Display-Trends: E-Paper ist nun auch für industrielle Anwendungen verfügbar Touch und niedriger Energieverbrauch sind gefragt

Sonnenlichttauglich ist Ortus Technologys 2,4-Zoll-TFT-Display COM24H2N62XLC (Vertrieb: Data Modul) mit QVGA-Auflösung, einem Kontrast von 400:1 und LED-Backlight mit garantierter Halbwertszeit von 50.000 h.
Sonnenlichttauglich ist Ortus Technologys 2,4-Zoll-TFT-Display COM24H2N62XLC (Vertrieb: Data Modul) mit QVGA-Auflösung, einem Kontrast von 400:1 und LED-Backlight mit garantierter Halbwertszeit von 50.000 h.

Berührungssensitive Bildschirme und E-Paper-Displays liegen auch im industriellen Umfeld voll im Trend, LED als Hintergrundbeleuchtung hat sich gegen CCFL durchgesetzt, und der »Energieverbrauch wird zunehmend stärker gewichtet«, sagt Display-Experte Karlheinz Blankenbach, Professor an der Hochschule Pforzheim. OLED hingegen könne seine Vorteile eher in mobilen Anwendungen ausspielen.

Keinen Zweifel gebe es darüber, dass LED als Backlight nunmehr »flächendeckend implementiert ist, sieht man von großen Diagonalen bei E-Signage-Displays ab«. E-Paper sei nun auch für den professionellen Einsatz in der Industrie verfügbar. Und als weiterer Trend pusche das auch im profesionellen Umfeld allgegenwärtige Touch die Tendenz zu größeren Diagonalen, denn 3,5 Zoll große HMIs sind eben nur eingeschränkt bedienbar, sofern der Anwender keinen Stift zur Hand nehmen kann oder will. Außerdem werde bei Touch das Optical Bonding und Cover Glas vermehrt nachgefragt. Wegen der Anforderung an größere Blickwinkel legen überdies die Stückzahlen von LCD-Anzeigetypen mit VA (Vertical Alignment) bzw. IPS (In Plane Switching) stärker zu als solche mit TN (Twisted Nematic).

Ein auch bei industriellen Applikationen bedeutender Aspekt ist inzwischen der Energieverbrauch der Displays, der »zunehmend stärker gewichtet wird«, versichert Blankenbach. Dies hat auch Systemrelevanz, denn Stromversorgung und Wärmemanagement kosten Geld. Bei OLED, einer Displaytechnologie, die wegen ihres emissiven Prinzips zur Bilddarstellung immer Strom benötigt, hängt der Stromverbrauch letztlich vom Bildinhalt ab: »Bei einem oft vorkommenden weißen Background kann der OLED-Stromverbrauch höher sein als der eines gut gemachten AMLCDs.« Sharps Memory-LCDs haben den Vorteil der industriellen Verfügbarkeit bei Diagonalen zwischen 1 und 7 Zoll. Das ist bei dem äußerst energieeffizienten E-INK-E-Paper-Anzeigen derzeit »nicht so gegeben«. Bistabile Displays sind zwar noch eine Stufe effizienter als Memory-LCDs, deren Stromverbrauch liegt aber im Bereich eines Mikrocontrollers, der ja üblicherweise mitläuft.

OLEDs, die es bei Consumer-Produkten nach dem Durchbruch von Samsung und LG mit Diagonalen nicht nur wie bisher im einstelligen Zollbereich, sondern bis 55 Zoll geben wird, punkten zwar mit den Features weiter Blickwinkel, kurze Schaltzeit, geringe Displaytiefe und niedrigem Gewicht, »im industriellen (professionellen) Umfeld können OLEDs aber meiner Meinung nach diese Hauptvorteile nicht in dem Maße wie bei mobilen Geräten ausspielen«, urteilt Blankenbach. Kritisch evaluiert werden für den professionellen Einsatz müsse zudem die nutzbare Lebensdauer im Betrieb: Die Lebensdauer (z.B. 100.000 h) in Specs wird üblicherweise bei 100 cd/m2, 25 °C und Permanentbetrieb gemessen. Bei höheren Leuchtdichten und Temperaturen sinkt dieser Wert, und bei statischen Bildinhalten kommt noch Burn-In hinzu. Das kann die nutzbare Lebensdauer in Richtung 1000 h senken. Bei Innenanzeigen (ca. 100 cd/m2) und 25 °C sind OLEDs aber durchaus schon heute einsetzbar. Ein weiterer Punkt ist die langfristige Lieferfähigkeit, die für professionelle Anwender »kritisch« sei - ein Aspekt, der bei Consumerprodukten bei weitem nicht so ins Gewicht fällt.

Welche bald einsetzbaren, neuen Display-Technologien tauchen am Horizont auf? Flexible Displays, schon lange angekündigt, »sind per E-Paper wohl bald verfügbar - kleine E-Ink-Displays, die gebogen werden können, gibt es schon heute«, sagt Blankenbach. Als zukunftsträchtige Technologie beurteilt er im übrigen Dual-Mode-Displays, die sich zwischen energiesparendem reflektiven Betrieb (bei Sonnenlicht) und emissivem Betrieb (im Dunkeln) hin- und herschalten lassen. Ein erstes Beispiel ist das 10,1 Zoll große PIXEL-QI-Display, dessen Serienproduktion für 2012 geplant ist. Was den Einsatz von 3D im industriellen Segment betreffe, hänge das von den darzustellenden Inhalten ab. In der Medizintechnik, der Konstruktion und der Chemie ist 3D schon lange im Einsatz. Die Frage sei nun, ob sich »sinnvolle Anwendungen« etwa in der industriellen Visualisierung wie Automatisierungstechnik finden lassen. Falls dem so sei, kämen allerdings nur autostereoskopische Displays in Frage, die 3D ohne Brille ermöglichen.

Dass Touch in der Industrie ein »ganz wichtiges Thema ist, und hier auch oft mit gebondetem Frontglas«, bestätigt Konrad Szabo, Head of Product Marketing bei Data Modul. So ermöglicht die Pcap-Technologie die Multitouch-Bedienung durch Glas. Dank der zusätzlichen Glasscheibe lässt sich somit entweder ein kantenloses Design realisieren oder eine Schutzglasscheibe mit individueller Bedruckung generieren. Grundsätzlich sei diese Pcap-Technologie aber »schwierig zu integrieren«, denn sie ist empfindlich gegenüber Störungen, die vom Display, aber auch von anderen Komponenenten herrühren können: »Ein Pcap, das am Tisch sehr gut funktioniert, kann am Display bzw. im Gerät Störungen aufweisen«, verweist Szabo auf langjährige Erfahrungen. Damit das Produkt reibungslos funktioniere, sei also eine intensive Unterstützung beim Kunden erforderlich. Um das zu gewährleisten, hat Data Modul eine eigene Abteilung aufgebaut, die den Kunden bei der kompletten Integration unterstützt. Dazu zählt auch das Know-how, die Firmware des Touch-Controllers kundenspezifisch anzupassen.

Neben Pcap setzt der Display-Spezialist grundsätzlich alle Touch-Technologien ein, wobei die wichtigsten hierbei resistive, surface capacitive, SAW und IR-Touches sind. »Resistive Touches haben immer noch den größten Anteil im Industriebereich, weil sie kostengünstig sind und mit Fingern, Handschuhen und Stiften bedient werden können«, erläutert Szabo. Allerdings sind sie auch an der Film-Oberfläche empfindlich gegen Kratzer - resistive Touches mit Glasoberfläche sind zwar möglich, »aber sehr teuer«. Alle anderen Technologien haben im Industriebereich einen »relativ kleinen« Anteil. Vorteilhaft ist zwar die robuste Glasoberfläche, nachteilig wirken sich aber die Kosten aus, die deutlich über denen von resistiven Touches liegen, zudem ist die Bedienung nur mit dem nackten Finger möglich, wodurch zahlreiche Anwendungen ausgeschlossen werden. Last but not least komme es bei Touch neben der Auswahl der Technologie und dem Support auf den Hersteller an: »Wir arbeiten nur mit Touch-Herstellern zusammen, die wir durch Audits qualifiziert haben und die den Industriekunden über Jahre eine stabile Produktqualität zusichern können«, betont Szabo.