Am 23. Oktober gaben Forscher der Technischen Universität Chalmers, der Universität Göteborg und der Universität Uppsala in Schweden bekannt, dass ihnen die Entwicklung eines neuen Bildschirms in der Größe einer menschlichen Pupille gelungen sei. Mit einer Auflösung, die die Pixelgrenze durchbricht, wird erwartet, dass der Bildschirm die Entwicklung der virtuellen Realität und anderer Bereiche völlig verändern wird.
Bei Virtual-Reality-Anwendungen muss die Anzeige extrem nah am menschlichen Auge sein, daher müssen die Pixel deutlich reduziert werden. Wenn die Pixelgröße jedoch auf etwa 1 Mikrometer reduziert wird, wie beispielsweise bei Mikro-LED-Bildschirmen, ist die Klarheit der Anzeige eingeschränkt und das Bild wird unscharf. Um dieses technische Hindernis zu überwinden, gab das Forschungsteam das traditionelle Pixelkonzept auf und wechselte zu einer „Metapixel“-Lösung mit Wolframoxid als Material. Wolframoxid kann seinen Zustand als Reaktion auf elektrischen Strom anpassen, indem es zwischen Isolator und Metall wechselt und dadurch die Art und Weise verändert, wie es Licht reflektiert. Superpixel unterschiedlicher Größe und Anordnung können durch Strom gesteuert werden, wodurch ein Effekt entsteht, der der Art und Weise ähnelt, wie Pigmente in Vogelfedern bei Lichtveränderungen unterschiedliche Farben zeigen.
Da Superpixel keine Hintergrundbeleuchtung benötigen, überwindet diese Lösung die Farb-Aliasing- und Gleichmäßigkeitsprobleme, die bei der Miniaturisierung von Pixeln auftreten.
Nach Angaben des Teams ist der von ihnen entwickelte Bildschirm etwa so groß wie eine menschliche Pupille, enthält Pixel mit einer Breite von nur 560 Nanometern und hat eine Gesamtauflösung von 25.000 Pixel pro Zoll. Laut einer Pressemitteilung der Chalmers University hat dieser Durchbruch das Potenzial, ein visuelles Erlebnis in der virtuellen Welt zu bieten, das „von der Realität nicht zu unterscheiden“ ist. Andreas Dahlin, Professor am Fachbereich Chemie und Chemieingenieurwesen, ergänzte: „Jeder Pixel entspricht im Grunde einem Photorezeptor in der Netzhaut, einer Zelle, die Lichtsignale empfängt und in neurobiologische Signale umwandelt. Höhere Auflösungen kann das menschliche Auge nicht wahrnehmen.“
Die Forscher nutzten den Bildschirm auch, um die Details von Klimts Meisterwerk „Der Kuss“ perfekt wiederzugeben. Die Bildschirmgröße beträgt ca. 1,4×1,9 mm, was nur 1/4000 der Bildschirmfläche eines herkömmlichen Smartphones entspricht.
Kunli Xiong von der Universität Uppsala (Initiator dieses Projekts und Erstautor des Papiers) sagte: „Diese Technologie wird neue Möglichkeiten für interaktive Informationsmethoden und die Beziehung zwischen Menschen und der Außenwelt eröffnen, kreative Grenzen erweitern, die Zusammenarbeit aus der Ferne verbessern und sogar die wissenschaftliche Forschung beschleunigen.“
Das Team verbessert die Erfindung derzeit weiter und erwartet, dass sie erhebliche Auswirkungen auf den Bereich der Mikrooptik haben wird. Giovanni Volpe von der Universität Göteborg fügte hinzu: „Dies markiert einen wichtigen Schritt in der Entwicklung von Miniatur-Displays mit hoher Qualität und geringem Energieverbrauch. Die Technologie muss noch verfeinert werden, aber wir glauben, dass Retinal-E-Paper in verwandten Bereichen eine Schlüsselrolle spielen und letztendlich jeden betreffen wird.“
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.