Von der Braunschen Röhre zum Flachdisplay Aktuelle Displayentwicklungen kritisch betrachtet

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Die historische Reise der Displays ist lang: Vom Punkt zum Bewegtbild, von schwarz-weiß zur Farbe. Aktuelle Bildschirme zeigen heute nicht nur Informationen an, sondern können auch als Lichtquelle dienen und sind Schnittstelle zwischen Maschinen und Menschen.

Displays sind heute allgegenwärtig und erfüllen eine sehr große Querschnittsfunktion. Sie sind zu einem Commodity-Produkt wie Salz, Pfeffer, Milch und Öl geworden. Daher erscheint die Vorstellung, Geräte ohne Displays zu bedienen, in den meisten Fällen als sehr befremdlich.

Mehr noch: Nutzende denken überhaupt nicht mehr darüber nach, warum oder gar wie Displays funktionieren. Dafür werden Displays neue Aufgaben zuteil, die wiederum Displays noch unverzichtbarer machen. Die Grenzen dieses Machbaren gehen dabei über das Visuelle hinaus.

Um das zu verstehen, lohnt sich ein kleiner Ausflug in die Geschichte: Wo kommt das Display her und warum ist man denn überhaupt auf die Idee gekommen, eine Bildanzeige zu entwickeln?

Vorneweg: Das Display war nicht das eigentliche Ziel der Erfinder. Die geistigen Väter des Displays, wie zum Beispiel Julius Plücker oder Thomas Edison, wollten lediglich elektrisches Licht erzeugen. Einfacher formuliert: Sie wollten eine Möglichkeit (er)finden, ihre Kerze elektrisch ein- und auszuschalten und dabei unter Umständen auch eine größere Lichtmenge zu erzeugen, die zudem weniger gefährlich ist.

Erste Displays wurden nebenbei entdeckt

Das Display wurde nebenbei entdeckt, wenn auch nicht in der heutigen Form und nicht mit dem heutigen Namen. So war das Oszilloskop einer der ersten Nutznießer der technischen Möglichkeit, Informationen dynamisch auf einem Bildschirm darzustellen – oder wie im Fall des Oszilloskops: die Wellenform von elektrischen Signalen.

Allerdings: Zu diesem Zeitpunkt war die Absicht nicht die Darstellung der Information an sich, sondern Bildpunkte bewegen respektive ansteuern zu können. Erst nachdem Bildpunkte durch elektrische Impulse dargestellt und bewegt werden konnten, war die Idee geboren, Strukturen darzustellen. Damit im Übrigen fast gleichzeitig die Notwendigkeit zur Fähigkeit, Bilder aufnehmen zu können.

Die ersten Visionen von Displays entstanden dann in Form einer Anzeige, die auf einer Fläche etwas projiziert, das an dieser Stelle eigentlich gar nicht existiert. Damit war die Elektronenstrahlröhre geboren. Es folgte die Weiterentwicklung von drei farbigen Punkten, den sogenannten Pixeln, die zusammen eine Farbe pro Bildpunkt ergeben und nebeneinander zu einer farblichen Darstellung summiert werden können. Schließlich wurde es zum Ziel, eine möglichst große Fläche mit immer schärferen, farbvielfältigeren und präziseren Bildpunkten zu füllen, die all diese Daten und Informationen gebündelt zu einem immer flacheren Bild machen, denn: Elektronenstrahlröhren waren definitiv nicht flach.

Von den Elektronenstrahlen zum LC-Display

Der Durchbruch der Entwicklung zu flachen Displays waren die LCDs – und die stehen für die heutige Struktur: Elektroden werden entsprechend so angesteuert, dass sie das Licht, das sie durch Polfilter bestrahlt, in seiner Polarisation verändern können. Dadurch werden Elektronenstrahlen nicht mehr benötigt. Stattdessen werden die einzelnen Bildpunkte direkt in der Bildebene angesteuert. Man verfolgt das gelernte Konzept, aus drei verschiedenen Subpixeln ein darstellendes Pixel zu kombinieren.

Die Farbdarstellung wird ermöglicht, indem die Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB) mit unterschiedlicher Intensität kombiniert werden. Die Arbeit übernimmt eine neue Materialklasse: Liquid Crystals. Sie ermöglichten die ersten LC-Displays des Marktes und geben diesen ihren Namen.

Mittlerweile sind nicht nur neue Arten und Vertreter der LCD-Technologien erfunden. Bekannte Beispiele sind die Micro- oder Nano-LED- sowie OLED-Technologien. Allen gemeinsam ist, dass sie Bildpunkte aus mindestens drei einzelnen roten, grünen oder blauen Subpixeln zu Pixeln summieren, die das gesamte Bild über die Fläche darstellen.

Ebenso Status Quo ist, dass die historisch gewachsenen, rechteckigen Formen inzwischen nicht mehr rechteckig sind. Displays sind ebenso rund, an bestimme andere Formen angepasst oder in Freiformen verfügbar. Ebenso tendiert der Rahmen seine markante, feste Begrenzung aufzulösen und immer unauffälliger zu werden. Das geht hin zu rahmenlosen Displays, die wiederum ganz in die Darstellung übergehen.

Wohin die Zukunft des Displays gehen könnte

Nur mit der Kenntnis von der Vergangenheit und Gegenwart können die Möglichkeiten der Zukunft erahnt werden. Mit anderen Worten: Nur wer weiß, woher das Display kommt und wie es aktuell beschaffen ist und funktioniert, kann in etwa ableiten, wohin die Weiterentwicklung gehen könnte.

Leider steht das in manchen – vom Marketing oder Vertrieb getriebenen – Fällen in krassem Gegenteil zu tatsächlichen technischen Möglichkeiten, was die nächste Stufe der Weiterentwicklung überhaupt leisten kann. Entsprechend kommt es nicht selten vor, dass eine Display-Sau schon jetzt durchs Dorf getrieben wird, obwohl sie eigentlich noch ein kleines Ferkelchen ist – oder gar ein ganz anderes Tier.

Es existieren Visionen, die tatsächlich wissenschaftlich fundiert sind und in der Theorie funktionieren könnten, leider aber in der Umsetzung doch mehr Zeit benötigen. Ein Beispiel sind AR-Brillen, die beispielsweise Anleitungen eines Handwerkers auf das zu reparierende Objekt projizieren.

Die Idee ist bereits 15 Jahre alt. Andere Ideen, wie die Holografie, sind weiter entwickelt als gemeinhin vermutet wird. Demnach können Ärzte schon jetzt ihre Befunde an holografischen Organen demonstrieren. Der nächste Schritt ist es, dass diese Ärzte an holografischen Organen operieren, während in der Ferne Roboterarme in Echtzeit am reellen Gegenstück die jeweiligen Schnitte und Stiche ausführen. Diese Technologie scheitert aktuell eher an der nötigen Übertragungs-Bandbreite als an der Displaytechnik an sich.

Zukunftsvision Metaverse ist technisch schwer umsetzbar

Dagegen sind andere Visionen eines Displays noch in der Welt der Fantasie angesiedelt. Als Beispiel sei das Metaverse respektive das Immersive-Display genannt. Während der ein oder andere sich schon in einer parallelen Realität hofft, ist die Entwicklung über technische Skizzen nicht hinaus. Allein die Energieversorgung und das thermische Management für solche Funktionsgruppen ist eine Herausforderung.

Die Rechenleistung in extremer verkleinerter Bauform steigt und es muss weniger Energie eingesetzt werden. Mit den heutigen Techniken ist das aktuell noch nicht möglich. Die Dateninfrastruktur zur Verteilung und Bereitstellung solcher Datenmengen ist aktuell, wenn überhaupt nur für wenige ausgesuchte Hotspots möglich. Und das sind nur ein paar der Baustellen, die allein mit Displays in Verbindung stehen. Andere Hindernisse sind noch gar nicht aufgezählt. Clevere Software kalkulierte immersive Erscheinungen auf 2D-Displays ersetzen echte immersive Darstellungen nicht wirklich.

Displays übernehmen neue Aufgaben

Wohin sich Displays in der Zukunft entwickeln werden, ist alles offen. So kann es bei den Displays Analogien zum Beamen geben. Zur Erklärung: Die Idee des Beamens entstand angeblich in Filmstudios, weil das Budget für realistische Start- und Landeszenen fehlte.

Heute wird es tatsächlich wissenschaftlich erforscht. Auch das Display war vor 200 Jahren noch nicht geboren und entstand als Nebenprodukt einer anderen Vision. Entsprechend kann es sein, dass in Zukunft das Metaverse oder vergleichbare technische Ansätze mit oder ohne Brille unser Leben vereinfachen oder bereichern können.

Vom Kleinen zum Großen: Die Vielfalt eines Displays

Der Unterschied liegt im Umgang mit der Wahrheit. So ist beim Beamen allen Beteiligten bewusst, dass die Entwicklung ganz am Anfang steht, nur langsam vorankommt und sich das Beamen eventuell gar als unmöglich erweist. Das Metaverse wird dagegen nahezu als fast fertig verkauft. Schon jetzt können dort Immobilien erstanden werden.

Realistisch ist die Entwicklung von Displays also wo anders zu verorten: Sie übernehmen neue Aufgaben wie Beleuchtung, da sie Licht- und Informationsquellen kombinieren. Gleichzeitig ändern sie ihre Größe: Zum einen zu sehr großen Billboards mit bis zu mehr als 100 Quadratmetern, Decken, Wänden, Böden, Arenen oder sogar ganzen Gebäudefassaden.

Zum anderen zu kleineren Dimensionen in Form von Design getriebenen Freiformflächen in Anwendungsgegenständen jeglicher Art – und dort nicht zuletzt auch das KFZ-Interieur.

Schließlich entwickeln sich Displays durch die Änderung der Aufgaben und Größen. Wo einst die Röhre zum Flachbildschirm wurde, werden in Zukunft im Sinne der Holographie ganz die Umrandungen und Grenzkörper fallen.

Die Reise der Displays könnte an dieser Stelle doch vorbei sein, weil Displays eventuell nicht mehr Displays heißen werden.

* Klaus Wammes ist Geschäftsführer bei Wammes & Partner.

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