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Typische Werte der verschiedenen Technologien

 LED (aktiv)LCD (transflektiv)
Kontrast 15:1 50:1
  in direkter Sonneneinstrahlung benachteiligt. (Hochleistungs und helle LED haben eine reduzierte Lebensdauer) Beleuchtung von vorn (Sonneneinstrahlung: reflektiv) und oder von hinten (Hinterbeleuchtung)
Ablesewinkel 5° - 90° (typabhängig) 140°
Zeichenleuchtdichte (monochrom)
Innenanzeige 200cd/m² 200cd/m²
Außenanzeige 4500cd/m² (bei 5°-10°) 1000-5000cd/m²
(je nach Aufbau)
Leistungsaufnahme
Innenanzeige 4500W/m2 <250W/m2
Außenanzeige >5000W/m2 <600W/m2
Wirkungsgrad < 25Lm/W < 40Lm/W
Füllfaktor (Pixelabstand) ca. 30% ca. 85%
Lebensdauer
Innenbereich 5 - 100.000h > 200.000 h
Außenbereich < 50.000h > 200.000 h
MTBF für ein Anzeigelement
(444 Pixel)
100.000 h > 2.000.000 h
hohe Zuverlässigkeit

Allgemeine Informationen über LCD / LED-Anzeigen

Elektronische Anzeigetafeln sind heute Stand der Technik. Anwendungen sind allerorts zu sehen, wie z.B. an Bahnhöfen, auf Flughäfen, im ÖPNV, als Parkleitsysteme, Zeit- und Temperatur-Anzeige usw. oder seit neuestem als Informationsflächen von Städten, Behörden und Konzernen. Sie dienen der sicheren und schnellen Übermittlung von Daten an den gewünschten Personenkreis. Immer wieder wird die Frage aufgeworfen, welches System soll zum Anzeigen dieser Informationen verwendet werden. Hier ein paar Fakten über LCD / LED-Anzeigetafeln.

Schrift

90% der heutigen Informationen werden durch druckähnliche Wörter abgebildet. Lesen bedeutet vergleichen mit den bereits im Gedächtnis vorhandenen Informationen. Man liest in ganzen Wörtern oder Satzteilen. Deshalb fällt dem Betrachter also auch das Lesen einer Geascript-LCD-Schrift leicht. Der Nutzer kann schnell reagieren und es kommt zu weniger Lesefehlern.

  • LCD: Die LCD-Schrift hat eine geschlossene, druckähnliche Form mit geraden und abgerundeten Ecken.
  • LED: LED Leucht- dioden- Anzeigen bestehen in der Regel aus Punkt-Matrix-Flächen. Dabei werden die Buchstabenformen in die vorhandene Matrix hineingezwängt, was teilweise zu abnormen und unästhetischen Formen führt; zudem ist die Kontur der Zeichen ausgefranst.

Für den Betrachter bietet selbst unter ungünstigsten Betrachtungswinkeln die LCD den Vorteil der sehr guten Lesbarkeit. Für den Nutzer ist eine Punktmatrix ungewöhnlich und daher bedeutend schwieriger zu lesen. Bei reduziertem Betrachtungsabstand erhöht sich der Schwierigkeitsgrad.

Farbgebung der Schrift

  • LCD: Es gibt kaum eine Einschränkung, da die LCD vom Grundsatz her mit weißem Licht hinterleuchtet wird. Ein Farbfilter zwischen der LCD und der Hinterleuchtung kann verschiedenen Farben erzeugen.
  • LED: LEDs werden im professionellen Einsatz in rot oder gelb ausgeführt. Weitere Farben werden auch angeboten, kommen jedoch nur im Werbe- und nicht im Verkehrssektor zum Einsatz.

Außenanwendung (und einsatzrote mit hoher Helligkeit- über 30.000 Lux)

  • LCD: Die LCD als transflektive Anzeige nutzt in diesem Einsatzfall die Umgebungshelligkeit aus und ist selbst bei direkter Sonneneinstrahlung exzellent lesbar. Allerdings ist sie abhängig von der Umgebungshelligkeit durch Reflektion und der Helligkeit der Leuchtstofflampen durch Hinterleuchtung
  • LED: Als aktives Medium ist die LED in direkter Sonneneinstrahlung benachteiligt. Es werden dann in der Regel Hochleistungs-LEDs mit begrenztem Abstrahlwinkel eingesetzt. Hochleistungs-LEDs haben eine reduzierte Lebensdauer.

Langzeitverhalten

  • LCD: Die alterungsabhängige Komponente bei den LCD-Anzeigetafeln ist die Leuchtstoffröhre. Diese wird ausgetauscht und damit wird die ursprüngliche Grundhelligkeit wieder erreicht. LCDs weisen über eine Einsatzzeit von 10 Jahren lediglich eine Transmissionsreduzierung von 1 - 2 % auf.
  • LED: Die LED als aktives Element verliert über den Einsatzzeitraum (je nach Belastung) an Leuchtdichte. LEDs können ihre Leuchtdichte innerhalb von 10.000 Stunden (= ca. 1,5 Jahre) um bis zu 30% reduzieren.

Gleichbleibende aktive Leuchtfläche über den Lebensdauerbereich und damit gleichbleibende Qualität des Schriftbildes einer Anzeige erhöht die Einsatzfähigkeit einer Anzeige beträchtlich.

Die Leuchtfläche einer LCD wird grundsätzlich von 2 Faktoren bestimmt: der Transmission der LCD und der Helligkeit der Leuchtstoffröhre (hinter der LCD). Ein Nachlassen der Zeichenhelligkeit ist in der Praxis allein durch die nachlassende Helligkeit der Leuchtstoffröhre bedingt, da die Transmission der LCD über Jahre konstant bleibt. Durch den Tausch der Hinterleuchtung kann also die Ursprungshelligkeit der LCD-Anzeige wiederhergestellt werden.

Bei der LED als aktives Bauelement hingegen nimmt die Grundhelligkeit der einzelnen Pixel mit der Nutzungsdauer ab. Wird z.B. an einer Stelle einer LED- Anzeigetafel ein Ziffernfeld mit wechselnder Information angezeigt, sind einige LED's immer an, einige LEDs nur einmal an und der Rest der LEDs zeitweise an. Die LEDs, die immer an sind, werden auf Grund der Nutzung im Laufe der Zeit dunkler. Somit kommt also zu dem schon von der Form her zerrissenen Zeichen die in dem Zeichen wechselnde Helligkeit einzelner Punkte. Die Lesbarkeit ist somit nicht sehr hoch anzusetzen.

Service und Wartung

  • LCD: Die LCD-Anzeigetafeln sind aus einzelnen Modulen aufgebaut. Durch Trennung von Anzeige und Hinterleuchtung (Standard- Leuchtstoffröhren) kann ein schneller Service ohne Einsatz von Fachpersonal gewährleistet werden.
  • LED: LED-Module werden komplett ausgetauscht.

Bei Ersatzteilbetrachtung können beide Technologien kostenneutral sein ohne Berücksichtung der Lebensdauer.

Kostenvergleich der Technologien LED und LCD

  • Konfiguration einer Anzeige
  • Einsatz im Außenbereich / 24 Stundenbetrieb
  • Energiekosten : Beispiel Format 5000x1800mm (BxH) = 9m 2
  • Strom pro m 2 / Jahr 0,18 €
  • LED ca. 60.000 € / LCD ca. 5.000 € pro Jahr

Ersatzteilkosten

  • LCD: Nur die Leuchtstofflampen sind ca. alle 2 Jahre auszutauschen. Die Anzeige ist ohne Hinterleuchtung bei Sonneneinstrahlung zu erkennen. LCD Gläser selbst haben eine Lebensdauer von ca. 22 Jahren (MTBF über 2.000.000h = Zuverlässigkeit)
  • LED: Die Gesamtziffern sind ca. alle 5 Jahre komplett auszutauschen (Helligkeit je Diode ist betriebszeit- abhängig). Die Anzeige ist bei Sonneneinstrahlung kaum erkennbar. Die Lebensdauer der LED-Dioden liegt bei max. z.Zt. ca. 10 Jahre, aber die Halbwertszeit liegt 3 bis max. 5 Jahren.

Dienstleistung

  • LCD: Sehr schnell selbst auszutauschen (Leuchtstofflampe)
  • LED: Durch Fachleute (Lieferzeit der Ersatzteile und vor Ort Termin)
AnzeigenInvestitionskostenFolgekosten / Jahr *
LED 100.000 € 8.820,- € entspricht 8,8% der Investitionskosten
LCD 150.000 € 3.000,- € entspricht 2,0% der Investitionskosten
* Stromkosten sind nicht berücksichtigt

Vor- und Nachteile auf einen Blick

LED-Technologie

Vorteile

  • geringe Bildwechselzeit (Darstellbarkeit von Bildsequenzen)
  • graphikfähig beim Einsatz neuer Technik (256 Farben)
  • niedrige Kosten für Erstinstallation
  • bei großflächigen Anzeigen preiswertes Medium
  • flexible Handhabung
  • Vermarktung des Displays als Werbefläche möglich
  • Lauffähigkeit der Schrift
  • Positionierung der Schrift überall auf der Matrixfläche

Nachteile

  • Unterschiedliches Nachlassen der Leuchtdichte der einzelnen LED's einer Tafel (ungleichmäßiges Schriftbild)
  • schlechtes Auflichtverhalten bei direkter Sonneneinstrahlung (Phantombilder)
  • hoher Energieverbrauch (4 - 5 kW/m²)
  • aktives Anzeigemedium
  • begrenzter Ablesewinkel ca. 30° bei Außentauglichen LEDs
  • geringe Auflösung der Schrift (näher als 5m nur noch Punkte) kleine Schriften kaum darstellbar
  • eine LED ist physikalisch erloschen wenn nur noch 50% der Ursprungshelligkeit vorhanden ist. Dieser Wert wird nach ca. 50.000 Betriebsstunden erreicht
  • bei Nacht teilweise überstrahlen (zu hell)
  • kein reflektiver Anteil
  • hohe Folgekosten, da ungleichmäßige Helligkeit beim Auswechseln eines Segmentes

LCD-Technologie

Vorteile

  • hohe Auflösung der Schrift (druckähnliches Schriftbild), sehr gute Lesbarkeit
  • geringer Leistungsbedarf (Leistungsbedarf abhängig von der Hinterleuchtung z.B. der Leuchtstoffröhren)
  • geringe Energiekosten, hoher Wirkungsgrad, geringe Verlustwärme
  • hohe Zuverlässigkeit über 1.000.000 h MTBF
  • lange Lebensdauer, keine Alterungsdefizite
  • sehr guter Kontrast
  • sehr schneller Bildwechsel
  • Beleuchtung von vorn und / oder von hinten (transflektiv), aktives Anzeigemedium vereint die Vorteile beider Arten. Tagsüber passiver Modus, nachts aktiver Modus.
  • geringe Bautiefe
  • extremer Blickwinkelbereich bis ca. 140°
  • hohe Betriebssicherheit ; einfache Wartung und Service
  • keine Reflexe auf der Oberfläche
  • Notbetrieb bei Lampenausfall (rein reflektiv zu betrieben)
  • blinken, unterstreichen, einzelner oder aller Zeichen
  • Laufschrift spaltenweise (bei Pixel und Proportionalschrift)
  • nach dem Auswechseln einer Leuchtstofflampe nach ca. 2 Jahren Erscheinungsbild wieder "wie neu". Keine Probleme mit unterschiedlichen Zeichenhelligkeiten

Nachteile

  • Graphikfähigkeit nur bei Pixelzellen bzw. eingeschränkt bei Proportionalschrift
  • Schrift ist bedingt lauffähig
  • Schrift ist zeilenorientiert bei Segment und Proportionalschrift
  • Schriftgröße ist Modul- bzw. glasabhängig
  • LCD Preis in Abhängigkeit von Glasfläche

Anzeigen Technologievergleich für den Außenbereich

(Aufzug aus Fachzeitschrift Straßenverkehrstechnik 11/98)

Der zu wählenden Anzeigetechnik der frei programmierbaren Displays ist im Laufe der Bearbeitung sehr große Aufmerksamkeit gewidmet worden. Verschiedene denkbare Techniken sind bewertet und einander gegenübergestellt worden. Eine solche Gegenüberstellung erfolgt in der Tabelle.

Aus den bereits genannten Gründen wurden frei programmierbare Displays als Grundanforderung definiert, so dass im vorliegenden Fall lediglich zwei Anzeigetechniken die Anforderungen bei einer Außenanwendung optimal erfüllen.

Gewählt wurde letztlich die LCD-Technik mit einem hochwertigen Glas, ein Produkt, das hohe Ablesvorteile mit einem geringen Verschleiß kombiniert und damit einen sehr niedrigen Wartungsaufwand über die nächsten 10 Jahre erwarten lässt.

 Glasfaser Technik7-Segment TechnikPrismen TechnikDOT Matrix (Kipp-elemente)Leucht-dioden (LED)Flüssig-kristall (LCD)
Anzeige/Erkennbarkeit
Informationsgehalt / Wartung Frei / besetzt, erschlossen Zahlen Frei / besetzt, erschlossen Frei
progr.
Frei
progr.
Frei
progr.
Ablesbarkeit bei Sonneneinstrahlung + + + + + + + + --- + +
Ablesbarkeit bei Nacht + + bei
Innen-beleucht.
bei
Innen-beleucht.
bei
Innen-beleucht.
+ + bei
Innen-beleucht.
Mehrfarbfähigkeit + --- o --- + + ---
Zuverlässigkeit
Lebensdauer + + + + + --- o + +
Ausfallwahrscheinlichkeit + + + + + --- + +
Rückmeldefähigkeit + + + + + --- --- + +
Außenanwendung + + + + + + + + --- + +
Wirtschaftlichkeit
Investitionskosten o + + + + o --- o
Betriebskosten o + + + + + + --- + +
Skala von + + (sehr gut), über + gut und o (mittelmäßig), bis --- (sehr schlecht). Bewertet werden nur qualitativ hochwertige Anzeigesysteme.
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