Quantenpunkte
Sie prägen die Zukunft der Display-Technologie
Der weltweite Markt für Quantenpunkt-Materialien (QD) wird bis 2034 voraussichtlich 550 Mio. Dollar erreichen. Das Potenzial ist aber noch viel größer, insbesondere im Display-Markt.
Zu diesem Ergebnis kommt die Marktstudie »Materialien und Technologien für Quantenpunkte 2024-2034: Trends, Märkte, Anwendungen.« von IDTechEx. Während sich die bestehenden Technologien weiterentwickeln und ihren Platz auf dem Display-Markt festigen, sorgen neue Techniken und die daraus resultierende Hoffnung auf neue Produkte zusätzlich für Optimismus. Mit jedem Technologiesprung definieren die QDs die Grenzen des Erreichbaren in Bezug auf visuelle Qualität und Energieeffizienz neu. Das wiederum treibt den Markt voran: QD-fähige Produkte werden die Zukunft der Displaytechnologie prägen.
Zunächst ein kurzer Blick in die Geschichte der QDs: Sie wurden 1980 entdeckt. Es handelt sich um Halbleiter-Nanokristalle im Bereich von 2-10 nm (10-50 Atome) mit in der Größe abstimmbaren Eigenschaften. Aufgrund ihrer nanoskaligen Abmessungen weisen sie Quanteneinschränkungseffekte auf, die zu bemerkenswerten optischen und elektrischen Eigenschaften führen. Sowohl die photolumineszierenden als auch die elektrolumineszierenden Eigenschaften von QDs können für Display-Anwendungen eingesetzt werden, wobei sie in unterschiedlichem Maße kommerziell nutzbar sind.
Die Einführung von »QD on Edge« erschien zwischen 2013 und 2016, wobei die QDs zwischen der LED-Reihe und dem der Glas-Lichtleiterplatte (LGP) platziert wurden. Diese Methode gilt aus verschiedenen Gründen als veraltet. Zudem lässt sie sich nur für kantenbeleuchtete Displays verwenden, was eine Änderung der Rücklichteinheit erfordert und daher schwer zu skalieren ist. Darüber hinaus hat sich einer der Hauptakteure, QD Vision, aus dem Geschäft zurückgezogen.
Quantenpunkt-Verstärkungsfolien (QDEF) wurden 2013 auf den Markt gebracht und sind auch heute noch das vorherrschende QD-Produkt mit den Vorteilen, dass sie sowohl für kantenbeleuchtete als auch für direkt beleuchtete Displays geeignet sind, dass sie sich leicht in bestehende Display-Herstellungsprozesse integrieren lassen, unter anderem benötigen sie eine niedrigere Temperatur und einen geringeren Lichtstrom. Verschiedene Versionen kamen zwischen 2021 und 2023 auf den Markt. Verglichen mit dem Erfolg von QDEF war die Idee von Quantenpunkt auf Glas (QDOG) nicht erfolgreich. Die Kombination aus LGP und QDEF sollte ein dünneres und einfacheres Design ermöglichen. Aufgrund des höheren Endpreises, der Beschränkung auf kantenbeleuchtete Displays mit Glas-LGP und des erforderlichen internen Know-hows für die Handhabung des Glases wurden sie jedoch wieder verworfen und finden nur noch in Nischen Anwendung. QD-Farbkonverter (QDCC) können sowohl bei OLED- als auch bei Mikro-LED-Displays eingesetzt werden, wobei erstere bereits 2022 auf den Markt kamen. Andere neue Anwendungen sind »QD on Chip«, bei denen die QDs direkt in das LED-Gehäuse auf dem Chip eingebracht werden, sowie QLED-Displays, bei denen QDs als emittierende Pixel verwendet werden.
Die sich jetzt abzeichnenden Ansätze werden die Display-Industrie revolutionieren und gleichzeitig lukrative Geschäftsmöglichkeiten in einem expandierenden Markt eröffnen. Bei der QDCC-Implementierung zum Beispiel werden die QDs nicht in einer Folie über dem LGP platziert, sondern sie fungieren als Farbkonverter, wie unten dargestellt. Sie bieten klare Vorteile, wie volle Farbe mit verbesserter Farbskala, hohe Helligkeit und größere Betrachtungswinkel im Vergleich zu weißen OLED. QDCCs für OLEDs, microLEDs und On-Chip-Typen gewinnen an Dynamik, was durch die Weiterentwicklung von Materialien und die Verbesserung von Herstellungstechniken begünstigt wird. Sie könnten schließlich den Filmtyp übertreffen.
Darüber hinaus erkennt diese Analyse QDs als das Emissionsmaterial für Displays an und verfolgt Verbesserungen der Effizienz und Lebensdauer, während sie sich mit den anhaltenden Herausforderungen in Bezug auf Leistung, Lebensdauer, Abscheidung/Musterung und Bauelementdesign befasst.
Weil QDs einen Mehrwert bieten, werden sie in einer zunehmenden Zahl von Displays mit verschiedenen Formaten eingesetzt. Derzeit werden QD-haltige Displays in der Regel als Premium-Displays vermarktet, wenn sie mit LCDs kombiniert werden, um die Farbskala zu erweitern, in fast allen Displays mit Mini-LED-Hintergrundbeleuchtung erscheinen und in OLED-Displays eingesetzt werden, um bessere Farben und eine höhere Leuchtdichte ohne Größenbeschränkung zu bieten.
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
IDTechEx
Quantenpunkte revolutionieren Bildsensoren
Chemie-Nobelpreis
Die Zähmung der Quantenpunkte
Innovationen von der SID Display Week
Quantenpunkte, E-Paper in Farbe und Touch AMOLED
