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Les équipements extérieurs présentent un problème de lisibilité prévisible : bien que la luminosité de l’écran soit suffisante sur la fiche technique, la surface avant réfléchit plus de lumière qu’elle n’en émet, et l’utilisateur voit un miroir. La spécification qui permet d’éviter ce problème n’est pas une valeur de luminosité, mais une exigence de contraste mesurée dans des conditions ambiantes réelles, ainsi que le traitement de surface et la méthode de collage nécessaires pour l’obtenir.
Cela signifie que l'écran présente encore un contraste utilisable même en plein soleil.
La lisibilité correspond au rapport entre la lumière émise par l'écran vers l'utilisateur et la lumière réfléchie par sa face avant. Une spécification mentionnant uniquement la luminance décrit le numérateur et ignore le dénominateur, ce qui explique pourquoi deux écrans présentant la même valeur de luminosité peuvent avoir un comportement totalement différent en extérieur. L'exigence doit donc être formulée comme un contraste minimal dans des conditions ambiantes données, pour un angle de vision donné, en précisant la surface avant et la méthode de collage.
Cette formulation rend également l'exigence vérifiable : les deux parties peuvent mesurer la même chose, dans la même géométrie, sur le même échantillon.
Quatre termes déterminent ce que voit l'utilisateur.
La luminance émise à la surface de l'écran, la transmission de l'ensemble (verre de protection, adhésif, polariseurs), la réflectance de la face avant (composantes spéculaire et diffuse incluses) et l'éclairement ambiant dans le plan de l'écran sont autant de facteurs qui influencent le contraste. Augmenter la luminance améliore le contraste de façon linéaire, mais au prix d'une consommation d'énergie et d'un dégagement de chaleur accrus ; réduire la réflectance ou augmenter la transmission permet généralement d'obtenir un meilleur contraste exploitable pour un même effort.
Le collage optique améliore la transmission en éliminant les interfaces d'air internes, tandis que le traitement de surface améliore la réflectance. Ces deux aspects relèvent de la conception de l'empilement et non du panneau ; c'est pourquoi l'exigence doit être communiquée au fournisseur sous forme d'objectif clair plutôt que de liste de composants.
Déduisez-le des conditions ambiantes plutôt que de le chercher.
Mesurez l'éclairement dans le plan de l'écran aux heures les plus défavorables, estimez la luminance réfléchie à partir de la réflectance de la surface avant et exigez une luminance émise suffisamment élevée pour maintenir le rapport de contraste requis par l'application. Si la réflectance de la surface est inconnue, effectuez une mesure sur un échantillon : un colorimètre ou un colorimètre imageur, mesurant la lumière réfléchie par un fond blanc sous le même éclairage, fournit directement la valeur. Les définitions de mesure de la couleur et de l'apparence sont publiées par la CIE , et les instruments et procédures de mesure sont documentés par des fournisseurs tels que X-Rite.
Pour la plupart des installations extérieures, le résultat se situe dans une fourchette plus étroite que prévu, car le revêtement et l'adhérence jouent un rôle prépondérant. C'est cette valeur qui doit figurer dans le cahier des charges, car elle inclut la condition de conformité.
Trois traitements, trois emplois différents.
Le traitement antireflet introduit une structure de surface contrôlée qui répartit la réflexion sur un grand angle, réduisant ainsi la luminosité maximale atteignant l'œil ; il augmente le voile, ce qui adoucit légèrement l'image. Le revêtement antireflet réduit l'énergie totale réfléchie à chaque interface, améliorant la transmission et réduisant le bruit de fond diffus ; il est plus coûteux et plus sensible à la manipulation. Le traitement anti-traces de doigts réduit les traces aux endroits où la surface est touchée et s'use plus rapidement que le traitement anti-traces de doigts.
L'association d'un traitement antireflet (AG) et antigravité (AR) est courante en extérieur, appliquée sur la face externe du verre de protection. Le cahier des charges doit indiquer le voile et la réflectance mesurés plutôt que le nom du traitement, car les valeurs « AG » peuvent varier considérablement d'un fournisseur à l'autre. La mesure du voile suit une méthode définie, décrite par exemple dans la norme ASTM D1003.
Un espace d'air constitue une deuxième et une troisième surface réfléchissante.
Entre l'écran et la vitre de protection, l'absence de collage crée deux interfaces verre-air. Chacune réfléchit une partie de la lumière ambiante vers l'utilisateur et ajoute un voile diffus à l'image ; c'est précisément ce phénomène qui donne à un écran non collé un aspect délavé au soleil. Le collage avec un adhésif optique supprime ces interfaces, améliore la transmission et élimine la surface interne où se forme la condensation.
Le procédé repose sur deux compromis : le rendement et la réparation. La face collée est remplacée en bloc. Les options de matériaux adhésifs et leurs propriétés optiques sont documentées par des fournisseurs tels que DELO et Henkel.
Différentes applications extérieures nécessitent des proportions différentes.
Un kiosque lisible à 500 mm nécessite un contraste suffisant pour les petits caractères en plein soleil ; un panneau d’affichage lisible à 5 m requiert des caractères plus grands et tolère un contraste moindre ; l’interface homme-machine d’une borne de recharge pour véhicule électrique se situe entre les deux et est souvent visible à travers une surface humide ou poussiéreuse ; les instruments sur poteau sont lisibles entre 1 et 2 m avec un champ de vision réduit. Le tableau ci-dessous constitue un point de départ pour les exigences, à confirmer par rapport au niveau ambiant mesuré sur le lieu d’installation.
Chaque poux supplémentaire se transforme en chaleur dans la même boîte.
La puissance du rétroéclairage est presque entièrement convertie en chaleur. Dans un boîtier extérieur étanche, cette chaleur augmente la température de jonction des LED, réduisant ainsi leur efficacité et leur durée de vie. L'apport solaire aggrave ce phénomène. Par conséquent, la luminosité et la durée de vie sont directement inversement proportionnelles, et les spécifications fiables les considèrent comme un seul et même choix : le contraste requis, la structure optique qui l'atteint et la température interne qui en résulte.
Lorsque le boîtier est étanche, améliorer la pile optique est généralement moins coûteux qu'augmenter la luminosité, car cela améliore la lisibilité et réduit la chaleur simultanément.
Six étapes que les deux parties peuvent répéter.
Enregistrez l'heure, la date et la position du soleil par rapport à l'écran.
Mesurer l'éclairement dans le plan de l'écran à l'emplacement d'installation.
Mesurer la luminance en champ blanc et en champ sombre depuis la position d'observation prévue.
Mesurez en trois points sur l'écran, y compris la zone la plus réfléchissante.
Relevez la température de la surface avant et la température interne si elle est disponible.
Photographiez l'écran depuis la position de visionnage à exposition fixe et enregistrez-la avec les mesures.
En cas de litige, la même procédure appliquée à deux configurations candidates permet de le résoudre. Les options de détecteurs et d'instruments pour la partie optique sont documentées par des fournisseurs de photonique tels que Hamamatsu , et des tests indépendants sont réalisés par des laboratoires tels qu'Intertek.
Pour les équipements d'extérieur, un écran LCD avec une bonne façade est généralement la solution la plus sûre.
Un écran émissif doit compenser la lumière ambiante réfléchie par sa propre luminosité, et en plein soleil, c'est peine perdue, quelle que soit la luminosité d'utilisation. Un écran LCD transmissif, doté d'une face avant antireflet collée, réfléchit moins la lumière en interne et peut être plus lumineux sans perte de luminosité. Quant aux technologies réflectives ou transflectives, elles utilisent la lumière ambiante au lieu de la combattre et constituent le meilleur choix lorsque la consommation d'énergie est limitée et que le contenu est simple.
La décision est donc prise en fonction du contenu et du budget énergétique plutôt que de la réputation de la gamme d'écrans.
Neuf éléments rendent cette exigence vérifiable.
CDTech conçoit des variantes à haute luminosité et à large plage de températures pour sa gamme d'écrans industriels et applique des options anti-reflets, anti-éblouissement et de collage à la face avant ; le système qualité sous-jacent est résumé sur la page des certifications de qualité.
Quatre causes qui survivent à une bonne fiche technique.
Une vitre de protection brillante ajoutée tardivement lors de la conception du boîtier ; un cadre ou un renfoncement qui réfléchit la lumière sur l’écran ; un joint d’étanchéité qui se comprime de manière irrégulière et déforme l’empilement ; et un processus de nettoyage qui use la surface antireflet jusqu’à la polir. Chacun de ces éléments relève d’un choix d’intégration plutôt que d’un choix relatif à la dalle, et chacun est plus facile à détecter lors d’une maquette que lors d’un essai sur le terrain.
Une vérification finale utile consiste à photographier l'unité assemblée à l'extérieur, à la pire heure, depuis le poste de l'opérateur, avant la diffusion du schéma du boîtier.
De combien de nits un écran lisible en plein soleil a-t-il besoin ?
Il n'existe pas de valeur universelle. Le besoin dépend de l'éclairement ambiant et de la réflectance de la surface avant : un écran collé et antireflet peut être lisible à quelques centaines de nits dans des conditions où un écran brillant non collé, même à plus de mille nits, ne l'est pas. Déterminez la valeur en fonction de l'installation et spécifiez le contraste plutôt que la seule luminance.
L'OLED est-il meilleur que l'LCD en plein soleil ?
Généralement déconseillé pour les équipements extérieurs. Un écran émissif doit compenser la lumière ambiante réfléchie par sa propre luminosité, tandis qu'un écran LCD transmissif avec une face avant antireflet collée réfléchit moins la lumière en interne et peut être plus lumineux sans perte de luminosité. Lorsque la puissance est limitée et le contenu simple, une technologie réflective est encore plus performante.
Le traitement antireflet réduit-il la qualité de l'image ?
Cela augmente le voile, ce qui atténue légèrement les détails fins ; c’est le prix à payer pour réduire les reflets intenses. Les spécifications doivent indiquer la plage de voile appropriée à l’application : plus faible lorsque l’écran affiche des caractères fins et que la lumière ambiante est modérée, plus élevée lorsque la surface est exposée à une source de lumière directe.
Pourquoi mon écran haute luminosité reste-t-il illisible en extérieur ?
Le plus souvent, cela est dû à une réflexion spéculaire de la surface avant vers l'œil de l'utilisateur, ou à un interstice d'air non collé créant des réflexions internes. Le traitement de surface, le collage et la géométrie de vision expliquent la plupart des défaillances, et leur correction est généralement moins coûteuse que d'augmenter à nouveau la luminosité.
Envoyez à CDTech la photo de l'installation, la lumière ambiante mesurée et la distance de vision ; la réponse indiquera le contraste réalisable et proposera la luminosité, le revêtement et la structure de collage permettant de l'obtenir.
Contactez [email protected] ou utilisez la page de contact ; les options haute luminosité et large plage de températures sont répertoriées sous écrans LCD industriels.
Lisibilité à la lumière du soleil et environnements de visualisation
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