Displayneuheiten für Mobilisten, Gamer und Videofans

Die OLED-Technik tritt an, die LCDs zu ersetzen: Organische Displays werten Mobilgeräte und Monitore mit ihren enormen Kontrasten und flinken Reaktionen, aber auch durch Zusammenfalten und Aufrollen auf. Große Displays bekommen noch höhere Auflösung, neue Produktionsverfahren wie gedruckte und bedruckte Leuchtschichten sollen die Panelpreise runterbringen. Auch an der Energieeffizienz wird geschraubt. Auf der Display Week, die in diesem Jahr erstmals wieder in Präsenz im kalifornischen San Jose stattfand, haben wir einen Blick auf die kommenden Displaytechniken geworfen.

Die Anzahl an 8K-OLEDs, also an ultrahochauflösenden organischen Displays, war bemerkenswert, denn bislang bekommt man zumindest hierzulande fast nur 4K-Modelle. So zeigte der chinesische Panelfertiger BOE ein 95-zölliges 8K-OLED, das satte Farben bot und trotz 2,40 Meter Diagonale keine zwei Zentimeter dick war. BOE hat seit längerem große OLEDs angekündigt, konnte bisher aber keine hohen Stückzahlen produzieren.

Noch dünner kam ein 77-zölliges 8K-OLED von LG Display daher. Es erinnert an das Wallpaper, das LG Electronics bis vor drei Jahren im Programm hatte, und besitzt wie das BOE-Panel 7680 × 4320 Pixel, hier mit 114 dpi.

Laut Hersteller erreicht es eine Spitzenhelligkeit von 2000 cd/m², allerdings gemessen auf einem weißen Fleck, der nur drei Prozent des Gesamtbildes ausmacht. Üblicherweise wird auf zehn Prozent Weißanteil gemessen. Ein komplett weißes Bild soll immerhin noch 250 cd/m² hell leuchten, was ein sehr guter Wert für ein 8K-OLED wäre.

Flexibler Monitor für Gamer

OLEDs schalten deutlich flinker als LCDs. Deshalb werden demnächst wohl mehr OLED-Monitore für Gamer auf den Markt kommen. Ein erstes Exemplar von Dell haben wir bereits in c’t 9/2022 (S. 108) getestet. In San Jose konnten wir bei LG die übernächste Gerätegeneration begutachten: Ein OLED-Monitor, dessen Kanten dem Gamer auf Knopfdruck entgegenkommen. Der wahlweise gebogene oder plane Monitor zeigt 4K-Auflösung auf 42 Zoll Diagonale.

LG nennt eine Grauschaltzeit von 0,1 Millisekunden und eine Spitzenhelligkeit von 720 cd/m² (zehn Prozent Weiß). Mit 105 dpi sowie kontrast- und farbstarkem Bild (Farbumfang von 99 Prozent DCI-P3) taugt der flinke OLED-Monitor auch für Video- und Fotoanwendungen. Wegen der vom Weißanteil abhängigen Leuchtdichte sind OLEDs aber nicht ideal für Office-typische Schwarz-auf-Weiß-Darstellungen.

Etliche Hersteller zeigten flexible Mobildisplays, darunter auch solche mit größeren Diagonalen. So konnte man bei BOE, LG und Samsung Notebooks aus einem durchgehenden OLED bewundern: In der klassischen Anwendung dient die untere Hälfte per Touchdisplay als Tastatur, die obere als Bildschirm. Öffnet man das Notebook komplett, erhält man eine durchgehende große Displayfläche, die sich beispielweise als Videoschirm oder Zeichentablet nutzen lässt.

Die Auflösung der von LG und BOE gezeigten, gut 12-zölligen Notebooks, die sich aufgeklappt in ein 17-Zoll-Display verwandeln, liegt bei 1920 × 2560 Pixeln. Das LG-Display lässt sich laut Hersteller schadlos 50.000 Mal falten. Beide Displays spiegelten allerdings stark. Wie gut es sich auf der virtuellen Tastatur tippen lässt, konnten wir leider nicht herausfinden.

Bei kleineren Mobildisplays stand das Falten in alle Richtungen an, also nach innen ebenso wie nach außen. Die N-Shape genannte Technik macht aus einem 12,3-zölligen OLED ein zwei Zentimeter dünnes A6-Notizbuch. Überraschender waren Mobildisplays, die sich auseinanderziehen lassen. So demonstrierte BOE, wie sich ein Smartphone auf Knopfdruck in ein kleines Tablet verwandelt .

EInk widmet sich ebenfalls der Flexibilität: Am Stand rollte der Spezialist für elektronisches Papier ein Display auf. Wie bei OLEDs muss hier auch die Elektronik flexibel sein – was im Allgemeinen bedeutet, dass Pixeltransistoren aus organischem Material statt aus Silizium bestehen und ein Polymersubstrat eingesetzt wird.

Sparsame Technik

Der entscheidende Vorteil von E-Paper-Displays ist indes ihr extrem sparsamer Betrieb. Die bistabilen Displays benötigen nur für den Bildwechsel Energie, anschließend kann die Spannung fürs elektrische Feld entfallen. Das Funktionsprinzip: Schwarze und weiße Pigmente bewegen sich im elektrischen Feld an die Schirmoberfläche. Die Pigmente schwimmen in einer Flüssigkeit in kleinen Kugeln, die wiederum in einer Polymerschicht verteilt sind. In der Kaleido-3-Serie druckt EInk RGB-Farbfilter auf diese Polymerschicht und bringt so Farbe ins Display. Die auf der Display Week gezeigten 7,8-zölligen Displays zeigen 16 Graustufen, mithin 4096 Farben; ihre Farbsättigung hat EInk nach eigenen Angaben um 30 Prozent gesteigert. Kaleido-Displays stecken in vielen E-Readern. Sie können ihren Bildinhalt recht schnell ändern; EInk zeigte sie in San Jose sogar im Videoeinsatz.

Weil die Pigmente je nach Farbe unterschiedlich auf das elektrische Feld reagieren, kann EInk inzwischen mehrere Farben gleichzeitig schalten. Hier beeindruckten vor allem die farbstarken elektrophoretischen Displays aus der neuen Serie Spectra 3100 Plus, die gelbe und rote sowie schwarze und weiße Pigmente nutzen. Die 25-Zöller lassen sich laut EInk auch partiell aktualisieren, was Energie spart und den Refresh beschleunigt. Damit empfehlen sie sich als Anzeigetafeln, die selten oder nur zum Teil – etwa das Tagesangebot in Cafés – aktualisiert werden müssen.

Eine Konkurrenz zu den extrem sparsamen E-Paper-Displays sind rein reflektive LCDs, die ohne eigenes Backlight auskommen. TCL zeigte ein 27-Zoll-Modell. Der Vorteil gegenüber E-Paper-Displays: Das reflektive LCD kann bis zu 60 Mal in der Sekunde aufgefrischt werden, ist also vollständig videofähig.

Mikrodisplays für AR- und VR-Brillen

Möglichst energieeffizient sollten kleine Displays für AR- und VR-Brillen arbeiten. Das Fraunhofer-Institut FEP aus Dresden hat OLED-Mikrodisplays mit 304 × 256 Pixeln und knapp einem halben Zentimeter Diagonale (0,19 Zoll) entwickelt, die bei 1000 cd/m² Leuchtdichte nur ein bis drei Milliwatt benötigen.

Eine besonders helle Variante eines AR-Mikrodisplays zeigte das Start-up VitreaLab: Laser-LEDs und eine strukturierte Glasplatte dienen darin als Backlight. In dem von Corning stammenden EagleXG-Glas werden die Laserstrahlen an die Oberfläche zum bildgebenden LCOS-Mikrodisplay geleitet (Liquid Crystal on Silicon). Die Quantum Light Engine genannte Glasplatte enthält Millionen eingravierte Lichtwellenleiter und eine komplexe Mikrooptik, die für ein möglichst gleichmäßiges, verlustarmes und sehr helles Backlight sorgt. Aktuell verspricht VitreaLab drei Mal so viel Licht wie bei herkömmlichen OLED- oder LCD-Mikrodisplays. Das der realen Umgebung überlagerte Bild von AR-Brillen ist für sehr helle Umgebungen oft zu lichtschwach und damit kontrastarm.

Glashersteller Corning zeigte 0,3 bis 1 Millimeter dünne Glaswafer, aus denen per Laser die Gläser für AR-Brillen geschnitten werden. Der in drei Größen erhältliche Wafer besteht aus einem Glas mit besonders hohem Brechungsindex von 2.0, was die Auskopplung des Lichts erleichtert und eine große Durchlässigkeit von 97 Prozent für blaues Licht der Wellenlänge 460 nm garantiert.

Blaues Licht im Backlight von LCDs und in OLEDs wird mit Quantenpunkten in rotes und grünes Licht gewandelt. Laut Nanosys, einem Entwickler farbkonvertierender Quantenpunkte, bleiben letztere nun in normaler Raumluft funktionsfähig und müssen nicht mehr versiegelt werden. Das ist für die Produktion von gedruckten Displays entscheidend, die nun nicht mehr unter Schutzgas oder im Vakuum verarbeitet werden müssen. In herkömmlichen LCD-TVs werden die Quantenpunkte stattdessen in die (unversiegelte) Lichtleiterplatte des Displays eingearbeitet.

Durchs Bild geschaut

Den Inhalt transparenter Displays kann man üblicherweise nur von einer Seite sehen. Nicht so bei JDI: Der japanische Displayspezialist hat ein transparentes LC-Display entwickelt, dessen Inhalt von beiden Seiten zu erkennen ist. Das Raeclear genannte 12-Zoll-LCD besitzt weder Polfilter noch Farbfilter. Es nutzt die LC-Schicht stattdessen als optischen Filter, der das nacheinander eingestrahlte rote, grüne und blaue Licht zum Betrachter reflektiert. JDI gibt die Transparenz mit 84 Prozent an, was sehr hoch ist. Herkömmliche transparente Displays erreichen nicht mehr als 75 Prozent. Die Idee hinter dem Raeclear-Schirm: Er soll am Schalter als Übersetzungshilfe dienen oder auch schwerhörigen Menschen die Kommunikation erleichtern, indem er das Gesprochene verschriftlicht.

Mercedes-Benz wurde auf der Display Week für sein digitales Armaturenbrett im EQS 580 ausgezeichnet: Das Freiform-Glas reicht über die komplette Innenraumbreite und hat zwei kreisrunde Aussparungen für die Lüftungsgitter. Der gebogene MBUX Hyperscreen integriert zwei OLEDs und ein LCD. Dass auf der Fahrerseite ein LCD eingebaut wurde, dürfte mit den erheblichen Anforderungen an sicherheitsrelevante Anzeigen im Fahrzeug zu tun haben: OLEDs arbeiten bei hohen Temperaturen weniger zuverlässig als LCDs und sind aufgrund ihrer geringeren Leuchtdichte blendanfälliger.

Doch wieder 3D?

Bemerkenswert war der Trend zur dreidimensionalen Darstellung: BOE zeigte ein ultrahochauflösendes autostereoskopisches 3D-Display mit Linsenrasterfolie und acht verschiedenen Views, bei dem allerdings die Ansichten fürs linke und rechte Auge jeweils vertauscht schienen. Samsung hatte ein Light-Field-Display am Stand, an dem man um Objekte herumschauen konnte.

Die stereoskopischen Ansichten üblicher 3D-Brillen liegen in einer festen Bildebene, weshalb Fokus und Augenstellung des Brillenträgers nicht übereinstimmen (Vergence-Accomodation Conflict); dies führt zu Schwindel und ermüdet. Ein holografisches Bild enthält dagegen sämtliche Tiefeninformationen, die Brillenträger können unterschiedliche Tiefenebenen fokussieren und umgehen so störende VAC-Effekte.

Das englische Start-up VividQ hat ein solches holografisches Mikrodisplay entwickelt. VividQ erzeugt dafür am PC ein holografisches Muster und gibt dieses auf den Lichtmodulator, der von einer RGB-Laserquelle bestrahlt wird. Per Interferenz des Laserlichts am Modulator werden das Hologram und damit die Tiefenbilder fürs Auge erzeugt. Im gezeigten Labormuster dient als Modulator ein preiswerter DMD-Chip von Texas Instruments, wie er in DLP-Projektoren verwendet wird. (uk@ct.de)

Videos von der Display Week: ct.de/yyxb