US-Forscher entwickeln neue Bildschirmtechnik

Neue Displays sollen bessere Bildqualität bieten und günstiger herzustellen sein

Forscher von der Universität von Washington in Seattle und von Microsoft Research haben eine neue Technik für bessere Bildschirme entwickelt, die sogenannten teleskopischen Pixel. Diese sollen nach Angaben der Entwickler günstiger in der Herstellung sein als LCD und eine bessere Bildqualität bieten.

Der Aufbau der neuen Pixel ähnelt dem eines optischen Teleskops. Kernelemente des Pixels sind zwei Spiegel. Einer der beiden hat ein winziges Loch in der Mitte, dem der zweite genau gegenüber steht. Die Lichtquelle befindet sich hinter dem zweiten Spiegel. Stehen sich die Spiegel gegenüber, verlässt kein Licht das Pixel. Hinter dem Spiegel mit dem Loch befindet sich eine Elektrode. Wird an diese Strom angelegt, biegt sich der Spiegel in Richtung der Elektrode. Er hat nun die Form eines Parabolspiegels und reflektiert Licht auf den zweiten Spiegel, der es durch das Loch auf den Bildschirm wirft.

Die teleskopischen Pixel böten, berichten die Entwickler Anna Pyayt, Gary Starkweather und Michael Sinclair in einem wissenschaftlichen Aufsatz, eine bessere Bildqualität als heutige Flüssigkristallbildschirme (LCD). Zum einen könne ein Bildschirm mit ihrer Technik echtes Schwarz darstellen, da in der Grundstellung kein Licht das Pixel verlässt. Die Flüssigkristalle hingegen können das Licht nicht komplett blockieren.

Zum anderen strahle ein Bildschirm mit ihrer Technik heller als ein LCD, bei dem nur etwa 5 bis 10 Prozent der Hintergrundbeleuchtung ausgestrahlt werde. Die teleskopischen Pixel hingegen emittieren über 30 Prozent des Hintergrundlichts, was vor allem bei mobilen Geräten große Vorteile bietet: Sie lassen sich besser auch bei hellem Tageslicht nutzen und verbrauchen dabei noch weniger Energie.

Ein weiterer Vorteil der neuen Bildschirmtechnik ist die schnelle Reaktionszeit eines Pixels. Nach Angaben der Entwickler reagieren die Spiegel in weniger als 1,5 Millisekunden auf die Spannung der Eletrode. Das erlaube es, hinter jedem Pixel eine blaue, eine gelbe und eine rote Diode als Lichtquelle anzubringen und diese so schnell nacheinander aufleuchten zu lassen, dass für das Auge der Eindruck einer bestimmten Farbe entstehe. Durch die hohe Geschwindigkeit sollen keine Verzögerungen im Bildaufbau entstehen, die bei einfachen LCDs das Spielen erschweren und Videos bei Bewegungen unscharf erscheinen lassen.

Da der Herstellungsprozess weniger Schritte umfasst und Bildschirme mit teleskopischen Pixeln aus günstigeren Materialien bestehen, sollen diese auch günstiger werden als die Flüssigkristallbildschirme, sagen die Forscher. Die Umstellung der Produktion soll dabei recht einfach sein: Die neuen Displays können auf den Produktionsstraßen hergestellt werden, von denen heute LCDs laufen.

Ihre Entwicklung präsentieren die Forscher, mit Grafiken illustriert, in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature Photonics.