Energieeffizienz ist das Schlüsselkriterium

Displays: Hauptsache stromsparend

Energieeffizienz war in der Display-Branche schon immer ein großes Thema. Das war schon so, als der Röhrenmonitor durch den TFT-Monitor ersetzt wurde. Heute, in Zeiten der mobilen Endgeräte wird Energieeffizienz zum Schlüsselkriterium bei der Auswahl des richtigen Displays.

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Einen Kontrast von 700:1, 16,2 Mio. Farben und eine Auflösung von 800 x 600 Pixel bietet AUOs 12,1-Zoll-TFT-Display G121SN01 mit LED-Hintergrundbeleuchtung.

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Einen Kontrast von 700:1, 16,2 Mio. Farben und eine Auflösung von 800 x 600 Pixel bietet AUOs 12,1-Zoll-TFT-Display G121SN01 mit LED-Hintergrundbeleuchtung.

Bei der Substitution der Kathodenstrahlmonitore (CRT) habe nicht nur deren höherer Eigenverbrauch eine Rolle gespielt, sondern auch die »weitaus geringere« Erwärmung der TFT-Monitore. Folglich konnten zusätzlich noch die Kosten für Klimaanlagen (Anschaffung und Verbrauch) eingespart werden. Auch wenn Energieeffizienz kein neues Thema ist, wurde es in den letzten Jahren in allen Lebensbereichen immer wichtiger, weshalb bei einer neuen Geräteentwicklung besonders die Komponenten unter die Lupe genommen werden: »Man kann durch den Einsatz stromsparender Komponenten sehr schnell 30 Prozent der Energie einsparen.« Dies könne die Kaufentscheidung des Anwenders enorm beeinflussen und sei damit »maßgeblich« für den Absatz des Produkts verantwortlich. Um bei mobilen Applikationen dem Stromverbrauch durch das Display respektive die Hintergrundbeleuchtung entgegenzuwirken, haben einige Hersteller neue Technologien entwickelt wie etwa Ortus (früher Casio) mit der Plainview-Technologie, von der es inzwischen ein »breites Produktspektrum« an kleinen bis mittelgroßen TFT-Anzeigen gibt. Derartige Displays erlauben es, bei hellem Umgebungslicht das Backlight entweder ganz auszuschalten oder enorm zu dimmen. Überdies sind diese Anzeigen auch bei direktem Sonnenlicht noch gut ablesbar.

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Christine Aust, Data Modul: »Man kann durch den Einsatz stromsparender Komponenten sehr schnell 30 Prozent der Energie einsparen.«

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Christine Aust, Data Modul: »Man kann durch den Einsatz stromsparender Komponenten sehr schnell 30 Prozent der Energie einsparen.«

Doch nicht nur bei portablen Geräten, auch bei stationär betriebenen Devices wie TV-Geräten »ist ein geringer Stromverbrauch das Hauptargument«, weshalb Neuentwicklungen bezüglich der Hintergrundbeleuchtung an der Tagesordnung sind. So ist für diverse Diagonalen die D-LED (direct LED) integriert. Dem Hersteller AUO zufolge werden durch den Einsatz der D-LED nur 40 W/h (local diming ON) verbraucht, bei einer herkömmlichen LED ist es mit 100 W/h mehr als doppelt so viel. Legt man eine Preis von 0,1 Dollar/kW zugrunde, dann lassen sich in 1 Jahr nur durch den niedrigeren Stromverbrauch ca. 60 Dollar einsparen. Der Energieverbrauch kann zudem gesenkt werden, wenn ein Endgerät im Standby-Modus nicht mehr als 1 W verbraucht, wie es die EU-Richtlinie vorschreibt.

Für die Verringerung des Stromverbrauchs dürfte mittelfristig auch die RoHS-Verordnung sorgen, die bestimmte gefährliche Stoffe aus Elektronikgeräten verbannt. Zwar sind von dieser Richtlinie derzeit noch Quecksilber enthaltende CCFL-Röhren ausgenommen, doch sollte sich diese Regelung ändern, dürfen nur noch die stromsparenden TFT-Anzeigen mit LED-Hintergrundbeleuchtung verbaut werden. Dem trägt etwa der Hersteller AUO Rechnung, der bis Ende 2013 alle Panels für den Monitormarkt vollständig auf LED-Beleuchtung umstellen wird. Dafür ist AUO gerüstet, hat man doch im Industriebereich bereits eine vollständige Produktpalette von 5,7 bis 24 Zoll mit LED-Hintergrundbeleuchtung. »Die anderen Geschäftsbereiche werden diesem Trend folgen«, ist sich Aust sicher. Deshalb empfehle man dem Kunden für neue Designs nur noch TFTs mit LED-Beleuchtung, zumal einige CCFL-Hersteller bereits die Produktion der Röhren eingestellt haben, weil der Bedarf an CCFL-Beleuchtung wegen der schnellen Umstellung im Consumer-Bereich drastisch eingebrochen sei. Folglich würden die verbleibenden Hersteller wegen der reduzierten CCFL-Nachfrage »nicht mehr lange wettbewerbsfähig« anbieten können.

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Gerhard Becker, Gleichmann Electronics: »Für den nächsten wirklich großen Durchbruch in puncto Energieeffizienz bräuchte es völlig neue, wesentlich verbrauchsärmere Leuchtmittel.«

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Gerhard Becker, Gleichmann Electronics: »Für den nächsten wirklich großen Durchbruch in puncto Energieeffizienz bräuchte es völlig neue, wesentlich verbrauchsärmere Leuchtmittel.«

Schon mit der Auswahl des Panels lässt sich der Strombedarf enorm verringern, aber es gibt auch Lösungen, die über das reine Panel hinausgehen, denn »Low-Power-Embedded-Lösungen sind hier nur ein erster Schritt«, betont Aust. Bei der reinen TFT-Anzeige werde der Leistungsverbrauch durch die eingesetzte Hintergrundbeleuchtung bestimmt. Durch den Einsatz einer LED-Beleuchtung anstelle einer CCFL-Röhre kann etwa bei einem 8,4-Zoll-TFT mit einer Helligkeit von 450 cd/m2 d der Verbrauch von 5,8 auf 4 W gesenkt werden, was einer Ersparnis von 31 Prozent entspricht. Einen weiteren Schritt gehe nun AUO nach der bereits weitgehenden Umstellung von CCFL- auf LED-Backlight: In zwei TFT-Diagonalen (15 und 12,1 Zoll) wurde die »RGBWhite 4 Pixel«-Struktur implementiert, wo es zusätzlich zu de R-, G- und B-Pixeln noch einen weißen Bildpunkt gibt. Dies führt beim 12,1-Zoll-TFT mit SXGA-Auflösung und einer Helligkeit von 500 cd/m2 zu einer Verringerung der der Leistungsaufnahme von 14,5 auf 10,1 W.

Was die Energieeffizienz betrifft, sind Sharps Memory-LCDs derzeit Spitzenreiter, benötigen diese Displays doch nur ca. 1 Prozent des Stroms vergleichbarer Displays. Wermutstropfen ist momentan allerdings, dass es diesen Anzeigentyp nur in kleinen Diagonalen von bis zu 6 Zoll gibt. AUO setzt hier auf E-Paper, einer Anzeigentechnik auf Basis elektronischer Tinte, die komplett ohne Hintergrundbeleuchtung auskommt. Augenblicklich werden serienreife Produkte in kleinen Diagonalen von 2 bis 4,3 Zoll offeriert. Manko ist bei diesen E-Paper-Displays wie auch bei Memory-LCDs, dass sie derzeit nur monochrom verfügbar sind. »Entwicklungen in Bezug auf größere Diagonalen und Farbe sind aber im Gange«, sagt Aust.

Das Thema Stromverbrauch spielt bei stationären industriellen Display-Applikationen laut Gerhard Becker, Leiter Produktmarketing Display&Systeme bei Gleichmann Electronics, »erfahrungsgemäß eine eher untergeordnete Rolle, 1 oder 2 W mehr oder weniger Leistungsaufnahme schlagen sich ja auch nicht wirklich signifikant in den Verbrauchskosten nieder«, urteilt der Gleichmann-Manager. Bei mobilen, also batterie- oder akkubetriebenen Applikationen hingegen achteten die Kunden schon eher auf die Verbrauchswerte des Displays: »Ob hier allerdings Memory- bzw Hybrid-Displays einen gangbaren Weg aufzeigen, wird die Zukunft zeigen.« Das Panel selbst verbraucht nur ca. 10 Prozent der Gesamtleistung, hier sei also nicht mehr viel zu holen. Das eigentliche Problem ist nach wie vor das Backlight, weshalb LED-Backlights »sicherlich ein Schritt in die richtige Richtung sind«. Allerdings können langlebige LEDs bisher nur mit »High Power«-Dioden realisiert werden. Je höher die Erwartungen an Helligkeit und Lebensdauer des LED-Backlights, desto geringer fällt somit die Stromersparnis gegenüber einem CCFL-Backlight aus. »Für den nächsten wirklich großen Durchbruch in puncto Energieeffizienz bräuchte es deshalb völlig neue, wesentlich verbrauchsärmere Leuchtmittel.«

Den Stromverbrauch zu senken und und Material einzusparen, sind sicherlich ein Beitrag, die Belastung der Umwelt weiter zu senken. Daneben gibt es aber auch gemäß ISO14001 weitere wichtige Punkte, um die betriebliche Umweltpolitik kontinuierlich zu verbessern. »Aus diesem Grund arbeiten wir nur mit Unternehmen zusammen, die hier auch entsprechendes Engagement zeigen«, betont Aust. Display-Lieferant AUO etwa verwende das im Herstellungsprozess benötigte Wasser zu 90 Prozent wieder, in puncto Materialverbrauch betrage der tatsächliche Ausschuss nur 10 Prozent. Überdies werde die zur Produktion benötigte Energie über eigene Solaranlagen gewonnen. Data Modul selbst lege neben der Auswahl UM-zertifizierter Zulieferer für die Komponenten auch bei der Produktion der Eigenprodukte »hohe Maßstäbe« an: Weil die Easy-Boards (Ansteuerkarten) und Easy-Panels (Open frame Monitore) ausschließlich in Deutschland mit hoher Qualität und Flexibilität produziert werden, reduziere man die Transportwege auf ein Minimum, wodurch sich auch die CO2-Emissionen verringern.

Weiterführende Links:

• Gleichmann Electronics: Industrie-Displays: »Die Auflösung ist ein wichtiges Auswahlkriterium«
• Displays: Data Modul: Fokus auf eigenentwickelte Industrie-Displays
• Erhebliche Verbesserung des Bedien-Erlebnisses: next system: Touch-Displays mit taktiler Rückmeldung auf Basis der Oberflächen-Aktuation
• »Man lernt, über den eigenen Tellerrand zu schauen«: DFF-Strategie: Nach dem Kfz-Segment rücken nun Consumer und Weiße Ware in den Fokus
• demmel products: Stromversorgung der iLCD-Monitore erfolgt über PoE: Display-Ansteuerung via Ethernet
• SID-Highlight: Samsung demonstriert transparentes Display: E-Paper: »Farbwiedergabe ist noch zu blass«