Großer Farbraum und längere Lebensdauer
Quantum-Dot-Technik für TV- und Signage-Displays
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Anwendung im Display
Samsung setzt die Technik für Display-Anwendungen ein und betreibt auf diesem Gebiet intensive Forschung und Entwicklung. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden die ersten Quantum Dots in den Entwicklungslaboren des Unternehmens produziert. Seitdem hat die Forschungsabteilung mehr als 150 Patente für die Technik eingereicht und die nachhaltige Entwicklung von Quantum Dots vorangetrieben. Aktuell setzt Samsung die kristallinen Partikel in Fernsehern, Monitoren und Signage Displays ein.
Für die Nutzung im Display sind Quantenpunkte deshalb interessant, weil sich die Emissionswellenlänge über den Durchmesser des Quantenpunkts einstellen lässt. Je größer der Durchmesser ist, desto mehr verschiebt sich die Emissionswellenlänge in den roten Bereich (Bild 2). Ein 2 nm großer Quantenpunkt emittiert beispielsweise blaues Licht und ein solcher mit 6–7 nm Durchmesser rotes Licht. Für die Farbdarstellung in Fernsehern und Displays werden entsprechend Quantum Dots in unterschiedlicher Größe benötigt und hergestellt. Die Emissionswellenlänge lässt sich auf wenige Nanometer genau einstellen, sodass sich die drei primären Farben Blau, Grün und Rot klar voneinander getrennt darstellen lassen. Der Farbraum eines Quantum Dot Display entspricht etwa 125 Prozent der sRGB-Farbskala.
Vergleich zur LCD-Technik
LCDs arbeiten mit einer Hinterleuchtung, die aus einer blau emittierenden LED und einer farbkonvertierenden Schicht besteht. Bei Quantum Dot Displays wird die farbkonvertierende Schicht gegen eine Schicht aus Quantenpunkten ersetzt (Bild 3). Das Licht wird dadurch – gemessen an den aktuellen Modellen – um etwa 20 Prozent effizienter gewandelt, was sich auf die Helligkeit und die Lebensdauer des Displays auswirkt: Der gängige Helligkeitswert eines Samsung-SUHD-TV liegt zur Zeit bei ca. 1000 cd/m², bei den aktuellen Monitoren des Herstellers sind es 350 bis 300 cd/m². Einbrenneffekte, die speziell bei professionellen Geräten mit langer Einschaltdauer oder Dauerbetrieb eine Rolle spielen, können bei dieser Technik vermieden werden.
Wenn Quantenpunkte Cadmium-Sulfide (CdS) oder Cadmium-Selenide (CdSe) enthalten, kann bei deren Herstellung das umweltschädliche Cd(2+) freigesetzt werden. Seit mehr als zehn Jahren forscht Samsung an alternativen, nicht umweltschädlichen Herstellungsmethoden, nutzt für die aktuellen Fernseher und Displays ausnahmslos cadmiumfreie Quantum Dots und fördert damit die Nachhaltigkeit der Produkte.
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