Quantum Dots - mehr als nur Punkte

Im Chaos des Technik-Vokabulars punktet im wahrsten Sinne des Wortes ein weiterer Begriff: Quantum Dots. Was hat es mit dieser LED-Technologie auf sich? Sind Samsung mit SUHD und Sony mit Triluminos die einzigen im QD-Fieber? Wer hat es erfunden und worum geht es im Einzelnen? Gibt es überhaupt einen Unterschied zu OLED? Und was hat das Ganze mit Rec. 2020, Color-Gamut-Farbraum und Farbreinheit der Unterpixel zu tun?

Während die Programmanbieter noch bei HD herumdümpeln, wappnen sich die TV-Hersteller bereits für 8K. Zur Erinnerung: Eine Auflösung im mittlerweile normalen High-Definition beinhaltet gerade mal 1920 × 1080 Pixel (2K), UHD das Doppelte, also 3840 × 2160 Pixel bzw. klassisches Cinema-4K 4096 × 2160 Pixel … und vielleicht schon zur IFA 2016 gibt es dann 8K mit unglaublichen 7680 × 4320 Pixeln. Zukunftsmusik? Weniger! Bereits im Jahre 2012 wurde die ITU-R-Empfehlung BT.2020 veröffentlicht, nach der die Anzahl der Bildpunkte sowie weitere Standards für 4K und 8K festgelegt wurden.

Hierzu gehören sowohl die Farbtiefe von 10 oder 12 Bits pro Abtastwert als auch der erweiterte Farbraum gemäß Rec. 2020. Weder die klassische Röhre noch LCD-Bildschirme und selbst herkömmliche UHD-Fernseher können hier schon nicht mehr mithalten. Und auch über die aktuelle OLED-Technologie munkelt man, dass hier die Farben der Subpixel zu unrein sind, d.h. die drei Grundfarben (Rot, Grün, Blau) nicht hundertprozentig dargestellt werden.

Quantum Dots
www.samsung.com

Und wo ein Markt vorhanden ist, da gibt es Alternativen. So setzt zum Beispiel wieder einmal Samsung neue Maßstäbe in punkto Detailtiefe, Kontrast und natürlicher Farbdarstellung. Die neuen SUHD-Fernseher des südkoreanischen Technikriesen enthalten mikroskopisch dünne Nanokristalle, die den Farbraum deutlich erweitern. Ähnlich wie das Prisma seinerzeit brechen diese superkleinen Kristalle das Licht und können somit sogar hochreines weißes Licht erzeugen. Die Quantenpunkte sollen sogar eine um 30 Prozent breitere Farbskala als Kathodenstrahlröhren bieten und 64 mal mehr Farben liefern als herkömmliche Fernseher – und das bei einem deutlich geringen Stromverbrauch.

Doch damit noch nicht genug. Die aktuelle QD-Technologie kommt (jedenfalls in den SUHD-Modellen der 2015er Serie von Samsung) ohne Kadmium aus. Bislang standen die Quantum Dots in der Kritik, da das bis dato verwendete Schwermetall giftig und somit gesundheitsgefährdend sei. Was für die OLED-Technologie das wasserlösliche Calcium ist, wurde in der Vergangenheit bei Quantum Dot zur Achillesferse. Die in Deutschland vertriebenen Geräte sind im Übrigen frei von dem giftigen Schwermetall und basieren auf der Entwicklung des Chemieriesen Dow Chemical, der das exklusive Vertriebsrecht der britischen Firma Nanoco für kadmiumfreie Quantenpunkte besitzt.

Neben Samsung und Sony versprechen auch die neuen Geräte der Marke Thomson dank Quantum-Dot-Technologie einen erhöhten Farbraum gemäß Rec.2020 und somit beste Bildwiedergabe. Nach eigenen Angaben soll der 55 Zoll 4K-UHD-Fernseher (55UA9806) nicht nur bezahlbar sein, sondern darüber hinaus über den breitesten Color-Gamut-Farbraum verfügen, der aktuell auf dem Markt erhältlich ist und somit dem Vergleich mit LCDs und vor allem OELDs standhalten. Diese vollmundigen Versprechen gründen sich vor allem auf die Aussagen des Entwicklers QD Vision, der seine Color IQ Quantum-Dot-Technologie unter anderem damit bewirbt, dass sie nicht nur spektralrein, sondern abstimmbar und darüber hinaus wirtschaftlich erschwinglich sei.

QD-Vision - http://coloriq.com

Von der weltweiten Nachfrage profitieren jedoch auch andere QD-Anbieter, wie Nanosys, Life Technologies, Ocean Nanotech und Evident Technologies sowie der britische Produzent Nanoco Technologies. Auch das deutsche Unternehmen Bayer Material Science bietet im Übrigen entsprechende Vorprodukte im Rahmen der QD-Technologie an. Es verwundert also nicht, dass die weltweite Massenproduktion auf Hochtouren läuft und diverse Gerätehersteller auf den QD-Zug aufspringen. Bekannt für seine QD-Displays ist natürlich Sony, der diese unter dem Markennamen Triluminos vermarktet. Doch auch andere große Hersteller setzen auf die QD-Technologie. Hierzu gehören unter anderem LG, Philips, Samsung und 3D sowie Amazon mit Kindle-Fire-HDX-Tablets. In punkto Brillanz, Schärfe, Blickwinkel und Farbdarstellung soll das kleine Amazon-Tablet sogar das iPad in den Schatten stellen und wird von verschiedenen Fachzeitschriften im Zusammenhang mit der QD-Technologie in den höchsten Tönen gelobt.

Somit liegt der Verdacht nahe, dass sich die Konkurrenz hier nicht gern die Butter vom Brot nehmen lässt. Befürworter bewerten die QLEDs zwar als qualitativ hochwertiger als ihre OLED-Kollegen. Viele Experten (z.B. die weltweit bekannte Testplattform DisplayMate) sprechen hingegen von einer ähnlich hohen Farbbrillanz wie bei der OLED-Technologie. Fakt ist jedoch, dass Quantom-Dot-Displays deutlich energieeffizienter und heller sind. Darüber hinaus ist die Kalibrierung und Abstimmung eines QD-Displays während der Produktion weitaus einfacher. Dies bescheinigen die Analysen von DisplayMate als einen der größten Vorteile dieser Technologie.

Dennoch handelt es sich wohl um eine 1-zu-10-Situation. Auch wenn IHS der QD-Technologie ein Umsatzvolumen in Höhe von 200 Millionen US-Dollar für das Jahr 2020 prognostizierte, sind das im Vergleich zum Markt für OLED-Displays eher Peanuts. Hier lagen die Umsätze bereits im Jahre 2012 bei 4,9 Milliarden US-Dollar und sollen nach OLED-Info auf satte 26 Milliarden Dollar anwachsen. Man muss also kein Mathegenie sein, um herauszufinden, dass hier David gegen Goliath kämpft. Und die Fronten sind dabei nicht einmal klar definiert. So hat der US-amerikanische Entwickler der Quantum-Dots-Technologie im Jahre 2015 einige Prüfungen und Analysen der Europäischen Kommission über sich ergehen lassen müssen. Hintergrund war eine Ausnahmegenehmigung für die als giftig deklarierten Quantenpunkte auf Kadmium-Basis.

In diesem Zusammenhang war von Wettbewerbsverzerrungen die Rede, die die EU-Kommission allerdings revidierte. QD Vision bleibt am Ball und arbeitet an der Überprüfung durch die EU-Kommission mit. Hierzu gehört im Übrigen auch die Überprüfung der Quantenpunkt-Technologie auf Indium-Basis. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Ein beschleunigtes Verfahren macht den Weg frei für den europäischen Markt, der bisher durch vorwiegend asiatische Geräte nur indirekt erschlossen werden konnte. Ein Narr ist, wer hier nichts Böses ahnt.

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