Vor- und Nachteile diverser Technologien

Displays werden transparent

13. Juni 2022, 9:37 Uhr | Rudolf Sosnowsky

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Betrachtungsabstand und Pixel-Pitch

Displays für Digital Signage im Freien müssen groß sein, damit sie sich aus der Ferne ablesen lassen. Sie müssen skalierbar sein, weil dort die Bildformate nicht festgelegt sind und sich nicht an die gängigen Seitenverhältnisse halten, sondern den verfügbaren Raum optimal ausnutzen sollen. Bei manchen Applikationen, etwa Schildern an Haltestellen, sind die Abmessungen von den darzustellenden Informationen vorgegeben. Displays wie Wegweiser durch Einkaufszentren dagegen brauchen einen niedrigen Pixel-Pitch, weil sie aus der Nähe betrachtet werden.

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Bild 3 zeigt einen Zusammenhang zwischen dem Abstand des Betrachters und dem nötigen Abstand der Pixel eines Displays. Für die Grafik geht man davon aus, dass ein optimales Verhältnis bei dem liegt, was auch ein TV-Gerät dem Betrachter bietet, nämlich bei 55 Zoll Diagonale mit Full-HD-Auflösung und einem Abstand von 3,5 m. Die y-Achse zeigt den entsprechenden Abstand beim in der x-Achse gegebenen Pitch. Daraus lassen sie zwei Schlüsse ziehen: Um den gleichen Eindruck wie am TV-Gerät zu erzielen, sollte der Pitch nicht größer, also nicht unterhalb der Geraden sein. Um den gleichen Eindruck zu erzielen, braucht der Pitch aber auch nicht feiner zu sein, also nicht oberhalb der Geraden liegen.

Für transparente Displays bedeutet das, dass eine Transparenz umso besser ist, je kleiner das aktive Bildelement bezogen auf den Pixel-Pitch ist. Umso mehr Freiraum bleibt für den transparenten Bereich zwischen den Pixeln, der aber auch als Verdrahtungsebene gebraucht wird. Dem steht entgegen, eine möglichst große Helligkeit bezogen auf die Gesamtfläche zu erzielen. Ist das Bildelement nur klein, muss es (im Falle von transparenten Pixeln wie beim TFT) sehr durchlässig sein. Bei aktiven Displays wie LED oder OLED muss das Bildelement eine hohe Leistung pro Fläche von Strom in Licht umsetzen, was die Alterung beschleunigt.

Skalierbarkeit

Besonders beim Einsatz in Digital-Signage-Anwendungen ist ein einzelnes Display-Modul zu klein. Die Anordnung mehrerer Displays in Matrix-Anordnung vergrößert die Displayfläche. Um den Eindruck zu verstärken, sollten die Nahtstellen unsichtbar, das heißt die Ränder der einzelnen Module möglichst schlank sein. Anders als bei nicht-transparenten Displays lassen sich die Ansteuerelektronik und die Zuleitungen nicht hinter dem Display verstecken.

Mögliche Anordnungen zur Vergrößerung der aktiven Fläche zeigt Bild 4 am Beispiel des T-OLED. Die Ansteuerelektronik, die an einer Längsseite des Displays untergebracht ist, wird dabei so angeordnet, dass sie sich außerhalb des Blickfelds befindet. Sie kann auch hinter konstruktiven Elementen wie etwa Fensterrahmen verborgen werden. Geht man von einem Display im Seitenformat 16:9 aus, lassen sich damit die rot angegebenen Seitenverhältnisse abbilden.

Bild 5 zeigt die vorgestellten Technologien für transparente Displays im Vergleich. Ein normales TFT ist als Referenz aufgeführt.

Anwendungen für transparente Displays

Transparente Displays haben sich in Europa im Gegensatz zu Asien noch nicht auf breiter Linie durchgesetzt. Ideen für Anwendungen gibt es jedoch:
➔ Funktionsscheiben: Trennscheiben zur Wahrung des hygienischen Abstands (Behörde, Hotel, Auskunftsschalter, Taxi), Trennscheiben von Besprechungsräumen mit steuerbarer Transparenz (für Vertraulichkeit), Abschattung (z. B. Dachfenster)
➔ Augmented Reality, etwa an Maschinen zur Visualisierung von Problemen, oder in Nutzfahrzeugen
➔ Frontseiten von Verkaufsautomaten und Tiefkühlschränken für Durchsicht auf das Produkt und gleichzeitige Darstellung von Informationen dazu
➔ Vitrinen mit Erläuterung der Exponate, etwa Luxusgüter oder Museen
➔ Infotainment bei Produktpräsentationen, etwa Fahrzeug-Showroom
➔ Im Bereich Verkehr Informationen an Haltestellen von Bus und Bahn: Fahrplan und Lageplan; Fahrpläne und Werbung in Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs
➔ Gebäudetechnik: Aufzüge mit Glasfronten, Flanken von Rolltreppen, Fensterfronten, transparente Türen
➔ Digital Signage: Schaufenster von Schnellrestaurants, Einkaufszentren
➔Sicherheit: Lenkung von Personenströmen, wo eine Durchsicht gewährleistet sein muss

Dem Design der Inhalte ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Die Farbe »schwarz« existiert nicht – dort ist das Display einfach transparent und zeigt den Hintergrund. Um die Transparenz zur Geltung zu bringen, muss der dargestellte Inhalt eher aus schlanken Linien als aus großen Flächen bestehen. Etwadie Anwendung eines transparenten OLEDs in einem Museum. Das Objekt ist vor einem neutralen Hintergrund präsentiert und beleuchtet. Das OLED ist davor aufgebaut und dient als Frontscheibe einer Vitrine zum Schutz. Gleichzeitig stellt es zusätzliche Informationen zum Exponat dar, die sich interaktiv über einen Touchscreen steuern lassen.

Die folgenden Abbildungen zeigen weitere typische Installationen. Bild 6 zeigt ein transparentes LED-Modul als Fensterdekoration eines Restaurants. Einzelne Module sind so aneinandergereiht, dass sie die Zwischenräume zwischen den Fenstersprossen ausfüllen. Die Helligkeit der LEDs ist hoch, sodass sie trotz hohem Abstand das helle Innere des Ladens überstrahlen. Abhängig von der Tageszeit lassen sich verschiedene Inhalte anzeigen.

Anwendungen für transparente Displays, Bilder 6-8

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Bild 7 und Bild 8 zeigen den Einsatz eines transparenten TFTs in Sharp-Technologie als Trennscheibe zwischen Kunden und Verkäufer bzw. Empfang. In Bild 7 ist das Display weitgehend transparent, in Bild 8 ist es auf undurchsichtig geschaltet.

Zusammenfassung

Transparente Displays ermöglichen den Durchblick auf das, was dahinter liegt. Unterschiedliche Technologien verfolgen verschiedene Ziele: TFT als Lichtventil funktioniert am besten vor einer hell beleuchteten Lichtbox, in der Produkte präsentiert werden; das transparente OLED brilliert mit gleichzeitig guter Transparenz und Emission von Licht durch die OLED-Pixel; die Multicolour-LEDs des transparenten LED-Moduls sind hell und auch aus großer Entfernung leicht ablesbar.

So unterschiedlich wie die Technologien sind auch die Anwendungsfälle: Schaufenster zur Warenpräsentation, Fronten von Aufzügen oder Fenster in der Gebäudetechnik, »Augmented Reality« an der Maschine oder Sicherheit durch Durchsicht im öffentlichen Bereich. Während in Asien Displays allgegenwärtig sind, gibt es in Europa noch viele Möglichkeiten, diese Technologie einzusetzen.

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