TFT-Displays - eine Commodity?

Fachbeitrag Elektronik Displays 2016

Um heute ein passendes TFT-Display zu finden, müssen Industriekunden deutlich mehr technische Para-meter als früher vergleichen und auch wissen, wie sie sich in der Praxis auswirken. Die Beschaffungspraxis vieler Unternehmen sieht hingegen anders aus: Häufig wird ein Display auf einige wenige Eigenschaften reduziert – und wie eine Commodity behandelt.

Wikipedia versteht unter einer „Commodity“ eine „austauschbare Standardware, die bei vielen Lieferanten in vergleichbarer Qualität zu beziehen ist“. In vielen Unternehmen sind Personen entweder für den Einkauf „strategischer“ oder „Commodity“-Komponenten zuständig. Während die einen versuchen, für ein exakt definiertes, komplexes Bauteil die besten Einkaufsbedingungen bei einem Lieferanten, oft einer Single Source, zu verhandeln, besteht für die Beschaffer von Commodity-Bauteilen die Aufgabe darin, für eine ausreichend weit gefasste Spezifikation die preisgünstigste Quelle zu finden.

TFT-Displays - eine Commodity?
Bild: Scanrail - Shutterstock

Bisher konnte man davon ausgehen, dass unter dem Begriff „Commodity“ eher niedrigpreisige, passive Komponenten verstanden werden. Jedoch definieren mittlerweile immer mehr Kunden aus der Industrieautomatisierung auch TFT-Displays als Commodity. Das äußert sich darin, dass viele industrielle Einkäufer für die Auswahl eines Display-Zulieferers die drei Parameter Preis, Diagonale und Helligkeit festlegen, anhand derer sie dann das günstigste Produkt auswählen. Aber ist ein Display allein mit durch die Eigenschaften Preis, Diagonale und Helligkeit ausreichend beschrieben? Sind weitere Kriterien zu berücksichtigen? Welche davon aus dem umfangreichen Display-Datenblatt sind relevant und wie wirken sich die spezifizierten Unterschiede visuell aus? Um diese Fragen zu beantworten, ist ein Blick in die Vergangenheit nötig.

Von der elektronischen Textanzeige zur HMI-Komponente

Vor mehr als zehn Jahren waren TFT-Displays und deren Ansteuerung noch etwas, mit dem sich Spezialisten befassten. Mangels allgemein verfügbarer Erfahrung und Vergleichsmöglichkeiten konnten nur wenige Anwender aus der Industrie die in den Display-Datenblättern spezifizierten Werte richtig einordnen. Mit der im Vergleich zu Bildröhren deutlich besseren Ablesbarkeit, der flachen Bauform und fallenden Preisen hatten TFTs den Markt rasch erobert. Mit den Unzulänglichkeiten, beispielsweise der schlechten Ablesbarkeit im direkten Auflicht und kippenden Farben, arrangierte man sich mehr oder weniger. Die Rechner, die die Maschinenparameter auf das Display brachten, waren schwachbrüstig und die Software textorientiert. Erst später kamen in der Industrie grafische Benutzeroberflächen auf. Nicht zuletzt getrieben durch die vom Desktop her gewohnte Anwenderfreundlichkeit musste die Visualisierungs-Software Schritt halten und die interaktive Bedienung direkt am Bildschirm ermöglichen: Einstellungen wurden über den Touchscreen anstelle von Tastern oder Tastaturen manipuliert. Damit rückte erstmals auch das Display in den Vordergrund: Die Ablesbarkeit wurde zum Schlüsselmerkmal – reicht der Kontrast nicht aus oder spiegelt die Oberfläche, kann ein Wert nicht korrekt erkannt und eingestellt werden.

Sprung in die Gegenwart: Im Zeitalter der Smartphones ist die Interaktivität mit dem Display essentiell. Es gibt keine separate Tastatur mehr, die man blind bedienen könnte. Das Bedienkonzept ist durchgängig von der Hardware mit Display und Touchscreen bis hin zur grafischen Benutzeroberfläche (Graphical User Interface, GUI), designt. Aus dieser Erfahrungswelt kommen die Anwender, die die gleiche Funktionalität auch außerhalb der Unterhaltungselektronik erwarten: Werkzeugmaschinen, Ticketautomaten, Medizingeräte, Pkw, Nutzfahrzeuge, Infotafeln – überall dort steht ein Display im Mittelpunkt. Die Technologie des Projected Capacitive (PCAP) Touchscreen mit Mehrfingerbedienung und Gestensteuerung wird als selbstverständlich vorausgesetzt. Den Anspruch an die Qualität der eingesetzten Komponenten wie Display und Touchscreen überträgt der Anwender aus seinem Umfeld.

Auswahlkriterien für TFT-Displays

Für Industriekunden sind folgende Parameter bei der Auswahl eines TFT-Displays wichtig:

- Diagonale und Auflösung: Durch Einbauraum und Software vorgegebene Randwerte

- Helligkeit: Im industriellen Umfeld sollte die Helligkeit deutlich höher als die bei Büromonitoren gebräuchlichen 250 cd/m² liegen

- Polfilter-Oberfläche: Die meisten Anwendungen wirken mit einer Anti-Glare-Oberfläche, die das einfallende Licht leicht zerstreut, am besten.

- Betrachtungswinkel/Viewing Angle: Je nach Anwendung muss der Betrachtungswinkel ausreichend hoch sein. Blickwinkel erweiternde Technilken, wie IPS und MVA, sind rundum gut ablesbar. Zu beachten ist auch die Farbstabilität über den Blickwinkel: Besonders bei TN-Displays kippen die Farben in die Inversdarstellung, oder blassen deutlich aus.

- Lebensdauer des LED-Backlight: Der hier angegebene Wert gilt bei Raumtemperatur. Bei höheren Temperaturen ist die Lebensdauer (=Abnahme der Helligkeit auf 50 %) deutlich geringer.

Erfahrungswerte sind gefragt

Dies erfordert ein Umdenken bei den Verantwortlichen für den Display-Kauf. Es drängt sich zum Beispiel die Frage auf, ob sich die Farbdarstellung in ausreichender Weise aus einem Datenblatt entnehmen lässt und ob sich anhand der Spezifikationen sagen lässt, ob das Display für die vorgesehene Anwendung „gut genug“ ist. Wie wirkt sich die vom Hersteller angepriesene „Wide-View“-Technik in der Praxis aus? Reicht der Kontrast auch in heller Umgebung, oder wird das Display wegen Spiegeleffekten unlesbar? Welche Maßnahmen zur Steigerung der Darstellungsqualität sind die effektivsten, das bedeutet, wo kann man mit geringstem Kostenaufwand die beste Ablesbarkeit erzielen? Hier schließt sich der Kreis: Um diese Fragen schlüssig beantworten zu können, wird der Rat eines Experten gebraucht, der den Entscheidern zur Seite steht und aktiv Alternativen vorstellt.

Ein Ansatz dazu ist die systematische Evaluierung, in die möglichst viele für das Projekt relevante Parameter einfließen. Damit wird die Eignung eines Displays technisch anhand des Datenblattes und kommerziell auf Basis des vorliegenden Angebots festgestellt. Ein Netzdiagramm (Bild) zeigt durch die aufgespannte Fläche den Erfüllungsgrad der Spezifikation. Daneben muss unbedingt auch eine subjektive Bewertung der optischen Eigenschaften erfolgen, da das optische Erscheinungsbild im Datenblatt nur unvollkommen abgebildet sein kann. Auch hier kann ein Experte die erkannten Effekte erläutern und bewerten.

Bild: Hilfsmittel für den Vergleich verschiedener Displays: Technische Anforderung und eine Punkteskala werden in einem Netzdiagramm eingetragen. Die überstrichene Fläche visualisiert den Grad, mit dem ein Produkt die Anforderungen erfüllt.
(Bild anklicken für volle Größe)

Zurück zum Einkauf: Kann ein Bauelement, an das all diese Anforderungen gestellt werden, eine Commodity, also eine austauschbare Komponente sein, die nur nach dem Kriterium der günstigsten Kosten beschafft wird? Die Antwort muss hier „Nein“ lauten: Es geht um mehr als Preis, Diagonale und Helligkeit!

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