Ein transflektives LCD – auch transflektives Display genannt, bei Aufbau auf einer Dünnschichttransistor-Matrix transflektives TFT – ist eine Flüssigkristallanzeige, die transmissive und reflektive Eigenschaften vereint und so sowohl in dunkler Umgebung als auch bei hellem Sonnenlicht gut ablesbar ist. Hinter der Matrix liegt eine transflektive Schicht, die das Umgebungslicht teilweise reflektiert (wie bei einem reflektiven LCD) und das Licht der Hintergrundbeleuchtung teilweise durchlässt (wie bei einem transmissiven LCD).
Dank dieses hybriden Aufbaus kann der Bildschirm im Freien das Umgebungslicht zur Kontraststeigerung nutzen, während er in Innenräumen oder bei schwachem Licht auf die Hintergrundbeleuchtung zurückgreift. Transflektive Displays sind energieeffizient und ideal für Mobil-, Outdoor-, Militär- und Navigationsanwendungen sowie industrielle HMI-Anwendungen, bei denen die Ablesbarkeit unter allen Lichtverhältnissen entscheidend ist.
Wie funktioniert ein transflektives Display?
Ein transflektives Display hat in einem Panel zwei Lichtwege. Hinter der Flüssigkristallschicht sitzt ein Transflektor – eine teilverspiegelte Schicht, in einem TFT-Pixel ein reflektierender Bereich neben einem transparenten Fenster. In heller Umgebung tritt das Umgebungslicht durch den vorderen Polarisator, durchläuft Flüssigkristall und Farbfilter, wird vom Transflektor reflektiert und gelangt zurück zum Betrachter. In einem dunklen Raum oder nachts scheint die Hintergrundbeleuchtung durch den transparenten Teil des Pixels, genau wie bei einem transmissiven Panel.
Je heller die Umgebung, desto mehr Licht liefert der reflektive Pfad; das Bild bleicht in der Sonne also nicht aus, sondern wird mit dem Licht heller, das es sonst überstrahlen würde. Die Aufteilung zwischen reflektierender und durchlässiger Fläche ist eine Designentscheidung des Panelherstellers, und die Flüssigkristallzelle muss sowohl für Licht funktionieren, das sie einmal (Hintergrundlicht) als auch zweimal (reflektiertes Licht) durchquert – deshalb werden transflektive Panels als Kompromiss abgestimmt.
Transflektives, transmissives und reflektives LCD im Vergleich
Die drei Modi unterscheiden sich darin, woher das Licht kommt (siehe auch Transmissionsmodi). Ein reflektives LCD nutzt nur Umgebungslicht und hat keine Hintergrundbeleuchtung, ist im Dunkeln also nicht ablesbar; ein transmissives LCD nutzt nur seine Hintergrundbeleuchtung; ein transflektives LCD nutzt beides.
| Transmissiv | Reflektiv | Transflektiv | |
|---|---|---|---|
| Lichtquelle | Nur Hintergrundbeleuchtung | Nur Umgebungslicht | Umgebungslicht im Freien, Hintergrundbeleuchtung im Dunkeln |
| Ablesbarkeit bei direkter Sonne | Schlecht, außer bei hoher Helligkeit | Sehr gut | Gut |
| Ablesbarkeit im Dunkeln | Ausgezeichnet | Keine ohne zusätzliches Licht | Gut, bei eingeschalteter Hintergrundbeleuchtung |
| Leistungsaufnahme | Hintergrundbeleuchtung immer an; steigt mit der Helligkeit | Am niedrigsten, keine Hintergrundbeleuchtung | Niedrig bei Tageslicht mit ausgeschalteter Hintergrundbeleuchtung; im Dunkeln Leistung der Hintergrundbeleuchtung |
| Farbe und Helligkeit | Beste Farbsättigung und Helligkeit | Gedämpft, geringe Sättigung | Meist weniger gesättigt und dunkler als transmissiv |
| Typische Anwendung | HMI-Panels für Innenräume, Monitore | Einfache stromsparende Anzeigen | Handgeräte, Navigation und Geräte für den Außeneinsatz |
Transflektives LCD oder helligkeitsstarkes, sonnenlichttaugliches LCD
Beide Ansätze führen zu einem sonnenlichttauglichen Display, aber auf verschiedenen Wegen. Ein sonnenlichttaugliches LCD ist ein transmissives Panel mit sehr heller Hintergrundbeleuchtung (typisch 800 cd/m² und mehr), reduzierten Oberflächenreflexionen und oft Optical Bonding; es funktioniert bei jedem Lichtniveau, nimmt aber mehr Leistung auf und erzeugt mehr Wärme, die es in einem geschlossenen Gehäuse in der Sonne begrenzt (siehe HiTNI-Flüssigkristalle). Ein transflektives Panel lässt die Sonne einen Teil der Arbeit erledigen und spart so Energie.
- Wählen Sie transflektiv für tragbare, batteriebetriebene Geräte, bei denen Leistung und Wärme begrenzt sind und das Display sowohl drinnen als auch draußen genutzt wird.
- Wählen Sie ein helligkeitsstarkes transmissives Display (mit Optical Bonding) für größere, stationäre oder fahrzeuggespeiste Geräte, bei denen volle Farbe und hohe Helligkeit wichtiger sind als die Leistungsaufnahme.
Keines von beiden erspart es, Reflexionen an der Frontfläche zu begrenzen: Antireflex-Beschichtungen und eine gute Oberfläche helfen in beiden Fällen.
Wo werden transflektive Displays eingesetzt?
Typische Anwendungen sind Handterminals und Feldmessgeräte, Navigations- und Marinegeräte, Militär- und Rugged-Ausrüstung sowie Industrie-Panels im Freien oder in Fensternähe – überall dort, wo ein Display bei allen Lichtverhältnissen ablesbar sein muss und das Leistungsbudget knapp ist.
Einschränkungen transflektiver LCDs
- Geringerer Kontrast, geringere Helligkeit und Farbsättigung als bei einem transmissiven LCD bei wenig Licht, weil ein Teil jedes Pixels der Reflexion dient und die Farbfilter auf Licht abgestimmt sind, das sie zweimal durchläuft.
- Abhängigkeit vom Umgebungslicht: An einem dunklen, schattigen Ort trägt der reflektive Pfad wenig bei, und die Hintergrundbeleuchtung übernimmt.
- Auswahl an Größen, Schnittstellen und Touch-Optionen hängt vom Hersteller ab – die Verfügbarkeit sollte vor dem Design-in für das Projekt bestätigt werden.
Worauf Sie bei der Auswahl eines transflektiven Displays achten sollten
- Anteil von reflektierender und durchlässiger Fläche (Transflektivitätsverhältnis) – er bestimmt das Gleichgewicht zwischen Sonnen- und Innenraumleistung.
- Die für die geforderte Helligkeit im Dunkeln nötige Leistung der Hintergrundbeleuchtung.
- Kontrast bei dem Umgebungslicht, dem das Gerät tatsächlich ausgesetzt ist, draußen und drinnen – am besten an einem Muster geprüft.
- Der Bereich der Betriebstemperatur – die Reaktion des Flüssigkristalls wird bei Kälte langsamer.
- Verfügbarkeit der benötigten Größe, Auflösung und Schnittstelle.
Transflektives Display oder E-Paper
E-Paper ist ebenfalls eine reflektive Technologie und ohne Hintergrundbeleuchtung in der Sonne ablesbar, aktualisiert sich aber langsam und bietet eine begrenzte Farbpalette. Ein transflektives LCD behält volle Farbe, Videobildrate und eine Hintergrundbeleuchtung für die Dunkelheit. Ändert sich das Bild selten und hat Energie Priorität, siehe den Eintrag EPD, einschließlich des Abschnitts über das Frontlicht, das ein E-Paper-Display im Dunkeln ablesbar macht.
