Neues vom Strahlen-Fernseher

Lange Zeit waren Laser-Bildschirme zu teuer für den Massenmarkt. Eine neue Display-Technik verspricht Kosteneffizienz und vereinfachte Produktion.

Neue Konzepte für bessere Displays gibt es viele. Doch nur wenige der neuen Techniken verlassen das Prototypenstadium. Und selbst wenn es so weit kommt: Es ist enorm schwierig, mit einer 100 Milliarden Dollar schweren LCD-Industrie zu konkurrieren, die seit vielen Jahren den Markt beherrscht. Das kalifornische Unternehmen Prysm will es nun trotzdem wissen: Es glaubt, die perfekte Kombination aus Bildqualität, Energieeffizienz und einfacher Herstellung gefunden zu haben. Die neue Idee hört auf den Namen LPD - die Abkürzung steht für Laser-Phosphor-Display.

Prysm ist ein Start-up-Unternehmen aus San Jose, das erst kürzlich aus dem "Stealth-Mode" aufgetaucht ist. In den Fokus der Öffentlichkeit geriet die Firma unlängst, weil die LPD-Technik besonders umweltfreundlich sein soll: Laut Technologiechef Roger Hajjar konsumiert ein solcher Bildschirm nur ein Viertel der Energie eines LC-Displays mit gleicher Helligkeit, im Vergleich zu einem Plasma-Schirm (der allerdings insgesamt dunkler ist) sogar nur ein Zehntel. "Die Physik dahinter ist ganz einfach: Bei konkurrierenden Displays muss die Lichtquelle fast immer angeschaltet sein und es wird sogar dann ein bestimmtes Energielevel benötigt, wenn der Schirm schwarz ist", sagt Hajjar. Bei einem LPD sei das anders: Der Laser könne ruhen, wenn das Display dunkel bleibe.

Das technische Konzept ist relativ simpel: Lichtstrahlen mehrerer ultravioletter Laser werden über eine Ansammlung beweglicher Spiegel auf einen Bildschirm gelenkt, der aus einem Kunststoff-Glas-Hybrid-Material besteht, das mit farbigen Phosphorstreifen beschichtet ist. Der Laser zeichnet ein Bild auf den Schirm, in dem er Zeile für Zeile von oben nach unten abtastet. Die Energie des Laserlichts aktiviert das Phosphormaterial, das dann wiederum Photonen abgibt und damit ein Bild erzeugt.

Die LCD-Technik funktioniert völlig anders: Hier produziert ein sogenanntes Backlight – eine Hintergrundbeleuchtung, die entweder aus weißen LEDs oder Kaltkathodenröhren besteht – mit Hilfe einer optischen Schicht aus Farbfiltern und Flüssigkristallen das Bild auf dem Schirm. Mehr als 90 Prozent des anfänglichen Lichts gehen dabei verloren. Ein weiterer Konkurrent, die Plasma-Display-Technik (PDP), besteht aus kleinen Zellen ionisierter Gase, die Licht abgeben – ein Prozess, der relativ viel Energie benötigt. Das konventionelle Laser-Fernsehen, an dem diverse Unternehmen wie Mitsubishi ("LaserVue") schon seit Jahren arbeiten, verwendet wiederum rote, blaue und grüne Laser plus Mikrospiegel, um das korrekte Biild zusammenzusetzen und darzustellen. Praktisch gesehen handelt es sich dabei um eine Rückprojektion per Laser, die aber aufgrund der hohen Kosten bislang kaum Verbreitung gefunden hat.

Prysm-Mann Hajjar zufolge soll das bei LPDs nicht passieren. Diese seien auch in besonderen Größen wie etwa bei elektronischen Anzeigetafeln noch energieeffizient. Im Vergleich zu einer LED-Werbebeleuchtung, bei der jede Diode einen Bildpunkt bildet, benötige ein LPD der gleichen Größe und Helligkeit nur ein Zehntel der Energie – verglichen mit der Anzahl der LEDs seien deutlich weniger Laser notwendig.

Technisch gesehen erinnert ein LPD an die gute, alte Röhren-Fernseher-Technik. Die dabei verwendete Kathodenstrahlröhre (CRT) benötigte aber stets viel Platz, weshalb sich der Ansatz inzwischen überlebt hat. Bei CRTs lenkt ein Magnet einen Elektronenstrahl auf einen Phosphor-beschichteten Bildschirm. Weil LPDs nun aber Festkörper-Laser verwenden, die kompakt sind und wenig Energie verbrauchen, lässt sich ein solcher Bildschirm dünner und energieeffizienter bauen – bei vergleichbar hoher Bildqualität.

Hajjar zufolge ist die LPD-Technik ein Kind der Solid-State-Lichtindustrie, bei der LEDs zu einer Alternative für Glühbirnen und Kompaktleuchtstofflampen werden. Das Phosphormaterial, das bei LPDs eingesetzt wird, entspreche jenem, das auch zur Beschichtung von LEDs bei Beleuchtungsanwendung verwendet werde.

Das bedeutet, dass die Herstellung der LPDs am Wachstum der aufstrebenden LED-Beleuchtungsindustrie hängt. Für Hajjar ist das ein Vorteil: Es sei einfacher, Komponenten zusammenzusetzen, die es bereits im Handel gebe, als vollständig neue Herstellungsprozesse zu entwickeln. So musste Prysm für seine Pilotanlage in Concord, Massachusetts, keine teure neue und vor allem zeitintensive Halbleiterherstellung aufbauen, wie das bei anderen neuen Bildschirmtechniken der Fall wäre.

In der Einfachheit des Produktionsprozesses lägen Vorteile, meint Paul Semenza, Analyst beim auf die Bildschirmindustrie spezialisierten Beratungsunternehmen Display Search. Es gebe keinen Bedarf für große Fabriken, teure Ausrüstung und unterschiedlichste Rohstoffe. "Die Kapitalkosten sind viel, viel geringer als bei anderen Flachbildschirmen."

Trotzdem sieht Semenza noch einige technische Herausforderungen auf Prysm zukommen – auch, weil die Firma ihre Bildschirme nicht nur selbst entwickeln, sondern auch gleich herstellen will. Mögliche Problemfelder sieht er auch bei der Verlässlichkeit der Laser-Kalibrierung, der optischen Abtastung und der Bildschirmoberfläche. Sollten sich diese Konfliktbereiche als lösbar erweisen, sieht Semenza aber einige interessante Märkte für LPDs. So sei es kostengünstig möglich, einen solchen Bildschirm an eine fast beliebige Helligkeit, Größe und Auflösung anzupassen.

Prysm hat sich dabei einiges vorgenommen: Das Unternehmen will gleich in den Endkundenmarkt, wo es mit Großkonzernen und ihren Flachbildschirmen fürs Wohnzimmer konkurrieren wird. Erste Produkte sollen bereits in einigen Monaten angekündigt werden. Der Preis, sagt Technikchef Hajjar, werde "konkurrenzfähig" sein. Als zweiter Schritt sind dann elektronische Anzeigetafeln geplant. (bsc)