SXRD

Was ist ein SXRD-Panel, wie ist es aufgebaut — und warum verschwindet damit das Pixelraster aus dem Bild?

SXRD steht für Silicon X-tal Reflective Display — „X-tal" ist eine Kurzschreibung für Crystal. Gemeint ist ein reflektives Flüssigkristall-Panel: Die Flüssigkristallschicht liegt auf einem Siliziumchip, dessen Oberfläche aus spiegelnden Bildpunkt-Elektroden besteht. Licht läuft durch die Kristallschicht, wird an der Elektrode reflektiert und läuft zurück — und die gesamte Ansteuerung sitzt unter der Spiegelfläche statt daneben. Das Panel löst damit ein Problem, das bei großen Bildbreiten sichtbar wird: den Platz, den die Elektronik eines Bildpunkts sonst im Bild selbst verbraucht. Entwickelt und gefertigt wird das Bauteil in Sonys Halbleitergesellschaft in Atsugi.

Bei vielen Projektoren sieht man aus der Nähe ein feines Gitter im Bild — die dunklen Fugen zwischen den Bildpunkten, dort sitzt die Elektronik. Bei diesem Panel ist die Elektronik in den Keller gezogen: Sie liegt unter einer spiegelnden Oberfläche, und fast die ganze Fläche ist Bild. Für Dich heißt das: Auch wenn Du nah an einer großen Leinwand sitzt, siehst Du eine Fläche und kein Gitter.

Das zugrunde liegende Problem

Jeder Bildpunkt eines Flüssigkristall-Panels braucht eine Schaltung, die ihn ansteuert. Bei einem durchleuchteten Panel muss diese Schaltung neben dem lichtdurchlässigen Fenster liegen — sie ist undurchsichtig und wird als dunkler Rand um jeden Bildpunkt Teil des Bildes. Je feiner die Auflösung, desto größer wird der Anteil dieser Ränder, und auf einer großen Bildfläche summiert sich das zum sichtbaren Raster. Die reflektive Bauweise dreht den Aufbau um: Wenn das Licht nicht mehr durch das Substrat muss, darf das Substrat Elektronik sein — und die Oberfläche darüber fast vollständig Spiegel.

Woher das Verfahren kommt

Vorgestellt wurde SXRD am 19. Februar 2003 in Tokio. Die Mitteilung von damals ist bis heute die genaueste öffentliche Beschreibung des Bauteils und nennt Zahlen, die den Sprung greifbar machen: 2.000.000 Bildpunkte auf 0,78 Zoll Bilddiagonale, ein Punktabstand von 9 µm und ein Abstand zwischen den Bildpunkten von 0,35 µm. Gegenüber den damaligen durchleuchteten Panels bedeutete das nach Herstellerangabe die 2,4-fache Bildpunktdichte und den zehnfach kleineren Zwischenraum.

Der Weg seither lässt sich an denselben Größen ablesen. Das heute kleinste Bauteil der Reihe bringt Full HD auf 0,37 Zoll unter; ein Bildpunkt misst dort 4,25 µm im Quadrat, der Zwischenraum liegt bei rund 0,2 µm. Für die Projektion im Kino und im dedizierten Heimkinoraum arbeitet Sony mit größeren Bausteinen — 1,5 Zoll mit 8,85 Millionen Bildpunkten, 8,5 µm Punktabstand und 0,35 µm Zwischenraum. In jedem Projektor stecken drei davon, eines je Grundfarbe.

Funktionsweise

Das Panel ist eine Ausführung des reflektiven Flüssigkristall-auf-Silizium-Prinzips, im Fachjargon LCoS (Liquid Crystal on Silicon) — eine Einordnung, die Sony selbst vornimmt und dabei SXRD als eigenen Ansatz innerhalb dieser Familie beschreibt.

Die Pixelelektrode ist der Spiegel. Auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats liegen reflektive Pixelelektroden, darunter die Schaltungen, die die Flüssigkristallschicht ansteuern. Beim 0,37-Zoll-Full-HD-Panel ist jeder Bildpunkt 4,25 µm klein — etwa ein Zwanzigstel eines Haardurchmessers — und der Zwischenraum rund 0,2 µm. Der spiegelnde Anteil der Fläche ist damit so groß, dass Sony als Bildwirkung ausdrücklich das Fehlen des Fliegengitter-Eindrucks nennt.

Der Flüssigkristall steht senkrecht und sperrt ohne Spannung. Statt des damals in der Projektion üblichen verdrillt-nematischen Materials arbeitet das Bauteil mit vertikal ausgerichtetem Flüssigkristall in einem Spalt unter 2 µm. Ein dünner Spalt schaltet schneller — 5 ms aus An- und Abschaltzeit zusammen — und erlaubt im Ruhezustand ein sehr dunkles Bild. Das Panel arbeitet damit im normally-black-Betrieb: Ohne Ansteuerung sperrt der Bildpunkt, erst das Signal macht ihn hell. Für den Kontrast ist der dunkle Grundzustand die günstigere Ausgangslage, weil Restfehler der Ansteuerung als etwas zu dunkel erscheinen und nicht als aufgehelltes Schwarz.

Die Orientierungsschicht ist anorganisch. Damit sich der Flüssigkristall überhaupt ausrichtet, braucht er eine hauchdünne Lage, die ihm seine Ruhelage vorgibt. Üblich war dafür ein Kunststofffilm aus Polyimid; Sony hat ihn durch anorganisches Material ersetzt und begründet das mit der Haltbarkeit unter Dauerlast — die Schicht sitzt im hellsten Punkt des Geräts.

Der Träger wird eingeebnet, die Zellen entstehen auf dem Wafer. Weil die Ebenheit der Spiegelfläche und die Gleichmäßigkeit des Spalts über den Kontrast entscheiden, wird der Siliziumträger planarisiert — jede Welligkeit würde Licht streuen statt richten, und Streulicht im Panel landet als Grauschleier im Schwarz. Die Flüssigkristallzellen entstehen anschließend für einen ganzen Wafer gleichzeitig, ohne die sonst nötigen Abstandshalter im Bildbereich. Dazu kommt eine Lichtschutzschicht: Bei 0,2 µm Zwischenraum dringt ohne Gegenmaßnahme Licht in die Tiefe des Substrats und in die Ansteuerschaltung ein.

Im Projektor arbeiten drei solcher Panels, eines je Grundfarbe, mit einer Farbteilung davor und einer Zusammenführung dahinter — das Farbkonzept entspricht dem der anderen Dreipanel-Verfahren, der Unterschied liegt im Panel selbst.

Was daraus im Bild folgt

Das Raster verschwindet. Ein Zwischenraum von zwei Zehntel Mikrometern zwischen Flächen von gut vier Mikrometern ist auf der Leinwand nicht mehr aufzulösen. Auf großer Bildbreite und bei kurzem Sitzabstand entscheidet genau das, ob ein Bild als geschlossene Fläche wirkt oder als Gitter — und es ist der Grund, warum diese Panelfamilie in Geräten für dedizierte Kinoräume sitzt. Eine Frage der Auflösung ist es nicht, sondern eine des Aufbaus.

Der Kontrast beginnt im Panel, endet aber im Gerät. Dunkler Grundzustand, plane Spiegel und Lichtschutz sind die Panel-Beiträge zum Schwarzwert. Sony nannte 2003 einen Panelkontrast über 3000:1, die heutige Produktangabe für die kleinen Bausteine lautet 2000:1 oder besser. Beide Werte sind an einem Bauteil im Messaufbau erhoben. Was davon auf der Leinwand ankommt, entscheidet der Rest der Kette: Streulichtkontrolle im Lichtweg, Optik, Blenden- oder Lichtquellenregelung, danach der Raum mit Wänden, Decke und Bildfläche. Die Einordnung von Kontrastangaben steht beim Kontrastverhältnis.

Abgrenzung

Gegen das durchleuchtete Panel. Bei 3LCD läuft das Licht durch das Panel hindurch, die Ansteuerung liegt neben dem Bildpunktfenster. Beide Bauweisen nutzen Flüssigkristalle; sie unterscheiden sich darin, wo die Elektronik sitzt und was das für Füllfaktor und Lichtweg bedeutet.

Gegen D-ILA. D-ILA ist die Ausführung desselben reflektiven Prinzips durch ein anderes Haus — gleiches Grundkonzept, eigene Fertigung und eigene Lösungen bei Spaltmaß, Orientierungsschicht und Ansteuerung. Welche Ausführung im Ergebnis vorn liegt, lässt sich am Prinzip nicht festmachen, sondern nur am konkreten Gerät im konkreten Raum — und ein Stück weit auch am Geschmack dessen, der davor sitzt.

Gegen DLP. Beim DMD kippen Aluminiumspiegel und lenken Licht um; es gibt dort keine Flüssigkristallschicht und keine Polarisation. Reflektiv sind beide — die Gemeinsamkeit endet an der Oberfläche des Chips.

Gegen die vergleichenden Herstelleraussagen. Die Produktseiten dieser Bauart stellen ihre Kontrastwerte ausdrücklich über die anderer Bauarten. Das ist eine Herstellerangabe; eine unabhängige Messreihe, die die Bauarten unter denselben Bedingungen gegeneinanderstellt, ist öffentlich nicht auffindbar.

Grenzen

Panelkontrast ist nicht Systemkontrast. Die eindrucksvollste Zahl dieser Bauart beschreibt das Bauteil im Messaufbau. Im Gerät kommen Optik und Streulicht dazu, im Raum die Wände, die Decke und die Bildfläche selbst. Wer eine Bauteilzahl neben eine Geräteangabe stellt, vergleicht zwei verschiedene Größen.

Hin- und Rückweg teilen sich den Platz. Ein reflektives Panel wird von vorn beleuchtet und von vorn abgebildet; Beleuchtung und Bild müssen im Gerät sauber getrennt werden, und jedes Streulicht auf diesem gemeinsamen Wegstück schlägt direkt auf den Kontrast durch. Der Aufwand eines SXRD-Geräts steckt deshalb zu einem erheblichen Teil in Optik und Innenaufbau.

Das Bauteil steht unter Dauerlast. Licht und Wärme wirken auf Flüssigkristall und Orientierungsschicht. Sony begründet die anorganische Schicht ausdrücklich mit dieser Belastung, sagt aber nichts dazu, wie lange ein Bauteil seine Werte hält.

Die Zahlen dieser Seite sind Bauteilzahlen. Welches Gerät welches Bauteil führt, mit welcher Auflösung und welcher Bilddiagonale, ist eine Produktfrage und wechselt mit jeder Gerätegeneration.

Verknüpfte Inhalte

Das herstellerneutrale Prinzip dahinter steht unter LCoS, die Einordnung von Kontrastangaben beim Kontrastverhältnis, die Helligkeitsplanung bei der Zielleuchtdichte. Zum Umgang mit hohen Helligkeitsumfängen siehe HDR und Tonwertabbildung. Die drei anderen Bauarten erklären DLP, 3LCD und D-ILA.

Quellen

Aufbau, Pixelmaße, Lichtschutz, Orientierungsschicht und Bildwirkung stammen von zwei Technik-Seiten der Halbleitergesellschaft, die historischen Zahlen, das Spaltmaß, die Schaltzeit und die Fertigungsbeschreibung aus der Vorstellungsmitteilung vom 19. Februar 2003; Firmierung und Sitz von der Unternehmensseite, die Einordnung in die LCoS-Familie und die Daten des 1,5-Zoll-Bausteins von der Profiseite des Herstellers. Alle Belege sind Herstellerdokumentation; unabhängige Messungen zu Panelkontrast, Streulicht oder Alterung wurden nicht gefunden. Zwei Quellen weisen automatisierte Abrufe ab und wurden über Schnappschüsse des Internet Archive gelesen. Datenstand 2026-08-08.