Zerstörungsfreie Tests

Der Fingerabdruck des Displays

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Der Fingerabdruck verschiedener Displays: Das beste Display zeigt die „kleinsten Wolken mit größtem Abstand“. Im Idealfall mit nur jeweils einem Punkt für Rot, Grün und Blau, der sich möglichst in den Ecken der Primärfarben befindet. Das Messergebnis im linken oberen Diagramm der Abbildung beweist, dass dies tatsächlich auch möglich ist. Bei allen gezeigten Messwerten handelt es sich um Color-TFTs. Ohne Display-Fingerabdruck beziehungsweise bei herkömmlicher Dokumentation hätte allen mit hoher Wahrscheinlichkeit die gleiche Spezifikation zugeordnet werden können Bilder: Wammes
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Welche Möglichkeiten stehen zur Verfügung, um elektronische Flach-Displays oder deren Komponenten angemessen für den industriellen Anwendungsbereich zu testen? Der sogenannte Display-Fingerabdruck ist eine zerstörungsfreie Analyse. Er ist auch bei fertigen System nach beliebiger Betriebszeit reproduzierbar, um eine sichere Dokumentation der Eigenschaften zu erstellen.

Bei Displays führt normalerweise der erste Weg über eine Spezifikation. Sie ist umso effektiver, je genauer und vollständiger die Angaben sind. Jedoch sind solche Angaben oft mehrdeutig, nicht aktuell, unvollständig oder untauglich. In manchen Fällen korrespondieren sie nicht einmal wirklich mit dem vorliegenden Display. Manche Display-Hersteller geben daher etwas mehr Daten an, zum Beispiel in Form eines Polar-Diagramms, das Daten zum Kontrastverlauf beinhaltet. Zusätzlich benötigt der Entwickler aber Daten von der künftigen Anwendung, denn diese soll mit dem ausgewählten Display möglichst lange reibungslos funktionieren. Solche Anwendungsprofile kann es nur vom Anwender beziehungsweise seinem Kunden geben. Liegt das Nutzungsprofil vor, muss herausgefunden werden, ob und wie gut die ausgewählten Displays tatsächlich darauf passen. Mit den Daten aus dem Display-Fingerabdruck, die aus der echten Ist-Situation stammen, lässt sich nun das geforderte Nutzungsprofil abgleichen und bewerten.

In den meisten Fällen hilft dann nur eine selbst durchgeführte Messung, die Kooperation mit einem Dienstleister oder ein Blick in eine Datenbank, ob gegebenenfalls schon ein passender Fingerabdruck für das anvisierte Display aus einer vorherigen Nutzung hinterlegt ist. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die Angaben auch tatsächlich auf das jeweilige Display beziehen. Gleichzeitig gilt: Wenn ein Messaufbau schon gemacht werden soll, kann der Entwickler parallel die gesammelten Daten detaillierter und aussagekräftiger gemäß den eigenen Schwerpunkten auswerten. Auf diese Weise können viele gehaltvolle Informationen über die Anwendung kategorisiert werden. Erst dann können Systementwickler unkompliziert feststellen, welche Parameter entscheidend sind. Diese Anforderungen müssen sich mit dem ausgewählten Display oder zumindest im Zusammenspiel mit dem gesamten System in der vorgegebenen Anwendung abdecken lassen. Das gilt auch für Gehäuse und Gehäusemechanik, Verkabelung, Massekonzept, weitere Subsysteme und Baugruppen samt benötigter Firm- und Software.

Eine völlig unfehlbare Methode gibt es auch hier nicht. Jedoch haben eigene Messungen neben echten, detaillierten Werten für alle Winkel und Positionen weitere Vorteile: Mit den richtigen Geräten samt Vorbereitung und Auswertung sind bereits in wenigen Stunden erste, belastbare und reproduzierbare Daten verfügbar. Sie sind ferner sehr praktikabel. Denn sowohl das nackte Panel als auch das gesamte System kann zerstörungsfrei und ohne Demontage gemessen werden. Sie sind zudem günstig, da wenig Zeit und Aufwand geringere Kosten bedeuten und die Messung infolge der geringen Vorarbeit häufiger angewendet werden kann. Prinzipbedingt sind sie einfach reproduzierbar. Viele Prüflinge einer Serie können einfach überprüft und auf Einzelfehler getestet werden. Bei Bedarf können Messungen unter reellen Rahmenbedingungen geprüft werden.

Diese Display-Fingerabdrücke zeigen somit technisch eine Sammlung von möglichst vielen Messpunkten aus allen zu erwartenden Blickwinkeln, sortiert nach den Messergebnissen für die Wiedergabe von jeweils Rot, Grün und Blau sowie Weiß als Resultierende. Es gibt unterschiedliche Messgeräte, die solche Daten messen und entsprechend auswerten können. Voraussetzung ist, dass sie blickwinkelaufgelöste Daten generieren können. Dazu zählen beispielsweise conoskopische sowie goniometrische Verfahren oder Leuchtdichtekameras mit entsprechender Optik. Wichtig ist auch eine Software, die in der Lage ist, solche oder vergleichbare Auswertungen zu erstellen.

Werden die gesammelten Messwerte in einem Farbdreieck gemäß CIE 1931 dargestellt, ergibt das dann den Display-Fingerabdruck. Dort können sie nicht nur direkt ausgewertet werden. Da bei diesem Messverfahren die Messergebnisse für die jeweiligen Farben über alle Blickwinkel gesammelt und in der zugehörigen Farbe dargestellt werden, ergibt sich zudem meist eine „Wolke“ von Daten aus allen Blickwinkelergebnissen für die jeweilige Farbe. Das Beispiel-Diagramm zeigt damit zunächst, dass die Anzahl der darstellbaren Farben (Color Gamut) bei einem gemessenen Display bei unterschiedlichen Blickwinkeln unterschiedlich ausfällt. Der größte Gamut, der sich nicht über unterschiedliche Blickwinkel verändert, kann somit im nächsten Schritt über das Dreieck, das sich zwischen den innersten Farbpunkten von jeweils Rot, Grün und Blau aufspannen lässt, geometrisch ausgewertet werden. ■


Der Autor

Klaus Wammes

Geschäftsführer

Wammes & Partner

www.wammes.eu

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