Farbstarke Nanopartikel: Künftig sollen auch preiswerte TVs satte Farben zeigen

Quantenpunkte findet man bald auch in TVs unter 500 Euro, denn die Partikel überleben nun auch in der Luft. Die Nanopartikel taugen zudem als Projektionsfläche.

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Leuchtende Quantenpunkte in Flüssigkeit

Von
  • Ulrike Kuhlmann

Bei Quantenpunkten im Display handelt es sich um selbstleuchtende Nanopartikel, die energiereiches Licht in Strahlung höherer Wellenlängen umwandeln. Die Konvertierung nutzen die Displayhersteller, um aus blauem Licht grünes und rotes Licht zu erzeugen. Anschließend mischen sie daraus entweder „weißes“ Licht fürs Backlight, was beispielsweise in allen aktuellen LCD-TVs mit lokal dimmbaren Backlight der Fall ist. Oder aber die Quantenpunkte ersetzen quasi die RGB-Farbfilter im Display.

Der gelb aussehende Diffuser vor dem LED-Backlight (rechts erkennt man einige LEDs) verteilt das blaue LED-Licht und wandelt es mit den eingearbeiteten Quantenpunkten in "weißes" Licht füs LCD.

(Bild: Ulrike Kuhlmann, c't magazin)

Letzteres nutzt etwa Samsung in seinen brandneuen QD-OLED-TV, die blau leuchtende organische Schichten besitzen. Das blaue Licht wird mit Quantenpunkten in rotes und grünes Licht für die RGB-Subpixel gewandelt.

Ein großer Vorteil der Quantenpunkte: Sie erzeugen sehr schmalbandige Farbspektren und damit sehr satte Farben. Wesentlicher Nachteil: Sie erhöhen die Kosten für TVs und Monitore, weil das Material selbst einiges kostet und weil die Nanopartikel empfindlich in der Luft reagieren. So war es zumindest bisher.

Leuchtende Quantenpunkte
In Flüssigkeit aufgelöste Quantenpunkte, die mit blauem Licht bestrahlt werden.

Inzwischen sind die Materialpreise deutlich gefallen, laut QD-Spezialist Nanosys von zunächst einigen Tausend Dollar pro Quadratmeter Displayfläche auf jetzt etwa 30 US-Dollar.

Hinzu kommt, dass Nanosys die Quantenpunkte so weiterentwickelt hat, dass sie an der Luft stabil bleiben, also nicht zerfallen. Eine spezielle Versiegelung, wie sie etwa die organischen Stoffe in OLEDs benötigen, ist nicht mehr erforderlich. Stattdessen bringt Nanosys die Partikel direkt in die Lichtleiterplatten namens xQDEF der LC-Displays ein. Dadurch können laut Nanosys nun auch sehr preiswerte TV-Gerät mit farbverstärkenden Quantenpunkten ausgestattet werden. Gedacht sind die xQDEF-Diffuser insbesondere für Displays mit lokalem Dimmen oder miniLEDs im Backlight.

Einen weiteren Einsatz von Quantenpunkten präsentierte die Firma Sun Innovation auf der Display Week. Sie projiziert farbiges Licht auf eine dünne Folie mit eingearbeiteten Nanopartikeln. Je nach einfallender Lichtfarbe und vorhandener Quantenpunkte leuchtet die Folie hell in der gewünschten Farbe.

Sun Innovations strahlt blaues Licht einer Laser-LED auf eine mit Quantenpunkten angereicherten Projektionsscheibe.

(Bild: Ulrike Kuhlmann, c't magazin)

Vorteilhaft ist hier die richtungsunabhängige und homogene Verteilung des umgewandelten Lichts. Da sich je nach Anzahl der eingebrachten Quantenpunkte sehr hohe Leuchtdichten erzielen lassen und der gesamte Aufbau prinzipiell recht einfach ist – es braucht nur eine kleine Projektionseinheit –, ließe sich damit relativ einfach Head-up-Displays im Auto realisieren.

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(uk)