏光镜片观看时会突然显得非常暗的原因。
这也是为什么简单地增加显示亮度不一定是第一个解决方案。
如果主要问题是偏振滤光,则显示器和太阳镜之间的光学关系仍然存在。
当偏振轴接近交叉方向时,太阳镜可以强烈抑制来自显示器的光。
确切的结果取决于显示器的光学结构和太阳镜本身,因此说每台液晶显示器在某个特定角度都会变成全黑是一种误导。
实际上,视觉效果的范围可以从亮度的小幅降低到可见度的严重丧失。
并非所有 LCD 与偏光太阳镜的表现都相同。
两个显示器可以具有相同的对角线尺寸、分辨率和标称亮度,但通过相同的太阳镜显示出截然不同的结果。
有几个因素可能会产生影响。
LCD 偏振器的方向决定了离开显示器的光的偏振状态。
这是评估与偏光太阳镜的兼容性时最重要的因素之一。
不同的 LCD 配置可能具有不同的光学特性。
视角行为、对比度和偏振响应可能随显示架构和光学堆栈的不同而变化。
因此,仅了解面板尺寸和亮度不足以预测显示器在偏光太阳镜下的表现。
亮度仍然很重要,尤其是在户外。
然而,亮度和偏振兼容性是不同的问题。
如果太阳镜显着减弱显示光,高亮度液晶显示屏仍然会变得难以阅读。
同样,如果亮度和对比度不足,具有良好偏振性能的显示器在户外可能仍会表现不佳。
显示器并不是孤立运行的。
盖板玻璃、粘合层、 光学粘合、表面处理和其他组件会影响用户看到的整体光学性能。
这就是为什么仅评估裸露的液晶面板有时无法给出最终产品的完整图片。
是的,这对于具有固定或可旋转显示器的设备尤其重要。
考虑以横向方式评估的 LCD。
用户可能会发现通过偏光太阳镜可以合理地读取它。
现在将显示屏旋转 90 度。
显示器相对于太阳镜的物理方向发生了变化,尽管液晶显示屏本身没有变化。
墨镜也没有改变。
但显示器的偏振特性和太阳镜偏振轴之间的相对角度发生了变化。
因此,显示屏可能会明显变暗。
这就是为什么应该在上测试显示器 实际安装方向,而不是假设机械集成后结果保持不变的原因之一。
对于固定工业 HMI,这相对简单:测试将在成品中使用的方向。
对于可以旋转、倾斜或从不同方向观看的设备,验证要求变得更加苛刻。
这两个问题是相关的,但又不相同。
户外可读性受以下因素影响:
显示亮度
对比
环境照明
表面反射
防眩光处理
防反光处理
盖玻片
光学贴合
主要关注的是以下之间的相互作用:
液晶偏光
偏光片方向
偏光太阳镜
显示方向
可视角度
一个有用的思考方法是:
更亮的显示器并不一定是偏振兼容程度更高的显示器。
例如,当阳光淹没显示屏时,增加背光输出可能会有所帮助。
但是,如果偏光太阳镜由于不利的偏振关系而过滤了大部分显示器的光,那么简单地添加更多背光并不能消除这种关系。
对于户外工业显示器来说,这两个问题可能都需要解决。
一个相对简单的测试可以确定偏振是否会导致可见度问题。
在预期的照明条件下查看显示屏。
使用具有代表性的界面,而不是仅依赖于全白测试屏幕。
对于工业 HMI,测试以下内容可能很有用:
深色背景上的白色文本
浅色背景上的深色文本
灰色地带
图标
典型界面图形
如果已知,请使用适用于该应用的实际太阳镜。
比较:
整体亮度
对比
文本可读性
黑暗区域
颜色外观
保持显示屏固定并缓慢旋转太阳镜。
如果随着太阳镜旋转,能见度发生显着变化,则偏振可能是导致该问题的原因。
这是一个有用的实用诊断,因为它改变相对偏振方向而不改变显示器本身。
如果显示器可以安装在不同方向,请在更改显示器方向后重复测试。
对于固定安装角度的产品,请使用实际的机械配置。
实验室环境可能无法再现产品实际使用的条件。
户外测试应考虑:
阳光直射
反射光
不同的视角
典型的 UI 内容
实际盖板玻璃
实际太阳镜
目的不仅仅是确定裸机 LCD 是否工作。
目的是确定 完整的显示组件在实际应用中是否仍然可用.
是的,但这应该被视为显示设计的一部分,而不是最后一刻的修正。
如果应用中需要偏光太阳镜,则在选择和配置 LCD 时可以考虑这一要求。
相关因素可能包括:
偏光片方向
显示器安装方向
LCD光学架构
所需视角
亮度
对比
盖玻片
光学贴合
环境光
最终机械集成
关键是这些因素相互作用。
例如,显示器可能具有出色的室外亮度,但仍然与用户的太阳镜具有不利的偏振关系。
另一种显示器可能具有更合适的偏振行为,但对于预期环境而言亮度不足。
因此,正确的配置取决于完整的应用要求。
这对于尤其重要 定制工业显示器,其中 LCD、 触摸屏、盖板玻璃、FPC、粘合结构和机械外壳都可以一起定义。
在批准 LCD 用于可能使用偏光太阳镜的户外或工业应用之前,请检查以下各项:
工程因素 | 检查什么 |
|---|---|
液晶偏光片 | 考虑显示器的偏振方向和光学特性 |
显示方向 | 确认成品中的实际安装方向 |
偏光太阳镜 | 尽可能使用有代表性的太阳镜进行测试 |
可视角度 | 检查可读性在所需视角下是否发生变化 |
亮度 | 验证实际环境光条件下的亮度 |
对比 | 检查实际界面的可读性,而不仅仅是测试模式 |
盖玻片 | 评估反射和光传输 |
光学贴合 | 考虑完整的光学堆栈 |
机械一体化 | 在最终安装配置中测试显示器 |
户外验证 | 在真实的照明和观看条件下进行测试 |
有一个实际教训值得强调:
不要将偏光太阳镜兼容性视为始终可以仅根据亮度进行预测的规格。
它是显示器的光学系统、观看方向、太阳镜和环境之间的相互作用。
如果液晶显示器在不戴太阳镜的情况下看起来很正常,但在戴上偏光太阳镜后变得非常暗,那么第一个问题不应自然而然地成为液晶显示器是否需要更亮的背光。
更有用的起点是检查 显示器和太阳镜之间的偏振关系.
传统 LCD 依靠偏振器作为其正常光学操作的一部分。偏光太阳镜镜片添加了另一个偏光滤光片,两者之间的相对方向可以显着影响到达观看者的光线量。
对于工业和 户外显示器,这个问题应与亮度、对比度、玻璃盖片、光学粘合、视角和最终显示方向一起评估。
换句话说:
阳光下可读性和偏光太阳镜兼容性是相关的光学要求,但它们不能互换。
最可靠的方法是使用代表性的太阳镜和真实的观看条件,以预期的安装方向测试实际的显示配置。
对于需要偏光太阳镜可见度的应用, FANNAL 还提供 太阳镜可读和 防黑化触摸显示解决方案. 。这些解决方案可以根据户外和要求苛刻的工业设备的应用光学、触摸、机械和环境要求进行定制。
如果您的显示器需要通过偏光太阳镜保持可读性,则最好在显示器设计阶段解决此要求,而不是在最终产品制造出来之后。
LCD 使用偏振片作为其光学系统的一部分。偏光太阳镜引入了另一种偏光滤光片,两者之间的不利关系会大大减少到达眼睛的显示光量。
是的,可以。旋转太阳镜会改变其偏振轴与 LCD 偏振光之间的角度。旋转过程中可见度的显着变化是偏振正在影响显示的有用指示。
未必。增加亮度可能有助于应对强烈的环境光,但并不能消除偏振不匹配。如果太阳镜强烈过滤显示光,则需要单独评估光学关系。
他们可能会受到不同程度的影响。偏光器方向、LCD 光学结构、显示器方向、视角和太阳镜的特性都会影响结果。
在显示设计时可以考虑偏光片的配置,但它并不是简单的通用替代品。任何变化都需要根据 LCD 架构、观看方向、光学性能和其他应用要求进行评估。
是的,但应使用实际的显示配置来验证兼容性。室外评估应考虑偏振以及亮度、对比度、反射、防护玻璃、视角和预期安装方向。