Reportage: neue Bildschirmtechnologie von Microsoft
Microsoft ist bekannt für Windows und Word, aber nicht für Hardware-Technologie. Der erste Microsoft-Bildschirm könnte das ändern: In Zeiten der Bankenkrise werden eine Milliarde Dollar schon mal gerne als Peanuts bezeichnet – doch für normale Unternehmen, selbst vom Schlage Microsoft, sind eine Milliarde Dollar eine Menge Geld. So viel hatte man letztes Jahr abschreiben müssen, um die technischen Probleme mit der Xbox 360 auszugleichen.
Steve Ballmer und Bill Gates: Die Microsoft-Bosse beachten den Schirm im Hintergrund nicht
– noch ist es ja auch ein LCD, kein Spiegelschirm aus eigener Fertigung.
Über die Qualität von Microsoft-Programmen mag ja gestritten werden, aber bei Hardware war man sich eigentlich weitgehend einig: Davon sollten die Redmonder die Finger lassen. Das können sie nicht. Daher fiel es kaum auf, dass die Firma auf dem Techfest im letzten Jahr eine Versuchsanordnung vorstellte, mit der man einen neuartigen Bildschirm bauen könnte.
Telescopic Pixel nennt sich das Prinzip, dessen größte Vorteile in einfacher Fertigung einerseits und hoher Lichteffizienz andererseits bestehen – das heißt, man könnte damit preisgünstige, helle Großbildschirme bauen. Entwickelt haben das Verfahren drei Forscher, von denen zwei beim Software-Giganten im Labor angestellt sind, nämlich Gary Starkweather und Michael Sinclair. Unterstützt wurden sie von Anna Pyayt, die an der Universität Washington in Seattle arbeitet.
Vorstellen muss man sich den Bildschirm wie einen großen Doppelspiegel, der an einzelnen Pixeln Licht durchlassen kann. Dazu ist die Innenseite der Frontscheibe so beschichtet, dass eine Spiegelfläche auf kleinen Stützen frei schwebt, gefertigt aus Aluminium mit einem Prozent Silizium. Pro Pixel hat dieser Spiegel je ein rundes Loch. Ihm gegenüber auf der hinteren Glasscheibe ist ebenfalls eine Spiegelbeschichtung aufgebracht, allerdings nur kreisrunde Flächen, die etwas größer sind als die Öffnung auf der Vorderseite.
Einziges bewegliches Teil im Aufbau ist der erste Spiegel, der durch die an ihm
angelegte Spannung verbogen wird, worauf das Licht nach vorne austritt.
Im Normalzustand ist der Bildschirm dunkel, auch wenn die Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet wurde. Denn die Spiegelfläche an der Rückseite des Frontglases wirft alles Licht zurück, es kann nichts durch die Löcher dringen.
Farben nacheinander
Da die spiegelnde Schicht aber frei aufgehängt ist, kann eine Elektrode am Glas ein elektrisches Feld erzeugen, unter dessen Einfluss sich das hauchdünne Aluminium verbiegt. Dadurch wirft es das Licht nicht mehr gerade zurück, sondern konzentriert es wie in einem Teleskop auf einen Punkt gegenüber. Dort sitzt der zweite Spiegel und reflektiert es genau durch das Loch nach vorne heraus – der Pixel wird hell. Man erreicht damit eine Lichteffizienz von rund 60 Prozent, was sich noch verbessern ließe, so Pyayt. LCD-Fernseher kommen nicht einmal auf 15 Prozent.
Die Zwischentöne kann man ganz einfach durch geringere Verbiegung der Membrane erreichen. Farben wollen die Entwickler nicht durch Filter über den Pixeln realisieren, weil das die Lichtausbeute um zwei Drittel verringert. Da die Fernrohr-Pixel schnell genug schalten, setzen Pyayt & Co auf sequenzielle Farben, also nacheinander aufblitzende LEDs.
Noch gibt es nicht mal einen funktionsfähigen Prototyp, die bisherigen Muster leuchten noch in Schwarzweiß. Bereits belegt ist aber, dass alle Fertigungsschritte auf Anlagen erfolgen könnten, wie sie heute für LCDs benötigt werden. Gleichzeitig fallen viele teure Elemente weg, von den Polarizern über Farbfilter bis hin zum aufwändigen Befüllen der Scheiben mit Flüssigkristallen. Anders als bei Plasma braucht man keine Gase und kein Vakuum, denn zwischen den Glasscheiben befindet sich ganz normale Luft.
Unter dem Mikroskop sieht man die runden Pixel; in der Mitte die Austrittsöffnung für das Licht.
Interview: "Kein perfektes Licht"
Anna Pyayt ist Optik-Expertin an der Universität Washington in Seattle (www.pyayt.com). Sie hat den Bildschirm zusammen mit zwei Microsoft-Forschern entwickelt. audiovision stellte ihr einige Fragen.AV: Ist der Kontrast des Telescopic-Pixel-Schirms nicht stark von der Parallelität des Lichts abhängig?
Pyayt: Es gibt bekanntlich weder die perfekte Punktlichtquelle noch das perfekt parallele Licht. Damit wir gute Resultate beim Kontrast erzielen, reicht es aber, wenn sich die Strahlen einigermaßen parallel ausbreiten, um das Streulicht zu beherrschen. Wie wir das genau machen, haben wir noch nicht publiziert, das wird noch etwas dauern.
AV: Wie ist das Größenverhältnis der Spiegel?
Pyayt: Der erste Spiegel hat den doppelten Radius des zweiten. Die Austrittsöffnung im ersten ist wiederum kleiner als der zweite Spiegel, so dass wir Streulicht verhindern können.
AV: Wird das Licht, das nicht nach vorne austritt, absorbiert oder zurückgeworfen, so dass es weiter genutzt werden kann?
Pyayt: Derzeit wird es absorbiert, aber es wäre natürlich besser, wenn es nicht verloren ginge. Es ist aber noch nicht sicher, ob wir das realisieren können.
Zusatzinfo: Ähnliche Technologien
Lichtbrechung und Spiegelung werden auch in anderen Verfahren zur Konstruktion von Bildschirmen verwendet; bekannteste Variante ist die DLP-Projektion mit Mikrospiegeln. Doch es gibt neuere Entwicklungen, die flache Bildschirme möglich machen.
Unipixel hat eine Technologie namens Time-Multiplexed Optical Shutter (TMOS) vorgestellt, die nächstes Jahr erstmals in Produktion gehen könnte. Das Licht tritt dabei aus einer Lichtwanne nur dort aus, wo winzige Zapfen die Reflexion verhindern. Diese Zapfen werden als Film auf Glas aufgebracht und mit einer TFT-Schaltung gesteuert (www.unipixel.com).
Qualcomm hat eine Display-Technologie zur Serienreife gebracht, die sich Mirasol nennt und nur mit Umgebungslicht arbeitet; winzige schaltbare Erhebungen sorgen für Lichtbrechung und damit für Farben oder Grautöne. Ein erster Audioplayer damit wurde schon vorgestellt (www.mirasoldisplays.com).
Nur mit Umgebungslicht arbeitet das Mirasol-Display von Qualcomm.
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