Die wichtigsten Parameter von LCD-TFT-Displays – Was müssen Sie vor dem Kauf wissen?

Ohne Zweifel sind LCD-TFT-Lösungen nach wie vor die beliebtesten Komponenten für die Informationsvisualisierung – sie kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz. Ihre Universalität wird durch m.in bestimmt. Passen Sie das LCD-TFT-Display ganz einfach an Ihre Projektanforderungen an – nicht nur in Bezug auf die Wahl der optimalen Diagonale, sondern auch in Bezug auf die Anpassung wichtiger Parameter. (Natürlich ist auch in diesem Fall die Anerkennung der LCD-TFT-Technologie gegenüber anderen Methoden der Informationsvisualisierung wichtig.) In diesem Artikel stellen wir Ihnen ausgewählte Eigenschaften von LCD-TFT-Displays vor: Auflösung, Helligkeit, Kontrast, Beobachtungsrichtungen und Betriebstemperaturbereich.

Wie funktioniert es?

Die Abkürzung LCD oder Liquid Crystal Display bezieht sich auf die Flüssigkristalle, die die Grundlage für den Betrieb dieser Displays bilden (mehr erfahren – hier). Ihr Funktionsprinzip beruht auf einer Änderung der Polarisation des Lichts infolge der entsprechenden Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle unter dem Einfluss eines externen elektrischen Feldes. Auf der anderen Seite bezieht sich die Abkürzung TFT, d.h. Dünnschichttransistor, auf den auf Glas platzierten Dünnschicht-Feldeffekttransistor, dank dessen ein Bild von viel besserer Qualität als bei anderen LCD-Lösungen mit passiven Matrizen, z. STN (Super-Twisted Nematic). LCD-TFT-Displays verwenden aktive Matrizen (bei denen der Materiezustand von Flüssigkristallen mittels Kondensatoren zwischen den Aktualisierungszyklen aufrechterhalten wird), was aufgrund der kürzeren Reaktionszeit auf das Steuersignal wesentlich schnellere Bildwechsel ermöglicht.

Die wichtigsten Vorteile dieser Lösungen sind die Fähigkeit, eine angemessene Bildqualität (und optimale Parameter) und ein günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis (insbesondere im Vergleich zu anderen Display-Systemen, wie z. B. OLED) zu erzielen. Es ist auch erwähnenswert, dass diese Technologie auch für Geräte verwendet werden kann, die größere Bildschirme benötigen – es gibt 300-Zoll-Lösungen auf dem Markt, die dennoch eine hervorragende Bildqualität garantieren.

Auflösung

Ein Pixel ist das kleinste Element des Bildes, das auf dem Bildschirm angezeigt wird und aus drei Subpixeln besteht – Rot, Grün und Blau (dies sind die Primärfarben im RGB-System). Eine angemessene Steuerung der Intensität des Subpixellichts führt zu der resultierenden Farbe des gesamten Pixels (die Farben der einzelnen Pixel können unabhängig voneinander geändert werden). Pixel sollten für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sein – wenn sie sichtbar sind, bedeutet das, dass es … nicht genug, und Sie können in einem unserer früheren Artikel in Uni’s ABC über andere Pixel-bezogene Probleme lesen.

Die Auflösung ist ein Parameter, der die Anzahl der Pixel in einem Bild bestimmt, das auf dem Bildschirm angezeigt wird. Sie wird als Anzahl von Pixeln horizontal und vertikal ausgedrückt. Eine Auflösung von 1280×720 px informiert uns beispielsweise darüber, dass das Bild aus 1280 Pixeln horizontal und 720 Pixeln vertikal bestehen wird. Weitere bekannte Werte sind z.B. 1920×1080 px oder FullHD, 3840 x 2160 px oder 4K, und die höchste Auflösung, die derzeit der Allgemeinheit zur Verfügung steht, also 8K, liegt bei 7680×4320 px.

Eine hohe Auflösung ist ein wichtiger Parameter bei der Entwicklung von Lösungen für den Einzelhandel, wie z. B. Displays, die Teil von Ladendisplays sind, Videowände oder als Informationsträger in öffentlichen Einrichtungen, z. B. Büros. In diesem Fall ist die Auflösung auf dem Niveau von FullHD oder sogar 4K gerechtfertigt, auch aufgrund der meist großen Abmessungen der Bildschirme, die in den genannten Projekten verwendet werden.

Helligkeit

Die Helligkeit, manchmal auch als Leuchtdichte bezeichnet, ist die Intensität des Lichts, das von einem Bildschirm mit reinem Weiß ausgestrahlt wird. Sie wird in der Regel in Candela pro Quadratmeter (cd/^{m 2}) nach dem SI-System angegeben. Es ist immer noch möglich, die Helligkeitswerte in nits (nt, 1nt=1cd/m²) zu finden; Es handelt sich jedoch um eine veraltete Einheit, die nicht zum SI-System gehört.

Die optimale Helligkeit des Monitors, die einen komfortablen Arbeitskomfort (bei angemessenen Lichtverhältnissen) gewährleistet, beträgt ca. 140-150 cd/m². Ein Wert von 250-300 cd/^m2 ist für das menschliche Auge ermüdend und kann die Arbeitseffizienz beeinträchtigen. Interessanterweise lässt sich bei der Überprüfung der Spezifikationen von auf dem Markt erhältlichen Smartphones feststellen, dass die Displays von Modellen in den höheren Preisklassen sogar durch eine Helligkeit von über 700 cd/^m2 gekennzeichnet sind, was jedoch seine Berechtigung hat. Eine hohe Helligkeit ist entscheidend, wenn das Gerät an stark beleuchteten Orten verwendet wird. Bei Fahrgastinformationssystemen und Displays in Verkehrsmitteln lohnt es sich, den Einsatz von Lösungen mit einer Helligkeit von mindestens 700 cd/^m2 in Betracht zu ziehen. Bildschirme, auf denen Informationen in Einkaufszentren angezeigt werden, sollten einen ähnlichen oder einen höheren Wert haben.

Bei Geräten, die sich im Außenbereich befinden (sowie bei Geräten an der Schnittstelle von Innen- und Außengeräten, z.B. in gläsernen Schaufenstern), lohnt es sich, Lösungen mit einer Helligkeit von mindestens 1000 cd/^m2 und mehr zu verwenden. Ein bekannter Hersteller von High-Brightness-Displays, die auch an sonnigen Standorten gut funktionieren, ist Litemax – mehr Informationen zu den Lösungen finden Sie hier.

Kontrast

Der Kontrast ist ein Faktor, der die Lichtmenge zwischen den hellsten und dunkelsten Punkten auf dem Bildschirm misst. Ein Display mit hohem Kontrast (und optimaler Helligkeit) präsentiert ein klares und lesbares Bild. Ein höherer Wert dieses Parameters kann z.B. durch Vertiefung des Schwarzs erreicht werden. Es ist jedoch zu beachten, dass eine Erhöhung der Helligkeit den Wert des Kontrastverhältnisses nicht beeinflusst. Der Kontrastwert kann verbessert werden, indem beispielsweise eine der zu entwickelnden Funktionalitäten verwendet wird, z. B.: Local Dimming, d.h. zonale Anpassung der Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms (mehr erfahren – hier).

Richtung der Beobachtung

Bei Verkehrsanwendungen ist die Lesbarkeit und Zugänglichkeit von Informationen ein wichtiger Aspekt. Gleiches gilt für Anwendungen wie Digital Signage. Bei der Entwicklung von Geräten für solche Systeme ist es wichtig, daran zu denken, ein Display mit möglichst weiten Betrachtungswinkeln zu verwenden, z. B. 89°/89°/89°. Nicht jedes Projekt erfordert jedoch den Einsatz von Lösungen mit solch hohen Parametern. Bei Geräten, die wir von oben betrachten (z. B. in verschiedenen Arten von Elektronik und Haushaltsgeräten), können wir erfolgreich eine Matrix mit einem Betrachtungswinkel von 12:00 verwenden. Betrachten wir das Endgerät von unten, so ist es möglich, eine Matrix mit einer Beobachtungsrichtung um 6:00 Uhr zu verwenden. Gleichzeitig ist es erwähnenswert, dass die Einführung eines Displays mit engeren Betrachtungswinkeln die Kosten des gesamten Projekts senken kann.

Betriebstemperatur

Die Betriebstemperatur ist nicht nur für den Außenbereich, sondern auch für industrielle Anwendungen ein Schlüsselfaktor. Erwähnenswert ist jedoch auch, dass das im Freien aufgestellte Display nicht nur Frost, sondern auch Hitze ausgesetzt ist – der ordnungsgemäße Betrieb wird durch die „Überhitzung“ der Flüssigkristalle gestört (insbesondere wenn sie sich an sonnigen Orten befinden – unter solchen Bedingungen kann die Bildschirmoberfläche eine Temperatur von bis zu 100 °C erreichen). Die Lösung für solch anspruchsvolle Projekte sind Produkte mit einem breiten Betriebstemperaturbereich, die auch die hiTNI-Technologie verwenden, die eine Überhitzung von Flüssigkristallen verhindert (mehr darüber, wie sich dieses Phänomen auf den Betrieb von LCD-TFT-Displays auswirkt, erfahren Sie hier).

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Die aufgeführten Parameter sind die Grundlage, auf die es sich lohnt, sich bei der Suche nach dem richtigen Display für das entworfene Gerät zu beziehen. Eine gründliche Analyse der potenziellen Anforderungen der Anwendung ermöglicht es Ihnen, das optimale Produkt auszuwählen, das nicht nur den korrekten Betrieb des Moduls, sondern auch die angemessene Lesbarkeit des präsentierten Inhalts garantiert. Spezifische Richtlinien können auch für die Lebensdauer der Matrix, die Pixelabmessungen, den Farbraum usw. gelten, weshalb wir jedes Projekt individuell angehen und alle Aspekte nicht nur des Geräts, sondern auch der Umgebung und der Rolle, die sie spielen wird, analysieren. Sprechen Sie uns an – wir helfen Ihnen gerne bei der Auswahl der optimalen Lösung.