Touch-Eingabe am Display Was ein Industriedisplay heute bieten muss

Autor / Redakteur: Christine Aust, Alexander Trica und Markus Hell * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Getrieben vom Consumer-Markt verändert sich auch die Sicht auf die Industriedisplays. Diese sollen sich von den Qualitätsansprüchen kaum noch von Consumer-Geräten unterscheiden.

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Touch-Displays in der Industrie: Die Entwicklung wird vor allem vom rasanten Wachstum des Tablet und Notebook-Marktes getrieben. Den Anwendern werden dabei qualitativ hochwertige Produkte geboten.
Touch-Displays in der Industrie: Die Entwicklung wird vor allem vom rasanten Wachstum des Tablet und Notebook-Marktes getrieben. Den Anwendern werden dabei qualitativ hochwertige Produkte geboten.
(Data Modul)

Wie sehen die künftigen Trends für Industriedisplays aus? Betrachtet man die klassische Consumer-Schiene so wird schnell klar: „größer, schöner und besser“. Doch es zeigt sich, dass auch der klassische Industriekunde ähnliche Ansprüche stellt. Noch vor einem Jahr stand die Forderung nach einer langfristigen Verfügbarkeit im Vordergrund. Ein Displayhersteller wie Data Modul kennt den Markt. Die Anforderungen namhafter Industriekunden laufen zusammen. Das ist Grundlage für eine technische Realisierung, die mit ausgewählten TFT-Herstellern realisiert wird. Umso wichtiger ist eine lange und vertrauensvolle Geschäftsbeziehung zu den großen Playern im TFT-Markt, auch wenn die Stückzahl im Hinblick auf die Gesamtproduktion eher gering ist.

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Indiumzinnoxid (ITO) für Industriedisplays

Eine Beschichtung aus Indiumzinnoxid (ITO) hat sich vor allem in der Displaytechnik, aber auch in der Photovoltaik etabliert. Im sogenannten Sputter-Verfahren wird eine dünne Indium-Zinnoxid-Schicht auf einen Träger aufgetragen. So ein ITO-behandeltes Glas ist elektrisch leitfähig und optisch transparent. Zum Aufbringen auf den Glas- oder Kunststoffträger gibt es zwei Verfahren: Kathodenzerstäubung und thermisches Verdampfen. Bei letzterem werden die Bauteile auf bis zu 360 °C erwärmt. Durch die anschließende Oxidation kommt es zu den gewünschten Effekten wie Transparenz und Leitfähigkeit.

Große Diagonalen sind auch in der Industrie gefragt

Konkret geht der Trend zu Bildschirmdiagonalen von 15 bis hin zu 24 Zoll. Nicht außer Acht gelassen werden sollen die Zwischengrößen. In der Vergangenheit wurden fast ausschließlich TFTs im Format 4:3 eingesetzt. Gängige Formate waren 10,4 oder 15 Zoll, die in einer ähnlichen Bauweise von vielen verschiedenen Herstellern angeboten werden. Das Format 16:9 wird mittlerweile von einigen Firmen eingesetzt, woraus sich dann bei einem Display mit 15 Zoll eine Diagonale von 15,6 Zoll ergibt. Für andere Hersteller ist es aufgrund der in ihren Fabriken (GEN = Generation) zu verarbeitenden Mutterglasgröße effizienter, ein Format von 16:10 zu verarbeiten. Diese bieten deshalb ein 15,4-Zoll-TFT an.

Der Einsatz von Weitwinkeltechnologien wie MVA oder IPS, die dem Betrachter eine bessere Ablesbarkeit aus sämtlichen Blickrichtungen garantieren, erhöht die Qualität der TFTs ebenfalls. Mit einer durchschnittlichen Helligkeit von 300 bis 500 cd und hohen Kontrastverhältnissen bei hellen Umgebungen heben diese Anzeigen den optischen Gesamteindruck eines jeden Bediengerätes. Eine weitere Forderung ist eine hohe Auflösung, also die Anzahl der horizontalen und vertikalen Bildpunkte, der TFTs. Häufig benötigt weder die Anwendung ein hochauflösenderes Display, noch wird sie von der Ansteuerelektronik unterstützt.

Für Kunden ist eine FHD-Auflösung von 1920 x 1080 oder ein 4k2k-Panel mit 3840 x 2160 Bildpunkten häufig ein Qualitätsmerkmal. Der Anteil an TFT-Anzeigen, die in Industrieapplikationen verbaut werden, beträgt ungefähr 1 Prozent der weltweiten Produktion von TFTs, die auf ungefähr 4 Milliarden Stück geschätzt wird. Aus diesem Grund ist es für TFT-Hersteller nicht rentabel, spezielle Produkte für diesen Markt zu generieren. Und trotzdem erscheinen auf den Roadmaps einiger großer Produzenten immer mehr Produkte, die nach dem ersten Anschein ebenso in einem Tablet, Monitor oder Notebook verbaut sein könnten. Hier zahlt es sich aus, einen zweiten und genauen Blick zu riskieren. In der Regel wird zwar die reine TFT-Zelle aus dem OEM-Bereich übernommen, da hierfür die höchsten Einmalkosten anfallen.

Andere Komponenten wie Polarisatoren oder die komplette Beleuchtungseinheit werden speziell für die höheren Anforderungen in Bezug auf die Betriebstemperatur oder die Betriebsstunden pro Tag und Woche angepasst. Diese feinen Unterschiede sind aus der Spezifikation in der Regel nicht ersichtlich, da die technischen Parameter (auch Einschränkungen) genauestens mit dem OEM-Kunden vereinbart sind, für die das TFT ursprünglich designt wurde. Um vor bösen Überraschungen wie einen kostenintensiven Re-Design des Gehäuses verschont zu bleiben, sollte unbedingt auf Produkte aus den sogenannten Industrie-Roadmaps führender Hersteller zurückgegriffen werden. Nur dann ist eine Produktverfügbarkeit von 3 bis 5 Jahren und frühzeitige Benachrichtigungen über Änderungen oder Abkündigungen garantiert.

Eine moderne Touch-Bedienung ist entscheidend

Ein wichtiger Aspekt ist die Bedienerführung. Hier heißt es weg von herkömmlichen Tasten oder resistiven Touch Panels und hin zu Multitouch-fähigen Displays mit Projected Capacitive Touch oder kurz PCAP/PCT. Neben der Mehrfingerbedienung bieten PCAPs den Vorteil, dass durch geschlossene Glasoberflächen hindurch bedient werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen resitiven Touches die meist hinter einem Plastik- oder Metallrahmen montiert werden, kann eine PCAP-Front zusammen mit dem Schutzglas direkt von vorne in das Gehäuse integriert werden.

Die Bedienoberfläche ist komplett durch ein Glas geschützt und Schmutzkanten sind somit ausgeschlossen. Weit verbreitete Diagonalen mit PCAP-Technik sind 3,5 bis 7,0 Zoll, die verstärkt in mobilen Handheld-Geräten verbaut sind und durch die Mobil-und Tabletindustrie fokussiert werden. In der Industrie werden vor allem Diagonalen wie 10,4 und 12,1 in Maschinensteuerungen verbaut. Allerdings geht auch hier der Trend zum Wide-Format. Aufgrund der Änderung im Seitenverhältnis ergibt sich dann bei den 10-Zoll-Modellen eine Diagonale von 10,1 Zoll. Diese Diagonale nimmt Data Modul im zweiten Quartal 2014 in das Standardportfolio der easyTOUCH PCAP-Lösung mit auf. Auch TFT-Hersteller haben diesen Trend erkannt und bieten auch hier verstärkt industrietaugliche Panels an.

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