LCD-Bildschirme zeichnen sich durch ihre Leichtigkeit, geringe Dicke und Farbdarstellung aus und sind heute die vorherrschende Technologie bei Farbbildschirmen. Von Fernsehern über Laptops und Mobiltelefone bis hin zu Werbetafeln – LCD-Anwendungen sind allgegenwärtig, doch der damit verbundene Energieverbrauch steigt stetig an.Angesichts der weltweit zunehmenden Aufmerksamkeit für Energieeinsparungen und CO₂-Reduzierung sowie des immer näher rückenden Ziels der CO₂-Neutralität bis 2050 benötigt der Markt für Farbdisplays dringend eine neue Technologie der nächsten Generation, um umweltfreundlichere und CO₂-ärmere Displayprodukte voranzutreiben. Daher hat sich das cholesterische LCD (ChLCD) als die beste umweltfreundliche Displaytechnologie herausgestellt, um LCDs zu ersetzen.
Heute teilen wir die technischen Unterschiede zwischen LCD und ChLCD (cholesterischem Flüssigkristall-E-Paper-Technologie), damit Sie stromsparendere und umweltfreundlichere Farbdisplays auswählen können.
Grundprinzip von LCD
LCD-Displays bestehen üblicherweise aus einer Hintergrundbeleuchtung, vertikalen und horizontalen Polarisatoren, einem Farbfilter und einer Flüssigkristallschicht. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert die Lichtquelle für das Bild. Wenn Licht durch die Flüssigkristallschicht fällt, deren Ausrichtung durch ein elektrisches Feld verändert wird, blockieren die vertikalen und horizontalen Polarisatoren das Licht mit unterschiedlicher Helligkeit, was zu verschiedenen Graustufen führt. Licht von verschiedenen Graustufen, das durch den Farbfilter fällt, kann verschiedene Farben bilden.
Wenn die R-, G- und B-Subpixel perfekt gemischt werden, kann LCD bis zu 16,78 Millionen Farben darstellen, was eine perfekte Wiedergabe reicher Farben auf Bildschirmen wie Handys, Fernsehern und Laptops ermöglicht.
Grundprinzip von ChLCD-Farb-Flüssigkristall-E-Papier
Cholesterisches Flüssigkristall-E-Paper(ChLCD) besteht aus drei übereinanderliegenden Flüssigkristallschichten, von denen jede jeweils rot (R), grün (G) oder blau (B) reflektiert. Durch unterschiedliche elektrische Felder wird die Drehung der Flüssigkristallmoleküle gesteuert, sodass diese nach Abschalten des elektrischen Feldes stabil in einem Zwischenzustand verbleiben:
- Im planaren Zustand sind die Flüssigkristallmoleküle ordentlich angeordnet und können Licht bestimmter Wellenlängen reflektieren. In diesem Zustand können die Farben des reflektierten Bildes gesehen werden.
- Die molekulare Ausrichtung von Flüssigkristallen im fokussierten Kegelzustand ermöglicht die Durchdringung von Licht, wodurch die Farbe der darunter liegenden Schicht sichtbar wird.
Durch die unabhängige Steuerung der jeweiligen Zustände der drei RGB-Schichten des LCDs kann das ChLCD letztlich 16,78 Millionen Farben perfekt darstellen und so ein ebenso farbenreiches Bild erzeugen wie ein herkömmliches LCD. Daher können sowohl LCD- als auch ChLCD-E-Paper-Displays eine reichhaltige Farbdarstellung bieten.
Vorteile von LCD-Displays
LCD-Flüssigkristallbildschirme haben die folgenden Eigenschaften:
- Das Display verfügt über eine integrierte Hintergrundbeleuchtung und bietet auch bei schwachem Umgebungslicht ein kontrastreiches, farbenfrohes Bild.
- Die schnelle Reaktionszeit der Flüssigkristalle ermöglicht eine hohe Bildwiederholrate von >60 Hz, wodurch flüssige Videowiedergabe möglich wird.
Daher sind LCD-Flüssigkristallanzeigen für allgemeine Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefone, Laptops, Bildschirme, Fernseher usw. geeignet.
Vorteile des ChLCD-Farb-E-Paper
ChLCD-Farb-E-Paper bietet mehrere verschiedene Vorteile:
- Die bistabilen Eigenschaften von cholesterischen Flüssigkristallen verbrauchen nur dann Strom, wenn das Bild aktualisiert wird, und verbrauchen keinen Strom, wenn ein statisches Bild angezeigt wird.
- Reflektierende Displaytechnologien bieten einen höheren Kontrast, je heller das Umgebungslicht ist, so dass der Bildschirm auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut sichtbar ist.
- Der Bildschirm selbst sendet kein blaues Licht aus, wodurch die Schäden durch direkte Blaulichtbestrahlung der Augen reduziert werden und die Augen bei langer Lesezeit effektiv geschützt werden.
- Während das ChLCD den Großteil des Umgebungslichts reflektiert und unterschiedliche Bilder anzeigt, dringt ein kleiner Teil des Umgebungslichts bis zur unteren Schicht durch. Wenn in die untere Schicht des Displays ein Solarpanel eingebettet wird, kann die Energie des verbleibenden Umgebungslichts zurückgewonnen und in elektrische Energie umgewandelt werden, die den Bildschirm selbstständig mit Strom versorgt und so die Bildaktualisierung ermöglicht. Auf diese Weise wird ein CO₂-neutrales Infinity Display® realisiert.
Daher wird die ChLCD-Technologie (Cholesterin-Flüssigkristall-E-Paper) nicht nur in augenschonenden E-Book-Readern eingesetzt, sondern ist auch eine neue Technologie, die den aktuellen Trends in Sachen Energieeinsparung und Umweltschutz entspricht.
Farbwiedergabe von LCD- und E-Paper-Displays in Innenräumen
LCD-Displays sind mit einer Hintergrundbeleuchtung ausgestattet, die auch bei schwachem Umgebungslicht ein Bild mit hohem Kontrast ermöglicht. Bei starkem Sonnenlicht im Freien kann die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung jedoch nicht mit dem Sonnenlicht konkurrieren, was tagsüber im Freien zu einem schlechten Kontrast führt. ChLCD nutzt hauptsächlich das reflektierte Umgebungslicht zur Bildanzeige, sodass das Bild bei stärkerem Umgebungslicht klarer und farbenreicher wird. Ist das Umgebungslicht hingegen schwach, ist der Kontrast des Bildes relativ unzureichend.
Wir verwenden ein Luxmeter, um verschiedene Lichtstärken von LED-Innenbeleuchtungen zu messen und die Unterschiede zwischen LCD und ChLCD zu vergleichen. Da das iPad die Hintergrundbeleuchtung je nach Umgebungslichtstärke anpasst, haben wir die Bildschirmhelligkeit des iPads zuvor auf die maximale Einstellung fixiert.
Es ist ersichtlich, dass diese Umgebung bei geringer Beleuchtungsstärke (5.000 Lux), reflektiert ChLCD auch das Umgebungslicht effektiv und präsentiert ein Bild mit gleicher Lesbarkeit.
Farbwiedergabe von LCDs und E-Papier bei Außenbeleuchtung durch Sonnenlicht
Im direkten Sonnenlicht können wir bei den Anwendungsfällen feststellen, dass die Hintergrundbeleuchtung des iPads mit dem spiegelnden Licht der direkten Sonneneinstrahlung auf der Displayoberfläche nicht mithalten kann. Im Vergleich zu einem Ausstellungsfenster (20.000 Lux) und einem leicht beschatteten sonnigen Tag im Freien (75.000 Lux) ist die Bildsichtbarkeit fast völlig verloren gegangen.
Im Gegensatz dazu erscheinen die Farben auf dem ChLCD-Bildschirm im Sonnenlicht noch lebendiger und klarer, was seine Lesbarkeit bei Sonneneinstrahlung voll zur Geltung bringt. Daraus lässt sich schließen, dass sich ChLCD besser für kommerzielle Außenanzeigen eignet als die derzeit gängigen LCD-Displays.
Stromverbrauchsunterschiede zwischen LCD und E-Paper
Im Vergleich zu Fernsehgeräten für den Innenbereich mit einer Helligkeit von etwa 300 Nits benötigen LCD-Displays für den Außenbereich in der Regel mehr als 3.000 Nits, um bei Sonneneinstrahlung gut lesbar zu sein. Daher verbrauchen kommerzielle LCD-Displays für den Außenbereich in der Regel fast dreimal so viel Energie.Vergleicht man den Energieverbrauch eines gängigen 55-Zoll-LCD-Displays für den Außenbereich mit dem von ChLCD, so verbraucht das ChLCD-Display bei einer Seitenwechselintervall von 5 Minuten und der Wiedergabe statischer Bilder weniger als 11 % der Energie des LCD-Displays für den Außenbereich.
Unter Berücksichtigung der oben genannten Vor- und Nachteile von LCD und ChLCD eignen sich LCD-Displays eher für die Wiedergabe von Animationen in Innenräumen, während die Cholesterin-Flüssigkristall-Technologie besser für farbige E-Book-Reader sowie für energiesparende Digital-Displays im Außenbereich geeignet ist.
Wenn Sie mehr über die Anwendung von Farb-E-Paper erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte.
