Displays für E-Bikes und andere Anwendungen der Elektromobilität müssen auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut ablesbar sein. Dies lässt sich mit transreflektiven Displays erreichen. (Bild: DMB)
Bei Displays, die z.B. bei E-Bikes auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut ablesbar sein sollen, muss die Anzeigenhelligkeit wesentlich verbessert werden oder die Wirkung der hohen Umgebungshelligkeit ist zu mindern. Andernfalls wirken die angezeigten Bilder ausgewaschen wirken; speziell die Farbsättigung geht komplett verloren.
Bei klassischen Displays, im transmissiven Mode (z.B. TFT) oder selbstleuchtende (z.B. AMOLED), sind Oberflächenhelligkeiten von mindestens 2000 Nits (cd/m²) erforderlich um die Lesbarkeit befriedigend zu erhalten. Displays mit einer so hohen Helligkeit haben aber wesentliche Nachteile, wie hoher Energieverbrauch, grosse Verlustleistungen was zu hohen Temperaturen führt, Burn-In Effekte und limitierte Lebensdauer.
Seit geraumer Zeit sind transflektive Displaysysteme am Markt erhältlich, ältere Technologien erreichen einen Reflexionsanteil von ca. 1 bis 2 Prozent des Umgebungslichts. Solche Displays sind aber in aktuellen Applikationen nicht mehr akzeptabel.
Bei immer mehr Anwendungen werden heute transflektive Displays eingesetzt. Transflektiv ist ein Kunstwort, welches die optischen Display-Eigenschaften umschreibt: Ein transflektives Display hat reflektive wie auch transmissive "Licht"-Eigenschaften. Zusätzlich zu den transflektiven Eigenschaften, ist aber auch die Darstellung von Farben erwünscht.
Hoher Kontrast durch ECB-Technologie
Aktuellste Displaytechnologien erreichen einen Reflexionsanteil von bis zu 16 Prozent. Dadurch wird auch unter direktem Sonnenlicht eine hohe Farbsättigung und ein hoher Kontrast erreicht. Mit der ECB-Technologie (Electrically Controlled Birefringence) in Verbindung mit der TN-Technologie (Twisted Nematic) oder IPS-Technologie (In Plane Switching) lassen sich sehr gute Kontrast- und Farbwerte unter unterschiedlichsten Bedingungen erzielen.
Bei der ECB-Technologie werden quasi zwei verschiedene Displaymodi innerhalb einer LCD-Zelle realisiert. Der einzelne Bildpunkt wird in zwei Bereiche, einen reflektiven und einen transmissiven Teil, aufgeteilt. Dadurch lassen sich die unterschiedlichen Betriebsbedingungen, von direktem Sonnenlicht bis hin zum Nachtbetrieb, optimal designen. Das Teilungsverhältnis zwischen reflektivem und transmissivem Bereich ist bei kundenspezifischen Displays, optimiert auf die Applikation, steuerbar.
Der Aufbau des Displays im Detail
Der transmissive Teil der Zelle entspricht dem konventionellen TFT-Design mit einem RGB-Farbfilter. Der Flüssigkristall ist gemäß einer Display-Zelle angeordnet. Das Licht der Hintergrundbeleuchtung wird durch die Zelle moduliert, so entsteht in diesem Bereich eine hohe Farbsättigung (NTSC: >50 Prozent) und ein hoher Kontrast von typ. 200:1.
Im transflektiven Teil der Zelle wird eine metallische Reflexionsschicht in Verbindung mit einer optisch modulierten Kompensationsschicht, welche als Mikrolinsen ausgeführt ist, realisiert. Das Umgebungslicht passiert den Strahlengang zweimal, wodurch gute Farbsättigungswerte und Kontraste erreichbar sind. Die integrierte Linsenmodulation liefert unter verschiedenen Blickwinkeln eine gute Ablesbarkeit.
Da der Betrachter immer die ganze Zellenfläche wahrnimmt, sind die Kontrast- und Farbsättigungswerte ein Mittelmaß, generiert aus den zwei Zellbereichen. Daraus resultieren Farbsättigungswerte von typ. 6 Prozent beim reflektiven Mode und 18 Prozent beim transmissiven Betrieb. Auch die Kontrastwerte verhalten sich ähnlich: von 6:1 zu 35:1.