Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 65 reacties

Een nieuw type pixel dat licht reflecteert met behulp van twee spiegels, zou de basis kunnen vormen van de opvolger van de lcd. De met de pixels ontwikkelde schermen zouden goedkoper en zuiniger dan de huidige displays zijn.

Een samenwerkingsverband van onderzoekers van de universiteit van Washington en Microsoft hebben de nieuwe displaytechniek, die zij telescopische pixels hebben gedoopt, samen ontwikkeld. De naam refereert aan de manier waarop de nieuwe pixels functioneren: verstelbare, microscopisch kleine spiegels richten het licht van of naar de kijker. De techniek zou beeldschermen mogelijk maken met snellere responstijden en minder energieverbruik dan lcd's. Dat lagere energieverbruik zou voornamelijk veroorzaakt worden door de grotere lichtopbrengst: de telescopische pixels lieten in laboratoriumomstandigheden 36 procent van de achtergrondverlichting door, terwijl een lcd dankzij polarisatie- en kleurenfilters slechts vijf tot tien procent van het licht door kan laten. De winst in helderheid die de techniek met zich meebrengt en die nog naar 56 procent verhoogd kan worden, zou beeldschermen op kunnen leveren die zuiniger en beter leesbaar in helder verlichte omgevingen zijn dan lcd's.

Telescopische pixel - closeupDe telescopische pixels werken met twee spiegels die parallel aan elkaar liggen. Het licht van de achtergrondverlichting wordt, wanneer de pixel uit staat, door de spiegels weerkaatst en verlaat de pixel niet. Wordt de pixel echter ingeschakeld, dan buigt de primaire spiegel binnen de pixel en richt het licht op de secundaire spiegel. Via deze tweede, stationaire spiegel verlaat het licht de pixel om het oog van de gebruiker te bereiken. De primaire spiegel kan vervormen dankzij de constructiemethode: de aluminiumlaag die de spiegel vormt, wordt op een laag glas met ito-elektrodes opgebracht. Tussen de elektrodes en het aluminium is een isolerende laag polyimide aangebracht, waarin een opening wordt getst om het licht door te laten. Door spanning op de elektrodes te zetten, worden de spiegels vervormd en richten het licht van de achtergrondverlichting op de secundaire spiegel.

Vooralsnog bouwden de onderzoekers een prototype van een display met een contrastwaarde van slechts 20:1. Dit zou echter aan het gebruik van niet-gecollimeerd licht liggen: in simulaties werden contrasten van 800:1 bereikt, wat vergelijkbaar met lcd's is. De telescopische pixels hebben een aantal voordelen ten opzichte van lcd's en andere beeldschermtechnieken. Zo zijn de pixels uiterst schaalbaar, zodat grote en kleine displays met de techniek gerealiseerd kunnen worden. Ook is de schakeltijd sneller dan die van lcd's, waardoor het mogelijk zou zijn rgb-kleuren na elkaar weer te geven, zodat de displays goedkoper geproduceerd kunnen worden. Bovendien zijn de productieprocessen die voor beeldschermen met telescopische pixels nodig zijn, vergelijkbaar met die van lcd's, zodat productielijnen slechts in geringe mate aangepast dienen te worden. Daarmee zouden de telescopische pixels een rele concurrent van lcd's kunnen vormen.

Telescopische pixel - Schema
Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (65)

Hoe zou het zitten met de kijkhoek van een Telescopisch Pixel Scherm? Als het gewone rechte spiegeltjes zijn dan lijkt mij de kijkhoek beperkt... Aangezien het dan alleen rechtuit zal stralen...

[Reactie gewijzigd door Werner op 21 juli 2008 12:47]

Zoals je in het diagram kan zien valt het doorgelaten licht op een kleurfilter. Dit kleurfilter zal het licht diffuus verspreiden waardoor de kijkhoek alsnog prima kan zijn.

Daarnaast is het e.e.a. afhankelijk van de afstand waarop dit allemaal gebeurt. Als de doorsnede van de pixel groter is dan zijn dikte, dan zal het licht uit zichzelf al in een brede conus uitgestraald worden. Leg daar een iets diffuus kleurfilter dicht op, en de kijkhoek zal geen problemen geven.
Ik snap niet hoe dit zuiniger kan zijn... Je hebt een backlight en er word altijd 100% energie gebruikt voor het opwekken van licht.

Er worden alleen maar klepjes open en dicht gedaan.
Dat lijkt mij niet echt nuttig?
Bij bv plasma worden alleen de pixels die nodig zijn gebruikt.
Plasma gebruikt dan per pixel meer stroom, maar het principe lijkt mij energie zuiniger...

Correct me if i'm wrong...
Het backlight hoeft minder fel te zijn. Zoals in het artikel beschreven staat, wordt maar 5 tot max 10% licht doorgelaten door LCD's.

Deze techniek laat 36% licht door (nu al), waarmee je backlight dus 3,6 tot 7,2 keer minder fel hoeft te zijn. Dat scheelt aanzienlijk in het verbruik!
Je backlight kan in dit geval dus veel minder fel zijn, aangezien er minder licht verloren gaat in de TV zelf.

Stel je voor dat je bij een LCD 200watt aan lampen in de TV zitten en deze laat 10% door van het licht dan zie je dus uiteindelijk net zo veel licht als een 20watt lamp.

Haal je met dit pricipe 50% opbrengst, dan heb je dus een 40watt lamp nodig om diezelfde 20watt te halen. Met andere woorden je bespaard 160watt.

Daardoor is het zuiniger.
Ik snap niet hoe dit zuiniger kan zijn... Je hebt een backlight en er word altijd 100% energie gebruikt voor het opwekken van licht.
Er gaat bij deze techniek minder licht van de backlight verloren, dus kan je toe met een minder felle backlight, dus minder stroomverbruik.
Wat betreft je eerste zin: als je een bepaalde hoeveelheid licht bij de gebruiker wilt hebben, dan heb je natuurlijk minder energie nodig om mee te beginnen als er 36% van aankomt ipv 5~10%.

De rest van je post volg ik echt voor geen meter. Klepjes open en dicht niet nuttig? Dat is zo'n beetje het idee achter deze techniek dus vrij nuttig...
Buiten dat er geen kleurenfilters gebruikt hoeven te worden, heb je nog een ander voordeel. De backlight kan efficienter worden.
De backlight moet namelijk steeds van kleur veranderen en gepulseerde aansturing van bijvoorbeeld LED's maakt de LED's efficienter. (meer lumen/Watt)
Als dat zo is (ok, ik kan me van heel lang geleden al herinneren dat er schakelingen waren waarmee je een led gepulseerd met hogere spanning zuiniger kan maken), dan kan dat voor bestaande backlights toch ook? Er is zou immers geen verschil moeten zijn tussen wit, wit, wit pulseren of rood, groen, blauw pulsen?
Bestaande backlights werken met kleine TL-buisjes (CCFL's) en die kun je -vanuit energieoogpunt- beter niet al te veel laten pulseren.
Zodra we LED-backlights gaan krijgen kan dat weer wel.
Maar er komt wel iets meer bij kijken bij de timing van het knipperen, als je het gaat inzetten in dit soort technieken, want anders ga je kleurverschuivingen krijgen wanneer de knippering niet in fase loopt met de rest van de aansturing.
Ik zelf zie toch meer toekomst in OLED schermen. Maar met de huidige milieuhype is het niet ondenkbaar dat ze dit als opvolger gaan nemen. Sowieso zijn de productiekosten laag en zijn de specs vergelijkbaar. Het kan dus snel in productie worden genomen i.t.t. OLED..
Nou, stel je voor dat de levensduur van OLED's over een tijd wel goed is, en je gaat die zuinige techniek inzetten als achtergrondverlichting. Gecombineerd met deze goedkope techniek om pixels te fabriceren lijkt me ideaal?

In zo'n geval hoeven de OLED's ook niet de afzonderlijke pixels te fabriceren, wat waarschijnlijk de kosten heel wat drukt.
Dit valt niet te combineren met OLED volgens mij. Dit is juist om effiecienter de backlight te benutten en OLED heeft juist helemaal geen backlight nodig.

Waarom zou je immers OLED gebruiken als backlight, als deze alle kleuren al weer kan gegeven. Om OLED alleen wit weer te laten geven en vervolgens te filteren lijkt me een beetje vreemd...

Edit voor hieronder:
Opnieuw, waarom zou ik OLED als backlight willen gebruiken wanneer ik het ook gewoon alleen kan gebruiken zonder kleurfilters. OLED staat immers al het gebruik van kleuren toe. Waarom zou ik dus eerst een backlight maken waarbij ik wit (alle kleuren) ga uitzenden voor een pixel en dan bv maar 1 kleur doorlaten (groen). Terwijl ik ook alleen groen uit kan zenden in die pixel. Dat laatste is volgens mij altijd energie efficienter.

[Reactie gewijzigd door hiostu op 21 juli 2008 12:34]

Ik denk dat we een definitieverschil hebben qua OLED.

Met OLED bedoel ik een simpel stukje OLED, organisch materiaal wat licht geeft als je er stroom doorheen jaagt. Waar jij op doelt zijn OLED schermen?

Zolang je gewoon een substraat gebruikt wat helder wit licht geeft is de OLED makkelijker te produceren, en gezien het feit dat organische LED's veel zuiniger zijn voor dezelfde lichtopbrengst zou dit nog eens zo'n 50% kunnen schelen op een toch al aanzienlijke besparing van een factor 5.
OLED heeft nu een betere lichtopbrengst per Watt dan TL verlichting. Dat maakt het een hele goede kandidaat voor een backlight.
Zeker, de ccfl heeft maar de helft van de opbrengst van een T.L. dus ccfl nadert langzaam het einde van haar levensduur.
Als er in elke pixel bewegende onderdelen zit, wat is dan de MTBF van zo'n ding? Lijkt me nogal belangrijk, vooral bij schermen die vaak refreshen (hoge responsetijd)
Als een scherm refresht terwijl er niets op het beeld veranderd is, hoeven die spiegeltjes ook niets te doen lijkt me. Alleen bij een daadwerkelijke verandering. Dus daar hoeft het dan niet perse aan te liggen.
Je algemene punt is natuurlijk wel heel terecht; bewegende onderdeeltjes zouden best eens eerder stuk kunnen gaan.
De deeltjes in een LCD scherm (inclusief digitale horloges) veranderen 50 tot 100 maal per seconden, omdat ze anders juist snel kapot gaan, of de pixel nu veranderd of niet.
Strikt genomen zit in een LCD ook bewegende delen. De kristallen ordenen zich namelijk wat anders als je een pixel aanstuurt.
Persoonlijk lijkt me dat dit systeem sneller kan schakelen dan een LCD, omdat er wat spiegeltjes ombuigen. Dat kan echt wel sneller dan een paar-1000 keer per sec, wat de responsetijd weer onder de 1 ms brengt. In de tekst staat ook dat ze geen kleurenfilters gebruiken, oftewel ze moeten de kleuren al na elkaar tonen. Dit maakt dat de responsetijd al weer een stuk sneller is dan bij LCD's. Vergelijk het met de DLP-techniek.
Grootste nadeel is echter wel dat je dat dan heel snel moet blijven schakelen, anders zie je flickering en een regenboog-effect.
Ik denk dat dat wel meevalt, het buigzame deel zou kunnen slijten, maar dit hangt af van het gebruikte materiaal. Ik verwacht dat de backlight het eerder opgeeft eigenlijk.
Als deze bewegende onderdelen klein genoeg zijn dan is breken/verslijten meestal geen issue, maar wel ophoping van lading e.d. Dit heb je echter ook bij LCD, dus dat zal niet veel uitmaken.
Alle DLP beamers gebruiken ook spiegeltjes voor de pixels. En dat zijn niet-eens flexible spiegels, zoals in dit concept, maar daadwerkelijk scharnieren dingen.

Niettemin is de MTBF van DLP projectoren hoog genoeg dat niemand er wakker van ligt...
Quamtumdot monitoren waarbij de grootte van de moleculen bepaalt welke frequentie licht gereflecteerd wordt.

http://www.greenspine.ca/media/quantum_dots_c.jpg

Of monitoren die een bepaalde frequentie licht reflecteren door een dynamische microscopisch kleine structuur (structural color).

http://hyperphysics.phy-a...Hbase/vision/peacock.html

Dat lijken mij pas mooie oplossingen!

[Reactie gewijzigd door 254370 op 21 juli 2008 11:56]

Als je het plaatje zo ziet dan denk je goh wat een simpel idee schuilt hierachter.

[Reactie gewijzigd door outcast within op 21 juli 2008 11:22]

Het idee is zelfs ook niet echt nieuw. Het is goed vergelijkbaar met de DLP-techniek die in projectoren gebruikt wordt.
Alleen waar bij DLP de lichtbron ook voor de spiegel moet staan, kan dit bij deze techniek achter de spiegels staan. Hierdoor kun je platte schermen maken en ze toch heel groot maken.
Nuja... Het globale idee is vergelijkbaar. De uitvoering is totaal niet vergelijkbaar. Een DLP op 15" formaat zie ik niet zo makkelijk gebeuren...

In zekere zin wel verrassend dat Microsoft hier achter zit, i.p.v. Texas Instruments, die DLP maken. Van de andere kant... misschien geeft dat juist goed aan hoeveel verschillen er in de concepten zitten.
Wel eens naar een paperclip gekeken? De uitvinder is volgens mij ook wel 'binnen' :+
De paperclip zoals wij die kennen is nooit gepatenteerd. Er is dan ook niet iemand aan te wijzen die er veel geld aan (heeft) verdiend.
contrast 800:1, het (imho) grootste probleem van lcd's word dus nog niet opgelost, zwart is nogsteeds niet echt zwart.
met deze techniek zou zwart juist wel zwarter kunnen worden. Kwestie van je spiegeltje beetje andere kant op buigen.
Of nog beter, gewoon zo'n kleine gaatjes dat ze dichtkunnen met vervorming. Voor een techniek die pas net komt kijken vind ik 800:1 toch nog aardig :)
Mijn monitor heeft een zwartwaarde van 0,04 cd/m2.
Dat is toch echt gewoon zwart. :)

Het is dan ook wel een redelijk prijzige Eizo..
Ik heb een Eizo S2031W, en die is niet zwart. Welk model heb jij dat ie zo zwart is?
Het licht van de achtergrondverlichting wordt, wanneer de pixel uit staat, door de spiegels weerkaatst en verlaat de pixel niet.
Volgens mij is zwart wel degelijk zwart, maar is wit voorlopig nog niet echt wit.
Wat vindt men dan 'echt zwart' en 'echt wit' hier? Lichtintensiteit laat zich niet vangen in een achttal bitjes, hoewel veel tweakers misschien gewend zijn dat wel te doen, waarbij zwart en wit hard kunnen worden vastgesteld. Er bestaat weliswaar een ondergrens aan lichtintensiteit, al zul je daarvoor je monitor moeten afkoelen tot zo'n -273 C, luminantie kan in principe tot in het oneindige oplopen. Toon mij iets dat 'echt wit' is, dan zet ik er een lamp op en maak het nog witter.
Contrastratio is de verhouding tussen de lichtste en de donkerste kleur.
Bovendien beweert men dat deze techniek juist meer licht doorlaat, dus als de backlight zo wordt ingesteld dat het wit hetzelfde is als bij lcd's is dus ook het zwart nog maar zo donker als bij een lcd met 800:1 contrastratio.
Jij gelooft dat bijv. een samsung display echt 50.000:1 haalt aan contrast? ;)

Allemaal marketingpraat, bijstellen van backlight etc. 800:1 is nog best aardig vergelijkbaar met de huidige LCD's hoor!
Die 800:1 is zeker niet gek.
Ik heb laatst mijn eigen monitoren gemeten (Samsung 940BF) en wit zit daarbij op zo'n 175cd/m en zwart op zo'n 0,46cd/m
Dat is zo'n 175/0.46 = 380:1
Maximale wat ik kon meten was 226:0.44, oftewel zo'n 513:1 , maar dan zien de kleuren er niet uit.
Mischien offtopic, maar hoe ken je dat meten als ik vragen mag? Heb hier namelijk ook wel oren naar en ben dan ook benieuwd wat mijn schermen halen.
Jij gelooft dat bijv. een samsung display echt 50.000:1 haalt aan contrast? ;)

Allemaal marketingpraat, bijstellen van backlight etc. 800:1 is nog best aardig vergelijkbaar met de huidige LCD's hoor!
Dat heet dynamisch contrast en wordt inderdaad bereikt door te spelen met de back-light. Zoiets werkt natuurlijk alleen in de uiterste gevallen een vrij donker/zwart beeld of juist een heel licht beeld. Maar als je er tussenin zit dan kan je je backlight niet teveel dimmen omdat anders je kleuren niet meer voldoende doorkomen.
Alle problemen van LCD's zullen niet in 1 dag opgelost worden.. maar dit is een stap in de goede richting.
Maar dat contrast-ratio verbaast mij dan weer, zo te zien wordt het merendeel van het backlight teruggekaatst, daar waar dit in gewone LCD niet het geval is, hoe kan het dan dat men niet veel hogere ratio's haalt... zelfs die tweede spiegel zorgt ervoor dat er niets doorgelaten wordt, alleen maar wanneer er afbuiging plaatsvindt als de pixel actief is. Ik zou dan haast denken dat er verstrooiing plaatsvind in het eerste plaatje door bijv. het niet perfect transparant zijn van het eerste glas, maar dan zou dit toch vrij veel zijn.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 21 juli 2008 11:25]

Zelfs die tweede spiegel zorgt ervoor dat er niets doorgelaten wordt
Licht gedraagt zich als een golf en niet als een rechte lijn zoals in die plaatjes.
Snap ik, maar de amplitude van zo'n golf cq. deeltje, lijkt mij nog veel kleiner in die setting.
dus heeft men te maken met difractie, maw geen perfecte lijntjes maar afbuiging, en dus NIET perfect zwart ;) ookal staan de spiegels volledig vlak
Licht gedraagt zich als een golf en niet als een rechte lijn zoals in die plaatjes.
Licht is elektromagnetische straling en dus geen golf. Het vertoont daarentegen echter wel eigenschappen van golven. En het is juist door dat golfkarakter dat er licht ontsnapt uit de pixel.
En hoe zit het met OLED, geen backlight nodig en dus nog minder energie verbruik, of zie ik dat verkeerd?

Ik heb het idee dat dit gewoon een door ontwikkeling is van de LCD techniek die waarschijnlijk een net iets betere LCD op zal leveren dan we nu hebben tegen lagere kosten en met een geringer enegrie verbruik natuurlijk. Maar het werkt tot noch toe alleen in een lab en dat hebben we al zo vaak gezien dingen die in een lab werken maar om de een of andere rede toch niet zo makelijk zijn in de echte wereld daar buiten.
spiegeltjes die bewegen.....

naar mijn idee slijt dat sneller door beweging, grotere kans met vervoer op "dode" pixels doordat de spiegel klem komt te zitten door schokken.....
kleine afwijking in plaatsen van spiegel levert ook slechte pixels op, hetzij door de plaatsing zelf al slecht te doen hetzij door schokken van vervoer, of plaatsen van monitor of klappen die sommige gebruikers (me included, if crt) weleens aan de monitor uitdelen
Mwahhhh die techniek is behoorlijk stabiel hoor. Veel projectoren werken ook met bewegende spiegeltjes.
Zijn die alleen niet iets groter van formaat, en minder kwetsbaar daarom? ;-)
Nee, die zijn juist van kleiner formaat, omdat het daarna geprojecteerd wordt, en dus wordt uitvergroot.

De spiegels van een DLP zijn pakweg 10 micrometer. (beetje afhankelijk van type/formaat) . De individuele kleur pixels in je beeldscherm zijn 10 maal groter.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True