白昼のカラー液晶ディスプレイ。技術の現代的な状態

(1985年)東芝初の9.5"色のVGA液晶ディスプレイ(LCD)モニター登録の開始以来、差し迫った問題の一つ - 夏時間のモバイル機器での作業。今すぐ画面のデバイス上で直射日光の当たる場所に高品質の画像を得るための技術があります。はAndrei Vasilyevによって翻訳ジェフウォーカー(雑誌"Pencomputing")、この資料では、ヨーロッパでは、既存の市場や米国のカラー液晶技術を説明し、近い将来には、開発の予測を提示します。

4パラメータ液晶

デザイン、技術、解像度とサイズ:任意の液晶表示装置の4つの主要なパラメータがあります。

液晶構造

デザインは、LCD(光導電層を含む)のレイヤーの位置を含み、日光で画面上のイメージの品質の最大値を持っています。現在3つの主要なデザインカラー液晶がある:(透過)透過(半透明)透過と(反射)反射。

透過型液晶ディスプレイ

透過型設計では光がバックライトから液晶を介して入力します。今日のハンドヘルドコンピュータで使用されるほとんどの液晶ディスプレイは、この技術を使用して作られています。透過型LCDは、高品質の写真の室内を持ち、日光のあたる場所(黒い画面)は、通常、非常に低いです。ソーラー照明は、千倍強力なバックライトであるため、太陽の光は完全に液晶が発する光を抑制し、画面の表面から反射さ。ただし、一部のメーカーは直射​​日光の当たる場所でも動作することができます透過型液晶ディスプレイを開発した。どのように彼らはそれを行うのですか?日には、2つの方法があります:バックライトの明るさと液晶の変更を増加させる反射日光の量を減らすために。我々は、簡単にこれらのメソッドを説明します。
白昼のカラー液晶ディスプレイ。技術の現代的な状態
現在、既存のノートPCの最大の明るさは(オプションには、1つカンデラする/キャンドル/平方メートル(cd/m2)を等価です)100から150ニットです。高輝度使用200〜1800ニット付き液晶ディスプレイ。それは、500 NITのランプは透過型LCDは、日陰で日光の下で目に見えるようにと考えられている約1000ニット - あなたは直射日光の当たる場所にそれを使用することができます。 300ニットの明るさが増加するにランプCCFLバック(冷陰極蛍光ランプ)の明るさを制限することによって、または通りの向かい側に位置する第二管を追加することで実現することができます。高輝度液晶ディスプレイのモデルが8から16のランプからすることができます。ただし、輝度を増加させる電池の消費電力(デバイスによって使用されるバックライトの消費エネルギーの約30%)増加する。その結果、高輝度スクリーンの場合にのみ、外部電源を使用することができます。 LCDの変更は、少なくとも追加すると、反映さの標準偏光層を置き換えて、ディスプレイの1つ以上の層上に反射防止コーティングを適用するためには、"光源の効率を高める、映画の明るさを向上させます。富士通デバイスでのみ使用されるLCDを変更する別の方法は、屈折率のタッチパネルの屈折率係数と等しいコンバータ流体を埋めるためです。これにより、反射光の量を減少させる。

半透過型LCD

透過- vobschemデザイン何か前のページに似ています。しかし、液晶の間に半透過ディスプレイ、光の層が部分的に反射層と呼ばれています。それは多くの小さな穴とミラーの一部または銀、または完全にすることができる。画面は室内で使用されている場合、それはいくつかの光が反射層によって吸収され、同様に透過型液晶ディスプレイを動作します。夏時間では太陽の光がミラー層からの反射、液晶が点灯します。この光の中で、二回の外の最初の内部に、液晶に渡します。これは、昼間の画質は、光が一度液晶を通過客室内に人工的な光の下でより低いという事実につながります。
白昼のカラー液晶ディスプレイ。技術の現代的な状態
内側と敷地外の画質のバランスは、透過性および反射層の特性を選択することによって達成される。たとえば、ミラー層は60%の光を反射することができます、40%を吸収する。 130 NITの明るさを、わずか52ニットは、(130の40%)のミラー層を介してLCDになります。日光の屋外60パーセントは、反射層からの反射光の2倍液晶画質を通過する。半透過型LCDは妥協案です。この画面上のイメージは、屋内または直射日光は明るいされていません。

反射型LCD

白昼のカラー液晶ディスプレイ。技術の現代的な状態
反射デザインが完全に反射ミラー層である。すべての照明が、それは日光やライトフロントライトであるかどうかを、ミラー層から反射され、液晶を通過し、再び液晶を通過する。夏時間では光が液晶層と回フロントライトを通過します。この場合においては、反射型LCDの画質が(同様の技術は、どちらの場合で使用されている)は、通常、透過よりも低くなっています。フロントの照明は、背中と画質として有効ではない内部も透過よりも低くなっています。

LCD技術

日には、カラー液晶ディスプレイの製造は、2つの技術を使用して:アクティブマトリックス - TFTとパッシブマトリックス - STNの。 TFT液晶 - 薄膜トランジスタ - アクティブでは、各サブピクセルは、薄膜トランジスタ(アクティブメンバー)行列。 STNの - スーパーツイストネマチック - パッシブ、可変透明度の液晶素子で構成されています。様々なSTNの:CSTN(カラーSTN)とDSTN(ダブルSTNの)意見の相違は、日光の条件は重要ではありませんので、この記事では、STNの同じ概念の下にある。彩度の高い色をしている、STNのTFT液晶画面のコントラストと比較すると、(動画像は、余韻を持っていない)より速く動作します。イメージは大きな角度を示しています。 trueの場合、TFTと、より高価なので、現在は、STNの生産を減らすことによって、TFTの生産を拡大する傾向がある(たとえば、三洋電機は、STN液晶ディスプレイの生産を停止して今はTFTを生成します。)3つのデザインと2つの液晶技術は、カラー液晶の6種類の許可を組み合わせています。これらのうち、すべての透過STNのを除いて、日光で使用される可能性があります。テーブルには、液晶の残りの5つのタイプ、および2つの追加のバリアントは、市場及びその製造上の既存のデバイスの数を示しています。
型LCD デバイスの数プロデューサーズ
変更された透過型TFT 20 富士通、インターメック、Itronix、ノキア、パナソニック、Wolkabout
高輝度と透過型TFT 14 フィールドワーク、Microslate、パナソニック、フェニックス、​​Xplore
半透過STNの 7 日立、Itronix、Melard、三洋、2つの技術
反射型TFTフロント照明 4 コンパック、パーム、ソニー
反射型TFTは、バックライトOFF 4 富士通、NEC、地層、ビア
フロント照明と反射型STN 1 富士通
半透過型TFT いいえいいえ

解像度と液晶サイズ

解像度とサイズは - 重要な相互の機能です。我々は今"(SVGAの6,7の場合)150(モニタ5.7)"から70インチ(dpi)の範囲ごとに液晶のドットを製造されています。 125〜90 dpiの値を持つ最も一般的なディスプレイ。以下は、コンピュータで使用されている許可、PDAや携帯電話の標準的な値です。アクセス許可は、VGA - 240 * 320または320 * 240ピクセル半のVGA - - 640 * 240 SVGAの - スーパーVGA - 800 x 600ピクセルXGAの - 拡張のVGA - 1024 x 768ピクセル歴史的にPC用の解像度の値は640 * 480 ¼ VGAです解像度 - スーパー型XGA - 1280 x 1024 SXGA +の - スーパーXGAのプラス - 1400 * 1050ピクセルUXGAまで - 超型XGA - 1600 * 1200ピクセル。

第五重要なパラメータ液晶 - 口径比

このオプションは、仕様に示され、通常されていない他の属性から計算することができます。開口率は、サブピクセル(TFT液晶では、"トランジスタ"など)を構成するすべての要素を含むトータルの画面領域に正方画素(サブピクセル)の比です。各ピクセルは、より記事を書いている開口率、と大の重要性は、LCDの明るさとその解決の減少を増加させます。したがって、室内用や日光の当たる場所に設計された、携帯コンピュータのモデルで、液晶は、異なる解像度で使用されています。たとえば、XGAの、日光で動作するように設計された同様のモデルの解像度を持つ透過型TFTの敷地内での作業の基本モデルは、Panasonic Toughbookに28日、低解像度がSVGAと透過TFT液晶を持っています。周囲の光を2回反射型液晶と透過されるため、順序でを通じて光が一度通過する明るさを、透過型LCDと同様に、達成するために、これらの表示のための開口率はもっとする必要があります。したがって、同じサイズで液晶、透過と反射型LCDは、通常、透過型液晶ディスプレイよりも低い解像度で生産。最高の携帯電話、PDAやPDA業界に適していますがカラー液晶の特性の組み合わせを検討してください。 (著者はまた、LCDを使用して他のタイプのデバイスについて検討を行っている:ラップトップ、タブレットPC)

携帯電話

携帯電話上の任意のカラー液晶画面は、太陽光で動作するはずです(あなたの携帯電話で読めない屋外で画面を想像することができますか?)。実際には米国と欧州で販売されてカラー液晶を搭載した携帯電話の唯一の2つのモデルを、知られています。ファースト - フロントライトと2"反射TFT液晶を持つ三洋から、スプリント(米国)のPCS携帯電話のSCP - 5000。パソコン誌は、携帯電話の画面を説明する"均一に明るい日光の下。"第二 - 1.3"* 4.2"に変更透過型TFTを使用してノキア9210。ノキア9210のユーザーの1つは、このデバイスの画面は次のとおりです説明:"日光の画面はとてもサングラスのいずれかを使用すると、それが読めなくなることがneyarokさで"したがって、反射TFTは携帯電話で使用するために最適なオプションです。のLED(LED)がますます必要としない携帯電話のために、冷陰極管(CCFL)に比べて携帯電話で使用されている多くの明るさのポータブルコンピュータから。半透過型TFT小型化が生産されていないという事実のために、透過STNの番目のオプションは、電話機を使用することです。この画面では、画質室内との間およびNokia 9210、変更された透過型TFTで使用されているよりも日光の当たる場所より良いバランスを提供することができます。彼は部屋に明るいではないが。

ハンドヘルド

CompaqのiPAQ 3600 - 米国市場に登場したカラーLCD、ハンドヘルドと最初の。これは、日光の下で(液晶ソニーの3.8"1/4-VGA、反射TFT生産)は正常に動作します。の市場のデバイスことを楽しんで成功は偉大な)、パナソニック、カシオが三洋、主導して多くの企業 (例えば、フィリップス、NECが発表しているか、起動液晶同様の配達を(VGAの1 /のの解像度4)。その結果、我々はシステムのPocket PCおよびPalm OSの前面照明と他のデバイスと反射TFTを期待することができます(たとえば、ソニーの新クリエのPEG - N710は、フロント照明3.1"320 × 320反射TFT液晶を使用しています)。これは、LCDのこのタイプは、できないのは一様に6人以上"の液晶を照らすmikronasechekでは、最新のテクノロジ照明分布として、大型スクリーン、解像度を持つデバイスに使用されることはほとんどありません。若いというの照明は、技術の使用して、フロント、おそらく時間をかけて、それがこの問題をこの問題を解決するために可能があります。 iPAQは本当に反射TFTを使用して、最初のPDAではありません。1999年、コンパックは、光が前面光源として使用されたLEDのデバイスをエアロ2100は反射TFT液晶をリリースした。 『iPAQで明るいランプCCFLを使用しています。非常に(10-15名工大)光源と2100年にシャープから不完全な反射型LCDエアロdimの組み合わせは、市場でこのデバイスの失敗の理由だった。画面は屋内や直射日光は明るいされませんでした。カラー液晶ディスプレイ、他の種類を考慮してください。透過型STNの(HP Jornadaの540分の520シリーズと富士通PenCentra 200 CTM)の日光では使用できません。透過STNはまだ反射TFT液晶と競合することはできません。半透過型TFTは、PDAに使用することができる画面3.8"のないメーカーは(使用可能な画面10.4から)があります。それは照明の外部ソースを必要とするので、反射型TFTは、PDAには適用されません(任天堂のように)バックライトOFF。現時点では、前方照明と反射TFTは、太陽光の下で動作するハンドヘルドコンピューターで使用されている液晶用の唯一のオプションです。

工業用PDA

Ceychas市場はbezklaviaturnogoは、携帯情報端末(サイズ)日光で使用するためにカラー画面のPDA専用。このカテゴリに属する​​主な製品はシンボル - モノクロデバイスのPalm OSとWindows CE(SPC-1500/1700およびPPT - 2700)で。 " 画面 5" - 8.2の中に特殊なPDAをすることができますが日光使用の状況は非常にSTNの画面複雑な透過色のみ使用可能-このような画面は、市場があるの認識を受信していないまだありません。このカテゴリでも、直射日光で使用するために良好なカラー液晶を持っているデバイスがないです。二つの技術からTouchLiteは、おそらくこのカテゴリには最適なデバイスの一つです。それは非常に大きい5.7"透過型STNを使用しています。このカテゴリには液晶の選択は、LCDの生産は発展途上市場に払っていないという事実は、主に制限されています。 PDAやノートパソコン市場の市場と比較するとPDAの産業は非常に小さい。新しいLCD(多くの生産者に興味がある例えば、6の"VGA半透過型TFT)を起動する予定のメーカーは、年間最低額は工業用PDAの発展途上市場にはほとんど可能です50,000 - 100Kのでなければなりません。日光の下で働いてこのカテゴリの不在は、良好なカラー液晶、特殊なソフトウェアの市場の変化につながることができます。 1増殖してカラー液晶/ 4から3.8はVGA"とSVGA 10.4"、日光の下で働いて、ソフトウェア開発者は、寸法、これらのアプリケーションを自分への移行を強制される。その結果、市場がします(日光で実行されている)、ハンドヘルド、どのVGAまたは2分の1のVGA用に書かれた専門的なソフトウェアを使用される色ではありません。

結論

良い色の生産を制限することを列挙する問題は、太陽光で働いて液晶。 - LCDは低収率であり、したがって、非常に製品の価格に敏感 - だから、彼らは、高輝度と透過型TFTを装備することができますほとんどの場合、ノートパソコンやPDAの室内で使用され、中 - 生産およびLCDを使用した製品の販売の成功は、ユーザーの主観に依存する日光で画面の品質について - 市場は透過TFTなどの新液晶技術に取っていると、システムの製造元には、新しいデバイスを促進するために大変な努力をしてされている場合のみ - リリースは、新製品の限られたリソース、コスト、開発時間と生産のために、より大きなリスクに関連付けられている新しいLCD十分な大きさ - * * 11許可4サイズの平均値(ポリシリコン、アモルファスシリコンなどのオプションを使用して)は、2つの技術の3つの構造体の*で構成される行列から選択は非常に困難です - それは、500以上の組み合わせです!源、材料: