Der Display-Markt gerät in Bewegung 10.09.1999, 17:22 Uhr

Flüssigkristalle verdrängen Kathodenstrahlröhre nur langsam

Die Tagung EuroDisplays 99 zeigte eine Fülle innovativer Technologien, die aus den Laboren zur Produktreife drängt. Doch da der Wettbewerb zum großen Teil über den Preis läuft, haben sie noch einen schweren Stand.

Anhaltende Nachfrage nach leichten, tragbaren Endgeräten beschert den Herstellern von Flachbildschirmen weiterhin einen ungebrochenen Boom. Die Marktbeobachter von Stanford Resources Inc. erwarten, daß der Weltmarkt von derzeit 14 Mrd. Dollar bis zum Jahre 2004 auf 26 Mrd. Dollar anwächst. Den Löwenanteil nehmen auch künftig die Flüssigkristall-Bildschirme (LCDs) ein, die im vergangenen Jahr mit rund 12 Mrd. Dollar schon fast die Hälfte des Umsatzes der klassischen Kathodenstrahlröhre (CRT) erreichten. Das größte Wachstum verzeichnen dabei LCDs für Desktop-Monitor, wo mit einer Steigerung des Produktionsvolumens um 45 % und einem Umsatzsprung von 31 % zu rechnen ist. Diese Zahlen wurden auf der von der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG) und der amerikanischen Society for Information Display (SID) veranstalteten EuroDisplay 99 genannt, die Anfang der Woche in Berlin stattfand.
Obwohl die dominierenden asiatischen Hersteller von LCD-Flachbilddisplays bereits zum Sturm auf die noch von den CRTs beherrschte Bastion der Desktop-Monitore ansetzen, hat die letzte Stunde der Kathodenstrahlröhre offenbar noch nicht geschlagen. Trotz der bekannten Nachteile hinsichtlich Gewicht, Volumen und Energieverbrauch sind ihre Möglichkeiten noch keineswegs ausgereizt und die niedrigen Herstellungskosten bei hoher Auflösung und Brillianz sowie die Flexibilität der Bildformate sichern ihr trotz schrumpfender Marktanteile noch ein weiteres Wachstum. Makoto Maeda von Sony beziffert es auf 3 % jährlich und rechnet auch hier mit einer Steigerung des Weltmarktvolumens auf 26 Mrd. Dollar bis zum Jahre 2004, wovon rund drei Fünftel auf den TV-Markt und zwei Fünftel auf Computer-Monitore entfallen sollen.
Den rund 500 Fachleuten aus aller Welt – der überwiegende Teil der Vortragenden kam aus Japan, Korea und Taiwan – bot die EuroDisplay ein Forum, um sich über den Stand von Forschung und Entwicklung zu neuen Display-Systemen und -Materialien, Herstellungsverfahren und Anwendungen auszutauschen.
Eine Fülle innovativer Technologien drängt gegenwärtig aus den Laboren zur Produktreife sie deuten auf größere Umwälzungen hin und lassen längerfristige Marktprognosen eher zweifelhaft erscheinen. Die größte Faszination geht derzeit von den Organischen Elektrolumineszenz Displays (Oled) aus, bei denen die lichtemittierenden Dioden aus Polymeren wie PPV oder niedermolekularen organischen Verbindungen wie Aluminiumchinolat (Alq) aufgebaut sind. Im Unterschied zu ihren anorganischen Vorläufern kommen sie mit niedrigen Ansteuerspannungen von fünf Volt aus und sind nur wenige Millimeter dick dennoch entspricht die Helligkeit der dünnen Lichtquellen schon der von Leuchtstoffröhren. Als erste Anwendung zeichnet sich zur Zeit die Verwendung als Rücklichter von Kraftfahrzeugen und zur Hinterleuchtung von LCD-Bildschirmen ab die Herstellung vollwertiger Displays durch Pixelstrukturierung und Aktivmatrix-Ansteuerung wird dann im zweiten Schritt folgen.
Und obwohl die japanischen Firmen Pioneer und Idemitsu schon die ersten Oleds vermarkten, bieten sich hier den Europäern noch gute Chancen. So hat Philips bereits die Errichtung einer Pilotfertigungslinie in Heerlen angekündigt, und „Lichtausbeuten von 30 bis 40 Lumen pro Watt sind bisher nur von Hoechst erreicht worden“, berichtet der wissenschaftliche Leiter der EuroDisplay, Ernst Lüder, Professor an der Universität Stuttgart. Aufgrund dieser neuen Entwicklung werde den anorganischen Elektrolumineszenz-Displays, so Lüder, nur noch die Rolle als „ausgesprochene Nischentechnik“ bleiben.
Nicht minder zukunftsträchtig sind die Feldemissions-Displays (FEDs). Bei diesem Displaytyp handelt es sich im Grunde um „miniaturisierte Kathodenstrahlröhren“, die aber auf der kalten Elektronenemission im Vakuum beruhen: Jedes einzelne Pixel besteht aus einem Array von Mikrospitzen, die es erlauben, die Elektronen schon bei Spannungen von wenigen Volt aus dem Material herauszureißen sie treffen dann auf die Phosphorschichten der im Millimeterabstand unmittelbar gegenüberliegenden Anode und regen deren Moleküle zur Abstrahlung von sichtbarem Licht an.
Das Einsatzgebiet der FEDs deckt sich weitgehend mit dem von LCDs und reicht vom Computer über die elektronischen Anzeigen in Kraftfahrzeugen bis zu Bildtelefonen und TV-Bildschirmen. Allerdings sind die Einschätzungen der Marktaussichten bislang eher verhalten. Obwohl Hersteller wie Motorola, Futaba, Candescent und PixTech bereits Fabrikationsmuster anbieten, war in Berlin davon die Rede, daß mit der Einführung in größerem Umfang erst etwa ab dem Jahre 2003 zu rechnen sei und Massenanwendungen dann zwei bis drei Jahre später einsetzen könnten.
Denn auch bei den LCDs, die derzeit 86 % des Flachbildschirm-Marktes ausmachen, bleibt die Entwicklung nicht stehen. Ein Beispiel sind die bistabilen Flüssigkristall-Displays, die die Bildinformation auch ohne permanentes Anliegen einer Spannung halten. Solche Displays „mit Gedächtnis“ benötigen zum Speichern keine Energie, was sie für den Einsatz in allen batteriebetriebenen Endgeräten prädestiniert schnelle Ansprechzeiten und extrem hohe Bildschärfen lassen sie zudem für hochauflösende Fernsehbildschirme geeignet erscheinen. Die Bistabilität war zuerst an ferroelektrischen Flüssigkristallen (FLCs) beobachtet worden, inzwischen wurde sie auch an cholesterischen und neuerdings an verdrillt nematischen LCs nachgewiesen.
Fortschritte sind auch bei der Aktivmatrix-Ansteuerung von LCDs zu verzeichnen. Der Übergang von Dünnfilm-Transistoren aus amorphem Silizium (aSi-TFT-LCDs) zu Polysilizium-Dünnschichttransistoren für das Schalten der einzelnen Pixel erlaubt niedrigere Prozeßtemperaturen von 250 oC bis 300 oC Grad statt der heute üblichen 600 oC und damit den Verzicht auf teure, hochwarmfeste Glassubstrate. Aber die kontrollierte Erzeugung des polykristallinen Siliziums durch Laserkristallisation stößt bei größeren Displays noch an Grenzen erreicht wurde bisher die laserinduzierte Rekristallisation auf Flächen von 10 cm2 x 10 cm2.
In dem Bemühen um eine kostengünstigere Produktion richten sich die Anstrengungen zudem verstärkt auf vakuumfreie Herstellungsverfahren, bei denen die Displayzellen quasi gedruckt werden, und dies nicht mehr auf Glassubstraten, sondern auf biegsamen und unzerbrechlichen Foliensubstraten. „Solch ein Display kann man in eine SmartCard einbauen, und das wird eine der ersten Anwendungen sein“, glaubt Lüder.
Die Herstellung videofähiger LCD-Großbildschirme rückt inzwischen ebenfalls näher. Die Probleme mit der großflächigen Aktivmatrix-Ansteuerung verspricht die Palc-Technologie (Plasma Adressed Liquid Crystal) zu lösen. Sie stellt eine Alternative zu den reinen Plasma-Display-Panels dar. Die amerikanische Firma Technical Visions Inc. in Beaverton (Oregon) hat bereits einen Prototyp eines Palc-Displays mit 42 Zoll Bilddiagonale hergestellt, der die hohen Datenraten der HDTV-Darstellung meistert. Die Entwicklungen werden zur Zeit vom Firmenkonsortium Sharp-Sony-Philips vorangetrieben. Die Frage ist allerdings, so Thomas Buzak von Technical Visions, ob sich die Performance der Prototypen auch mit einer kostengünstigen Massenfertigung realisieren läßt – einer Faustregel der Branche zufolge gelten 1000 Dollar als Schwellwert für die Akzeptanz bei den Konsumenten.
RICHARD SIETMANN
Flachbildschirme auf Flüssigkristallbasis ersetzen zunehmend die klassischen Röhren-Monitore und stellen das am schnellsten wachsende Marktsegment bei Flachdisplays dar.

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