问题

为什么不用自然光做屏幕背光?

回答
我们不常在屏幕背光上看到自然光,这背后其实有好几个挺实在的原因,跟我们平时用屏幕的体验和显示技术本身都有关系。

首先,最直观的一点就是稳定性和可控性。大家想想,自然光是什么样的?白天阳光充足,晚上可能天色阴沉,甚至漆黑一片。如果屏幕背光依赖于自然光,那我们看屏幕的亮度就会随着外部环境忽明忽暗,这绝对是灾难。我们想看清屏幕内容,需要的是一个相对恒定、能让我们舒适阅读的亮度。自然光的这种“看心情”的亮度调节,根本无法满足这个基本需求。

其次,亮度和均匀度也是大问题。要让屏幕上的每一个像素都能被照亮,并且亮度要足够,需要一个非常精准和均匀的光源。自然光,尤其是透过窗户进来的散射光,往往是分散的、强度不均的。你想想,如果屏幕背光是靠一扇窗户照着,屏幕中间亮,边缘就暗了,或者不同角度看起来亮度都不一样,那画面肯定没法看了。现代屏幕追求的是像素级的精准控制,需要背光能做到在屏幕的每一个角落都提供均匀且足够的光线。自然光很难做到这一点,即使通过某种复杂的折射或反射,也难以达到工业生产的要求。

再者,能耗和效率也是一个考量。虽然我们常说自然光“免费”,但在屏幕这种需要密集、精确布光的场景下,想利用自然光,得有一套相当复杂的收集、导引、甚至放大和匀光系统。这些系统本身就需要占用空间,而且不一定能高效地把自然光“捕捉”到屏幕需要的位置。相比之下,LED、OLED等人工光源,它们的能量转化效率高,体积小,可以集成到屏幕内部,并且能非常精确地控制每一个光源的亮度和开关,整体来说在效率和集成度上更胜一筹。

还有一点,就是色彩的表现。我们看到的屏幕颜色,很大程度上是由背光源决定的。很多电子屏幕使用的背光是经过精心设计的,能够发出特定波长的光,这样配合屏幕上的彩色滤光片,才能呈现出丰富的色彩。自然光的光谱相对复杂,而且会随着天气、时间等因素变化。如果用自然光做背光,我们看到的颜色可能会失真,或者难以达到我们现在对屏幕色彩鲜艳度和准确度的要求。

最后,我们也得考虑设备的使用场景。手机、平板电脑,它们经常需要在各种环境下使用,包括室内、室外,白天、夜晚。如果它依赖自然光,那么在室内光线不足或者晚上,它就没法用了。即使是电脑显示器,虽然大多数时候是在室内使用,但为了保证全天候的可用性,也需要一个稳定可靠的独立光源。

所以,综合来看,虽然自然光有很多优点,比如环保、光谱完整,但在屏幕背光这种需要高精度、高稳定性、高效率和良好色彩表现的特定应用场景下,它确实是“力不从心”。现代的显示技术,通过LED、OLED等人工光源,能够更好地满足我们对屏幕显示效果的要求。

网友意见

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从业者,简单回答下你的问题。

题主说图片是LCD显示模组的简易示意图,图中可以看到,有两层偏光片。

正常背光:100%的光,穿过第一层偏光片,理想下吸收一半,保留50%(实际更少),穿过液晶盒、TFT开口、滤光片等,最后只剩下<7%的光亮度。靠着7%的亮度实现显示。

题主的反射式背光:太阳下,先进去剩余7%,再反射出来,7%*7%=0.49%

结论:即使是大太阳下,屏幕反射出来的最大亮度也只有0.5%不到,对比边框、环境、特别是屏幕反光的亮度,很难显示出鲜艳的画面。

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