Ultra HD: Neue Möglichkeiten durch plasmonische Pixel

Die aktuellen Fernsehgeräte werden immer hochauflösender: 4K ist schon Standard, 8K-TVs sind ebenfalls bereits zu haben und 16K steht auch schon in den Startlöchern, denn Prototypen derartiger Fernseher gibt es bereits. Allerdings stehen da für die Zukunft vielerlei Techniken ins Haus, um die in die Jahre gekommene LCD-Technik zu ersetzen. Beispielsweise sind Micro LED eine Möglichkeit. An der Universität Stuttgart erforscht man aktuell sogenannte plasmonische Pixel, die ebenfalls Potenzial bieten.

So sei das Problem laut den Wissenschaftlern der Universität Stuttgart, dass man an die Grenzen des Machbaren stoße, weil die physischen Pixel zu groß seien. Nun haben Physiker der Universität Stuttgart erstmals Schaltprozesse mit Nanometerauflösung vermessen. Das könnte die Grundlage für noch höher auflösende Bildschirme mit einem hohen Farbvolumen sein. Der Ansatz folgt der Nanoplasmonik. Dabei werden die optischen Streueigenschaften Nanometer-großer metallischer Partikel genutzt. Denn sie erzeugen mit ihrer Streuung besonders reine Farben.

Variiert man die Größe der Partikel, kann man Farben über das sichtbare Spektrum hinaus abbilden. Auch eine Manipulation der gestreuten Farben ist mit den passenden Phasenübergangsmaterialien möglich. Als Ergebnis lassen sich plasmonische Pixel von Nanometergröße realisieren, deren Farben ein- und ausgeschaltet werden können. Laut den Wissenschaftlern der Universität Stuttgart sei Magnesium das vielversprechendste Phasenübergangsmaterial. Es biete auch den Vorteil, dass es reichlich vorkomme und daher günstig zu haben sei.

Mit der Hilfe von Wasserstoff könne Magnesium zu einem dielektrischen Isolator geschaltet werden – also von einem farbig erscheinenden zu einem durchsichtigen Partikel. Klingt also natürlich perfekt für einzelne Bildpunkte, die verschiedene Farben zeigen sollen oder sich im Idealfall an- und ausschalten lassen. Bisher lag die Schwierigkeit aber darin Prozesse auf der Nanoskala zu verstehen und zu vermessen, denn da gibt es Probleme mit Diffusionsbarrieren. Dann wird das Schalten verlangsamt oder sogar komplett unterbunden – was logischerweise dann ungünstig für Pixel bzw. Displays ist.

An der Universität ist es einem Forscherteam nun aber gelungen diese Schaltprozesse mit Nanometerauflösung zu vermessen. Damit wolle man einen wichtigen Beitrag zur weiteren Entwicklung optischer Bauelemente mit nanometergroßen Pixeln leisten. „Damit könnten Visionen wie 3D holographische VR-Brillen schon in wenigen Jahren Wirklichkeit werden“, heißt es seitens der Forscher.

Doch bis Produkte für den Massenmarkt entstehen, dauert es meistens eine lange Zeit – wenn die Hersteller an den Techniken Gefallen finden. Spannend klingt die ganze Sache aber auf jeden Fall.

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André Westphal

Hauptberuflich hilfsbereiter Technik-, Games- und Serien-Geek. Nebenbei Doc in Medienpädagogik und Möchtegern-Schriftsteller. Hofft heimlich eines Tages als Ghostbuster sein Geld zu verdienen oder zumindest das erste Proton Pack der Welt zu testen. Mit geheimniskrämerischem Konto auch bei Facebook zu finden. PayPal-Kaffeespende an den Autor.

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15 Kommentare

  1. Dirk (noch einer) says:

    Jetzt will ich auch mal: das braucht doch niemand. Es will mir noch keiner erzählen, dass er, wenn er weit genug vom Fernseher weg ist um ihn komplett im Sichtfeld zu haben, 8k noch auflösen kann. Damit bringt 16k keinen Vorteil. Selbst Kino ist noch nicht bei 8k abgekommen, wo soll der Content für 16k herkommen? Das erinnert mich an die Megapixel-Wahnsinne der Telefone. Das kann die Optik auch nicht auflösen.

    • Das seh ich ganz genau so, reines Marketing ohne echten Mehrwert.

      • Der Mehrwert besteht darin, dass dabei Datenmengen entstehen, die sich auf Rechnern der Privatnutzer kaum noch bearbeiten lassen. Und dass es immer schwieriger wird, solches Material in der angesagten Qualität privat zu speichern. Damit wird es schwieriger, Filme zu besitzen und man geht dazu über, nur Nutzungsrechte an den Filmen zu erwerben. Was für die Eigentümer dieser Rechte interessanter ist.
        Hinzu kommt natürlich, dass Hardwarehersteller besser neue Produkte verkaufen können, ohne dass die alten Produkte zu auffällig nach drei Jahren mittels Sollbruchstellen aus dem Verkehr gezogen werden müssen. (sowas macht ja schlechte Presse) Eine Firma, die dir heute noch Fernseher nur alle 10 Jahre verkauft, wäre schnell weg vom Fenster.
        Ich halte es auch für unnötig, aber es wird genug Leute geben, die mit einer Lupe 50cm vor der Kiste sitzen und anschliessend begeisterte Beiträge verfassen, wie toll die 16k-Qualität ist 😉

    • André hat es geschrieben: „3D holographische VR-Brillen“. Ich denke, es geht weniger um große Displays mit 8k, 16k, xk, sondern eher darum, Mikro Display z.B. mit 4k realisieren zu können.

      • Alles ne Marketing Lüge was hilft 4k oder mehr wenn im normalen TV immer noch SD Material Standard ist und im Internet immer noch HD Standard ist. Full HD Gibs schon seit 2006 und ist immer no ned Standart. Full HD sollte kostenlos und Pflicht sein für alle und nicht noch für ne alte Technik Geld verlangen

        • Für TV reicht SD zum reinen Konsum. Es kommt da oft nicht auf die Auflösung an, sondern auf Spannung, Inhalte…. VR aber ist an der niedrigen Auflösung gestorben. Wenn man das fixt und dynamisch generierter Content in hoher Auflösung präsentiert wird, könnte sich das Blatt wenden. Vielleicht ist Apple auf dem Weg.

          • Ich glaube, es ist nicht die Auflösung, sondern die Notwendigkeit der Brille, die VR für den Massenmarkt sterben lässt. Das wird auch bei 3D dazu beigetragen haben, dass sich das nicht durchsetzen konnte.

            • Hallo Chris R., gab mal in den 70ern und frühen 80ern kopfbezogene Stereophonie , auch als Kunstkopfstereo bezeichnet. hat sich damals auch nicht durchgesettz weil die leute nicht , wie für eine gute Wiedergabe notwendig, Kopfhörer tragen mochten. heute sind Kopfhörer in vielen Bereichen der Normalfall des musikkonsums. Da hätte Kunstkopf-Stereo wieder ne Chance , aber irgendwie setzt das heute niemand mehr um. Vielleicht geht es VR ähnlich: heute ist das Brillen-Tragen noch nervig , in ein paar jahren , wenn die Brillen im gleichen Maß bequemer und leichter und drahtlos werden wie heute Kopfhörer verglichen mit den 70er-jahre-Modellen dann könnte Vr nochmal durchstarten. Ich bin für Hörspile ein alter Kunstkopffan , besser als jeder Surround-_Käse. filme mit Kk-Stereo wären echt was .

    • Durch die höherauflösenden Panels werden Anwendungen möglich, an die heute noch keiner denkt.

      Und in anderen bereichen (zum Beispiel bei VR) sind die aktuell besten Panels immer noch viel zu grobkörnig für ein gutes Ergebnis.

    • Das stimmt nicht ganz. 70mm Film entspricht etwa 12K. Vielleicht ein wenig mehr. Der normale 35mm Film entspricht etwa 6K.

      The Hateful Eight wurde extra in 70mm gedreht. Andere Filme wie Dunkirk und The Master in 65mm. Die Regisseure sehen da einen Mehrwert. Ich auch.

      Muss ich das Zuhause haben? Eher nicht, aber wenn ein 8K/16 Projektor mal erschwinglich ist, wieso nicht? Digital holt den alten Filmstandard von der Qualität erst in den nächsten Jahren ein, alles vorher war ein großer Rückschritt.

      Was ein kleiner 65 Zoll Fernseher mit 8K will? Wahrscheinlich soll er gekauft werden, das hat der Kapitalismus so an sich.

      • Pappschachtel says:

        The Hateful Eight wurde aber nur des Looks wegen auf analogem 70mm Film gedreht und so richtig bringt das auch nur was, wenn man ihn in einem Kino sieht, dass 70mm Bänder auch analog abspielen kann, wovon es aber nur eine Handvoll gibt. Wie hoch man das anschließend digital auflösen kann, interessiert einen Tarantino ganz sicher nicht die Bohne.
        Für uns Konsumenten ist das natürlich ein Glücksfall, haben wir so automatisch auf ewig eine exzellente Bildqualität, ohne miserables hochskalieren.

        Ansonsten kann ich nur sagen, es kommt auf den Inhalt an. Ein herkömmlicher Film ist mir in FullHD ausreichend, in 4K noch etwas besser, aber das reicht dann auch. Eine Doku hingegen, wie z.B. die kürzlich gesehene Naturdoku „Sieben Kontinente – Ein Planet“, schaue ich mir ausschließlich nur noch in 4K an, da wird nicht mehr verhandelt 😀 In 8K ist die Immersion sicher noch gewaltiger, besonders mit neuen Displaytechnologien. 16K, hmmm… kann man machen, auf 150+ Zoll 😉

        Auch wenn das im Grunde keiner braucht, es geht doch auch um die Entwicklung. Das 16K wird dann wieder aufgegeben und der entstandene technische Fortschritt kommt einem auch in den unteren Klassen zugute. Außerdem muss man die Grenzen auch ausloten um zu wissen wann es genug ist. Ewiger Stillstand nützt keinem was, denn Stillstand ist Rückschritt.

    • Also nix für ungut aber du scheinst den Sinn dahinter vermutlich nicht ganz zu begreifen.
      Je mehr Auflösung desto ehe kannst NAH am Bildschirm ran ohne Pixel zu erkennen. Das gibt dann den Kinoeffekt weil dir dann der Bildschirm riesig vorkommt, wie im Kino eben.
      Es kommst also nicht nur auf die Bildschirmgröße sondern bei gleicher umso mehr Pixel desto näher kannst ran.

      Ideal du guckst dir mal folgendes Bild an über den Link:
      https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=j3bg29Xn&id=8ED04FA743051BD3CB01A045B1890427A6B492F0&thid=OIP.j3bg29XnrsoIRFEFH3ajfgHaFS&mediaurl=http%3a%2f%2fbilder.hifi-forum.de%2fmedium%2f694248%2fsitzabstaende_420951.png&exph=457&expw=640&q=sitzabstand+tv+FullHD+4K&simid=608006131465847424&selectedIndex=0

      Hoff das du dabei mehr verstehst als vorher.

      Das man aber aktuell noch kein durchgehendes 4K Material hat geschweige denn und vor allem die TV Sender die allerletzten sein werden die sowas anbieten, sollte klar sein. 4K wird sich erst in einiven Jahren etablieren, 8K wird man vermutlich gekonnt überspringen sollte es größere Fortschritte geben und direkt auf 16K+ gehen. Aber wie ich die Wirtschaft/Konzerne kenne sind sie nimmersatt und speisen und mit kleinen Snipseln und denken alle würden dann alle 2-4 Jahre n neuen TV kaufen wo sie selbst mittlerweile doch wissen das das nicht mal bei Smartphones der fall ist und die sind Mangelhaft was Sicherheit angeht durch die Bank.

  2. Glaub ich, wenn es Sender gibt die noch 1080 oder gar niedriger senden.
    Drum hör ich Radio. Da sieht man Heidi Klum und andere Augenkrebsförderer gar nicht

  3. „Variiert man die Größe der Partikel, kann man Farben über das sichtbare Spektrum hinaus abbilden.“

    Hat das noch keinen gestört, dieser Satz? Mein wen juckt es? Nicht mal Tiere aber Menschen (Sichtbare Spektrum bezieht sich ja immer auf das menschliche Sehvermögen) die etwas nicht sehen können. Selbst dieses gequatsche von HDR merkt doch kein Schwein mehr, das Auge sieht sowieso nur eine Begrenzte anzahl an Nuancen, wir sind da längst schon über den warnembaren Bereich drüber.

  4. „„Damit könnten Visionen wie 3D holographische VR-Brillen schon in wenigen Jahren Wirklichkeit werden““

    ???

    Also 3D als Holographie? WTF warum brauch ich dann noch Brille?
    Also endweder Holographie oder Brille, letztere gibts doch schon in diversen Formen. Über 2 Farben, die alten Varianten aus Pappe die in TV Zeitschriften teils vor Jahren noch existierten. Die Polfilter wie bei LG und im Kino die eben wenig wiegen oder die schweren, teueren, Kopfschmerversusachenden nur zu 25% Sichtbarzeit (12,5% pro Auge) Shutter-Müll-Brillen…

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