Wer sich noch an einen Röhrenfernseher erinnert, ist vermutlich nicht in diesem Jahrtausend geboren, oder kennt ihn aus dem Wohnzimmer seiner Großeltern. CRT bedeutet „Kathodenstrahlröhre“ und wird heute außerhalb einiger medizinischer Geräte nur noch selten verwendet.
Ein Röhrenfernseher erzeugt sein Bild durch einen Elektronenstrahl, der durch die namensgebende Braunsche Röhre beschleunigt wird und einzelne Punkte der davor liegenden Leuchtschicht anregt. Sie fügen sich dann zu einem Bild zusammen. Da diese Technologie jedoch recht langsam, ineffizient und sperrig ist, wurde sie nun ersetzt.
Flüssigkristalle soweit das Auge reicht
Derzeit basieren die meisten Bildschirme und Bildschirme auf Flüssigkristallen. LCDs (“Liquid Crystal Displays”) funktionieren grundsätzlich nach einem zweiteiligen Prinzip: Zum einen sorgt eine Lichtquelle für die Hintergrundbeleuchtung. Dieses Licht wird dann durch eine Schicht aus Flüssigkristallen polarisiert und gedimmt. Flüssigkristalle erzeugen pro Pixel die Farben Blau, Rot und Grün, die je nach Helligkeit zur gewünschten Farbe gemischt werden.
Traditionell werden Leuchtstoffröhren als Hintergrundbeleuchtung verwendet, die ein einfaches weißes Licht erzeugen. In den letzten Jahren wurden sie jedoch zunehmend durch Leuchtdioden, also LEDs, ersetzt, die deutlich günstiger, kleiner und energieeffizienter sind. Daher ist ein LED-Monitor nur ein LCD-Bildschirm, der LEDs als Hintergrundbeleuchtung verwendet.
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Flüssigkristalle erzeugen pro Pixel die Farben Blau, Rot und Grün, die je nach Helligkeit zur gewünschten Farbe gemischt werden.
Quantenpunkte für noch bessere Farben
LED-Bildschirme lassen sich grob in zwei Typen unterteilen. Bei der Edge-LED-Technologie sind die Dioden mit dem Rand des Bildschirms verbunden und das Licht wird gleichmäßig in vielen Spiegeln verteilt. Monitore, die Direct LED verwenden, haben dagegen ein Gitter aus Leuchtdioden im Panel hinter den Flüssigkristallen, die direkt davor leuchten. Das hat den Vorteil, dass bestimmte Bereiche gezielt abgeschwächt werden können, was den Kontrast erhöht. Gerade durch die immer kleiner werdenden „Mini-LEDs“ sind moderne Fernseher in der Lage, ein besonders intensives und klares Farbbild zu erzeugen.
Die Quantum-Dot-Technologie, auch bekannt als QLED, geht noch einen Schritt weiter. Hier werden die weißen Hintergrunddioden durch blaue ersetzt. Zwischen den LEDs und den Flüssigkristallen befinden sich dann in einer Röhre oder Folie Quantenpunkte, die durch das blaue Licht angeregt werden und grünes oder rotes Licht emittieren. Dadurch entsteht ein theoretisch optimales weißes Licht, mit dem noch hellere und farbigere Pixel dargestellt werden können.
Sechs Millionen TFTs
Während die QLED-Technologie derzeit noch der höheren Preisklasse von Fernsehern vorbehalten ist, sind TFT-Bildschirme mittlerweile Standard. Hinter dem Begriff verbirgt sich wiederum eine LCD-Variante, bei der TFT-Technologie geht es aber nicht um Hintergrundbeleuchtung, sondern darum, wie einzelne Flüssigkristallelemente angesteuert werden.
Die Abkürzung bedeutet „Dünnschichttransistor“. Diese Vorrichtung verwendet insbesondere Silizium-Halbleitermaterial, um die Ausrichtung der Flüssigkristalle zu steuern. Das Besondere ist, dass drei Transistoren pro Pixel verbaut sind: Bei einem Bildschirm mit einer Auflösung von 1920 x 1080 werden mehr als sechs Millionen davon genutzt. Dies bietet den Vorteil, dass unter anderem höhere Auflösungen möglich sind und Monitore auch kompakter, also dünner gebaut werden können. Durch die enorm hohe Anzahl an Einzelkomponenten treten auch häufiger Fehler und damit Pixelfehler auf.
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Ausgangsstoffe für die Herstellung von OLEDs sind pulverförmige organische Materialien, die in einem aufwendigen Prozess mit Wasserdampf auf Glas, Metall oder Blech abgeschieden werden.
Anatoly Morozov, GettyImages
Organische Dioden als Kontrastprogramm
Sogenannte OLED-TVs hingegen basieren auf einer ganz anderen Display-Technologie. Sie verwenden organische Leuchtdioden, die gleichzeitig Licht und Farbe liefern. Ein Pixel wird durch eine OLED („Organic Light Emitting Diode“) repräsentiert, die unabhängig voneinander in den Farben Rot, Grün und Blau leuchten kann. Das ermöglicht besonders hohen Kontrast, gute Farbschärfe und „echtes“ Schwarz.
OLED-Geräte haben zudem den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu LCDs eine hohe Blickwinkelstabilität aufweisen. Dadurch kann die TV-Sendung auch aus einem sehr weiten Winkel noch gut betrachtet werden. OLED-Bildschirme haben zwar viele Vorteile, sind aber nicht perfekt: Einerseits ist die Technik heute noch recht teuer, andererseits haben die Geräte eine sehr kurze Lebensdauer, weil organische Leuchtdioden schnell verschleißen.
Auch neuere Mikro-LED-Technik könnte hier Abhilfe schaffen. Es funktioniert im Grunde wie bei OLED-Monitoren, allerdings kommen hier anorganische Halbleiter zum Einsatz. Da sie jedoch wesentlich aufwendiger herzustellen sind, ist die Technologie noch nicht marktreif. Derzeit gibt es nur ein Modell eines Herstellers: einen 110-Zoll-Fernseher für 150.000 US-Dollar.