Nieuw kleurenfilter maakt kleinere en zuinigere displays mogelijk

Een hoogleraar van de universiteit van Michigan heeft een nieuwe kleurenfiltertechnologie uitgevonden. Via spleten op nanoschaal kunnen van wit achtergrondlicht pixels van elke denkbare kleur worden geproduceerd.

Het nieuwe kleurenfilter bestaat uit twee zeer dunne metalen lagen, met daartussen een diëlektrische laag, waarin smalle sleuven zijn gesneden. Het witte achtergrondlicht wordt door het fijne rooster opgevangen, waarna het rooster door resonantie licht met een bepaalde frequentie uitzendt.

Door de afstanden tussen de sleuven te variëren is volgens Jay Guo, hoogleraar bij het Department of Electrical Engineering and Computer Science van de universiteit van Michigan, in principe elke kleur te produceren. Rood licht wordt bijvoorbeeld gevormd door de sleuven op 360 nanometer afstand van elkaar te plaatsen.

De pixels van de nieuwe displaytechnologie zijn volgens Guo ongeveer acht keer zo klein als die van iPhone 4-lcd. Dat maakt de technologie vooral interessant voor gebruik in projectors of bijvoorbeeld head-mounted displays.

Volgens Guo is het nieuwe kleurenfilter goedkoper te produceren dan lcd's, omdat het uit slechts drie lagen is opgebouwd. Lcd's zijn geconstrueerd uit twee polarisatielagen, een kleurenfilter en twee glasplaten met daarop de elektroden. Het nieuwe kleurenfilter van Guo maakt een polarisatielaag overbodig. Ook is de lichtopbrengst van de pixels veel hoger dan bij een lcd.

Om de technologie te demonstreren, bouwden Guo en zijn onderzoeksteam met behulp van het nieuwe kleurenfilter het logo van de universiteit van Michigan op een formaat van 12 bij 9 micrometer.

Reacties (75)

[Aham brahmasmi]

Ik raad iedereen aan om het bronartikel te lezen.

Er is geen aanwijzing dat de spleetgrootte van deze tralies daadwerkelijk dynamisch gevariëerd kan worden. Er wordt ook gezegd dat er nog steeds een traditioneel RGB-matrix gebruikt zal worden.

The gratings, sliced into metal-dielectric-metal stacks, act as resonators. They trap and transmit light of a particular color, or wavelength, said Jay Guo, an associate professor in the Department of Electrical Engineering and Computer Science. A dielectric is a material that does not conduct electricity.

[...]

Because these new displays contain fewer layers, they would be simpler to manufacture, Guo said. The new color filters contain just three layers: two metal sheets sandwiching a dielectric. Red, green and blue pixel components could be made in one step by cutting arrays of slits in the stack. This structure is also more robust and can endure higher- powered light.

[miser]

Als een hogere lichtopbrengst betekent dat het nog feller wordt dan LCD, dan lijkt me dit niet prettig.
Bij een LCD in de winkel vind ik het soms net of je in een 60 Watt gloeilamp kijkt.
Oftewel verblindend op den duur.
In de winkel zijn ze wel fout afgesteld (een echte eyecatcher instelling )

[Fjerpje]

Maar dit is heel wat anders dan LCD. Een hogere lichtopbrengst is "mogelijk" dat betekent niet dat het niet af te stellen valt.

[Reactie gewijzigd door Fjerpje op 22 juli 2024 18:31]

[Stoney3K]

Maar dit is heel wat anders dan LCD. Een hogere lichtopbrengst is "mogelijk" dat betekent niet dat het niet af te stellen valt.

Een hogere 'lichtopbrengst' is hier meer een hoger doorlaat-gehalte van het filter. In LCD-termen betekent dit dus meer een gigantische contrast-verhouding, dus je hebt minder backlight nodig voor dezelfde helderheid.

DLP's (die zijn hier een beetje aan verwant) hebben al veel langer enorme haalbare contrastverhoudingen, dus dit verbaast me niks.

[jmmk]

In het originele artikel staat dat LCD's maar 5% van het licht doorlaten (lijkt me overigens erg weinig) en dat deze nieuwe techniek nauwelijks licht 'verbruikt', ofwel, het meeste toegevoerde witte licht wordt kennelijk omgezet (In Guo's displays, reflected light could be recycled to save much of the light that would otherwise be wasted.). Als je met een 90% zwakkere backlight toe zou kunnen, dan hebt je dezelfde lichtopbrengst als bij een LCD, maar dan met veel minder stroomverbruik (= langere accuduur).

[i-chat]

true maar door andere filter technieken kun je dat voor een deel weer teniet doen of misschien wel volledig dat wordt naar mijn idee nie heel erg duidelijk gemaakt.

een voordeel is WEL dat je blijkbaar met dit syteem helderdere beeldschermen kunt maken die bijv beter geschikt zijn voor buiten, of voor kijken op grotere afstand.

plasma kost enorm veel stroom en vlekt naar mijn idee nogal erg, - lcd is nooit het beste van het beste geweest maar wel zuiniger dan andere opties en daarmee nam je dan genoege ...

als er nu een nieuwere techniek komt die en zuiniger en pixeldichter is dan is dat natuurlijk prachtig...

[flamingworm]

als de lichtopbrengst beter wordt, dan kun je de backlight minder fel nemen, er kan namelijk meer licht door; daardoor kan er energie gespaard worden

[Ayporos]

"Als een hogere lichtopbrengst betekent dat het nog feller wordt dan LCD, dan lijkt me dit niet prettig.
Bij een LCD in de winkel vind ik het soms net of je in een 60 Watt gloeilamp kijkt.
Oftewel verblindend op den duur."

Dit is niet accuraat.

Het probleem met huidige beeldschermen is niet perse dat ze te veel of te weinig licht produceren, maar meer dat de lichtintensiteit tussen verschillende 'dingen' op het beeld te gering is en vaak niet in overeenkomst is met de werkelijkheid.

Onder de echte zon namelijk kan het verschil in 'werkelijk' licht intensiteit tussen een plekje schaduw en een plekje direct door de zon verlicht wel eens een factor x honderd/duizend verschillen.

Een scherm kan in principe nooit genoeg licht produceren om een beeld waarheidsgetrouw te reconstrueren tenzij het evenveel licht als de zon zou kunnen produceren (per pixel, gemeten als de ontvangen licht van de zon op een even groot oppervlak, nee geen kernfusie in je beeldscherm svp), dus meer licht is alleen maar beter.

Resoluties vergroten, pixels kleiner maken, dat zijn allemaal leuke vooruitgangen maar wat mij echt zou interesseren is een beeldscherm dat op pixel A 100000x meer licht zou kunnen produceren dan op pixel B dat er direct naast ligt... dan kan je pas magische beelden verwachten!

[Reactie gewijzigd door Ayporos op 22 juli 2024 18:31]

[Fjerpje]

Dit is dan wel allemaal leuk en aardig, maar naar mijn weten zit de toekomst toch meer in de OLED technologie. Deze heeft immers helemaal geen backlight nodig.

[M0N0]

Hangt er van af... Je moet niet vergeten dat OLED geen backlight nodig heeft omdat bij OLED elke pixel zelf licht uitstraalt. Een pixel van een OLED display verbruikt meer dan een pixel van een LCD display, 't is pas wanneer ook de backlight meegeteld wordt dat OLED wint. Mits voldoende winst in de lichtopbrengst t.o.v. LCD kan deze technologie OLED toch verslaan in totale energiebehoefte.

[Fjerpje]

Dat is dus niet waar... OLED kan dus zonder backlight functioneren en heeft ook een enorm hoog contrast.

[M0N0]

OLED = Organic Light Emitting Diode

Mijn voorgaande post anders geformuleerd: OLED heeft geen backlight nodig omdat OLEDs zelf een lichtbron zijn. Dat licht wordt niet tevoorschijn getoverd. Er is energie nodig om dat licht te maken.

[knirfie244]

Combineer dat met het feit dat OLED's veel minder efficient zijn als gewone LED's. Als het lichtverlies bij deze technologie veel minder is als dat van LCD dan zou deze techniek inderdaad efficienter kunnen zijn als OLED.


Qua achterliggende gedachte lijkt het volgens mij een beetje op Qualcomm's Mirasol display, met het verschil dat Mirasol puur reflectief werkt, en deze techniek puur emissief (is waarschijnlijk ook niet transflectief te maken).

[Fjerpje]

Maar daar komt bij dat OLED technologie nog in de kinderschoenen staat en nog veel verder door ontwikkeld kan worden en momenteel dus ook word gedaan.

[SuperDre]

Minder efficient als gewone LED's? een OLED display is zuiniger dan een gelijkwaardige LCD scherm met een LED backlight.. dusssss...

[SuperDre]

uhh.. tuurlijk moet je de backlight bij LCD meerekenen.. Die backlight is nodig om uberhaupt van de LCD te kunnen zien..

[D4NG3R]

Alles leuk en aardig, maar hoe duur is deze technologie TOV LCD of Plasma?
En hoe makkelijk is het toepasbaar op kleine- en grote schaal?

[Reactie gewijzigd door D4NG3R op 22 juli 2024 18:31]

[superwashandje]

in het artikel staat dat het goedkoper te produceren zou zijn dan LCD

[Zeror]

Te produceren misschien wel. Maar de verkoopprijs zal wel richting prijs veel-te-duur gaan.

[_js_]

Waarschijnlijk niet, zolang er voldoende concurrentie is zal de prijs zakken richting kostprijs.

[HKS-Skyline]

in het begin waarschijnlijk wel aangezien het iets nieuws is, en daar kan geld aan worden verdiend, of het gaat net als SED de doofpot in omdat het een te grote schok voor de beeldschermmarkt op zou leveren en LCD schermen niet meer verkocht worden, allemaal bedrijven die de deuren kunnen sluiten enz.

[jDuke]

SED is doodgebloed om het teveel kost om te produceren en een de vele patent issues erom heen. Niet wat jij stelt.

[Relief2009]

Mensen doen er echt alles aan om als eerste te posten...

[Bonez0r]

Relief2009 wordt nu wel naar beneden gemod, maar heeft wel gelijk. Het antwoord staat letterlijk in de tekst, maar de OP had waarschijnlijk alleen tijd om even snel de titel van het nieuwsbericht te lezen (en daarna waarschijnlijk één woord typen en op versturen klikken en daarna de tekst wijzigen).

[Verwijderd]

Het nieuwe kleurenfilter bestaat uit twee zeer dunne metalen lagen, met daartussen een diëlektrische laag, waarin smalle sleuven zijn gesneden. Het witte achtergrondlicht wordt door het fijne rooster opgevangen, waarna het rooster door resonantie licht met een bepaalde frequentie uitzendt.

Dat is toch niets nieuws, dat is gewoon een tralie.

[Stoney3K]

[...]


Dat is toch niets nieuws. dat is gewoon een tralie.

Klopt, maar diffractie-filters zijn nu eenmaal een stuk efficiënter dan transmissie-filters. Da's het hele nieuwe eraan

Ik geloof dat er al een bedrijf is wat een projector gemaakt heeft op basis van MEMS diffractie-filters in combinatie met een set RGB lasers. Schijnt nog eens beter te werken dan DLP.

[max3D]

Weet je daar meer van? Interessant!

[RielN]

Ik vraag me af hoe je op één plaat met nanospleten verschillende pixels krijgt.

Sowieso moeten de spleten alleen op de plek van de pixel van breedte veranderen (misschien doen ze dat) en dan wordt je pixel toch breder of minder breed?

Hoe kun je de ene pixel kleine spleetjes maken en met de andere pixels eromheen grotere?

Of is een pixel een afgezonderd oppervlak met een eigen set spleten die je apart kunt aansturen?

[ajakkes]

Er wordt denk ik gespeeld met het feit dat verschillende kleuren verschillende golflengtes hebben. Door de pixel smal te zetten komt er alleen rood licht uit (korte golflengte) en door hem breed te zetten komt er blauw licht uit (lange golflengte). Omdat dit zich op golflengte schaal afspeelt denk ik niet dat de breedte van de opening erg veel invloed heeft op de lichtopbrengst.

[pieturp]

Maar dan andersom: rood heeft juist een lange golflengte en blauw juist een korte

[ajakkes]

Verkeerd gegokt.

[Verwijderd]

Als dit product goedkoper te maken is en beter is als LCD zie ik geen punt waarom het niet op de markt zou verschijnen over een aantal jaar
Het scherm van mobiele apparaten is de grootste energie slurper. Daar iets aan doen heeft veel effect op je batterij duur.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 18:31]

[Bozozo]

Klinkt gewoon als Bragg reflectie

[Aham brahmasmi]

Klinkt gewoon als Bragg reflectie

Volgens mij gaat het hier om een transmissietralie en niet reflectietralie. Ik kan me voorstellen dat dit het behoorlijk wat praktischer kan maken om met backlights te werken. Toch vind het erg onduidelijk hoe ze dit nou als displaytechnologie willen inzetten.

[Helixes]

Bewegende onderdelen....

Het lijkt me een hele elegante technologie, dat moet gezegd.

Quad HD heeft echter zo'n 8 milioen pixels. Ik vraag mij af wat de MTBF van zo'n schuifje is. En met 8 milioen schuifjes zal één van die schuifjes toch wel vrij snel de geest geven?

[SiemPie999]

Maar als ik het goed begrijp maakt deze techniek geen gebruik van RGB? 1 pixel = elke kleur ipv 3 subpixels per kleur.