TFTs schneiden?

Bild 1. Das LED Backlight

© Hy-Line Computer Components

Ein TFT-Display moduliert von hinten durchscheinendes Licht weißer LED, die auf einer streifenförmigen Leiterplatte wie in Bild 1 angeordnet sind.

Von einer Diffusorplatte wird das Licht in die Fläche gestreut. Bevor es das Display-Glas erreicht, passiert es verschiedene optische Folien, die es für die Anwendung konditionieren. Bild 2 zeigt den Aufbau eines typischen TFT-Moduls: Unten ist die Rückseite des Moduls, nach oben folgen Diffusor, Folien und schließlich das Panel (nicht abgebildet). Der Montagerahmen, Bezel genannt, hält alle Komponenten zusammen.

Die elektrische Ansteuerung

Bild 4. Leiterplatte des Timing-Controllers

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Bild 4 zeigt die Leiterplatte eines Timing-Controllers, der das vom LCD-Controller kommende LVDS-Signal in Ansteuersignale für die Treiber umwandelt, die über Flexfolien angeschlossen sind. Während die Verbindung (Bild 5) zwischen Leiterplatte und Glas nur wenige Dutzend Leitungen hat, haben die Treiber-ICs, die sich direkt auf dem Glas befinden, mehrere Hundert Ausgänge, um die Display-Segmente zu steuern. Andere Komponenten auf dem Board erzeugen die für den Betrieb des Displays und des LED-Backlights erforderlichen Spannungen.

Bild 5. Die Verbindung zwischen Timing Controller und LCD-Panel.

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Bei formgeschnittenen Displays bleibt das Timing-Controller-Board unverändert und weiß nichts von der reduzierten Zahl der Treiberausgänge. Da es mit dem Timing des Original-Moduls (zum Beispiel 1920 x 1080) angesteuert wird, sind die Timing-Parameter der Ansteuerung unverändert. Lediglich die Applikationssoftware muss auf das geänderte Format des Teilbildschirms Rücksicht nehmen.

Original-Displays – ungewöhnliche ­Formate

Daneben gibt es Displays mit originalen quadratischen oder runden Abmessungen. Kleine Displays dieser Art verwenden einen Single-Chip-TFT-Controller, der als Chip-On-Glass auf dem Panel integriert ist. Er vereint die Funktionen von Timing Controller, Treiber für Zeilen und Spalten, manche auch den Frame-Buffer. Die Host-Schnittstelle rechnet nicht mit einer PC-Umgebung, sondern mit einem ARM oder Mikrocontroller. Neben MIPI lässt sich das Display über SPI oder einen CPU-Bus mit Daten befüllen. Zur Entlastung des System-Controllers kann die Farbtiefe von 24 auf 16 Bits reduziert werden.

Bild 6. Ein kleinformatiges Display mit kreisförmiger Bildfläche.

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Single-Chip-Displays sind in Diagonalen bis zu 5 Zoll Diagonale und einer 
Auflösung bis 720 × 720 gebräuchlich. Das 26,5-Zoll-Display von LG Display hingegen bietet mit 1920 × 1920 eine hohe Auflösung im quadratischen Format und wird über LVDS angebunden. Ein Seitenverhältnis von 3:2 haben Displays, die in Tablet-Computern wie etwa Apple iPads eingesetzt werden.

Smart Watches oder Fitness-Trainer verwenden runde Displays; Ansteuerleitungen für Zeilen und Spalten werden am Rand des Sichtbereichs geführt. 

Kreisförmiger Bildausschnitt

Beim in Bild 6 gezeigten Display liegt der Treiber als Single-Chip-Lösung am unteren Ende des Glases, sodass das Gehäuse entsprechend geformt sein muss.

Anwendungsbeispiele

Bild 7. Quadratisches Display in einem Radargerät

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Geschnittene Displays lassen sich dort, wo hauptsächlich Informationen im Textformat ausgegeben werden müssen – etwa bei einer Haltestellenanzeige, einer Sitzplatzreservierung, einem Linienplan oder einem variablem Wegweiser im Konferenzgebäude – einsetzen.

Das quadratische 26,5-Zoll-Display von LG Display eignet sich gut für die Darstellung von Messwerten von Systemen wie Radar oder Sonar, die eine kreisförmige Abdeckung bieten. Kleine quadratische Displays passen in Schalterdosen in der Hausautomatisierung.

Bild 8. Das schlanke Display für das Anzeigen der Abflugzeiten

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Runde Displays finden auch Einsatz in der Industrie als intelligente Rundinstrumente, die Messwerte nicht nur aufnehmen und anzeigen, sondern auch an den Leitstand weiter übermitteln. Mit ihnen kann lokal nicht nur ein Messwert, sondern auch ein Trend oder eine Warnfunktion angezeigt werden, die dem Mitarbeiter vor Ort wertvolle Zusatzinformationen liefert.

Im Porträt-Format finden schlanke Displays dort Einsatz, wo lange Listen ausgegeben (siehe Bild 8) oder der Platz an einem Getränkeautomaten oder einer Aufzugsteuerung genutzt werden soll. Mit einem Touchscreen versehen, bieten sie dem Kunden einen Mehrwert, indem sie beim Getränkeautomaten etwa weitere Informationen zum gewählten Produkt geben oder Alternativen anzeigen.

Eine besondere Lösung kann mit dem Electronic Shelf Label Display von LG Display (siehe Bild 9) realisiert werden. Der Touchscreen in In-Cell-Technologie ist als integraler Bestandteil des Displays ausgeführt und befindet sich innerhalb der TFT-Zelle. Der Treiber-IC bedient sowohl Display als auch Touchscreen, ohne dass es zu wechselseitigen Beeinflussungen kommt. Mit nur 48 mm Höhe ist das Display schlank genug, um eine herkömmliche Beschriftung des Regals zu ersetzen.    
Auch in Haushaltsgeräten wie Waschmaschine, Spülmaschine und Herd kann dieses zeilenförmige Display einen Mehrwert bieten.