Farben und Kontraste satt
Displayentwicklungen: HDR und leuchtende Pünktchen für alle
Noch dominieren LCDs und OLEDs den Displaymarkt. Doch die Nachfolger scharren schon mit den Hufen: Selbstleuchtende Quantenpunkte und winzige Leuchtdioden sollen die etablierten Techniken ablösen.
Aktuell nutzen Smartphones, Monitore und TVs zwei Techniken : entweder Flüssigkristall-Displays oder Schirme aus organischen Leuchtstoffen. Doch schon bald sollen ihnen Displays aus winzigen LEDs und Nanopartikeln den Rang ablaufen. Bis es so weit ist, legen die Hersteller von LCDs und OLED aber noch kräftig nach. Auf der Display Week in Los Angeles konnten wir einen Blick in die nahe Zukunft werfen – und die ferne Zukunft erahnen.
Ein wichtiges Kriterium für Displays ist weiterhin die Auflösung: Nach 4K stehen nun 8K ins Haus. So brachte der chinesische Hersteller BOE die 7680 × 4320 Pixel im großen 75-Zoll-Fernseher ebenso unter wie im kleinen 13,3-zölligen Notebook-Display. Auch Samsung zeigte ein 65-Zoll-TV mit 8K-Auflösung, das zusätzlich noch eine Besonderheit besitzt: In dem QLED-LCD sitzen die farbverstärkenden Quantenpunkte nicht in einer Folie zwischen Lichtleiterfolie und Polfilter, sondern direkt auf der Lichtleiterplatte (mehr zum Aufbau von LCDs siehe Seite 176). Dies erlaubt zum einen etwas dünnere Panels und ist zum anderen günstiger in der Fertigung, weil der Lichtleiter aus Glas die Nanopartikelschicht zugleich versiegelt.
Farbstarke Pünktchen
Fast alle Hersteller nutzen inzwischen die farbverstärkenden Nanopartikel für ihre LC-Displays, in großen TVs ebenso wie in kleinen Smartphones. Üblicherweise verschieben die Partikel das blaue Licht der Backlight-LEDs hin zu größeren Wellenlängen für rotes und grünes Licht. Die sehr schmalbandigen Farbspektren lassen sich sehr gut filtern und erzeugen so sehr satte Displayfarben. Auf mittlere Sicht sollen die Quantenpunkte vor den Flüssigkristall wandern, dabei die Farbfilter ersetzen und so die Blickwinkelabhängigkeit des LC-Displays weitgehend beseitigen. Irgendwann sollen die Partikel sogar selbst leuchten, indem sie elektrisch angeregt werden. Das wären dann quasi anorganische OLED-Schichten. Wie Quantenpunkte-Pionier Nanosys in einem Vortrag erläuterte, dauert es aber noch etwa ein Jahr, bevor die Nanopartikel als Farbfilterersatz genutzt werden könnten. Bis zum gedruckten Display mit selbstleuchtenden Quantenpunkten vergehen demnach noch mindestens vier Jahre.
Bis dahin könnten bereits winzige Leuchtdioden das Terrain als LCD- und OLED-Nachfolger besetzen. Der taiwanische Displayspezialist AUO zeigte in LA bereits ein 8-zölliges Mikro-LED-Display aus 1280 × 480 winzigen Leuchtdioden, das mit seiner enormen Lichtstärke und satten Farben überzeugen konnte. Laut AUO nutzt der Prototyp blaue LEDs, Rot und Grün wird per „Color Conversion“ erzeugt, was auf eine LED-Beschichtung mit Phosphoren oder Quantenpunkten hindeutet. Eine findige Anwendung für dimmbare LED-Segmente jenseits von LCDs zeigte der Glashersteller Asai Glas: Er packte eine LED-Matrix hinter eine diffus transparente Scheibe, setzte diese in einen Fensterrahmen und simulierte so eine natürlich wirkende Lichtquelle für fensterlose Räume.
Mikro-Dimming für HDR
Gerade die LCD-Hersteller warteten in LA mit spannenden Verbesserungen auf, um sich gegen die kontraststarken OLED-Displays zu behaupten. Neben dem Einsatz von farbverbessernden Quantenpunkten wollen sie künftig verstärkt auf lokal dimmbares LED-Backlight setzen, um HDR-fähig zu werden. Und das nicht nur wie bisher im TV, sondern auch in Monitoren, Notebooks, Smartphones und sogar kleinen VR-Displays. Eine Matrix aus kleinen Leuchtdioden hinter dem Display, die sich einzeln ansteuern lassen, sorgt dafür, dass ein sehr dunkler Bildinhalt auch wirklich dunkel ist, weil die LED an dieser Stelle ausgeschaltet wird.
Tianma demonstrierte das Ergebnis am Smartphone-Panel mit 286 dimmbaren Segmenten und an einem extrem leuchtstarken 12-Zoll-LCD fürs Auto mit 96 Zonen; AUO überraschte mit einem zweizölligen VR-Display mit 1024 dimmbaren Zonen. Beeindruckend kontraststark war auch AUOs 27-Zoll-Monitor mit 4K-Auflösung, in dem ein Direct-LED-Backlight dafür sorgt, dass der Monitor das HDR1000-Label tragen darf. Dass der im Mittel 600 cd/m2 helle Monitor nebenbei mit 144 Hz taktet und Nvidias GSync unterstützt, war das Sahnehäubchen für Gamer.
Biegen, falten, formen
Sowohl OLEDs als auch LC-Displays lassen sich heute verformen. Dazu muss die organische Leuchtschicht beziehungsweise die Kombination aus Flüssigkristall und Backlight auf einem flexiblen Plastiksubstrat oder aber auf einem sehr dünnen Glas sitzen. Letztere werden üblicherweise einmal in Form gebracht, etwa für Smartphones mit über die Gerätekanten gebogenen Displays.
Für regelmäßig wiederholtes Biegen benötigt man Plastiksubstrate, kann diese allerdings nicht beliebig hohen Temperaturen aussetzen, was die Produktion der Displays erschwert. Deshalb forschen viele Unternehmen daran, die nötigen Schichten im Tintendruckverfahren auf das Substrat zu bringen. Hier gab es in LA erste kleine Erfolge zu sehen, der große Durchbruch steht aber noch aus. Dennoch gibt es bereits richtig flexible Displays. So präsentierte LG Displays ein transparentes 77-zölliges 4K-OLED mit einer hauchdünnen, biegsamen Leuchtschicht, das an einer Ecke fortlaufend eingerollt wurde. Wie LG gegenüber c’t erklärte, handelt es sich um eine Weiterentwicklung des einrollbaren TV-Schirms, den das Unternehmen im Januar auf der CES gezeigt hat – diesmal ist er zusätzlich transparent.
Visionox brachte einen mobilen Lautsprecher mit nach LA, der an seinem um die zylindrische Box gewickelten Display zum Ton das passende Video abspielte. Das ausgestellte E-Book des chinesischen Panelherstellers war allerdings nicht wirklich flexibel – Umblättern erfolgt rein digital am wie ein aufgeklapptes Buch geformten Schirm.
Solche einmal formbaren Displays finden im Automobilsektor ein riesiges Einsatzfeld. So werden die Insassen selbstfahrender Autos künftig wohl von Displays umgeben sein, die nahtlos an die Innenraum-Oberflächen angepasst sind. AUO präsentierte ein ungewöhnliches Freiformdisplay für Bereiche, die nicht nur per Touchscreen bedient werden sollen: Das leicht gebogene LCD hatte im Display zwei kreisrunde Aussparungen für mechanische Drehknöpfe.
3D-Revival
Bemerkenswert viele Hersteller präsentierten autostereoskopische 3D-Displays mit hochauflösenden LCDs und Lichtfeld-Technik. BOE zeigte beispielsweise ein autostereoskopisches 3D-LCD, das dank 8K-Auflösung weitgehend übergangslose 3D-Ansichten bot. Dimenco kombinierte 8K-LCDs mit Eye-Tracking, um die Ansichten zu minimieren. In der sehr detailreichen Präsentation am großen 8K-Display störten jedoch ruckelnde Übergänge, sobald man sich seitlich zum Display bewegt, was laut Dimenco aber am Eye-Tracking lag.
Auch Polarscreens nutzt Eye-Tracking für die 3D-Präsentation, arbeitet aber mit zwei LC-Displays: Das vordere erzeugt den Bildinhalt, das hintere lenkt das Licht vom LED-Backlight gezielt zum rechten und linken Auge des Betrachters. Bei der Hamburger Firma SeeFront liegt das lichtsteuernde Linsenraster stattdessen vor dem bildgebenden Display. Bei beiden Verfahren bleibt die Auflösung des vorderen bildgebenden Displays erhalten, es kann allerdings immer nur die Person, die getrackt wird, das optimale 3D-Bild sehen.
Einige Aussteller bedienten sich der Lichtfeld-Technik, um dreidimensionale Bilder zu erzeugen. Das Besondere daran: Man kann um Objekte im Bild herumschauen, also die von vorn verdeckten Kanten sehen, wenn man seitlich auf den Schirm schaut. Samsung demonstrierte das Prinzip an zwei autostereoskopischen Mobildisplays. Der gute Tiefeneffekt wurde hier leider durch ein starkes Springen des Bildes von einer Ansicht zur nächsten gestört. Doch das ist bis zur nächsten Display Week sicher ausgemerzt. (uk@ct.de)