Entspiegelung (AR) mit Mottenaugenstruktur für die Anwendung in Fahrzeugdisplays

Mottenaugenfolien kommen immer häufiger in Fahrzeugdisplays zum Einsatz

Folien und Harze, die die Sichtbarkeit durch Verhinderung von Lichtreflexionen verbessern, sind heute die wichtigsten Produktkategorien von Dexerials. Die AR100-Serie von AR-Folien reduziert Lichtreflexionen hochwirksam auf Displays und wird von Herstellern von PC-Monitoren, Tablet-PCs und Autodisplays eingesetzt.

Optisch klares Harz (OCR/LOCA) ist ein transparenter Klebstoff zum Verbinden des oberen Substrats eines Displays mit dem Displaymodul. Es reduziert außerdem Reflexion und Lichtbrechung an den Klebeflächen. Dexerials hat außerdem ein optisch elastisches Harz namens „SVR“ auf den Markt gebracht.

Ein weiteres optisches Produkt von Dexerials ist die Antireflexionsfolie in Mottenaugenoptik. Die Augenoberfläche nachtaktiver Motten weist gleichmäßige, nanometergroße Unebenheiten auf. Diese Unebenheiten lassen Licht reflexionsfrei durch. Dexerials ist es gelungen, diese mottenaugenähnliche Struktur mithilfe seiner einzigartigen Prägetechnologie auf einer Folie abzubilden. Die neu entwickelte Entspiegelung in Mottenaugenoptik weist eine geringere Reflektivität in einem breiten Wellenlängenbereich des Lichts und eine höhere Transparenz als gesputterte AR-Folien auf. Auf Displays erzeugt diese Folie Bilder mit höherer Helligkeit und höherem Kontrast.

Dieser AR-Film vom Mottenaugentyp wird hauptsächlich für zwei Anwendungsbereiche eingesetzt: das Center Information Display (CID), das auf dem Armaturenbrett eines Autos installiert ist und Informationen wie den Standort des Autos anzeigt, und das Head-Up-Display (HUD), das Informationen wie die Geschwindigkeit des Autos auf der Windschutzscheibe vor dem Fahrer anzeigt.

​Vergleich von Antireflexfolien vom Mottenaugentyp und OCR

Unten sehen Sie ein Diagramm eines CID. Die Antireflexionsfolie vom Mottenaugen-Typ wird auf die Rückseite des oberen Substrats aufgebracht, das den Flachbildschirm (FPD) schützt. Ein Spalt zwischen FPD und oberem Substrat führt in der Regel zu leicht unscharfen Bildern aufgrund der Reflexion und Brechung des Lichts an der Innenseite des oberen Substrats. Eine Lösung besteht darin, den Luftspalt mit einem OCR wie dem SVR oder Hybrid SVR von Dexerials zu füllen. Es gibt jedoch Fälle, in denen ein OCR aufgrund der Konstruktion oder Größe des Luftspalts nicht verwendet werden kann. In solchen Fällen kann das Aufbringen der Antireflexionsfolie vom Mottenaugen-Typ einen ähnlichen OCR-Effekt erzielen.

Das folgende Diagramm veranschaulicht den Unterschied bei Reflexion und Bildkontrast der FPD-Struktur eines Tablet-PCs. Zunächst ist der Innenraum zwischen dem Touchpanel und dem FPD in drei Teile unterteilt: den mit SVR (OCR) gefüllten Teil, den Luftspalt und den Teil, wo die Antireflexionsfolie vom Mottenaugentyp aufgebracht ist. Er ist je nach Vorhandensein (rechts) oder Fehlen (links) der Antireflexionsfolie auf der Außenfläche weiter in sechs Bereiche unterteilt. Das unten gezeigte Diagramm zeigt den Reflexionsgrad jedes Bereichs. Der Bereich mit Antireflexionsfolie auf der Oberfläche und SVR auf der Innenseite weist den niedrigsten Reflexionsgrad auf, gefolgt vom Bereich mit Mottenaugenfolie auf der Innenfläche, was zeigt, dass es einen ähnlichen Effekt wie bei OCR hat. Andererseits erscheint in Bereichen mit Luftspalt die Bildschirmfarbe weißlich und die Sichtbarkeit ist verringert, was die Bedeutung von Antireflexionslösungen verdeutlicht.

Mottenaugen-Antireflexionsfolien und optisch elastische Harze (SVR) eignen sich gut für Anwendungen. SVR wird eingesetzt, wenn der Luftspalt zwischen dem oberen Substrat und dem Display relativ klein ist. Mottenaugen-Antireflexionsfolien eignen sich hingegen, wenn der Luftspalt größer als 0,5 mm ist. Moderne Autonavigationssysteme verfügen über 2,5D- oder 3D-gekrümmte Oberflächen. In solchen Fällen eignen sich Mottenaugen-Folien für das gewölbte obere Substrat.

Verhindern Sie HUD-Ghosting mit Moth Eye Film

Eine der Automobilanwendungen ist das Head-up-Display (HUD) mit Antireflexfolie in Mottenaugenoptik, das Informationen auf die Windschutzscheibe der Fahrerseite projiziert. Moderne HUDs nutzen Augmented-Reality-Technologie, um Daten und Anweisungen wie Fahrgeschwindigkeit, Motordrehzahl und Navigationsinformationen im Bereich vor dem Fahrer anzuzeigen. Immer mehr Autos, insbesondere Luxusfahrzeuge, sind mit HUDs ausgestattet.

Der HUD-Projektionsmechanismus besteht im Wesentlichen aus einer Projektoreinheit, die Licht aussendet, einem Reflektor und einer transparenten Platte, einer sogenannten Blendschutzplatte, die die Blendung reduziert, und alles außer der Blendschutzplatte ist im Armaturenbrett untergebracht. Blendschutzfallen sind etwa 0,4 bis 0,5 mm dick. Wenn Licht durch sie hindurchtritt, kommt es aufgrund des Unterschieds im Brechungsindex zwischen Blendschutzfalle und Luft zu Reflexionen sowohl an der Eintritts- als auch an der Austrittsfläche, was dazu führen kann, dass das auf die Windschutzscheibe projizierte Bild als Doppelbild erscheint (Geisterbild). Durch Anbringen einer Mottenaugenfolie für HUDs auf der Rückseite der Blendfalle (der Oberfläche, an der das Projektionslicht eintritt) kann die Reflexion auf der Rückseite von ca. 4 % auf rund 0,3 % verringert werden. Dadurch lässt sich das Geisterphänomen deutlich reduzieren. Das folgende Diagramm zeigt ein Experiment zur Erklärung des Geisterphänomens.

In den letzten Jahren ist die Zahl der in Autos eingebauten Displays außerhalb der traditionellen Armaturenbrettpositionen gestiegen und es werden nach und nach neue Anzeigesysteme entwickelt, die Bilder von Seitenspiegeln und Rückspiegeln projizieren. Die Anwendungsgebiete für Mottenaugenfolien im Fahrzeug, die die Sicht des Fahrers verbessern und zur Sicherheit beitragen, werden weiter zunehmen.