Enten det er snakk om 6,4” (8,4”, 10,4”,…17”) eller større LCD skjermer som skal brukes ved sollys eller andre vanskelige lysforhold kreves det spesielle forholdsregler for å unngå varmeproblematikken. Og for en del applikasjoner vil vi gå så langt som å si at spesielt sterke lysstoffrør IKKE er å anbefale. Det er bare å ta en titt på spesifikasjonene for slike LCD skjermer rundt om. For å få til en lysstyrke på 1000 cd/m2 eller mer kreves det gjerne dobbelt så mye tilført effekt (power). Noen vil gå så langt som å si at LCD skjermer basert på den gamle passive matrisen (på 80-tallet) er bedre i sollys enn det dagens TFT baserte LCD skjermer er.
Tidligere LCD skjermer benyttet ccfl (Cold Cathode Fluricent Light). Dette er lystoffrør i micro størrelse og hadde et vesentlig høyere effektforbruk enn dagens LED. CCFL var derfor ikke like godt egnet for å skape høy lysstyrke som dagens LED gjør. Derfor har også vi begynt å benytte LED som bakgrunnsbelysning for de fleste LCD skjermene ettersom transflective løsninger blir en del dyrere. Dessuten kommer det stadig nye teknologier som f.eks. Oled (organisk led) og annet. Vår 15″ er en av de mange skjermer vi leverer for sollys. Skjermene kan dessuten benytte både 12V og 24V DC og laveres med vanntett front, osv, osd, Transflective løsninger benyttes fortsatt der det er temperatur problemer men blir en del dyrere.
Skjermer brukt i panel-PC benytter seg av samme teknologien om det er snakk om f.eks. lesbarhet i sollys. Panel-PC løsninger basert på tradisjonell skjermteknologi med transmissive panel og spesielle lysstoffrør vil derfor gi ca dobbelt så mye varme som transreflektive skjermer. Dette er varme om må ledes bort om utstyret skal overleve over lengre tid.
Irontech har derfor valgt å standardisere på transreflektive teknologi i de tilfellene der det er krav om lesbarhet i f.eks. sollys. Dette gjelder på rene monitor løsninger og panel-PC løsninger
Selvjusterende bakgrunnsbelysning
For å tilføre lesbarhet i f.eks. ble sollys, uten tilførsel av mer elektrisk energi, ble den transreflektive teknologien innført. Disse skjermene reflekterer mesteparten av det sollyset som skjermen utsettes for. Dermed øker lysstyrken fra skjermen avhengig av tilført lys (eks. sollys). Dessuten medfører slike LCD skjermer langt mindre bruk av lysjustering. Om sola titter frem (eller går bak en sky) vil altså LCD skjermer med transreflektiv teknologi være selvjusterende uten elektronikk som kan gå i stykker.
Nedenfor har vi gitt laget en enkel grafikk som beskriver hvordan teknologien virker. En slags dobbeltvirkende speilglassrute.
Transreflektiv teknologi med backlight
Standard teknologi med backlight
Alternativet til transreflektiv teknologi er såkalt «Bonding», som både øker kontrast og lysstyrke, men teknologiene har sterke likhetstrekk. Irontech leverer begge teknologier
Når bare deler av LCD skjermen utsettes for sollys
Mange har opplevd å sitte på jobben en fin dag hvor solen titter frem. Uheldigvis har solen lett for å lyse på skjermen en bruker også, med det resultat at brukeren må trekke for gardinene eller skygge for sola på annen måte for at skjermen skal være leselig. Så enkelt er det ikke for brukere i industrielle miljøer. Der er ofte skjermen fastmontert på samme måte som serveren eller PC’en som brukes, og det er få eller ingen muligheter for å skygge for sola. Typiske miljøer kan være skjermer montert i 19” rack og skap eller konsoll sammen med serveren (mer om server og rackmontert PC finner du her). I andre tilfeller kan det være snakk om montering på vegg slik en del embedded PC løsninger er montert. Da er det fint å likevel ha en skjerm som kan leses i sollys. Det er jo bare å skru opp lysstyrken. Men hva om sola forsvinner igjen. Da må en justere ned igjen. Men problemer med lesbarheten til en LCD skjerm blir enda større om skjermen er montert i en mobil enhet som bil eller båt. Ofte er disse skjermene brukt sammen med små embedded PC løsninger som kan være gjemt unna slik at de ikke blir utsatt for et varmeproblem (mer om embedded PC finner du her).
I en slik arbeidssituasjon kan en naturligvis ikke sitte og justere skjermen opp og ned hele tiden. Justeringen må derfor skje automatisk slik den gjør med transreflektive skjermer.
Fordelen med spesielle lysstoffrør er at de kan gi en ekstremt kraftig bakgrunnsbelysning. Gjerne 1600 cd/m2 eller mer, mens løsningene fra Irontech gir opptil 1200cd/m2. En ”vanlig” LCD skjerm gir typisk ca 250 cd/m2. Hvordan bl.a. Candela (cd) beskrives og beregnes har vi fortalt på denne siden.
Men problemstillingene slutter ikke med opp og nedjustering av skjermen. For i de fleste arbeidssituasjoner vil ikke hele skjermen bli utsatt for sollys. Kanskje bare 10 %, 20 % eller 50 %. For LCD skjermer med spesielt kraftig bakgrunnsbelysning vil løsningen bli å justere lysstyrken for hele skjermen. For brukere av transreflektive skjermer blir det bare det området som blir belyst som automatisk får kraftigere bakgrunnsbelysning. På den måten blir forskjellen mellom ”normale” lysforhold og sollys sterkt begrenset. Vi har forsøkt å simulere dette på bildene nedenunder ved å simulere sollys på nedre høyre side av skjermen.
Standard LCD
High bright LCD
Transreflektiv LCD
Vi vet altså at vanlige LCD skjermer ofte er uegnet under vanskelige lysforhold som f.eks. sollys. Vi vet også at dette krever en automatisk justering. Og sist men ikke minst vet vi at det er umulig å justere LCD skjermer med spesielle lysstoffrør til å håndtere problemstillingene som oppstår når bare deler av skjermen utsettes for slikt sollys.
Hva med varme?
Som for all annen elektronikk er varme hovedproblemet også for styringselektronikken til LCD skjermene. Og varmeproblemet oppstår spesielt der det er snakk om tette kapslinger, slik som industrien bruker. Tette kapslinger kan være basert på behovet for minimal elektromagnetisk eller RF stråling inn eller ut av skjermen. Men det kan også være basert på såkalte IP krav om tetthet mot partikler, støv eller vann. Andre kan ha krav som relaterer seg til Ex standardene for eksplosjonsfarlige områder eller relatert til Atex standardene. Uansett skaper tette kapslinger et potensielt varmeproblem. For de fleste PC løsninger kan deler av varmeproblemet løses med vifter (mer om valg av vifteløsninger for industri PC og servere finner du her).
Basert på tall fra leverandører av solcellepaneler gir solen en tilført effekt på ca 1000 watt pr m2. Om vi tar utgangspunkt i en 19” skjerm utgjør denne strålingen ca 250 watt (ca 0,25 m2). Med andre ord tilføres standard LCD skjermer 60-70 watt mer enn den teknologien Irontech benytter seg av. Samtidig TILFØRES skjermer basert på tradisjonell teknologi og som skal være lesbare i sollys ekstra effekt for å kunne avgi den lysstyrken de er tiltenkt. En del av dette forsvinner riktignok som lys, men vi anser det ikke som urimelig at tilført varme er et sted mellom 20-30 watt (det er ikke uten grunn at små batteridrevne terminaler tilsvarende pocket pc, baserer sine skjermer på transreflektive teknologi). En LCD skjerm som skal være lesbar i sollys basert på tradisjonell bakgrunnsbelysning vil altså absorbere 80 -100 watt mer enn LCD skjermer fra Irontech. Det skal svært god kjøling til for å håndtere dette.
Slike varmeproblem blir ikke mindre om skjermen og den tette kapslingen er utsatt for sollys. Mange industriskjermer har dessuten en beskyttende ”glassplate” (plast) i front som også holder på varmen sammenliknet med vanlige kontorskjermer.
Transreflektive LCD skjermer har den fordelen at de reflekterer store deler av varmen (og lyset) fremfor å absorbere energien inne i kapslingen.
At varme skaper problemer for mange andre komponenter innen profesjonell databehandling er altså ikke ukjent. Disker er i så måte utsatt for samme problemet selv om de ikke er direkte utsatt for sollys. Å bare sette inn noen 5 ¼” skuffer for å tilføre raid egenskaper vil sjeldent gi det resultatet en ønsker mht driftsikkerhet. Profesjonelle servere og industri-PC løsninger har derfor ivaretatt dette problemet ved å tilføre spesielle kjøleanordninger.
LCD skjermer med spesielle lysstoffrør tilfører varme istedenfor å reflektere den. Også av den grunn er annen skjerm teknologi langt bedre egnet for tette kapslinger som brukes til industrielt bruk.
Fargegjengivelse
For en del applikasjoner vil fargegjengivelse ikke utgjøre noe vesentlig problem. ”Problemet” begrenses i hovedsak til irritasjonen over at fargene ikke tilsvarer det de skulle ha vært om en skulle basert fargene på naturlig lys (sollys). Årsaken til dette er at lys fra lysstoffrør avgir mer av det blå lyset pga varmen og fargegjengivelsen avviker dermed mer enn det naturlig lys tilsier. Dette kommer tydeligst frem når skjermen utsettes for direkte sollys og er et velkjent problem for mange med notebook/bærbar pc. Et bilde med gråtone kan dermed bli mer eller mindre grønt om en baserer seg på LCD med tradisjonell bakgrunnsbelysning (en vanlig lyspære kan typisk avgi 2900K mens solen avgir 5800K).
Konklusjon
Det er egentlig svært få ulemper med denne teknologien fremfor de skjermløsningene som bruker høyintensitets lysstoffrør for lesbarhet i sollys. Et kort sammendrag tilsier følgende:
- Transreflektive LCD skjermer behøver ikke å justeres like ofte som skjermer med spesielle lysstoffrør fordi lysstyrken justeres automatisk basert på tilført lys.
- Disse LCD skjermene vil gi mindre ”slitasje” på øynene om skjermen bare delvis er utsatt for sollys fordi forskjellen mellom skyggelagte områder og sol utsatte områder blir mindre.
- Det oppstår det mindre varmeproblemer fordi store deler av energien i sollyset reflekteres. Skjermene er derfor bedre egnet for tette industrikapslinger. Av samme årsak har de bedre forutsetninger for å skape driftsikre systemer.
- Skjermene (1200 cd/m2) gir litt mindre lys enn LCD skjermer med spesielle lysstoffrør (1600-1800cd/m2). Typisk standardverdier for ”vanlige” LCD skjermer er 250 cd/m2. Til gjengjeld har ikke slike skjermer begrensninger mht størrelse på skjermene slik LCD skjermer med spesielle lysstoffrør har. Skjermer kan derfor leveres i de fleste størrelser som f.eks. 6,4”, 8,4”, 10,4”, 12,1”, 15”, 17”, 19”, etc., etc.
- Skjermene avgir et mer korrekt lys enn det tradisjonelle bakgrunnsbelyste skjermer gjør.
Copyright © 2020
Jørn Jensen
Gjengitt med tillatelse.
Om ønsker informasjon som ikke finnes på våre sider, ber vi deg kontakte oss med f.eks. en mail til vår support avdeling. Vi vil da forsøke å få opp mer informasjon så raskt som mulig.
