Display Week: Flink, farbstark, sparsam – Pixtronix' neue Mobildisplays

Das US-Startup Pixtronix, das vor zweieinhalb Jahren von Mobilprozessorspezialist Qualcomm übernommen wurde, nutzt sogenannte MEMs, digitale mikroelektromechanische Systeme, um die Helligkeit in den Bildpunkten seiner Displays zu kontrollieren: Kleine Schlitze im Lichtweg zwischen Hintergrundbeleuchtung und Displayoberfläche öffnen und schließen sich und lassen so das Licht der farbigen LEDs an die Oberfläche treten (das Pixel leuchtet) oder schirmen es ab (dunkler Bildpunkt).

Da sich die Schlitze extrem schnell öffnen und schließen, können die Farben im Pixel sequentiell angesteuert werden – das Licht der rot, grün und blau leuchtenden Backlight-LEDs gelangt ähnlich wie bei DLP-Projektoren nacheinander zum Auge des Betrachters und verschmilzt dort dank der Trägheit des menschlichen Sehapparats zu einem farbigen Bildpunkt. Graustufen erzeugt Pixtronix wie DLPs durch mehr oder weniger häufiges Öffnen der Schalter.

Während bei DLP-Beamern durch die sequentielle Farbsteuerung das berüchtigte Farbblitzen auftritt – man sieht insbesondere aus den Augenwinkeln an kontrastreichen Objektkanten die Einzelfarben aufblitzen –, zerfallen die Bildpunkte des transmissiven Pixtronix-Displays nicht in ihre RGB-Bestandteile. Der Grund: Die Schlitze öffnen und schließen sich mit einer Irrsinnsgeschwindigkeit. Hundert Mikrosekunden respektive 10.000 Schaltzyklen pro Sekunde schaffen die MEMs, erklärte Mark Haffmann von Pixtronix gegenüber heise online. Das könne das Auge nicht mehr auflösen.

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In einem Rutsch ins Display

Weil die MEMs so flink sind, wird jedes Bild in einem Rutsch ins Display geschrieben statt wie bei LCDs zeilenweise von oben nach unten. Das hat Vorteile: So zerreißt das Bild nicht, wenn der Grafikprozessor in schnellen Spielen außerhalb der festen Bildwiederholfrequenz Frames anliefert. Und bei der stereoskopischen 3D-Wiedergabe entstehen keine Übersprecher, weil die untere Bildhälfte noch den alten Bildinhalt zeigt, während oben ins Display schon das nächste Stereobild eingeschrieben wird.Die Energieaufnahme reduziert sich beim Pixtronix-Display auf den Moment des Einschreibens. Um die kleinen elektromechanischen Schalter zu bewegen, sei nur sehr wenig Energie nötig, sagte Haffman.

Die hohe Farbsättigung und helle Darstellung verdankt das Pixtronix-Display der Tatsache, dass es weder Farbfilter noch Polarisatoren braucht. An diesen Komponenten gehen in LCDs üblicherweise weit über 90 Prozent des Lichts verloren. Was umgekehrt bedeutet, dass man weniger Backlight ins Pixtronix-Display stecken muss, um an der Schirmoberfläche dieselbe Lichtausbeute zu erzielen. Zumal es keine Subpixel gibt, sondern für die RGB-Farben dank der sequentiellen Ansteuerung jeweils die gesamte Pixelfläche zur Verfügung steht.

Das treibt auch die mögliche Auflösung des Displays um den Faktor drei nach oben. Der Farbumfang der flinken MEM-Displays wird durch die Farbsättigung der LEDs vorgegebenen – und die kann über die Phosphorbeschichtung der LEDs gezielt gesteuert werden und extrem hoch sein.

Interessant für LCD-Hersteller

Da die Schlitze in jedem Pixel mit herkömmlichen TFTs angesteuert werden, lassen sich die Pixtronix- Displays auf bestehenden LCD-Anlagen fertigen, erklärte Haffmann. Das mache sie für LCD-Hersteller interessant -- beispielsweise für Sharp, Kooperationspartner von Qualcomm bei den MEMs. Der japanische LCD-Spezialist zeigt in San Diego erste Modelle der Schalter-Displays und nutzt darin seine IGZO-Technik, die sich durch besonders kleine und flinke Transistoren auszeichnet.

Wie Haffmann erläuterte, will Pixtronix respektive Qualcomm die Patent-geschützten Schalter-Displays nicht selbst fertigen, sondern anderen Displayherstellern in Lizenz anbieten. Zu möglichen Preisen und der Verfügbarkeit wollte sich der Pixtronix-Entwickler nicht äußern. Das wolle er lieber den Displayfertigern wie Sharp überlassen. Also werden wir das am Nachbarstand später nachfragen – dort wurde noch kräftig aufgebaut.

Qualcomm hatte in der Vergangenheit nicht allzu viel Erfolg mit eigenen Fertigungsambitionen bei Displays: Die seit langem angestrebte Produktion von reflektiven Mirasol-Displays – einer weiteren MEMs-Spielart – wurde eingestellt. Stattdessen sind nun die transmissiven Pixtronix-Schalter der neue Stromspar-Joker des Prozessorspezialisten. (uk)