Industrie-LCDs Hart im Nehmen, stark in der Bildwiedergabe

Autor / Redakteur: Sven Stegemann* / Andreas Mühlbauer

Die Herausforderung bei Industriedisplays liegt in der Kombination aus hoher Bildqualität und großer Robustheit. Beim Einsatz im Freien stellen wechselnde Lichtverhältnisse zusätzlich eine besondere Anforderung dar. Mit der Strong2-Serie bietet Sharp speziell auf diese Bedingungen zugeschnittene LCDs.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Neue Materialien sowie ein optimierter Aufbau des LC-Displays sorgen dafür, Stöße und Vibrationen gezielt zu dämpfen. Verbesserte Backlightgehäuse sichern die Leuchtelemente. Die Steuerelektronik ist ebenfalls für hohe mechanische Belastung ausgelegt. Sowohl im ein- als auch im ausgeschalteten Zustand verkraften die Heavy-Duty-TFTs Beschleunigungen von bis zu 19,6 m/s2 beim Vibrationstest im Bereich von 57 bis 500 kHz. Beim Standardstoßtest können die Displays im Betriebsmodus Stöße mit Beschleunigungswerten von bis zu 98,1 m/s2 unbeschadet aushalten, ausgeschaltet stecken sie sogar Werte von 490 m/s2 weg. Der erweiterte Temperaturbereich von -30 bis 80 °C lässt sich durch verbesserte Polarisatoren und LC-Material erreichen.

Hoher Kontrast und starke Leuchtkraft bei langer Lebensdauer

Das Kontrastverhältnis von 600:1 im bevorzugten Betrachtungswinkel hat Sharp bei den Strong2-LCDs durch einen optimierten Verlauf des Spannungspotenzials der Pixel erreicht. Bedingt durch Wechselspannung zur Transistorsteuerung schwankt bei eingeschalteten Pixels das Spannungspotenzial um einen geringen Wert ?V. Normalerweise tragen diese Potenzialschwankungen nicht zur Helligkeit des Pixels bei – die effektive Pixelspannung liegt daher um ?V unter der maximalen Spannung. Bei den Strong2-Displays sind die Transistorströme so geschaltet, dass sich die Schwankungen gegenseitig ausgleichen und das Spannungspotenzial im Pixel einen höheren und konstanten Wert erreicht. Das Ergebnis ist eine größere Helligkeit der eingeschalteten Pixel.

Durch Gläser mit verbesserten Transmissionskoeffizienten und einer optimierten Beschichtung der Backlightfassungen lässt sich die Helligkeit des gesamten Displays weiter verbessern. Insgesamt gelingt dadurch eine Steigerung der Displayhelligkeit auf bis zu 450 cd/m2. Als Backlight kommen bei den Strong2-Modulen Longlife-CFL-Röhren zum Einsatz. Deren Lebensdauer beträgt bis zu 60.000 Stunden.

Klare Sicht bei jedem Licht

Im Freien kommen zunehmend Displays mit Transflective- beziehungsweise Low-Reflection-Technologie zum Einsatz.

Die transflektiven Displays verbinden das Prinzip eines reflektiven TFTs mit der Helligkeit eines von hinten beleuchteten transmissiven TFTs. Ein Teil der inneren Struktur des Displays, vorwiegend die passiven Elemente, die nicht direkt zur Bildwiedergabe beitragen, sind dabei reflektiv beschichtet. Schon ein Flächenanteil der reflektiven Mikrostrukturen von nur wenigen Prozent verbessert deutlich die Bildwiedergabe.

Mit der Advanced-Super-V- (ASV) Technologie bieten auch transflektive TFT-LCDs einen weiten Betrachtungswinkel. Bei Panels mit ASV-Technologie sind die Flüssigkristallmoleküle konzentrisch mit einer radialen Orientierung der Molekülhauptachse angeordnet. ASV-Panels haben dadurch keine bevorzugte Blickrichtung, sondern bieten einen Betrachtungswinkel von 160° und mehr aus allen Richtungen.

Die in Bild 1 dargestellte Low-Reflection-Technologie bringt eine fast vollständige Auslöschung störender Lichtreflexe bei gleichzeitig erhöhter Belastbarkeit. Dafür sorgt eine zusätzliche Acrylglaslage mit λ/4-Entspiegelung von 2 mm. Je nach Anforderung sind die Low-Reflection-Displays auch mit Acrylglas der Stärke 0,7 bis 6 mm erhältlich. Das Prinzip der λ/4-Entspiegelung basiert auf einer Phasenverschiebung von 2 × 1/4 der Wellenlänge des Lichts, das in der Beschichtung reflektiert wird, gegenüber den an der Oberfläche reflektierten Wellen. Die destruktive Überlagerung der reflektierten Wellen löscht das störende Licht fast vollständig aus. Die λ/4-Entspiegelung reduziert die Reflektionen auf etwa 0,2% des einfallenden Lichts.

Auf Grund der mechanischen und elektrischen Kompatibilität lassen sich Low-Reflection- oder Transflective-Module der gleichen Größe ohne zeit- und kostenintensive Anpassung nachträglich in bestehende Designs integrieren.

Bis 2010 soll laut isuppli der Markt für Industrie-LCDs um knapp 70% auf acht Mio. Einheiten weltweit wachsen. Gefragt sind vor allem Displays der 10˝-Klasse, doch auch in der Fabrikautomation geht der Trend zu größeren Diagonalen. Im Kommen sind vor allem TFTs von 12 bis 15˝, aber auch größere Diagonalen kommen zusehends zum Einsatz.

*Sven Stegemann ist Product Marketing Manager LCD bei Sharp Microelectronics Europe

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