Erschienen in DESIGN & VERIFICATION 04/2001, S. 31-33 (pdf-Version mit dem "details" Button in der toolbox unter dieser Meldung download-bar.)
Autor: Konrad Szabo ist Marketing-Manager bei der Distec GmbH / Data Display AG
Nicht erst seit der CeBIT 2001 ist klar, dass TFT-Systeme im Industrie-, Point-of-Sales- oder Medizin- und Informationsbereich den CRT-Monitor fast vollständig abgelöst haben. Große Kunden setzen die Displays z.B in Kassensystemen (Restaurants)oder Informationsterminals (z.B. Flughäfen oder Fahrkartenautomaten) ein. Im Industriebereich wird das Display vor allem in Steuereinheiten (Maschinensteuerung) eingesetzt. Bei allen gewerblichen, privaten und im gesamten Industriemarkt geht der Trend eindeutig zu Flachbildschirmen. Die Vorteile liegen nicht nur bei Gewicht und Platzbedarf, sondern auch das Preisniveau ist im Bereich TFT ein wichtiger Faktor. Der Preis hat in der Vergangenheit ganz deutlich nach unten gezeigt, besonders im Bereich der großflächigen Displays (15" und 17") sind die Preise auf ein Niveau gefallen, welches den Einsatz durchaus rentabel macht. Das Design der Endprodukte spielt in diesen Bereichen eine immer größere Rolle und auch die sonstigen technischen Features der TFTs haben neben den optischen Eigenschaften inzwischen ein Nievau erreicht, welches den Einsatz nicht nur im High-end-Bereich, sondern auch im preissensiblen Segment nicht mehr in Frage stellen.
So wurde in den letzten Jahren das Produktspektrum mit den erweiterten Einsatzfeldern kontinuierlich ausgebaut. Vor allem das Industriesegment wurde hierbei nicht vergessen. Dies bedeutet längere Verfügbarkeit bei industrietauglicher Spezifikation. Die Maße reichen z.B. bei Marktführer Samsung in der Diagonalen von 10,4″ SVGA (800 x 600 Dots) bis zu 24″ in WUXGA (1920 x 1200 Dots). Besonders Displays mit einer Diagonale von 15″ kommen bei Industriekunden aufgrund des optimalen Preis/Leistungsverhältnisses immer mehr zum Einsatz. Der Einsatz von TFT Displays wird sich auch in den nächsten Jahren noch drastisch erhöhen, wobei die CRT-Röhre nicht so schnell sterben wird. Für spezielle Anwendungen (z.B. Radar-Überwachungssysteme) existieren noch keine passenden TFT-Produkte. Im Standard-Anwendungsbereich jedoch sind die Vorteile der Röhrenschirme passé: Die TFTs der neuesten Generation sind qualitativ noch deutlich verbessert worden: Durch spezielle Filmtechniken konnte der Blickwinkel auf 160° vertikal und horizontal erweitert werden, Helligkeiten von 350 cd/m2 beim 15"-Display sind möglich, die Geschwindigkeit ton/off liegt bei 25 bis 30 ms gegenüber 50 ms der herkömmlichen Geräte, sodass auch Videos mit schneller Bildfolge abgespielt werden können. Die Lebensdauer der TFTs stellt auch kein Problem mehr da: Das LCD hat eine Lebensdauer von 100.000 Std. Dies alles wird durch spezielle Technologien wie PVA erreicht. Andere Hersteller verwenden ähnliche Technologien mit ähnlichen Features und anderen Handelsnamen.
Patterned Vertical Aligment Technology (PVA)
Alle Displays von Samsung mit höheren Auflösungen werden in PVA-Technologie gefertigt, welche entscheidende Vorteile für den Kunden gegenüber herkömmlichen Flachdisplays bietet:
· Hohe Ausbeute und dadurch geringere Kosten · Weiter Blickwinkel 160° horizontal und vertikal · Hoher Kontrast bis 500:1 · Höhere Paneltransmission · Ansprechzeit (tr + tf) von typischerweise 25 ms
Die PVA-Technologie unterscheidet sich gegenüber der sonst verwendeten TN-Technologie vor allem in der Flüssigkristallstruktur. Die Flüssigkristallmoleküle sind nicht in einer Schraubenform angeordnet, sondern die Moleküle machen eine einfache Drehung zwischen der vertikalen und horizontalen Anordnung. Dieses System erlaubt eine schnelle Ausrichtung der Kristalle und somit Ansprechzeiten von ca. 25 ms, was die Videotauglichkeit erheblich verbessert. In dieser Anordnung passiert das polarisierte Licht die Zelle auch ohne Unterbrechung und wird vom Frontpolarisator komplett geblockt. Dadurch erscheint das schwarz aus allen Blickrichtungen schwarz und verliert nichts an seiner Intensität. Der weite Blickwinkel wird durch die Multi-domain-Struktur der Zelle garantiert. Durch Reiben des Glases (aligment layer) in einer bestimmten Richtung legen sich die Moleküle des Flüssigkristalls in einem definierten Winkel zur Zelle, wodurch ein Vorzugsblickwinkel bestimmt wird. In der Multi-domain-Struktur wird der Pixel in alle vier Richtungen gerieben und somit haben die Moleküle nicht nur eine Vorzugsrichtung, sondern es wird ein Rundumblickwinkel ermöglicht.
Hinterleuchtung
Besonders im Industriebereich wird möglichst hohe Helligkeit in Verbindung mit langer Lebensdauer der Röhre und einfacher Austauschbarkeit gefordert. Samsung setzt deshalb für Ihre Displays im Monitor bzw. Industriebereich ausschließlich Longlife-CFL-Röhren ein mit einer typischen Halbwertzeit von 35 000 Std. bei maximaler Helligkeit, also auch bei maximalem Lampenstrom. Dies ist wichtig, da eine erhöhte Lebensdauer in der Vergangenheit mit vermindertem Lampenstrom und somit reduzierter Helligkeit erkauft wurde. Die höhere Lebensdauer wird durch einen erhöhten Quecksilberfülldruck der Lampe erreicht. Weiterhin wurden die Verlustleistung bei der Einkopplung des Lichtes in das Lichtverteilungssystems (Lightguide, Diffusor, Reflektor) verringert. Ein wichtiger, für die Lebensdauer der Röhre maßgeblicher Faktor ist ein optimal auf das jeweilige Display angepasster Inverter. Fast alle Hersteller empfehlen zu Ihren Displays Standard-Inverter. Diese sind aber nie optimal an einen spezifischen Röhrentyp angepasst, sondern decken einen weiten Bereich ab. Samsung ging deshalb den Weg, die Inverter für Ihre Displays selbst zu produzieren. Dadurch steht für jedes Display ein wirklich optimal angepasster Inverter zur Verfügung. Probleme im Feldeinsatz werden so ausgeschlossen.
Ansteuerung
Die Distec AG hat sich darauf spezialisiert, in enger Zusammenarbeit mit Samsung nicht nur die Displays, sondern Komplettlösungen mit Grafikkarten, Kabelsätzen und Inverter zu liefern. Die Kartenlösungen lassen sich in die Bereiche RGB-Analog-Lösungen, Industrie-PC-Boards und digitale Lösungen aufteilen. Als Highlight gilt hierbei das neue digitale Board ‚Vampower 10‘ welches mit dem ATI-Chip-Satz ausgerüstet ist. Mit dieser Karte lassen sich zwei komplett unabhängig Displays (LVDS oder Panelink Schnittstelle) mit unterschiedlicher Auflösung und unterschiedlichen oder gleichen Bildinhalten ansteuern. Momentan ist der Chip mit einem Speicher von 8 MB verfügbar. Noch in der ersten Hälfte dieses Jahres wird es auch eine Lösung mit 16 MB Speicher geben, welche dann paralleles Betreiben von Displays bis UXGA-Auflösung bei voller Farbtiefe ermöglicht. Auch das Stretchen von geringeren Auflösungen bis UXGA wird optimal dargestellt. Der Kunde hat bei jeder Kombination die Sicherheit, ein komplett von Distec zusammengestelltes, funktionierendes Kit als Gesamtkonzept zu erhalten und somit Zeit und Entwicklungsleistung zu sparen.
Abb. 1: Grafikkarte zur Ansteuerung von TFT-Displays
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